氧气切割的原理与方法

氧气切割简称气割。气割是指通过气体火焰将工件待切除部分加热到一定温度后，利用喷出的高压氧气流，使金属燃烧并释放热量，从而实现金属的切割的方法，它与气焊有着本质的不同。如图5－20所示，气割中间孔输入的是氧气，周围的圆柱孔输入的是乙炔。气割是低碳钢和低碳合金钢中切割应用最广泛的一种切割方法。

1.气割原理

图5－20　气割示意图

气割开始时，用气体火焰将待割处部分的金属加热到熔点，然后打开氧气切割阀门，高速纯氧气流使高温金属燃烧，生成的高温金属氧化物被产生的高温热熔化，并被氧气流吹走，金属燃烧产生的高温热和预热又将邻近的金属加热到熔点，割炬沿着切割线以一定的速度移动就形成了切口。在整个切割过程中，金属没有熔化，而是直接燃烧。因此，气割的本质是金属在纯氧中燃烧。

2.气割设备

气割时，只是用割炬代替了气焊中的焊炬，其他设备都与气焊时的设备相同，包括氧气瓶、乙炔瓶、回火保险器、减压器和胶管等。与焊炬相同，割炬按氧气和乙炔的混合方式的不同也可分为射吸式和等压式两种。其中射吸式割炬主要应用于手工气割，它的结构如图5－21所示。等压式割炬主要应用于机械气割。

图5－21　吸射式割炬

1－切割氧气管；2－切割氧气阀；3－氧气；4－乙炔；5－乙炔阀；6－预热氧气阀；7－喷嘴；8－吸射管；9－混合气阀；10－割嘴(www.xing528.com)

在用手工割炬进行切割之前，要清除割件切割线附近的油污、铁锈等杂质；焊件下面要留出一定的空间，以便于氧气渣的流出；切割时，应先点燃预热火焰，调整其火焰为中性焰或轻微氧化焰，进行完金属的预热，达到金属熔点后，再打开切割氧进行切割，焊接临近结束时，应将割炬后倾，使割件下部先割透，然后再割断割件。切割完毕后，应先关闭切割氧，再关闭乙炔，最后关闭预热火焰，进行熄灭。

3.金属气割条件

在进行金属材料气割时，金属材料必须满足以下条件，才能进行气割。

(1)金属的燃点必须低于熔点

只有金属的燃点低于熔点，才能保证金属在固态下燃烧，而不是熔化。如果金属材料的燃点高于熔点，则金属在切割过程中首先发生的是熔化过程，这会造成金属气割割口不整齐。

(2)金属氧化物的熔点必须低于金属本身的熔点，同时流动性要好。

如果金属材料的氧化物熔点高于金属本身熔点，在进行气割时，就会在切口表面形成固态氧化物，就会阻碍氧气流与切割处金属的接触，切割就无法顺利进行。

(3)金属燃烧能产生大量的热，金属本身的导热性要低

只有这样，才能保证切割处的金属有足够的预热温度，使切割过程能够顺利地完成。

满足以上条件的金属有低碳钢、中碳钢和低合金钢，而高碳钢、铸铁、高合金钢以及铜、铝等有色金属及其合金，均难以进行气割。与其他切割方法相比，气割设备简单，操作方便，适应性强，可以在任意位置和方向切割各种形式的工件，生产效率高，切口质量也相当好，应用广泛。