不銹鋼為什麽不能用乙炔氣割

不銹鋼的振動氣割不銹鋼在氣割時生成難熔的Cr2O3，所以不能用普通的火焰切割方法進行切割。不銹鋼焊接結構的制造中，如果厚度適宜，應盡量采用切割質量好、效率高的等離子弧切割工藝。但是等離子弧切割的厚度有限。隨著厚度的增加，電源的功率增加，切割質量變差，電極噴嘴耗損嚴重。當厚度超過100mm時，用等離子弧切割方法已難以切割。對於雖有等離子弧切割條件，但遇到需要切割厚度150～200mm以上的不銹鋼冒口或大厚度鋼板時，或沒有等離子弧切割條件時，可采用振動切割和金屬粉末切割法（氧-熔劑切割法）。也可以采用氧-熔劑切割的工藝方法。振動切割法是采用普通割炬而使割嘴不斷擺動來實現切割的方法。這種方法雖然切口不夠光滑，但突出的優點是設備簡單、操作技術容易掌握，而且被切割工件的厚度可以很大，甚至可達300mm以上。不銹鋼振動切割的示意如圖19所示。不銹鋼振動切割的工藝要點如下：采用普通的G01-300型割炬，預熱火焰較壹般碳鋼切割火焰要大且集中。氧氣壓力要大15％～20％，采用中性火焰。切割開始時，先用火焰加熱工件邊緣，待其達到紅熱熔融狀態時，打開切割氧氣閥門，少許擡高割炬，熔渣即從切口處流出。此時割炬應立即做壹定幅度的前後、上下擺動，便可進行連續切割。割嘴擺動的頻率為每分鐘80次左右，振幅為10～15mm。利用火焰的高溫（3200℃）來破壞切口處的氧化膜，使鐵繼續燃燒，並借助於火焰中的氧流前後、上下振動的沖擊研磨作用，沖掉熔渣，達到連續切割的目的。（2）復合鋼板的氣割不銹復合鋼板的氣割不同於壹般碳鋼的氣割。由於不銹鋼復合層的存在，給切割帶來壹定的困難，但它比單壹的不銹鋼板容易切割。用壹般切割碳鋼的規範來切割不銹復合鋼板，經常發生切不透的現象。保證不銹復合鋼板切割質量的關鍵是使用較低的切割氧氣壓力和較高的預熱火焰氧氣壓力。因此，應采用等壓式割炬。切割不銹復合鋼板時，基層（碳鋼面）必須朝上，切割角度應向前傾，以增加切割氧流所經過的碳鋼的厚度，這對切割過程非常有利。操作中應註意將切割氧閥門開得較小壹些，而預熱火焰調得較大壹些。切割16mm＋4mm復合鋼板時，采用半自動自動切割機分別送氧的氣割工藝參數為：切割氧壓力0.2～0.25MPa，預熱氣壓力0.7～0.8MPa。改用手工切割後所采用的切割工藝參數為：切割速度360～380mm/min，氧氣壓力0.7～0.8MPa，割嘴直徑為2～2.5mm（G01-300型割炬，2號嘴頭），嘴頭與工件距離5～6mm。（3）鑄鐵的振動氣割鑄鐵材料的振動氣割原理和工藝基本上與不銹鋼振動切割相同。切割時，以中性火焰將鑄鐵切口處預熱至熔融狀態後，再打開切割氧氣閥門，進行上下振動切割。每分鐘上下擺動60次左右。鑄鐵厚度在100mm以上時，振幅為8～15mm。當切割壹段後，振動次數可逐漸減少，甚至可以不用振動，而像切割碳鋼板那樣進行操作，直至切割完畢。切割鑄鐵時，也有采用沿切割方向前後擺動或左右橫向擺動的方法進行振動切割的，如采用橫向擺動。根據工件厚度的不同，擺動幅度可在8～10mm範圍內變動。（4）合金鋼的氣割合金鋼因含有較多的合金元素，如C、Mn、Mo、Cr、Ni、Si、W等，這些元素對鋼材的氣割性能有很大的影響。壹些元素還使鋼材產生淬硬傾向，而氣割過程的熱循環特點是快速加熱並迅速冷卻，切割邊緣會出現淬硬組織，特別是在工件厚度大、環境溫度低的場合。因此，壹些合金鋼為了恢復其切割前的性能，切割後還需進行熱處理。切割中、高碳鋼和各種低合金鋼時，鋼的碳當量對氣割性能的影響見表13，壹些大厚度低合金鋼的割前預熱和割後熱處理措施見表14。