氧－乙炔焰切割原理

出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《铆工实用技术手册》第319页（1701字）

氧－乙炔焰切割是根据某些金属被加热到一定温度时在氧气流中能剧烈氧化(即燃烧)的原理，用割炬来进行切割的一种方法。

1．氧－乙炔焰切割过程

氧－乙炔焰切割的过程是：利用乙炔气体与氧气混合燃烧的预热火焰，将被切割金属加热到燃点，然后向该处喷射高纯度的氧气，使金属发生剧烈燃烧，产生的金属氧化物(熔渣)随即被高速氧吹掉，达到金属分离的目的。在熔渣被吹走的同时，切割氧继续与下层金属发生燃烧反应，燃烧热与预热火焰一起进一步加热下层金属并使其达到燃点，保证切割过程持续进行。由此可见，金属的气割过程实质是金属在火焰和氧的作用下，预热－燃烧－去渣的重复作用过程，而不是熔化过程。

2．氧－乙炔焰切割条件

实践证明，不是所有的金属都可以进行气割，要使预热－燃烧－去渣过程顺利进行，被切割金属必须满足下列条件。

①金属的燃点应低于熔点。这是切割过程正常进行的最基本条件。如果金属的燃点高于熔点，在对金属预热时，金属还未达到燃烧温度就已开始熔化，变成液体状态，切割过程也就无法进行。低碳钢的燃点约为1350℃，而熔点约为1500℃，它完全满足了这个条件，所以低碳钢具有良好的气割条件。

碳素钢随着含碳量的增加，则熔点降低，而燃点增高，所以含碳量越高，气割越不易进行。含碳量为0．8%的碳钢，其燃点和熔点差不多都等于1300℃，只能勉强进行切割。而含碳量大于0．8%的高碳钢，则由于燃点比熔点高，所以气割不易进行。

铜、铝及铸铁的燃点都比熔点高，所以不宜用普通的气割方法进行切割。

②燃烧时产生的金属氧化物的熔点应低于金属的熔点。在气割中产生的金属氧化物(熔渣)必须是低熔点的，同时流动性要好，这样的金属氧化物才容易被吹除。如果金属氧化物熔点比金属熔点高，则会在切口表面形成一层薄膜，阻碍切割氧与下层金属接触，从而使气割发生困难。

铸铁、铜、铬、镍、锌等金属，其氧化物熔点均比本身金属高，所以这些金属不宜用气割方法进行切割。

③金属在切割氧中燃烧时应放出较多热量。在气割中这一条件也是很重要的，因为上层金属燃烧产生的热量，对下层金属起着预热作用，且燃烧往往大于火焰热，如气割低碳钢时，由金属燃烧所产生的热量占70%左右，而由预热火焰所供给的热量仅为30%，所以气割能顺利进行。如果金属燃烧时放出热量不足，则下层金属得不到预热，使气割过程发生困难。例如铜、镍合金在燃烧时放出热量较小，所以气割过程就不容易进行。

④金属的导热性不宜过高。如果被切割金属的导热性过高，则预热火焰及气割中燃烧所供给的热量会被传导散失，造成气割处的温度不能提高，以致达不到金属的燃点，使气割不能进行。由于铜、铝等金属具有较高的导热性，故对气割带来很大的不利。

⑤金属中的淬硬性元素要少。淬硬性元素不但能提高钢的可淬性，还会在切口处出现裂纹，同时会阻碍气割过程的顺利进行。因此，金属材料中淬硬性元素(碳、铬、硅、钨、钼等)含量要少。

综合上述，由于纯铁、低碳钢、中碳钢和部分低合金钢能满足上述条件，所以能顺利地进行气割。当钢含碳量增高时，气割过程开始恶化，含碳量超过0．8%时，必须将割件预热到400～700℃后才能进行气割；当含碳量大于1%时，一般就不能正常气割了。

目前，铸铁、高合金钢及有色金属常采用等离子弧来进行切割。