一、切割
切割是各種板材、型材、管材焊接成品加工過(guò)程中的首要步驟，也是保證焊接質(zhì)量的重要工序。按照金屬切割過(guò)程中加熱方法的不同大致可以把切割方法分為火焰切割、電弧切割和冷切割三類。
(一)火焰切割(氧一燃?xì)馇懈?、氣?
利用可燃?xì)怏w在氧氣中劇烈燃燒及被切割金屬燃燒所產(chǎn)生的熱量而實(shí)現(xiàn)連續(xù)切割的方法。其工作原理是：可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒的火焰熱能將工件切割處預(yù)熱到一定溫度后，噴出高速切割氧流，使金屬劇烈氧化燃燒并放出熱量，利用切割氧流把熔化狀態(tài)的金屬氧化物吹掉，從而實(shí)現(xiàn)切割?？扇?xì)怏w與氧氣的混合及切割氧的噴射是利用割炬來(lái)完成的，氣割所用的可燃?xì)怏w主要是乙炔、液化石油氣和氫氣。
1．氧一乙炔切割
氧一乙炔切割是利用氧一乙炔預(yù)熱火焰使金屬在純氧氣流中劇烈燃燒，生成熔渣和放出大量熱量的原理而進(jìn)行的。
2．液化石油氣切割
液化石油氣切割的原理與氧一乙炔切割相同。不同的是液化石油氣的燃燒特性與乙炔氣不同，所使用的割炬也有所不同，它擴(kuò)大了低壓氧噴嘴孔徑及燃料混合氣噴口截面，還擴(kuò)大了對(duì)吸管圓柱部分孔徑。
3．氫氧源切割
利用電解水氫氧發(fā)生
2．門式數(shù)控切割機(jī)
我國(guó)門式數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展很快，國(guó)內(nèi)為現(xiàn)代仿形切割仍以門式數(shù)控切割機(jī)為主，只有這種數(shù)控切割方式，才能有效地保證切割過(guò)程中的工序完全自動(dòng)化。目前這類切割機(jī)仍以火焰式和普通等離子式切割機(jī)為主，大型水下等離子切割、精細(xì)等離子切割、激光切割等先進(jìn)切割技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用在門式數(shù)控切割
機(jī)中。
器裝置，用直流電將水電解成氫氣和氧氣，其氣體比例恰好完全燃燒，火焰溫度可達(dá)2800～3000℃，也可以用于火焰加熱。
氣割過(guò)程是預(yù)熱一燃燒一吹渣過(guò)程，但并不是所有金屬都能滿足這個(gè)過(guò)程的要求，只有符合下列條件的金屬才能進(jìn)行氣割。
(1)金屬在氧氣中的燃燒點(diǎn)應(yīng)低于其熔點(diǎn)；
(2)氣割時(shí)金屬氧化物的熔點(diǎn)應(yīng)低于金屬的熔點(diǎn)；
(3)金屬在切割氧流中的燃燒應(yīng)是放熱反應(yīng)；
(4)金屬的導(dǎo)熱性不應(yīng)太高；
(5)金屬中阻礙氣割過(guò)程和提高鋼的可淬性的雜質(zhì)要少。
符合上述條件的金屬有純鐵、低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼以及鈦等。鋼中隨著含碳量的增加，其熔點(diǎn)降低，燃點(diǎn)卻增高，使氣割不易進(jìn)行。對(duì)銅、鋁、不銹鋼、鑄鐵等金屬，需采用特殊的氣割方法或進(jìn)行熔化切割。
氣割的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、使用靈活。其缺點(diǎn)是對(duì)切口兩側(cè)金屬的成分和組織產(chǎn)生一定的影響，以及引起被割工件的變形等。目前氣割工藝在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。
4．氧熔劑切割
氧熔劑切割是在切割氧流中加入純鐵粉或其他熔劑，利用它們的燃燒熱和廢渣作用實(shí)現(xiàn)氣割的方法為氧熔劑切割。此種切割方法煙塵少，切斷面無(wú)雜質(zhì)，可用來(lái)切割不銹鋼等。
(二)電弧切割
電弧切割按生成電弧的不同可分為：等離子弧切割、碳弧氣割。
1．等離子弧切割
等離子弧切割是一種常用的金屬和非金屬材料切割的工藝方法。它利用高速、高溫和高能的等離子氣流來(lái)加熱和熔化被切割材料，并借助內(nèi)部的或者外部的高速氣流或水流將熔化材料排開(kāi)直至等離子氣流束穿透背面而形成割口。
