数控火焰切割机丙烯基切割气应用研究

2020-8-25 17:07:51      点击:

用乙炔为燃气的氧炔焰开展金属复合材料的数控火焰切割机激光切割和焊接,是一项传统式的加工工艺。它具备火焰温度高,激光切割、焊接速度更快,加工工艺完善,实际操作方法为操作过程工作人员所了解等优势,另外也具备成本增加,环境污染大,操作流程极易产生淬火等缺陷,并且乙炔气的爆炸极限覆盖面广,实际操作危险因素很大,对安全生产工作的规定高,因此大家正不断寻找其他的燃气来取代乙炔气。

常见的数控火焰切割机燃气关键有丙烷气、丙烯、丁烷、甲烷气体、压缩天然气等,针对这种氮化合物燃气,其爆炸极限都较乙炔范畴窄,因此实际操作安全系数较高。但另一方面,这种燃气的火焰快速传播比较慢,火焰温度也较乙炔低,在具体应用全过程中,和乙炔气对比,在特性和实际操作方法上面有一定的差别。

用丙烯作数控火焰切割机燃气用以激光切割金属材料,产品工件不容易烧塌,创口光洁整平,挂渣少易消除。激光切割时,与乙炔对比,加热時间稍长,但激光切割速度乙炔非常。除此之外,丙烯气低成本零污染,方便使用可以信赖。因而,在金属材料激光切割中,已愈来愈普遍地应用丙烯燃气。

可是,与乙炔对比,丙烯燃气的火焰温度较低,火焰快速传播不高,改进火焰快速传播,是丙烯燃气可以全方位取代乙炔燃气的重要。

 

一、试验

实验设计方案

工业级燃气有一个相互的特性,即全部的燃气都必须有co2来推动点燃,一种适用焊接的燃气在氧内点燃时务必具备下列特性:

(1)火焰温度高。

(2)火焰快速传播高。

(3)具备充足的发热量。

(4)火焰与对接焊缝及添充金属材料的化学变化至少。

在工业生产上好用的燃气中,乙炔气非常好地考虑了所述全部规定,其他一些燃气,如丙烯、丙烷气、燃气及其以这种汽体为基本的一些专业的汽体都具备充足高的火焰温度,但其火焰快速传播低,在氧与燃气的占比高到得以产生合理的快速传播时,这种汽体的还原性就太强了。因而,武汉威速达为了更好地使氧-丙烯火焰可用以焊接,主要是要提升其火焰温度,改进火焰的快速传播,另外应防止因氧的过多而造成产品工件及添充原材料的过多空气氧化,危害焊接品质。从相关参考文献能够 了解,一些含氧量有机化合物能够 做为氧-丙烯火焰的点燃活化剂,并可提升火焰的快速传播。本科学研究在加上含氧量有机化合物以推动火焰的点燃层面,关键应用醇、醚、酮等有机化学含氧化合物。在秘方设计过程中有待考虑到其与主燃气中间的相溶性,挥发物等要素时,还需加上一部分还原剂、气化剂、增稠剂等輔助成分。

对配方研究,将关键以下列几一部分开展:

(1)主燃气:丙烯。

(2)点燃活化剂。

(3)气化剂。

(4)火焰快速传播硫化促进剂。

(5)助有机溶剂或融解增稠剂。

也可依据具体情况,删改之上一至2个成分,以火焰温度做为探头开展秘方好坏的点评。2、温度精确测量

温度精确测量所选用的仪器设备为上海市仪器仪表三厂生产制造的WGJ-01型高精密电子光学高温计,测量范围为9003200℃。

3、秘方试验以及火焰温度的精确测量

秘方一:此秘方中添加点燃活化剂、空气氧化金属催化剂和融解增稠剂,及其能够 使这种液体防腐剂匀称做雾化的气化剂,全部防腐剂量为10%

秘方二:该秘方中关键添加了可提升火焰快速传播的醇、醚防腐剂,添加量为6%

秘方三:此秘方中添加醇、酮防腐剂并添加一定量的气化剂,加上总产量为7%

秘方四:此秘方添加醇、醚,用以提升火焰快速传播,并添加还原剂及气化剂,加上总产量为10%

二、试验及結果检测

1、激光切割试验

选用G01-30型氧-乙炔割炬,专用型红梅花型氧-丙烯割嘴,对薄厚为650毫米的厚钢板开展了数控火焰切割机激光切割试验,与氧-乙炔焰对比,激光切割时加热時间稍长,且需很大的氧浓度,但进到一切正常激光切割以后,可再调小氧浓度。

