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氧气加还原铁粉切割不锈钢的工作原理

更新时间:2017-05-24     来源:http://www.myjsyj.com/    浏览:         分享:
摘要:不锈钢按金相组织来分,一般可分为奥氏体不锈、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢三大类,另外还有半铁素体、半马氏体不锈钢。 一般常用的不锈钢是奥氏体不锈钢,不锈钢和普通钢材一样,也是一种以铁…

       不锈钢按金相组织来分,一般可分为奥氏体不锈、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢三大类,另外还有半铁素体、半马氏体不锈钢。

       一般常用的不锈钢是奥氏体不锈钢,不锈钢和普通钢材一样,也是一种以铁、碳为基础的铁—碳合金,为了防止锈蚀在钢中加入了铬、镍、锰、钼、钛、铌、铜、钴等元素,这些元素决定不锈钢的耐腐蚀性的主要元素是铬和镍。

       一般奥氏体不锈钢的含碳量应低于0.14%,含铬量一般在13%—18%,含镍量在14%左右。

       不锈钢为什么在介质腐蚀下在较短时间内不生锈呢?其主要原因是在不锈钢表面生成铬镍的氧化膜来保护不锈钢不生锈。

       在用氧气切割不锈钢时在预热火焰的温度影响下,在不锈钢表面有一层很薄的氧化膜,即称高熔点、粘度大的三氧化二铬遮盖在不锈钢表面上,妨碍下一层金属燃烧,故不能正常切割,三氧化二铬的氧化膜熔点为1990 0C左右,而一般奥氏体不锈钢本身的熔点为1550 0C。由此可见,氧化膜的熔点大于基本金属基体的熔点,给切割带来困难。

       那么怎样用氧气切割不锈钢呢?

       由于在不锈钢表面生成三氧化二铬氧化物,其氧化膜熔点高,我们就用易燃烧的铁粉物质来熔它,达到可切割的目的。

       1、铁粉火焰切割的基本原理

       铁粉火焰切割是针对选用氧乙炔焰无法完成的不锈钢、铸铁、高碳耐热钢切割的一种切割方法,它是在氧—乙炔焰切割的基本原理上以模拟的形式进行的。

       首先将氧—乙炔焊炬变成送粉装置、切割粉喷到切割线上,起到助燃助熔作用,增加切割燃烧时的氧化反应,关于改制方法在教学时做全面介绍。

       铁粉同氧燃烧时产生的温度一般在2000 0C左右,切割时加入氧流铁粉被割工件进行预热此时铁粉在火焰中起着猛烈的氧化反应,放出大量的热能,不断切割不断输送铁粉,使割口上都产生熔化并同时生成熔渣,把割件上部温度传到割口下部,顺利完成切割。

       2、铁粉火焰切割方法 铁粉火焰切割方法基本同氧—乙炔切割低碳钢的方法,其形式所不同的是它在割炬上部设一套装置,切割粉伴随切割氧的同时输出。切割前首先调节好乙炔与氧气的混合,使其火焰调节成为中性焰,先打开送粉装置上的分流开关,使氧流进入送粉室,切割粉通过喷嘴正常喷射到被割工件上面,先预热,一旦预热温度达到燃烧后开始切割。

       3、不锈钢铁粉火焰切割特点 铁粉火焰切割不锈钢的方法与等离子切割相比较,具有设备价格低廉、节约能源、设备简单、易操作、使用面广等优点。现将两种不同的切割方法为例,看其节电数据。

切割方法 电压 电流 耗电 切割速度 耗气 耗切粉
等离子切割 150 260 300 400 2400  
铁粉火焰切割     0 400   0.2

       从表中可知采用铁粉火焰切割的方法代替等离子切割具有节电效能。另外,在去除割缝的毛刺方面,采用铁粉火焰切割氧化铁易清除切割较容易,而等离子切割则需要采用碳弧气刨的方法才能去渣。从这个角度来看又能节省电能, 其次,两种切割方法相比较,铁粉火焰切割的灵活性较强,它能象使用氧—乙炔焰切割碳钢一样任意移动到所需要的切割工作场地进行操作。而且能割各种位置,比如,在已组装的不锈钢筒体中或其它形状的半成品需要开孔时,铁粉火焰切割就可以在任意部位切割任意的孔形,在装配时可以切除碰头的部位,操作十分方便,而等离子切割只能在固定的地方进行操作。

       二种不同切割不锈钢的质量比较,其切割后的割缝表面质量及金相显微组织基本相同。以40毫米的不锈钢切割为例,采用二种不同的切割方法而收到割缝宽度均为4—5毫米,割缝表面光洁度,铁粉火焰切割比等离子切割约差一级,割缝表面的垂直度铁粉火焰切割为佳。从金相组织来看,两种切割方法切割后的边缘显微组织均属奥氏体。只是热影响区的宽度稍有些差异。等离子切割热影响区宽度最大为0.316毫米,最小为0.237毫米;铁粉火焰切割热影响区宽度最大为0.432毫米,最小为0.158毫米。采用两种不同方法切割后的渗入物均无异样;割缝处的显微硬度一致,割缝加工性能良好。

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