割炬

割炬按預熱火焰中氧氣和乙炔的混合方式不同分為射吸式和等壓式兩種，其中以射吸式割炬的使用最為普遍。割炬按其用途又分為普通割炬、重型割炬以及焊、割兩用炬等。 ^[1] 

射吸式割炬是通過噴射氧流的射吸作用將燃料與氧氣混合後燃燒，該類割炬使用的燃料分為氣體和液體兩種，氣體燃料主要是乙炔，液體燃料主要為汽油和醇基燃料等。以國家關於限制乙炔氣發展、尋求新能源替代乙炔的整體要求作為出發點，研究一種以液體燃料為基礎的射吸式割炬，以消除乙炔割炬存在的弊端。

一、射吸割據工作原理

射吸式液體燃料割炬的關鍵結構為射流泵，射流泵是一個沒有運動部件的泵，它是利用一股流體的能量抽送另一股流體的泵。射流泵工作時，高壓氧氣以流速V1由射流泵噴嘴高速射出，連續帶走了吸入室的空氣，在吸入室內形成低壓區，被抽升的液體燃料在大氣壓力作用下，以流速V2進入吸入室內，兩股流體在喉管中進行能量的傳遞和交換，工作流體的速度降低，被吸入流體的速度增加，直到喉管出口，使兩者的流速和壓力趨於一致，然後經擴散管使部分動能轉化為壓力能後，經由管道輸送到割炬的噴嘴，在割嘴處與切割氧混合燃燒，達到切割金屬的目的。

設計的割炬使用液體燃料，在噴嘴處產生高温火焰，使割炬具有一定的温度，並傳遞至割炬喉管處，使其有適當的熱量對液體燃料進行加熱並霧化，以便獲得更好的氣化效果，提高燃燒效率。

二、射吸割據性能影響因素

1、設計參數及裝配因素

1）設計參數。

射流泵主要參數有：壓力比h、流量比q、喉嘴面積比m、兩種流體的密度比ρ，用以上參數可以表示射流泵壓力比的基本方程：h =f（m，q，ρ），由射流泵基本性能曲線可知，當ρ一定時，在某一個喉嘴面積比下，壓力比與流量比近似為直線關係，隨m值的增大，直線由陡降變為平緩。在面積比已定的情況下，使射流泵效率最高的流量比和壓力比成為最優的流量比和壓力比。

2）裝配質量。

裝配射吸結構時應注意噴嘴和喉管的同軸度，以確保其具備足夠的射吸能力，亦應保證射吸結構的密封性，保證不漏氣。裝配割炬的割嘴時，必須使割嘴的內芯和外套保持同心，以達到切割氧射流位於預熱火焰的中心。安裝割嘴時，要注意擰緊割嘴螺母，防止燃料泄露。

2、操作因素

1） 切割前處理。

切割前應將工件上的漆皮、鐵鏽及污物清理乾淨。如在硬化地面上切割，還需將工件墊高，以防地面受熱將熔渣爆濺，以保證操作安全有效進行。

2）切割氧壓力。

根據工件厚度、割嘴型號及氧氣的純度選擇氧氣壓力。切割氧壓力過大或過小，都會使切割效果不佳。實際切割中，最佳切割氧壓力可用試放風線的辦法確定，對所選用的割嘴，當風線最清晰且最長時，該壓力即為合適值。

3）預熱火焰功率。

切割時預熱火焰功率應選用中性焰或輕微氧化焰，確保其強度適中。實際中應根據工件厚度、割嘴型號和質量要求選用，切割的預熱時間根據工件厚度確定。

4）切割速度。

切割速度與工件厚度和割嘴型號有關，工件愈厚，切割速度要慢，反之要快。切割速度須與切口內金屬的氧化速度相適應，切割速度過慢會使切口邊緣不齊，甚至產生局部熔化現象；切割太快則後拖量過大，甚至割不透。在切割操作時，切割速度可根據切口中落下的熔渣火花方向來掌握，火花呈垂直或稍偏前方排出時為正常速度。直線切割時採用火花稍偏後方排出的較快速度。

5）割嘴與工件間的傾角。

該傾角和工件的厚度有關，其大小影響切割速度和後拖量。當割嘴沿切割前進方向傾斜一定角度時，能使熔渣吹向切割線的前緣，減少後拖量，從而提高切割速度。如傾角選擇不當，在有損切割效率的情況下，還會增加氧氣消耗量，甚至造成切割困難。

6）割嘴到工件的距離。

應根據預熱火焰功率及工件厚度來確定割嘴到工件表面的距離，通常火焰焰心離開工件表面的距離在3~5 mm範圍。如果割嘴高度過低，氧氣對割縫的冷卻作用增加；如果距離過大，火焰温度不夠，割縫燃燒不好，並導致切割氧流動力下降，使排渣困難，影響切割質量。

三、常見問題分析

1）割炬射吸能力減小。

長期使用灰塵雜質進入割炬，造成氧氣通道堵塞，射流氧壓力降低，此時可開啓氧氣調節閥使氧氣倒流，將雜質吹出；如果割嘴堵塞，可用通針將雜質清除；或因射吸結構中的噴嘴與喉管不同軸引起，應及時調直對正。

2）切割火焰偏火，工作狀態不穩定。

液體燃料霧化效果不好，與氧氣的混合均勻度差，混合後的氣化性能不足引起，可檢查射吸結構的密封性，以保證霧化效果；或因氧氣閥針的螺紋磨損，配合間隙過大，造成漏氣等現象，須更換氧氣閥針。