数控火焰切割机激光切割品质要比氧-乙炔焰的好,主要是创口光洁整平,挂渣少并且非常容易消除。

2、焊接试验

选用H01-6A型氧-乙炔焊炬,专用型红梅花型焊嘴,焊条选用含除氧剂的08Mn2Si焊条。各自对薄厚为236毫米的高碳钢板开展数控火焰切割机焊接实验。

3、焊接的物理性能检测

(1)冷拔实验

选用薄厚为3毫米的A3号厚钢板,各自用乙炔燃气及加了防腐剂的秘方四丙烯燃气焊接,焊条型号为08Mn2Si,按冷拔实验规范裁剪五个同样的试件。实验时将试件弯折180°

冷拔实验结果显示,用乙炔焊接的试件,在实验标准下经弯折180°而无裂开,所做5次实验所有达标,而用加了防腐剂的丙烯燃气焊接的试件,仅有3次实验达标,表明其焊接位置抗拉强度比乙炔焊接的稍弱。

(2)抗压强度实验

选用薄厚为3mmA3号厚钢板,各自用乙炔燃气及秘方四丙烯燃气焊接,选用直口对接焊,焊条型号为08Mn2Si,按抗压强度实验规范裁剪4个同样的试件,

三、結果剖析

理论上,乙炔彻底点燃能用以下化学变化化学方程表明:

C2H2+25O2─→2CO2+H2O+1344kJ/mol

但事实上点燃是分两个阶段开展的,一次反映产生在火焰的内区(焰心)内,这一反映释放的发热量和产生的高溫是因为乙炔的溶解,及其溶解出的碳部分空气氧化而造成的。

数控火焰切割机焊炬喷头中喷出来的汽体的占比如所述反应方程式所显示的那般为11时,反映产生典型性的极其光亮的深蓝色焰心,这类非常小的火焰造成出焊接厚钢板时所需的点燃抗压强度,此火焰称之为中性化焰。由于沒有产能过剩的碳或氧使金属材料渗氮或空气氧化,反映后的物质事实上是氧化性的,在焊接钢时是有利的。

对氧-乙炔焰,在其中性焰温度为3100℃上下。

在火焰表层,一次反映造成的一氧化碳及氢和周边空气中的氧点燃,产生二氧化碳和水蒸汽,即产生二次反映,因而,针对氧-丙烯焰而言,尽管其总发热量2175kJ/mol超过氧-乙炔焰的总发热量1344kJ/mol,但因为其一次反映的发热量及中性化焰温度都较低,因此,针对焊接,非常是焊接偏厚的产品工件时,氧-丙烯火焰是有一定缺点的。

武汉威速达实验根据在数控火焰切割机丙烯燃气中添加防腐剂的方式 ,来提升其点燃总发热量,提升火焰快速传播,从而做到提升火焰温度的目地。从实验結果看来,添加防腐剂以后,火焰温度有较大幅的提升。非常是用割炬测量的火焰温度(氧化焰)较高,在运用于金属材料激光切割时,获得非常好的激光切割实际效果。焊接应用的是中性化焰,而中性化焰温度非常大水平上受限于丙烯的一次反映,尽管武汉威速达在秘方四实验中,加了防腐剂后的丙烯燃气中性化焰温度相比较于纯丙烯燃气提升了110℃,达2980℃,但与乙炔中性化焰温度3100℃对比,还有很大的差别。

四、结果

1、与纯丙烯燃气相较为,添加不一样防腐剂之后的丙烯燃气其火焰温度均有显著的提升,温度可提升30220℃。

2、因为添加防腐剂之后的丙烯燃气,其数控火焰切割机火焰温度获得提升,非常是氧化焰温度,因而,运用于金属材料激光切割时,有很大的改进,主要是减少了加热時间,提升了激光切割速率,改进了创口的品质,而且减少了燃气使用量。

3、添加防腐剂后的丙烯燃气,其数控火焰切割机中性化焰温度也是有很大的提升。因而,可用以6毫米下列的高碳钢及铝、铜等金属材料的焊接,焊接品质不错。