對切割用熔劑的要求是:在氧中燃燒時發(fā)熱量大,燃燒產(chǎn)物的熔點低,流動性好,或具有一定的沖刷作用。最常用的是純鐵粉,其粉度一般為0.11mm或更細,以利于在切割反應區(qū)中充分燃燒。為了提高切割效率,改善切割質(zhì)量,尤其在切割有色金屬時,也采用在鐵粉中加鋁粉或其他金屬粉末作熔劑。
采用氧-熔劑切割不銹鋼、鑄鐵,其切割厚度大大提高,國內(nèi)已切割到厚度1200mm。
所加熔劑的成分主要是由鐵粉、鋁粉、硼砂、石英砂等組成。附加的鐵粉、鋁粉在氧氣流中燃燒時,產(chǎn)生大量的熱量,對切割處進行補充加熱,使難熔的氧化物熔化并與被切割金屬表面的氧化物熔在一起。加入硼砂等可使熔渣變稀,使之易于流動,很容易從金屬表面被吹走而打開氧氣進入的通路,使切割過程正常進行。熔劑中除了鐵粉外,還混入其他粉末狀熔劑加入物,熔劑加入物的加入量根據(jù)被切割金屬來確定。
切割不銹鋼及高鉻鋼時,可采用鐵粉作為熔劑。切割高鉻鋼時,也可采用鐵粉與石英砂按1:1比例混合的熔劑。切割時,割嘴與金屬表面距離應比普通氣割時稍大些,約為15~20mm,否則容易引起回火。切割速度比切割普通低碳鋼稍低一些,預熱焰功率比普通氣割高15%~25%。
氧-熔劑方法切割鑄鐵與切割高鉻鋼大致相同,但所用熔劑除鐵粉外,還要加入30%~35%的磷鐵粉。切割鑄鐵時,切割速度要比切割高鉻鋼時低50%~55%,氣體及熔劑的消耗量比切割高鉻鋼時高2.5~3倍。
氧-熔劑方法切割紫銅、黃銅及青銅時,采用的熔劑成分是:鐵粉70%~75%、鋁粉15%~20%、磷鐵10%~15%。切割時,先將被切割金屬預熱到200~400℃。割嘴和被切割金屬之間的距離根據(jù)金屬的厚度決定,一般在20~50mm之間。
5. 水解氫-氧火焰切割
以氧氣和氫氣混合燃燒形成的火焰作預熱火焰而進行的氧氣切割稱為氧-氫切割。由于氫的總熱值小,火焰溫度低(僅2400℃),預熱時間長(是氧-乙炔火焰的2倍)且安全性差,所以過去在工業(yè)生產(chǎn)上沒有獲得廣泛應用。但由于氧-氫混合氣燃燒的產(chǎn)物是水,對環(huán)境無污染。因此,近年來國內(nèi)外相繼開發(fā)出小型電解水的氫-氧發(fā)生器,并利用其產(chǎn)生的氫-氧混合氣作氣焊火焰和氣割的預熱火焰。于是出現(xiàn)了“水解氫-氧火焰切割”。
電解水氫-氧發(fā)生器示意如圖4所示。其中電解槽是產(chǎn)生氫和氧的裝置,為了加速水的電離,提高電解效率,通常在水中加入適量的強電解質(zhì),如KOH。氣體壓力繼電器用于控制發(fā)氣量,當混合器內(nèi)壓力大于某一設定值時,即自動切斷電源,停止電解;當壓力降至一定值時,電源自動接通,電解槽繼續(xù)產(chǎn)生氣體。
采用水解氫-氫火焰切割時,可使用普通氧氣切割用的割炬。這種切割方法的供氣方式有多種,圖5所示為最簡單的一種。來自水解氫-氧發(fā)生器的混合氣通入割炬的燃氣通道,原預熱氧氣閥關閉。切割氧單獨由氧氣瓶供給。由于發(fā)生器產(chǎn)生的氫和氧的體積比是固定的(為0.5),所以混合氣燃燒的火焰為中性焰,其燃燒性能不可調(diào)節(jié)?;旌蠚饬髁靠赏ㄟ^燃氣閥或發(fā)生器的發(fā)氣量進行調(diào)節(jié)。
應注意的是,氫氣易爆炸,因此裝置中設兩道回火防止器,并在混合器上安裝防爆片。一旦回火,能及時排放氣體,防止逆燃火焰進入電解槽。
水解氫-氧火焰切割工藝和操作與一般氧-乙炔切割相同。
使用水解氫-氧火焰切割時要注意安全,發(fā)生器的各部件及其連接接頭應密封,以免泄露造成事故。發(fā)生器應可靠接地,盡可能在室外作業(yè),室內(nèi)作業(yè)要有良好通風。工作開始前,先開割炬的混合氣通路的閥門,排除里面的空氣,待2~3min后才能點火切割。