第1个回答 2022-07-04
不锈钢的振动气割不锈钢在气割时生成难熔的Cr2O3,所以不能用普通的火焰切割方法进行切割.不锈钢焊接结构的制造中,如果厚度适宜,应尽量采用切割质量好、效率高的等离子弧切割工艺.但是等离子弧切割的厚度有限.随着厚度的增加,电源的功率增加,切割质量变差,电极喷嘴耗损严重.当厚度超过100mm时,用等离子弧切割方法已难以切割.对于虽有等离子弧切割条件,但遇到需要切割厚度150～200mm以上的不锈钢冒口或大厚度钢板时,或没有等离子弧切割条件时,可采用振动切割和金属粉末切割法（氧-熔剂切割法）.也可以采用氧-熔剂切割的工艺方法.振动切割法是采用普通割炬而使割嘴不断摆动来实现切割的方法.这种方法虽然切口不够光滑,但突出的优点是设备简单、操作技术容易掌握,而且被切割工件的厚度可以很大,甚至可达300mm以上.不锈钢振动切割的示意如图19所示.不锈钢振动切割的工艺要点如下：采用普通的G01-300型割炬,预热火焰较一般碳钢切割火焰要大且集中.氧气压力要大15％～20％,采用中性火焰.切割开始时,先用火焰加热工件边缘,待其达到红热熔融状态时,打开切割氧气阀门,少许抬高割炬,熔渣即从切口处流出.此时割炬应立即做一定幅度的前后、上下摆动,便可进行连续切割.割嘴摆动的频率为每分钟80次左右,振幅为10～15mm.利用火焰的高温（3200℃）来破坏切口处的氧化膜,使铁继续燃烧,并借助于火焰中的氧流前后、上下振动的冲击研磨作用,冲掉熔渣,达到连续切割的目的.（2）复合钢板的气割不锈复合钢板的气割不同于一般碳钢的气割.由于不锈钢复合层的存在,给切割带来一定的困难,但它比单一的不锈钢板容易切割.用一般切割碳钢的规范来切割不锈复合钢板,经常发生切不透的现象.保证不锈复合钢板切割质量的关键是使用较低的切割氧气压力和较高的预热火焰氧气压力.因此,应采用等压式割炬.切割不锈复合钢板时,基层（碳钢面）必须朝上,切割角度应向前倾,以增加切割氧流所经过的碳钢的厚度,这对切割过程非常有利.操作中应注意将切割氧阀门开得较小一些,而预热火焰调得较大一些.切割16mm＋4mm复合钢板时,采用半自动自动切割机分别送氧的气割工艺参数为：切割氧压力0.2～0.25MPa,预热气压力0.7～0.8MPa.改用手工切割后所采用的切割工艺参数为：切割速度360～380mm/min,氧气压力0.7～0.8MPa,割嘴直径为2～2.5mm（G01-300型割炬,2号嘴头）,嘴头与工件距离5～6mm.（3）铸铁的振动气割铸铁材料的振动气割原理和工艺基本上与不锈钢振动切割相同.切割时,以中性火焰将铸铁切口处预热至熔融状态后,再打开切割氧气阀门,进行上下振动切割.每分钟上下摆动60次左右.铸铁厚度在100mm以上时,振幅为8～15mm.当切割一段后,振动次数可逐渐减少,甚至可以不用振动,而像切割碳钢板那样进行操作,直至切割完毕.切割铸铁时,也有采用沿切割方向前后摆动或左右横向摆动的方法进行振动切割的,如采用横向摆动.根据工件厚度的不同,摆动幅度可在8～10mm范围内变动.（4）合金钢的气割合金钢因含有较多的合金元素,如C、Mn、Mo、Cr、Ni、Si、W等,这些元素对钢材的气割性能有很大的影响.一些元素还使钢材产生淬硬倾向,而气割过程的热循环特点是快速加热并迅速冷却,切割边缘会出现淬硬组织,特别是在工件厚度大、环境温度低的场合.因此,一些合金钢为了恢复其切割前的性能,切割后还需进行热处理.切割中、高碳钢和各种低合金钢时,钢的碳当量对气割性能的影响见表13,一些大厚度低合金钢的割前预热和割后热处理措施见表14.