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      數控火焰切割機丙烯基切割氣應用研究

      2020-8-25 17:07:51??????點擊:

      用乙炔為燃氣的氧炔焰開展金屬復合材料的數控火焰切割機激光切割和焊接,是一項傳統式的加工工藝。它具備火焰溫度高,激光切割、焊接速度更快,加工工藝完善,實際操作方法為操作過程工作人員所了解等優勢,另外也具備成本增加,環境污染大,操作流程極易產生淬火等缺陷,并且乙炔氣的爆炸極限覆蓋面廣,實際操作危險因素很大,對安全生產工作的規定高,因此大家正不斷尋找其他的燃氣來取代乙炔氣。

      常見的數控火焰切割機燃氣關鍵有丙烷氣、丙烯、丁烷、甲烷氣體、壓縮天然氣等,針對這種氮化合物燃氣,其爆炸極限都較乙炔范疇窄,因此實際操作安全系數較高。但另一方面,這種燃氣的火焰快速傳播比較慢,火焰溫度也較乙炔低,在具體應用全過程中,和乙炔氣對比,在特性和實際操作方法上面有一定的差別。

      用丙烯作數控火焰切割機燃氣用以激光切割金屬材料,產品工件不容易燒塌,創口光潔整平,掛渣少易消除。激光切割時,與乙炔對比,加熱時間稍長,但激光切割速度乙炔非常。除此之外,丙烯氣低成本零污染,方便使用可以信賴。因而,在金屬材料激光切割中,已愈來愈普遍地應用丙烯燃氣。

      可是,與乙炔對比,丙烯燃氣的火焰溫度較低,火焰快速傳播不高,改進火焰快速傳播,是丙烯燃氣可以全方位取代乙炔燃氣的重要。

       

      一、試驗

      實驗設計方案

      工業級燃氣有一個相互的特性,即全部的燃氣都必須有co2來推動點燃,一種適用焊接的燃氣在氧內點燃時務必具備下列特性:

      (1)火焰溫度高。

      (2)火焰快速傳播高。

      (3)具備充足的發熱量。

      (4)火焰與對接焊縫及添充金屬材料的化學變化至少。

      在工業生產上好用的燃氣中,乙炔氣非常好地考慮了所述全部規定,其他一些燃氣,如丙烯、丙烷氣、燃氣及其以這種汽體為基本的一些專業的汽體都具備充足高的火焰溫度,但其火焰快速傳播低,在氧與燃氣的占比高到得以產生合理的快速傳播時,這種汽體的還原性就太強了。因而,武漢威速達為了更好地使氧-丙烯火焰可用以焊接,主要是要提升其火焰溫度,改進火焰的快速傳播,另外應防止因氧的過多而造成產品工件及添充原材料的過多空氣氧化,危害焊接品質。從相關參考文獻能夠 了解,一些含氧量有機化合物能夠 做為氧-丙烯火焰的點燃活化劑,并可提升火焰的快速傳播。本科學研究在加上含氧量有機化合物以推動火焰的點燃層面,關鍵應用醇、醚、酮等有機化學含氧化合物。在秘方設計過程中有待考慮到其與主燃氣中間的相溶性,揮發物等要素時,還需加上一部分還原劑、氣化劑、增稠劑等輔助成分。

      對配方研究,將關鍵以下列幾一部分開展:

      (1)主燃氣:丙烯。

      (2)點燃活化劑。

      (3)氣化劑。

      (4)火焰快速傳播硫化促進劑。

      (5)助有機溶劑或融解增稠劑。

      也可依據具體情況,刪改之上一至2個成分,以火焰溫度做為探頭開展秘方好壞的點評。2、溫度精確測量

      溫度精確測量所選用的儀器設備為上海市儀器儀表三廠生產制造的WGJ-01型高精密電子光學高溫計,測量范圍為9003200℃。

      3、秘方試驗以及火焰溫度的精確測量

      秘方一:此秘方中添加點燃活化劑、空氣氧化金屬催化劑和融解增稠劑,及其能夠 使這種液體防腐劑勻稱做霧化的氣化劑,全部防腐劑量為10%。

      秘方二:該秘方中關鍵添加了可提升火焰快速傳播的醇、醚防腐劑,添加量為6%;

      秘方三:此秘方中添加醇、酮防腐劑并添加一定量的氣化劑,加上總產量為7%;

