(焊工焊接证培训课件）3.1.16-17热切割

1、国际焊接学会授权的培训机构国际焊接学会授权的培训机构 哈尔滨焊接技术培训中心哈尔滨焊接技术培训中心 Harbin Welding Training Institute 国际焊接工程师培训课程国际焊接工程师培训课程Training Course for International Welding EngineerIIW Authorised Training Body( (焊工焊接证培训课件焊工焊接证培训课件）3.1.16-173.1.16-17热切割热切割IIW Authorized Training BodyIIW Authorized Training BodyIIW Authorized

2、 Training BodyIIW Authorized Training BodyIIW Authorized Training Body 按物理物理过程分类按物理物理过程分类: :火焰燃烧切割、熔化切割火焰燃烧切割、熔化切割和升华切割。和升华切割。 按机械化程度分类按机械化程度分类: :手工、半机械化、全机械化手工、半机械化、全机械化和自动化切割。和自动化切割。 按能源的分类按能源的分类: :热切割的分类热切割的分类IIW Authorized Training Body火焰切割火焰切割原理：原理：利用氧气与可燃性气体燃烧产生的热量来预热被切割处的金属，使其达到燃点后，喷出高速切割氧流，使

3、预热处的金属燃烧并放出热量，然后利用高速切割氧流将燃烧后的金属氧化物吹掉，实现分离。适用范围适用范围板厚在板厚在3300mm范围内的低碳钢和低合金钢。范围内的低碳钢和低合金钢。IIW Authorized Training Body火焰切割需满足的条件 （1）金属材料的燃点应低于熔点 （2）金属氧化物的熔点应低于金属的熔点 （3）金属燃烧时应是放热反应 （4）金属的导热性要差 （5）生成的氧化物应富有流动性，易于被吹掉IIW Authorized Training BodyIIW Authorized Training Body 不锈钢及铸铁的切割要采用金属粉火焰切割的方法IIW Author

4、ized Training Body不同钢材的火焰切割性能不同钢材的火焰切割性能钢钢火焰切割性火焰切割性注解注解碳钢碳钢可切割至可切割至1.6%C为了避免边缘的淬硬和产生裂为了避免边缘的淬硬和产生裂纹，含碳量大于纹，含碳量大于0.4%的钢要的钢要预热，如可能的话退火预热，如可能的话退火*锰钢锰钢冷切割可至冷切割可至13%Mn和和1.3%C硅钢硅钢冷切割至冷切割至2.9%Si，在含碳量非，在含碳量非常小的情况下，可达常小的情况下，可达4%Si铬钢铬钢冷切割至冷切割至1.5%Cr热切割至热切割至10%CrC最大含量最大含量0.2%镀铜钢镀铜钢可切割至可切割至0.7%Cu钨钢钨钢可切割至可切割至10

5、%W，5%Cr，0.2%Ni，0.8%C。热切割至。热切割至17%WMo使切割性能变坏使切割性能变坏镍钢镍钢可切割至可切割至34%Ni和和0.5%C*用于火焰切割的予热温度用于火焰切割的予热温度IIW Authorized Training Body碳当量碳当量予热（予热（）50mm的板厚（直线切的板厚（直线切割）割）予热（予热（）50mm的板厚（仿型的板厚（仿型切割）切割）0.30.30.40.40.50.50.60.6最高最高100100200200350最高最高100100200200350350500碳当量与预热温度碳当量与预热温度IIW Authorized Training Bod

6、y火焰切割设备火焰切割设备割矩割矩IIW Authorized Training Body切割嘴切割嘴环型割嘴环型割嘴间隙割嘴间隙割嘴单元割嘴单元割嘴混合割嘴混合割嘴环型割嘴环型割嘴间隙割嘴间隙割嘴IIW Authorized Training Body 主要介绍主要介绍ISO 9013:2002，本标准适用于可进行热切，本标准适用于可进行热切割的材料，厚度从割的材料，厚度从3mm至至300mm质量技术分级及其质量技术分级及其尺寸偏差。尺寸偏差。 火焰切割质量技术要求火焰切割质量技术要求1割炬割炬 2割嘴割嘴 3切割束流切割束流 1割口上边缘割口上边缘 2割口表面割口表面 3割口下边缘割口下边

7、缘4割口割口 5切割起点切割起点6切割终点切割终点 a工件厚度工件厚度 b割口厚度割口厚度 c钝边厚度钝边厚度a工件厚度工件厚度 b割嘴距离割嘴距离c前进方向前进方向 d切割厚度切割厚度 割炬倾角割炬倾角 割口倾角割口倾角d割口宽度割口宽度 e切割厚度切割厚度f割口宽度割口宽度g底部割口宽度底部割口宽度 h切割方向切割方向IIW Authorized Training Body定定 义义代号代号图图 解解切割后拖量切割后拖量n直角和斜角误差直角和斜角误差u有关切割面质量参数的定义有关切割面质量参数的定义IIW Authorized Training Body平均粗糙度平均粗糙度RZ5h边缘熔化