等離子弧坑的溫度高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)所有金屬以及非金屬的熔點(diǎn)。因此，等離子弧切割過(guò)程不是依靠氧化反應(yīng)，而是靠熔化來(lái)切割材料，因而比氧化切割方法的適用范圍大得多，能夠切割絕大部分金屬和非金屬材料，如不銹鋼、鋁、銅、鑄鐵、鎢、鉬、和陶瓷、水泥、耐火材料等。
等離子弧的能量、能量密度以及等離子氣流的速度取決于等離子氣體的種類及流量、噴嘴形狀參數(shù)和所施加給等離子弧的電能。
等離子切割的工藝參數(shù)主要有切割電流、實(shí)載電壓、氣體流量、切割速度、割炬距工件距離等。
等離子弧切割方法除一般型外，派生的型式有水再壓縮等離子弧切割、空氣等離子弧切割或水再壓縮空氣等離子弧切割方法。一般型等離子弧切割可采用轉(zhuǎn)移型電弧或非轉(zhuǎn)移型電弧。非轉(zhuǎn)移型電弧適宜于切割非金屬材料，切割金屬材料通常采用轉(zhuǎn)移型電弧。
2．碳弧氣割
碳弧氣割是利用碳極電弧的高溫，把金屬局部加熱到熔化狀態(tài)，同時(shí)用壓縮空氣的氣流把熔化金屬吹掉，從而達(dá)到對(duì)金屬進(jìn)行切割的一種加工方法，利用該方法也可在金屬上加工溝槽。目前，這種切割金屬的方法在金屬結(jié)構(gòu)制造部門得到廣泛應(yīng)用。但是，壓縮空氣的流量過(guò)大時(shí)，將會(huì)使被熔化的金屬溫度降低，而不利于對(duì)所要切割的金屬進(jìn)行加工。
電弧切割的適用范圍及特點(diǎn)為：
(1)在清除焊縫缺陷和清理焊根時(shí)，能在電弧下清楚地觀察到缺陷的形狀和深度，生產(chǎn)效率高，同時(shí)可對(duì)缺陷進(jìn)行修復(fù)。
(2)可用來(lái)加工焊縫坡口，特別適用于開(kāi)U型坡口。
(3)使用方便，操作靈活。
(4)可進(jìn)行全位置操作?？梢郧謇龛T件的毛邊、飛刺、澆鑄冒口及鑄件中的缺陷。
(5)加工多種不能用氣割加工的金屬，如鑄鐵、高合金鋼、銅和鋁及其合金等，對(duì)有耐腐蝕要求的不銹鋼一般不采用此種方法切割。
(6)設(shè)備、工具簡(jiǎn)單，操作使用安全。
(7)碳弧氣割可能產(chǎn)生的缺陷有夾碳、粘渣、銅斑、割槽尺寸和形狀不規(guī)則等。
碳弧氣割的工藝參數(shù)主要有電源極性、碳棒直徑、氣割電流、氣割速度、壓縮空氣壓
力，以及碳棒的外伸長(zhǎng)度、碳棒與工件間的夾角等。
(三)冷切割
切割后工件相對(duì)變形小的切割方法有：
1．激光切割
激光切割是利用激光束把材料穿透，并使激光束移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的無(wú)接觸切割方法。其切割特點(diǎn)有：切割質(zhì)量好，切割效率高，可切割多種材料(金屬與非金屬)，但切割大厚板時(shí)有困難。隨著大功率激光源的改進(jìn)，將會(huì)使其成為今后切割技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
2．水射流切割
水射流切割是利用高壓換能泵產(chǎn)生出200～400MPa高壓水的水束動(dòng)能，來(lái)實(shí)現(xiàn)材料的切割。其特點(diǎn)為：切割時(shí)幾乎不產(chǎn)生熱量，因而不會(huì)造成加工對(duì)象材料性質(zhì)的變化，特別適用熱敏的貴金屬的加工；切縫窄而表面光滑；切割用水及磨料來(lái)源充足，無(wú)塵埃、無(wú)公害；在易燃易爆場(chǎng)合使用安全等。
(四)幾種常用的切割設(shè)備
1．小車式切割機(jī)
小車式切割機(jī)是切割行業(yè)傳統(tǒng)的板材下料設(shè)備，由于操作簡(jiǎn)便、使用靈活等特點(diǎn)，在各行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，多采用火焰切割和等離子切割技術(shù)。
切割是各種板材、型材、管材焊接成品加工過(guò)程中的首要步驟，也是保證焊接質(zhì)量的重要工序。按照金屬切割過(guò)程中加熱方法的不同大致可以把切割方法分為火焰切割、電弧切割和冷切割三類。
(一)火焰切割(氧一燃?xì)馇懈?、氣?