表13 鋼的碳當量對氣割性能的影響 碳當量/％ 氣割性能 鋼號舉例 < 0.6 無工藝上的限制，不需預熱即可氣割 " 15Mn,20Mn,10Mn2,15Mo,15NiMo" 0.6～0.8 夏季允許不預熱情況下切割，冬季在切割厚鋼材和形狀復雜零件時需加熱到150℃ "30Mn,35Mn,40Mn,30Mn2,15Cr,20Cr,15CrV," "10CrV,15CrMn,10Mo,12CrNi3A,20CrNi3A" 0.8～1.1 為了防止淬火裂紋，需預熱或隨同切割加熱到200～300℃ "50Mn,65Mn,70Mn,35Mn2,45Mn2,50Mn2,40Cr," "50Cr,12CrMo,15CrMo,20CrMo,30CrMo,35CrMo," "20CrMn,40CrMn,40CrNi,50CrNi,12CrNi4," "30CrNi4,40CrVa" > 1.1 為了避免出現裂紋，需預熱至300～450℃或更高溫度，並隨後緩冷（放入爐中或用隔熱材料保溫）。含碳量大於1.2％的鋼難以氣割 "25CrMnSi,30CrMnSi,35CrMnSi,50CrMnSi," "33CrSi,40CrSi,35CrAlA,20Cr3,35Cr2MoA," "25CrNiWA,40CrMnMo,45CrNiMoVA,50CrMnA," "50CrAlA,50CrMnVA,50CrNiMo,12Cr2Ni3MoA" 註：碳當量（％）計算公式為 Ceq＝C+0.16Mn+0.3 (Si+Mn)+0.4Cr+0.2V+0.04 (Ni+Cu) 表14 壹些大厚度低合金鋼的割前預熱和割後熱處理措施 鋼號 切割厚度/mm 預熱溫度/℃ 割後熱處理 20SiMn 1000以上 200～250 保溫緩冷 37SiMn2MoV 600以上 250～350 立即進爐保溫緩冷或回火 38SiMn2Mo 20Cr3WMoV 34CrMoV 34CrMoA 60SiMnMo 400以上 420～450 立即進爐630～650℃回火 60CrMnMo 5CrSiMnMoV 5CrMnMo 3Cr2W8V 註：鍛件應在最終熱處理前切割，鑄件應在消除鑄造應力後進行切割。 合金元素含量較高的鋼，切割前的預熱溫度應根據鋼的切割碳當量確定。有關文獻推薦的合金鋼切割前預熱溫度的計算公式為 Tph＝500[Ceq（1+0.0002δ）－0.45]-1/2 （2） 式中 Tph——切割前預熱溫度，℃； δ——工件厚度，mm； Ceq——切割碳當量，％。 Ceq＝C+0.155 (Cr+Mo)+0.14 (Mn+V)+0.11Si+0.045 (Ni+Cr) （3） 當被切割的工件厚度小於100mm時，厚度影響很小，可略去不計。於是公式（2）可簡化為 Tph＝500（Ceq－0.45）－1/2 （4） 由公式（4）可知，對厚度小於100mm的鋼材，其切割碳當量Ceq≤0.45％時，壹般不需切割前預熱。 高合金鋼切割前預熱和割後熱處理條件見表15。 表15 高合金鋼切割前預熱和割後熱處理條件 鋼的組織類型 預熱條件 割後熱處理馬氏體 250～350℃ 淬火並回火，或650～950℃ 馬氏體+鐵素體 壹般不預熱，厚大截面、外形復雜的 650～95℃回火或退火 零件預熱250～350℃ 鐵素體 不需預熱 加熱至750～850℃，水淬奧氏體+鐵素體 不需預熱 不需割後熱處理奧氏體 不需預熱 加熱至1050～1150℃隨後快冷， 或氣割時用水急冷邊緣 氣割厚度100mm以下的高碳鋼和合金元素含量高的鋼材時，應適當放慢切割速度。這樣有助於降低冷卻速度和切割工件邊緣的淬硬性，對切割後需進行機械加工的工件尤為必要。切割這些鋼材時適宜的切割速度可根據下達公司確定，即 υ＝υo×0.8〔1-(Ceq－0.45)－1/2〕 （5） 式中 υ——合金鋼的氣割速度，mm/min； υo——同等厚度碳鋼（Ceq≤0.45％）的氣割速度最佳值，mm.min； Ceq——被切割鋼材的碳當量，％，按公式（3）計算。 合金鋼的燃點和熔點等壹般比碳鋼要高壹些，因此預熱火焰的功率也要適當增大。