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依據(jù)各種水下切割法的基本原理和切割狀態(tài)不同,大體上可將現(xiàn)有的水下切割法分為兩大類,即水下熱切割法和水下冷切割法。
水下熱切割法是利用熱源對金屬板材進(jìn)行加熱,或在純氧氣中燃燒,使金屬熔化,并采取某種措施將熔化金屬或熔渣去除而形成切口的切割方法,如水下氧-火焰切割、水下電弧切割、水下電弧-氧切割等。
熱切割法又可分為氧化切割法、熔化切割法及熔化-氧化切割法。氧化切割法是先利用火焰將待割金屬預(yù)熱到燃點,然后供氧氣使金屬燃燒,并吹掉熔渣而形成切口的切割方法,如水下氧-火焰切割。熔化切割法是利用熱源將金屬板材熔化,靠熔化金屬自身重量或?qū)⑷刍饘偌叭墼舳纬汕锌诘那懈罘椒?,如水下等離子切割、熔化極氣體保護(hù)切割及熔化極水噴射切割等。熔化-氧化切割法是利用熱源對金屬板材預(yù)熱使其熔化,然后供氧使金屬燃燒,并將燃燒產(chǎn)生的熔渣及剩余的熔化金屬吹掉而形成切口的切割方法,如水下電弧-氧切割、熱割矛切割及熱割纜切割。
具體有以下分類:
1.水下電弧-氧切割
水下電弧-氧切割是一種利用空心電極(即割條)與工件之間產(chǎn)生的電弧使工件熔化,氧氣從電極孔中吹出,使熱態(tài)工件金屬氧化燃燒,并吹掉熔化的金屬及熔渣,從而形成切口的切割方法。
2.水下等離子弧切割
水下等離子弧切割是利用高溫高速等離子氣流來熔化金屬板材,并借助高速氣流或水流把熔化金屬除掉而形成切口的切割方法。由于等離子弧難以在電極和工件之間形成,因此必須利用高頻或直接接觸方式首先在鎢極和噴嘴之間引燃引導(dǎo)電弧,然后再轉(zhuǎn)移過渡到鎢極和工件之間。如今用于水下金屬材料切割的等離子弧切割槍都是轉(zhuǎn)移弧形式的。
3.熔化極水噴射水下切割
熔化極水噴射水下切割是利用電弧產(chǎn)生的熱量將金屬熔化,并用高壓水射流將被熔化的金屬及熔渣吹掉,從而形成清潔的切口表面。
4.水下氧-火焰切割
水下氧-火焰切割是先利用氣體火焰將被切割工件表面預(yù)熱到燃燒點,然后噴射氧氣使金屬燃燒,并吹掉熔化金屬及熔渣,從而形成切口。
5.熱割矛切割
熱割矛是一根裝滿鋼絲的鋼管,當(dāng)從外部對鋼管出氣端預(yù)熱并使其達(dá)到燃點時,將氧氣從鋼管內(nèi)的鋼絲間吹出,鋼管及鋼絲燃燒放出的熱量使工件熔化而達(dá)到切割的目的。熱割矛放出的熱量及通過熱割矛吹出的氧氣使被切工件熔化、燃燒而形成切口,是一熔化-氧化過程。但與水下電弧-氧切割有區(qū)別的是:熱割矛是以本身氧化產(chǎn)生的熱量起主導(dǎo)作用,而水下電弧-氧切割是以氧化金屬為主。
6.熱割纜切割
熱割纜是用細(xì)鋼絲制成的空心纜,其切割原理與熱割矛切割基本一樣:先將熱割纜出氣端預(yù)熱到燃點,然后供氧使熱割纜燃燒從而使工件熔化,從而達(dá)到切割目的。
7.水下成形藥包爆炸切割
成形藥包是裝在軟質(zhì)金屬(如銅、鋁、鉛)外殼內(nèi)的,經(jīng)特別配制的一種炸藥。藥包的斷面通常呈倒V形。其切割的原理是:把藥包置于被切割工件的待切割部位,當(dāng)炸藥起爆、爆炸波將金屬外殼破壞時,其所形成的高溫高速金屬粒子流和高能沖擊波定向集中地噴射到工件上,從而把工件擊穿形成切口。該水下切割可對板材進(jìn)行直線切割、穿孔以及標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀的斷面(如切割管子、鋼纜)。
8.高壓水射流切割
高壓水射流切割是利用從噴嘴中噴出的高速高壓水射流將工件破斷,以達(dá)到切割目的。該切割法切割過程中無熱影響,不會造成工件切口附近材料金相組織變化,也不會產(chǎn)生熱變形。另外,其切口質(zhì)量好,并能切割三維曲形工件。
9.水下機(jī)械切割
水下機(jī)械切割的原理與陸上機(jī)械切割一樣,也是采用鋸、磨、刨、銑等方法對構(gòu)件進(jìn)行切割,切割速度比熱切割慢得多,但切口質(zhì)量和精度很高,可對工件進(jìn)行精確加工。