利用可燃?xì)怏w在氧氣中劇烈燃燒及被切割金屬燃燒所產(chǎn)生的熱量而實(shí)現(xiàn)連續(xù)切割的方法。其工作原理是：可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒的火焰熱能將工件切割處預(yù)熱到一定溫度后，噴出高速切割氧流，使金屬劇烈氧化燃燒并放出熱量，利用切割氧流把熔化狀態(tài)的金屬氧化物吹掉，從而實(shí)現(xiàn)切割?？扇?xì)怏w與氧氣的混合及切割氧的噴射是利用割炬來(lái)完成的，氣割所用的可燃?xì)怏w主要是乙炔、液化石油氣和氫氣。
1．氧一乙炔切割
氧一乙炔切割是利用氧一乙炔預(yù)熱火焰使金屬在純氧氣流中劇烈燃燒，生成熔渣和放出大量熱量的原理而進(jìn)行的。
2．液化石油氣切割
液化石油氣切割的原理與氧一乙炔切割相同。不同的是液化石油氣的燃燒特性與乙炔氣不同，所使用的割炬也有所不同，它擴(kuò)大了低壓氧噴嘴孔徑及燃料混合氣噴口截面，還擴(kuò)大了對(duì)吸管圓柱部分孔徑。
3．氫氧源切割
利用電解水氫氧發(fā)生
2．門式數(shù)控切割機(jī)
我國(guó)門式數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展很快，國(guó)內(nèi)為現(xiàn)代仿形切割仍以門式數(shù)控切割機(jī)為主，只有這種數(shù)控切割方式，才能有效地保證切割過(guò)程中的工序完全自動(dòng)化。目前這類切割機(jī)仍以火焰式和普通等離子式切割機(jī)為主，大型水下等離子切割、精細(xì)等離子切割、激光切割等先進(jìn)切割技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用在門式數(shù)控切割
機(jī)中。
器裝置，用直流電將水電解成氫氣和氧氣，其氣體比例恰好完全燃燒，火焰溫度可達(dá)2800～3000℃，也可以用于火焰加熱。
氣割過(guò)程是預(yù)熱一燃燒一吹渣過(guò)程，但并不是所有金屬都能滿足這個(gè)過(guò)程的要求，只有符合下列條件的金屬才能進(jìn)行氣割。
(1)金屬在氧氣中的燃燒點(diǎn)應(yīng)低于其熔點(diǎn)；
(2)氣割時(shí)金屬氧化物的熔點(diǎn)應(yīng)低于金屬的熔點(diǎn)；
(3)金屬在切割氧流中的燃燒應(yīng)是放熱反應(yīng)；
(4)金屬的導(dǎo)熱性不應(yīng)太高；
(5)金屬中阻礙氣割過(guò)程和提高鋼的可淬性的雜質(zhì)要少。
符合上述條件的金屬有純鐵、低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼以及鈦等。鋼中隨著含碳量的增加，其熔點(diǎn)降低，燃點(diǎn)卻增高，使氣割不易進(jìn)行。對(duì)銅、鋁、不銹鋼、鑄鐵等金屬，需采用特殊的氣割方法或進(jìn)行熔化切割。
氣割的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、使用靈活。其缺點(diǎn)是對(duì)切口兩側(cè)金屬的成分和組織產(chǎn)生一定的影響，以及引起被割工件的變形等。目前氣割工藝在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。
4．氧熔劑切割
氧熔劑切割是在切割氧流中加入純鐵粉或其他熔劑，利用它們的燃燒熱和廢渣作用實(shí)現(xiàn)氣割的方法為氧熔劑切割。此種切割方法煙塵少，切斷面無(wú)雜質(zhì)，可用來(lái)切割不銹鋼等。
(二)電弧切割
電弧切割按生成電弧的不同可分為：等離子弧切割、碳弧氣割。
1．等離子弧切割
等離子弧切割是一種常用的金屬和非金屬材料切割的工藝方法。它利用高速、高溫和高能的等離子氣流來(lái)加熱和熔化被切割材料，并借助內(nèi)部的或者外部的高速氣流或水流將熔化材料排開(kāi)直至等離子氣流束穿透背面而形成割口。
