谈气割主要工艺参数对切割质量的影响

       气割是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属剧烈氧化并放出热量，利用切割氧流把熔化状态的金属氧化物吹掉，从而实现切割的一种加工工艺方法。金属的气割过程实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。即气割过程的能量来源一部分来自于氧乙炔火焰(或氧气金火焰，下同)，一部分来自于金属自身燃烧放出的热量。也就是说金属要能被氧乙炔火焰切割开就必须先燃烧后熔化，且是一个放热过程。
       而在实际生产过程中，有些气割断面成形差，甚至成锯齿状，有的气割断面出现坡口或塌心，还有的挂渣，气割后仍然粘连。细细追究起来，实际上就是操作者对气割的主要参数没能掌握要领。经过作者在生产现场多年的工作经验，总结出气割的主要参数(包括割炬型号、割嘴号码、切割氧压力、气割速度、预热火焰能率、割嘴与工件问的倾斜角及割嘴离工件表面的距离等)对其切割质量的影响，分别论述如下。
1．割炬型号、割嘴号码、切割氧压力的影响
被割件越厚，割炬型号、割嘴号码及氧气压力均应增大，其之间是有一定关系的，如果不按工艺要求更换割炬或割嘴号码，肯定会出现切割缺陷。当然氧气压力也不能过高或过低。如果切割氧压力过高，则割缝过宽，切割速度降低，不仅浪费氧气，同时还会使切口表面粗糙，而且大量的高速氧气流还会对被割件产生强烈的冷却作用；如果氧气压力过低，会使气割过程中的氧化反应减慢，切割的氧化物熔渣吹不掉，在割缝背面形成难以清除的熔渣粘结物，甚至割不透工件。经过用射吸式G01—30和G01—100型割炬进行试验，当然，氧气的纯度对氧气的消耗量、切口质量和气割速度也有很大影响。氧气纯度降低，会使金属氧化过程缓慢，切割速度降低，同时氧的消耗量增加。氧气中的杂质主要为氮气，氮气在气割过程中会吸收热量，并在切口表面形成气体薄膜，阻碍金属燃烧，从而使气割速度下降和氧气消耗量增加，并且切口表面粗糙。因此，气割用氧气的纯度一般要求在99．5％以上。
2．气割速度的影响
一般气割速度与工件的厚度和割嘴形式有关，工件厚则气割速度慢；相反，气割速度应较快。气割过程中总是出现后拖量，尤其气割厚板时更为显著。所谓后拖量，是指在氧气切割过程中，在切割面上的切割氧流轨迹的始点与终点在水平方向上的距离，如图1所示。
合适的气割速度，应使切口产生的后拖量比较小为原则。若气割速度过慢，会使切口边缘不齐，甚至产生局部熔化现象，割后清渣困难；若气割速度过快，会造成后拖量过大，使割口不光洁，甚至造成割不透。总之，合适的气割速度可以保证气割质量，并能降低氧气的消耗量。

3．预热火焰能率的影响
       火焰能率是指单位时间内可燃气(乙炔气或金火焰气)的消耗量，即单位时问内可燃气所提供的能量。其大小主要取决于氧乙炔混合气体中氧气的压力和流量(消耗量)及乙炔气(或金火焰气)的压力和流量(消耗量)。流量的粗调通过更换割炬型号和割嘴号码来实现，细调通过调节割炬上的氧气调节阀和乙炔调节阀来实现。
预热火焰的作用是把金属工件加热到金属在氧气中的燃烧温度，并始终保持这一温度，同时还使钢材表面的氧化皮剥离和熔化，便于切割氧流与金属接触。气割时，预热火焰应采用中陛焰或轻微氧化焰。碳化焰因有游离碳的存在，会使切El边缘增碳，所以不能采用。在切割过程中，要注意随时调整预热火焰，防止火焰性质发生变化。
预热火焰能率的大小与工件的厚度有关，工件愈厚，火焰能率应愈大，但在气割时应防止火焰能率过大或过小的情况发生。如气割厚钢板时，由于气割速度较慢，为防止割缝上缘熔化，应相应使火焰能率降低。若此时火焰能率过大，会使割缝上缘产生连续珠状钢粒，甚至熔化成圆角，同时还造成割缝背面粘附熔渣增多，影响切割质量。如在气割薄钢板时，因气割速度快，可相应增加火焰能率，但割嘴应离工件远些，并保持一定的倾斜角度。若此时火焰能率过小，使工件得不到足够的热量，就会使气割速度变慢，甚至使气割过程中断。
4．割嘴与工件间的倾角影响
       割嘴倾角的大小主要根据工件的厚度来确定。一般气割4mm以下的钢板时，割嘴应后倾25°～45°；气割4～20mm的钢板时，割嘴应后倾20°～30°；气割20～30mm厚的钢板时，割嘴应垂直于工件；气割大于30mm厚的钢板时，开始气割时应将割嘴前倾20°～30°，待割穿后再将割嘴垂直于工件进行正常切割，当快割完时，割嘴应逐渐向后倾斜20°～30°。
割嘴与工件间的倾角对气割速度和后拖量产生直接影响，如果倾角选择不当，不但不能提高气割速度，反而会增加氧气的消耗量，甚至造成气割困难。

5．割嘴离工件表面距离的影响
       通常火焰焰芯离开工件表面的距离应保持在3～5mm，这样，加热条件最好，而且渗碳的可能性也最小。如果焰芯触及工件表面，不仅会引起割缝上缘熔化，还会使割缝渗碳的可能性增加。
       一般说来，切割薄板时，由于切割速度较快，火焰可以长些，割嘴离开工件表面的距离可以大些；切割厚板时，由于气割速度慢，为了防止割缝上缘熔化，预热火焰应短些，割嘴离工件表面的距离应适当小些，这样，可以保持切割氧流的挺直度和氧气的纯度，使切割质量得到提高。
总之只有各个工艺参数相互配合，调节适当，按照上述要求进行气割，其切割质量肯定有所提高。