3）焊割時出現滅火現象。

原因之一是割嘴鬆動，應及時將割嘴與割炬本體重新連接，保證密封性；或由於割嘴與混合氣管温度過高，此時應關閉燃料氣管，將割嘴浸入水中冷卻。

影響射吸式液體燃料割炬的因素很多，主要包括設計參數、裝配質量和操作方法等。為了達到射吸式割炬的最佳效果，需要理論結合實際，得到最佳設計參數及操作方法，以提高工作效率及生產過程的安全性。使用割炬切割的過程中，也會出現其他預期不到的問題，需要設計及使用者特別對待並及時總結，以達到最佳使用效果。 ^[1] 

EXA-6000型6m×18m水下等離子數控切割機牀，所用系統是NCE2000，等離子切割電源型號是MAX200，200A，氧氣等離子空氣保護。它提供高切割速度，有較好的經濟性。

主要參數

等離子氣體類型為氧氣，等離子氣體壓力，試驗3～4kg，運行3.5～4.8kg，保護氣體類型為空氣，保護氣體壓力5kg，割炬至工件的距離按材料及厚度不同，可在3～6mm調整使用，引弧電流設置為200A，弧壓設置125～145V，運行速度3700～680mm/min，等離子氣體入口壓力8.5kg，保護氣體入口壓力6.5kg。 ^[2] 

割炬和焊炬都是氣焊工的重要工具，如果使用不當，可能造成放焰，回火以至燃燒和爆炸事故。因此，使用過程中應注意以下事項 ：

1. 按照焊炬、割炬的焊嘴大小，配備氧氣和乙炔的壓力和氣量。

2. 噴嘴和金屬板不能相碰。

3. 注意檢查墊圈和各環節的閥門是否漏氣。

4. 噴嘴發生堵塞，用通針捅噴嘴時，應將噴嘴拆下，從內向外疏通。

5. 使用前，應將橡皮管內的空氣排出，然後分別開啓氧氣和乙炔閥門，暢通後方能點火試焊。

6. 焊炬、割炬的各部分不得沾污油脂。

7. 焊炬、割炬的噴嘴熱度不能過高，如果過高需要用水冷卻。

8. 點火時，應先開乙炔閥門，點着後再開氧氣。其目的在於放出乙炔——空氣混合氣，便於點火和檢查乙炔是否暢通。

9. 乙炔和氧氣閥門如有漏氣現象，應及時修理。

10. 不得將正在燃燒的割炬或焊炬的噴嘴卧放在工件上或地面上。

11. 離開工作崗位時，禁止將點燃的焊炬、割炬放在操作枱上。

12. 交接班時或停止焊割時，應關閉氧氣和回火防止器的閥門。

13. 橡皮管要專用，要有標記以便區別，乙炔管和氧氣管不能對調使用。

14. 發現橡皮管凍結時，應用温水或熱蒸汽解凍，禁止用火烤，更不允許用氧氣去吹乙炔管道。

15. 氧氣、乙炔用的橡皮管，不要隨便亂放，管口不要貼住地面，以免填入土和雜質，發生堵塞。 ^[3] 

（1）選擇合適的割嘴應根據切割工件的厚度，選擇合適的割嘴。裝配割嘴時，必須使內嘴和外嘴保持同心，以保證切割氧射流位於預熱火焰的中心，安裝割嘴時注意擰緊割嘴螺母。

（2）檢查射吸情況射吸式割炬經射吸情況檢查正常後，方可把乙炔皮管接上，以不漏氣並容易插上、拔下為準。使用等壓式割炬時，應保證乙炔有一定的工作壓力。

（3）火焰熄滅的處理點火後，當擰預熱氧調節閥調整火焰時，若火焰立即熄滅，其原因是各氣體通道內存有髒物或射吸管喇叭口接觸不嚴，以及割嘴外套與內嘴配合不當。此時，應將射吸管螺母擰緊；無效時，應拆下射吸管，清除各氣體通道內的髒物及調整割嘴外套與內套間隙，並擰緊。

（4）割嘴芯漏氣的處理預熱火焰調整正常後，割嘴頭髮出有節奏的“叭、叭”聲，但火焰並不熄滅，若將切割氧開大時，火焰就立即熄滅，其原因是割嘴芯處漏氣。此時，應拆下割嘴外套，輕輕擰緊嘴芯，如果仍然無效，可再拆下外套，並用石棉繩墊上。

（5）割嘴頭和割炬配合不嚴的處理點火後火焰雖正常，但打開切割氧調節閥時，火焰就立即熄滅。其原因是割嘴頭和割炬配，合面不嚴。此時應將割嘴擰緊，無效時應拆下割嘴，用細砂紙輕輕。研磨割嘴頭配合面，直到配合嚴密。

（6）回火的處理當發生回火時，應立即關閉切割氧調節閥，然後關閉乙炔調節閥及預熱氧調節閥。在正常工作停止時，應先關切割氧調節閥，再關乙炔和預熱氧調節閥。

（7）保持割嘴通道清潔割嘴通道應經常保持清潔光滑，孔道內的污物應隨時用通針清除乾淨。

（8）清理工件表面工件表面的厚鏽、油水污物要清理掉。在水泥地面上切割時應墊高工件，以防鏽皮和熔渣在水泥地面上爆濺傷人。 ^[2]