等離子弧坑的溫度高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)所有金屬以及非金屬的熔點(diǎn)。因此，等離子弧切割過(guò)程不是依靠氧化反應(yīng)，而是靠熔化來(lái)切割材料，因而比氧化切割方法的適用范圍大得多，能夠切割絕大部分金屬和非金屬材料，如不銹鋼、鋁、銅、鑄鐵、鎢、鉬、和陶瓷、水泥、耐火材料等。
等離子弧的能量、能量密度以及等離子氣流的速度取決于等離子氣體的種類及流量、噴嘴形狀參數(shù)和所施加給等離子弧的電能。
等離子切割的工藝參數(shù)主要有切割電流、實(shí)載電壓、氣體流量、切割速度、割炬距工件距離等。
等離子弧切割方法除一般型外，派生的型式有水再壓縮等離子弧切割、空氣等離子弧切割或水再壓縮空氣等離子弧切割方法。一般型等離子弧切割可采用轉(zhuǎn)移型電弧或非轉(zhuǎn)移型電弧。非轉(zhuǎn)移型電弧適宜于切割非金屬材料，切割金屬材料通常采用轉(zhuǎn)移型電弧。
2．碳弧氣割
碳弧氣割是利用碳極電弧的高溫，把金屬局部加熱到熔化狀態(tài)，同時(shí)用壓縮空氣的氣流把熔化金屬吹掉，從而達(dá)到對(duì)金屬進(jìn)行切割的一種加工方法，利用該方法也可在金屬上加工溝槽。目前，這種切割金屬的方法在金屬結(jié)構(gòu)制造部門得到廣泛應(yīng)用。但是，壓縮空氣的流量過(guò)大時(shí)，將會(huì)使被熔化的金屬溫度降低，而不利于對(duì)所要切割的金屬進(jìn)行加工。
電弧切割的適用范圍及特點(diǎn)為：
(1)在清除焊縫缺陷和清理焊根時(shí)，能在電弧下清楚地觀察到缺陷的形狀和深度，生產(chǎn)效率高，同時(shí)可對(duì)缺陷進(jìn)行修復(fù)。
(2)可用來(lái)加工焊縫坡口，特別適用于開(kāi)U型坡口。
(3)使用方便，操作靈活。
(4)可進(jìn)行全位置操作?？梢郧謇龛T件的毛邊、飛刺、澆鑄冒口及鑄件中的缺陷。
(5)加工多種不能用氣割加工的金屬，如鑄鐵、高合金鋼、銅和鋁及其合金等，對(duì)有耐腐蝕要求的不銹鋼一般不采用此種方法切割。
(6)設(shè)備、工具簡(jiǎn)單，操作使用安全。
(7)碳弧氣割可能產(chǎn)生的缺陷有夾碳、粘渣、銅斑、割槽尺寸和形狀不規(guī)則等。
碳弧氣割的工藝參數(shù)主要有電源極性、碳棒直徑、氣割電流、氣割速度、壓縮空氣壓
力，以及碳棒的外伸長(zhǎng)度、碳棒與工件間的夾角等。
(三)冷切割
切割后工件相對(duì)變形小的切割方法有：
1．激光切割
激光切割是利用激光束把材料穿透，并使激光束移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的無(wú)接觸切割方法。其切割特點(diǎn)有：切割質(zhì)量好，切割效率高，可切割多種材料(金屬與非金屬)，但切割大厚板時(shí)有困難。隨著大功率激光源的改進(jìn)，將會(huì)使其成為今后切割技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
2．水射流切割
水射流切割是利用高壓換能泵產(chǎn)生出200～400MPa高壓水的水束動(dòng)能，來(lái)實(shí)現(xiàn)材料的切割。其特點(diǎn)為：切割時(shí)幾乎不產(chǎn)生熱量，因而不會(huì)造成加工對(duì)象材料性質(zhì)的變化，特別適用熱敏的貴金屬的加工；切縫窄而表面光滑；切割用水及磨料來(lái)源充足，無(wú)塵埃、無(wú)公害；在易燃易爆場(chǎng)合使用安全等。
(四)幾種常用的切割設(shè)備
1．小車式切割機(jī)
小車式切割機(jī)是切割行業(yè)傳統(tǒng)的板材下料設(shè)備，由于操作簡(jiǎn)便、使用靈活等特點(diǎn)，在各行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，多采用火焰切割和等離子切割技術(shù)。