8、边缘熔化r垂直度垂直度IIW Authorized Training Body切割厚度切割厚度aa（mm）a30.1a3a60.36a100.610a201.020a401.540a1002.0100a1503.0150a2005.0200a2508.0250a30010.0不同切割厚度不同切割厚度a的的a值值IIW Authorized Training Body切割面的质量分级切割面的质量分级范围范围直角和斜角误差直角和斜角误差mm10.05+20.15+30.4+40.8+51.2+直角和斜误差直角和斜误差uIIW Authorized Training Body直角和斜角误差，直角和斜

9、角误差，u-工件厚度到工件厚度到150mm IIW Authorized Training Body范围范围平均粗糙度平均粗糙度110+（ mm）240+（ mm）370+（ mm）4110+（ mm）平均粗糙度，平均粗糙度，RZ5IIW Authorized Training Body平均粗糙度，平均粗糙度，RZ5-工件厚度到工件厚度到150mmIIW Authorized Training Body工件尺寸偏差工件尺寸偏差 工件尺寸偏差是指工件基本尺寸（或称名义尺寸）工件尺寸偏差是指工件基本尺寸（或称名义尺寸）与切割后的实际尺寸之差值。与切割后的实际尺寸之差值。 工件尺寸偏差分为工件尺寸偏

10、差分为1、2两个等级，具体见两个等级，具体见ISO9013标准。标准。IIW Authorized Training Body不同切割方法的质量等级不同切割方法的质量等级符号：符号： 氧火焰切割氧火焰切割 等离子切割等离子切割 激光切割激光切割 数字数字1-5见表见表6几种切割方法切割质量（直角和斜角误差几种切割方法切割质量（直角和斜角误差-150mm） IIW Authorized Training Body符号：符号： 氧火焰切割氧火焰切割 等离子切割等离子切割 激光切割激光切割 数字数字1-4见表见表7几种切割方法切割质量（平均粗糙度几种切割方法切割质量（平均粗糙度-150mm）IIW

11、Authorized Training Body切割面质量标记举例切割面质量标记举例例例1 : ISO9013-231例例2:（用文字描述）（用文字描述）工件尺寸偏差为工件尺寸偏差为2级级ISO9013 342表面粗糙度表面粗糙度RZ5区域区域4直角或斜角误差直角或斜角误差u为区域为区域3标准号标准号IIW Authorized Training Body 气体（压力、流量、混合比、纯度、类型和温度等）气体（压力、流量、混合比、纯度、类型和温度等） 割嘴（结构、寿命和切割角度等）割嘴（结构、寿命和切割角度等） 机械装置（机器结构、寿命和切割速度等）机械装置（机器结构、寿命和切割速度等） 被切割

12、材料（化学成分、厚度和尺寸精度等）被切割材料（化学成分、厚度和尺寸精度等）影响火焰切割质量的因影响火焰切割质量的因素素IIW Authorized Training Body其它切割方法其它切割方法 等离子切割等离子切割 激光切割激光切割 气体放电气体放电 水射流切割水射流切割IIW Authorized Training Body 等离子切割等离子切割 分类分类 根据原理不同分：根据原理不同分： 非转移弧等离子切割非转移弧等离子切割 转移弧等离子切割转移弧等离子切割 二次气体等离子切割二次气体等离子切割 水流束等离子弧切割水流束等离子弧切割 根据使用气体不同分：根据使用气体不同分： 空气等离

13、子弧切割空气等离子弧切割 氧气等离子弧切割氧气等离子弧切割 氮气等离子弧切割氮气等离子弧切割 氩气氩气- -氢气等离子弧切割氢气等离子弧切割 水射流等离子弧切割水射流等离子弧切割IIW Authorized Training Body等离子切割原理等离子切割原理等离子是一种熔化切割方法。等离子是一种熔化切割方法。IIW Authorized Training Body 使用气体使用气体 氧气、空气、氮气和氩气氧气、空气、氮气和氩气 应用：应用： 氩气氩气+氢气氢气 高合金钢、有色金属（铝、钛、钼等）高合金钢、有色金属（铝、钛、钼等） 氮气氮气 高合金钢、铝、钛、铜高合金钢、铝、钛、铜 氧气氧气

14、 结构钢结构钢 压缩空气压缩空气 结构钢、铬镍钢结构钢、铬镍钢 氩气氩气+氮气氮气 铬镍钢铬镍钢 氩气氩气+氮气氮气+氢气氢气 铬镍钢铬镍钢 二氧化碳二氧化碳 高合金钢高合金钢IIW Authorized Training Body切割气体特性切割气体特性氢气氢气（H2）氩气氩气（Ar）氮气氮气（N2）氧气氧气（O2）压缩压缩空气空气组合气体组合气体He Ne N2 H2气气体体特特性性 高导热高导热性性 小分子小分子量，纯氢量，纯氢气密度小，气密度小，不适合单不适合单独使用独使用充当氩充当氩气的补充气的补充气体可以气体可以在高速度在高速度切割时得切割时得到高质量到高质量切割表面切割表面 高原