表13 钢的碳当量对气割性能的影响 碳当量/％ 气割性能 钢号举例 0.6 无工艺上的限制,不需预热即可气割 " 15Mn,20Mn,10Mn2,15Mo,15NiMo" 0.6～0.8 夏季允许不预热情况下切割,冬季在切割厚钢材和形状复杂零件时需加热到150℃ "30Mn,35Mn,40Mn,30Mn2,15Cr,20Cr,15CrV," "10CrV,15CrMn,10Mo,12CrNi3A,20CrNi3A" 0.8～1.1 为了防止淬火裂纹,需预热或随同切割加热到200～300℃ "50Mn,65Mn,70Mn,35Mn2,45Mn2,50Mn2,40Cr," "50Cr,12CrMo,15CrMo,20CrMo,30CrMo,35CrMo," "20CrMn,40CrMn,40CrNi,50CrNi,12CrNi4," "30CrNi4,40CrVa" > 1.1 为了避免出现裂纹,需预热至300～450℃或更高温度,并随后缓冷（放入炉中或用隔热材料保温）.含碳量大于1.2％的钢难以气割 "25CrMnSi,30CrMnSi,35CrMnSi,50CrMnSi," "33CrSi,40CrSi,35CrAlA,20Cr3,35Cr2MoA," "25CrNiWA,40CrMnMo,45CrNiMoVA,50CrMnA," "50CrAlA,50CrMnVA,50CrNiMo,12Cr2Ni3MoA" 注：碳当量（％）计算公式为 Ceq＝C+0.16Mn+0.3 (Si+Mn)+0.4Cr+0.2V+0.04 (Ni+Cu) 表14 一些大厚度低合金钢的割前预热和割后热处理措施 钢号切割厚度/mm 预热温度/℃ 割后热处理 20SiMn 1000以上 200～250 保温缓冷 37SiMn2MoV 600以上 250～350 立即进炉保温缓冷或回火 38SiMn2Mo 20Cr3WMoV 34CrMoV 34CrMoA 60SiMnMo 400以上 420～450 立即进炉630～650℃回火 60CrMnMo 5CrSiMnMoV 5CrMnMo 3Cr2W8V 注：锻件应在最终热处理前切割,铸件应在消除铸造应力后进行切割. 合金元素含量较高的钢,切割前的预热温度应根据钢的切割碳当量确定.有关文献推荐的合金钢切割前预热温度的计算公式为 Tph＝500[Ceq（1+0.0002δ）－0.45]-1/2 （2） 式中 Tph——切割前预热温度,℃； δ——工件厚度,mm； Ceq——切割碳当量,％. Ceq＝C+0.155 (Cr+Mo)+0.14 (Mn+V)+0.11Si+0.045 (Ni+Cr) （3） 当被切割的工件厚度小于100mm时,厚度影响很小,可略去不计.于是公式（2）可简化为 Tph＝500（Ceq－0.45）－1/2 （4） 由公式（4）可知,对厚度小于100mm的钢材,其切割碳当量Ceq≤0.45％时,一般不需切割前预热. 高合金钢切割前预热和割后热处理条件见表15. 表15 高合金钢切割前预热和割后热处理条件 钢的组织类型 预热条件 割后热处理马氏体 250～350℃ 淬火并回火,或650～950℃ 马氏体+铁素体 一般不预热,厚大截面、外形复杂的 650～95℃回火或退火 零件预热250～350℃ 铁素体不需预热 加热至750～850℃,水淬奥氏体+铁素体 不需预热 不需割后热处理奥氏体 不需预热 加热至1050～1150℃随后快冷, 或气割时用水急冷边缘 气割厚度100mm以下的高碳钢和合金元素含量高的钢材时,应适当放慢切割速度.这样有助于降低冷却速度和切割工件边缘的淬硬性,对切割后需进行机械加工的工件尤为必要.切割这些钢材时适宜的切割速度可根据下达公司确定,即 υ＝υo×0.8〔1-(Ceq－0.45)－1/2〕 （5） 式中 υ——合金钢的气割速度,mm/min； υo——同等厚度碳钢（Ceq≤0.45％）的气割速度最佳值,mm.min； Ceq——被切割钢材的碳当量,％,按公式（3）计算. 合金钢的燃点和熔点等一般比碳钢要高一些,因此预热火焰的功率也要适当增大.