      秘方四:此秘方添加醇、醚,用以提升火焰快速傳播,并添加還原劑及氣化劑,加上總產量為10%。

      二、試驗及結果檢測

      1、激光切割試驗

      選用G01-30型氧-乙炔割炬,專用型紅梅花型氧-丙烯割嘴,對薄厚為650毫米的厚鋼板開展了數控火焰切割機激光切割試驗,與氧-乙炔焰對比,激光切割時加熱時間稍長,且需很大的氧濃度,但進到一切正常激光切割以后,可再調小氧濃度。

      數控火焰切割機激光切割品質要比氧-乙炔焰的好,主要是創口光潔整平,掛渣少并且非常容易消除。

      2、焊接試驗

      選用H01-6A型氧-乙炔焊炬,專用型紅梅花型焊嘴,焊條選用含除氧劑的08Mn2Si焊條。各自對薄厚為2、3、6毫米的高碳鋼板開展數控火焰切割機焊接實驗。

      3、焊接的物理性能檢測

      (1)冷拔實驗

      選用薄厚為3毫米的A3號厚鋼板,各自用乙炔燃氣及加了防腐劑的秘方四丙烯燃氣焊接,焊條型號為08Mn2Si,按冷拔實驗規范裁剪五個同樣的試件。實驗時將試件彎折180°

      冷拔實驗結果顯示,用乙炔焊接的試件,在實驗標準下經彎折180°而無裂開,所做5次實驗所有達標,而用加了防腐劑的丙烯燃氣焊接的試件,僅有3次實驗達標,表明其焊接位置抗拉強度比乙炔焊接的稍弱。

      (2)抗壓強度實驗

      選用薄厚為3mmA3號厚鋼板,各自用乙炔燃氣及秘方四丙烯燃氣焊接,選用直口對接焊,焊條型號為08Mn2Si,按抗壓強度實驗規范裁剪4個同樣的試件,

      三、結果剖析

      理論上,乙炔徹底點燃能用以下化學變化化學方程表明:

      C2H2+2。5O2─→2CO2+H2O+1344kJ/mol

      但事實上點燃是分兩個階段開展的,一次反映產生在火焰的內區(焰心)內,這一反映釋放的發熱量和產生的高溫是因為乙炔的溶解,及其溶解出的碳部分空氣氧化而造成的。

      數控火焰切割機焊炬噴頭中噴出來的汽體的占比如所述反應方程式所顯示的那般為11時,反映產生典型性的極其光亮的深藍色焰心,這類非常小的火焰造成出焊接厚鋼板時所需的點燃抗壓強度,此火焰稱之為中性化焰。由于沒有產能過剩的碳或氧使金屬材料滲氮或空氣氧化,反映后的物質事實上是氧化性的,在焊接鋼時是有利的。

      對氧-乙炔焰,在其中性焰溫度為3100℃上下。

      在火焰表層,一次反映造成的一氧化碳及氫和周邊空氣中的氧點燃,產生二氧化碳和水蒸汽,即產生二次反映,因而,針對氧-丙烯焰而言,盡管其總發熱量2175kJ/mol超過氧-乙炔焰的總發熱量1344kJ/mol,但因為其一次反映的發熱量及中性化焰溫度都較低,因此,針對焊接,非常是焊接偏厚的產品工件時,氧-丙烯火焰是有一定缺點的。

      武漢威速達實驗根據在數控火焰切割機丙烯燃氣中添加防腐劑的方式 ,來提升其點燃總發熱量,提升火焰快速傳播,從而做到提升火焰溫度的目地。從實驗結果看來,添加防腐劑以后,火焰溫度有較大幅的提升。非常是用割炬測量的火焰溫度(氧化焰)較高,在運用于金屬材料激光切割時,獲得非常好的激光切割實際效果。焊接應用的是中性化焰,而中性化焰溫度非常大水平上受限于丙烯的一次反映,盡管武漢威速達在秘方四實驗中,加了防腐劑后的丙烯燃氣中性化焰溫度相比較于純丙烯燃氣提升了110℃,達2980℃,但與乙炔中性化焰溫度3100℃對比,還有很大的差別。

      四、結果

      1、與純丙烯燃氣相較為,添加不一樣防腐劑之后的丙烯燃氣其火焰溫度均有顯著的提升,溫度可提升30220℃。

      2、因為添加防腐劑之后的丙烯燃氣,其數控火焰切割機火焰溫度獲得提升,非常是氧化焰溫度,因而,運用于金屬材料激光切割時,有很大的改進,主要是減少了加熱時間,提升了激光切割速率,改進了創口的品質,而且減少了燃氣使用量。

      3、添加防腐劑后的丙烯燃氣,其數控火焰切割機中性化焰溫度也是有很大的提升。因而,可用以6毫米下列的高碳鋼及鋁、銅等金屬材料的焊接,焊接品質不錯。

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