15、子高原子量，易吹出量，易吹出熔融物熔融物 低电离低电离能量能量 低导热低导热系数，低能系数，低能量量 纯氩气纯氩气成本高，使成本高，使用较少用较少 导热性导热性和分子量界和分子量界于于H2和和Ar之间之间 附加附加Ar可以提高导可以提高导热性和切割热性和切割面质量面质量 使用纯使用纯N2或混合或混合气体气体 切割面切割面富富N2导致导致焊接气孔的焊接气孔的产生产生 氧化金属氧化金属 减小熔融物减小熔融物粘性，易被吹粘性，易被吹出出 小切割边缘小切割边缘和导角和导角 较小的毛刺较小的毛刺 使用纯使用纯O2或或混合气体混合气体（N2O2） 便宜切割气体便宜切割气体 改变表面张力改变表面张力和熔融物

16、粘性和熔融物粘性 切割飞溅小，切割飞溅小，颗粒细小颗粒细小很高的切割速很高的切割速度情况下，切割度情况下，切割面质量好，毛刺面质量好，毛刺较小较小 切割面富切割面富N2导致焊接气孔的导致焊接气孔的产生产生 与压缩空气与压缩空气相似，较少氧相似，较少氧化氮（氧气不化氮（氧气不足）足） IIW Authorized Training Body材料材料板厚板厚mm电流电流A切口宽度切口宽度mm优化切割速度优化切割速度mm/min气体消耗气体消耗NL/minArH2N2高合金钢高合金钢255102020406012550501001001002502502505002.02.03.03.03.04.5

17、4.54.59.01600100018008004008003001501005121212121515153088881212121510铝铝5510204085501001001002502502.03.03.03.04.54.515002500120060050015012121212151588881212等离子切割参数等离子切割参数IIW Authorized Training Body激光切割激光切割激光切割原理：利用激光的高能量密度（激光切割原理：利用激光的高能量密度（107W/cm2）将被割材）将被割材料熔化吹除实现分离。料熔化吹除实现分离。激光切割分为：激光切割分为：激光激光

18、火焰火焰（氧化）切割、激光熔化切割、激光（氧化）切割、激光熔化切割、激光升华切割升华切割IIW Authorized Training Body激光切割的特点激光切割的特点:1）切割质量高）切割质量高2）切割效率高）切割效率高IIW Authorized Training Body材料材料厚度厚度 mm切割速度切割速度 m/min功率功率 WS23515500S235191000S235811000S355150.84000结构钢结构钢62.54000Cr/Ni钢钢1024000铝合金铝合金6.32.56000编织物编织物1层层80400激光切割参数激光切割参数IIW Authorized T

19、raining Body激光焊接和切割适用范围激光焊接和切割适用范围 对于焊接和切割等材料加工，主要采用对于焊接和切割等材料加工，主要采用CO2激光，激光，而激光气是由而激光气是由45%CO2、13.5% N2和和82% He组成的组成的混合气体。混合气体。 激光可切割：激光可切割：金属材料金属材料/塑料塑料/木材和陶瓷材料木材和陶瓷材料IIW Authorized Training Body电弧电弧-氧气切割氧气切割 碳弧气刨碳弧气刨气体放电热切割气体放电热切割IIW Authorized Training Body材料材料厚度厚度mm焊条直径焊条直径mm(etwa)电流电流A氧消耗氧消耗l

20、/m氧压力氧压力bar每根焊条的切每根焊条的切割长度割长度 mm切割时间切割时间1）min/m结构钢结构钢55110453.514001.3结构钢结构钢2051301206.56501.7结构钢结构钢40514034064502.8结构钢结构钢6061957005.54004.2结构钢结构钢100830015006.53204.4铬镍钢铬镍钢55230851.55501.5铬镍钢铬镍钢2552205002.55507铬镍钢铬镍钢50522010002.555020铝铝1052201652.53002铝铝2552602502.52006铜铜5530012533602铜铜25765012003.5

21、11071）连续不断切割（在铬镍钢锯齿状压动时切割时）连续不断切割（在铬镍钢锯齿状压动时切割时）电弧电弧-氧气切割参数氧气切割参数IIW Authorized Training Body坡口形式宽坡口形式宽度度mm深度深度mm电极直径电极直径mm切割速度切割速度cm/min每根焊条每根焊条切割长度切割长度m61.552003855650.912581152.416710752.2电弧电弧压缩空气切割参数参数压缩空气切割参数参数IIW Authorized Training Body水射流切割水射流切割 水射流切割是将水增至超高压水射流切割是将水增至超高压100400MPa，经节流小孔（，经节流小孔（0.150.4mm），使水压热能转变为射流动能（流速高达），使水压热能转变为射流动能（流速高达900mm/s），用这种高速密集的水射流进行切割。磨料水射流），用这种高速密集的水射流进行切割。磨料水射流切割则是再往水射流中混入磨料粒子，经混合管形成磨料射流切割则是再往水射流中混入磨料粒子，经混合管形成磨料射流进行切割。在磨料射流中，水射流作为载体使磨料粒子加速，进行切割。在磨料射