切割是一种物理动作。狭义的切割是指用刀等利器将物体(如食物、木料等硬度较低的物体)切开;广义的切割是指利用工具,如机床、火焰等将物体,使物体在压力或高温的作用下断开。数学中也有引申出的“切割线”,是指能将一个平面分成几个部分的直线。切割在人们的生产、生活中有着重要的作用。
工业生产中比较广泛采用的切割方法有三类:机械切割、火焰切割和等离子切割。
机械切割主要是利用机械装置对金屑材料施加剪切力.使之分离。在机器制造业中,常用各种切割机械,如龙门式剪床、四盘式剪床、各种冲剪机等均屑于这一类。此外,各种锈床和手工切管机也屑于机械切割。
机械切割的过程大致可以分成三个连续的阶段:
1.弹性变形阶段当剪切开始时,上下剪刀刚压在钢板上,其作用力使钢材发生的变形处于弹性变形范围内,而钢材内的应力尚未超过屈服极限。
2.塑性变形阶段上剪刀继续下行,使钢材所产生的应力超过材料的屈服点并继续上升,直到材料抗剪强度的最大值。这时,最大剪切变形从剪刀的刀刃部分开始,变形方向是沿着滑移而发生的。
3.断裂阶段再继续下去,随着塑性剪切变形的增大,沿着滑移面的方向逐渐形成裂缝间隙并逐渐扩大,直到材料完全分离为两部分,即材料被剪断。
火焰切割通常称为气割。是依靠金属在氧气中燃烧形成氧化物,再利用高速气流将氧化物吹除。以达到切割金屑的目的。气割具有成本低、切割速度快、设备简单等优点,在制冷机制造中得到广泛的应用。
火焰切割(FlameCutting)是钢板粗加工的一种常用方式。
火焰切割是最老的热切割方式,其切割金属厚度从1毫米到1.2米,但是当您需要切割的绝大多数低碳钢钢板厚度在20毫米以下时,应采用其他切割方式。
火焰切割是利用氧化铁燃烧过程中产生的高温来切割碳钢,火焰割炬的设计为燃烧氧化铁提供了充分的氧气,以保证获得良好的切割效果。
火焰切割设备的成本低并且是切割厚金属板唯一经济有效的手段,但是在薄板切割方面有其不足之处。与等离子比较起来,火焰切割的热影响区要大许多,热变形比较大。为了切割准确有效,操作人员需要拥有高超技术才能在切割过程中及时回避金属板的热变形。
火焰切割方法有割炬切割和切割机切割两种。
等离子切割是依靠特制的割炬,产生温度极高的高速等离子焰流,使金属材料局部熔化而形成割缝。等离子切割在不锈钢及有色金屑的切割中得到普遍的应用。
等离子切割方法除一般形式外,派生出的形式还有水压缩等离子切割等。最常用的方法是一般等离子切割和空气等离子切割。
(1)一般等离子切割:一般的等离子切割不用保护气,工作气体和切割气体从同一喷嘴内喷出。引弧时,喷出小气流离子气体作为电离介质;切割时,则同时喷出大气流气体以排除熔化金属。
(2)空气等离子切割:空气等离子切割一般使用压缩空气作为离子气,这种方法切割成本低,气源来源方便。压缩空气在电弧中加热、分解和电离,生成的氧气切割金属产生化学放热反应,加快切割速度。充分电离了的空气等离子体的热焓值高,因而电弧的能量大,切割速度快。