三、水下氧-可燃气体切割
水下氧-可燃气体切割 (又叫水下气割)，就是利用气体火焰将
切割金属表面预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属燃烧
并发热，同时把燃烧生成的氧化物及毗邻的一部分熔化金属吹掉，
完成切割过程。
早在1908年德国人就试图用陆地上的水下切割，但由于周围水的强烈冷却作用，使切口处很难预热，而且火焰
不稳定，切割效果并不好。现代的水下氧-割炬或氧-氢割炬带
有空气喷嘴，高压空气从喷嘴中喷出，形成气幕，将火焰与水分
开，既有利于火焰的稳定性，也改善了火焰的预热效果，同时还增
大了喷嘴到工件间的距离，更
便于操作。
水下切割中使用的可燃气
体，主要是、氢气和液化
气。
水下切割的原理如图6-1
所示，切割的火焰是在气泡中
燃烧的。为了将气体送至水下，
需要保持一定的压力。由于对压力敏感，高压下会发生
危险，因此只能在深度小于5mm
的浅水中使用。水下切割一般
采用氧-氢混合气体火焰。
在水下进行切割需特别强调安全问题，因为使用易燃易爆的气
体本来就具有危险性，而水下条件特殊，危险性更大。
四、水下等离子弧切割
水下等离子弧切割是利用高温高速等离子气流把熔化材料排开，
直至等离子气流束穿透背面形成切口。等离子弧柱温度高，通常可
达18000～24000K，远远超过所有金属及非金属的熔点，因而等离子
弧切割过程无需依靠氧化反应，仅靠熔化切割材料，因而比氧切割
方法的适用范围大得多，能够切割绝大部分金属和非金属材料。
在切割时钨极电源接负极，工件接正极，由于等离子弧难以直
接在钨极和工件之间形成，必须先在钨极和喷嘴之间引燃电弧，然
后再转移过渡到钨极和工件之间，这种转移弧可把更多的热量传给
工件，因而现在的水下等离子弧切割几乎都用转移弧。
等离子弧切割时，能用作离子气的主要是 N2、Ar十H2 混合
气和压缩空气。水下切割屏蔽等离子弧的保护气体主要用空气，但
有时也用CO2 或Ar气。
水下等离子弧切割时电源功率应加大，空载电压应提高，一般
为500～900V。喷嘴外再装一个外喷嘴，使高速旋转的冷却水从喷
嘴端部经外喷嘴孔道喷射出，形成伞形水屏，提高等离子弧燃烧的
稳定性。
水下等离子弧切割用于船舶、水底设施及其他水下工程的打捞
修理工作，近年来还用于生产备料工作。一些国家已在5mm或10mm
深的淡水或海水中进行了等离子弧切割，切割的材料有低碳钢、合
金钢、不锈钢等。在浅水下切割，可改善环境卫生、减少污染、提
高工效。水下等离子弧切割方法与空气等离子弧切割相比，还存在一些
问题，如电弧的有效功率降低，切割速度和厚度减小;引弧困难，
电弧稳定性差;在水下看不清切割情况等。为了解决这些问题，通
常通过增加引弧电流和高频击穿能力，增大电源功率，改进割炬，
采用水屏或用绝缘材料密封等措施，进一步提高切割能力，保证切
割质量。
3.数控气割机
数控气割机是现代热切割技术与计算机技术相结合的产物。其
加工成形的尺寸精度为士0.5～士1.0垃垃，气割面粗糙度可达
R乱12.5丛垃，气割成形的毛坯无需二次加工即可投入装配和施割。
数控气割机按控制方式可分为两大类:一类是普通数控气割
机，又称硬件数控气割机，简称 NC;另一类是计算机控制，又称
软件数控气割机。
数控自动气割机由数控装置和执行机构两大部分组成。数控装
置由光电输入机和专用计算机等组成，执行机构一般由机架、纵向
驱动装置、横向驱动装置、切割、导轨、纵向滑轮软管拖曳装
置、横向链板软管拖曳装置、电气系统和气路系统等组成。它的运
动有纵向运动 (整机沿轨道长度方向运动)、横向运动 (气割具在
门架横梁上移动)、割炬旋转运动 (气割绕中心轴向旋转)和升
降运动 (气割具沿垂直方向升降)。
数控自动气割机目前在国内应用广泛，其种类较多，且在不断
改进发展。现以国产6500型为例，对其机械部分进行简单介绍。
(1)机架 机架为龙门式结构。轨距6.5垃，可同时切割宽度
为2.4垃、厚度5～100垃垃 的钢板两块。机架是连接各部件的主
体，它包括大端架、横梁、小端架、水平导向轮和除尘器等。门架
上装有两台横移小车，每台小车上有割炬一套，均有高频点火装置
和割炬自动升降传感器。
(2)纵向导轮和滑轮 用以支撑机架在轨面上自由行走。导轨
侧面是机架行走的导向面，导轨顶面的水平度和导面的平直度，对
机架的平稳度、切割精度有直接影响，故制造、安装精度要求
较高。
(3)纵向驱动装置 包括步进电机、减速器轮胎联轴器，它用
来驱动机架在轨面上行走。一般行走速度应达到6垃/垃i九。
(4)横向驱动装置 包括步进电机、驱动小车和导轨架，用来
驱动割炬在机架横梁上行走。速度应达到6垃/垃i九。
(5)气割炬 包括气割具的升降机架、手动机构、旋转机构和
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割炬架。割炬架上配有割具、自动点火装置、划线装置、自动升降
传感器等。
(6)气路系统 有低压氧、高压氧、和压缩空气四部分供
气管路。各管路设有减压阀、手动开关、电磁阀、压力表等。系统
的压力为0.8MP乱。
根据需要，数控气割机还配备自动调节系统、点火系统、划线
系统、冷却系统等。
目前，数控切割机的命名尚没有详细的国家标准，多由生产企
业自己命名。国产数控切割机的品种较多。表2-32和表2-33分别
列出NC系列 (双边驱动)和 NCS系列 (单边驱动)数控火焰气
割机部分型号的技术参数。表2-34列出其他数控切割机的主要技
术参数。
五、碳弧气刨安全技术
碳弧气刨安全操作应注意以下几点。
(1)气刨时电流较大，应与焊机功率相匹配，连续使用时，应
注意防止焊机过载，以免烧毁焊机。
(2)尽量选用碳弧气刨专用的碳棒，以免产生过多有害气体及
烟尘。
(3)气刨时烟尘大，由于碳棒是用沥青粘接而成，表面镀铜，
因此，烟尘中含有质量分数为1%～1.5%的铜，并在产生的有害
气体中含有毒性较大的苯并 『江』芘，所以，操作者宜佩戴送风式
面罩。作业场地必须采取排烟除尘措施，加强通风。为了控制烟尘
的污染，可应用水弧气刨。
水弧气刨是在原气刨设备基础上增加一个供水器和供水系统，
并对气刨枪稍微进行改动而成。水弧气刨时，通过合理的供水器获
得弥散的水雾，保证气刨枪喷出挺拔的水雾，达到消烟灭尘的
目的。
(4)气刨时大量高温液态金属及氧化物从电弧下被吹出，应严
防伤和火灾。
(5)气刨时噪声较大，操作者应戴耳塞。
(6)露天作业时，应顺风向操作，同时注意场地防火安全。
(7)在容器或舱室内操作时，空间不能过于狭小，应加强通
风、除尘措施。
(8)在刨削时，不允许中断压缩空气，以免烧损刨枪。
(9)刨削时碳棒伸出长度不得小于30mm。
(10)未切断电源前，不准使刨枪铜头与工件短接。
