不銹鋼熱切割常用的方法有兩種,即帶熔劑或噴粉的火焰切割和等離子弧切割。
1. 火焰切割
氧乙炔火焰切割法已經(jīng)成為一種切割不銹鋼的常用方法,但其效率極低。這是因?yàn)椋谇懈铋_始時(shí),在切割處形成了大量的高熔點(diǎn)鉻氧化物。這層氧化物使火焰和氧氣幾乎被隔絕,不能接觸到切割金屬。如果把熔劑噴射到切割處。就可以快速地去除掉覆蓋的氧化物,從而使新表面斷地暴露出來,使切割順利進(jìn)行。
最常用的切割熔劑有兩種:一種是專用熔劑,另一種是富鐵粉末。
噴粉切割或熔劑切割也是常用的切割方法。這兩種方法可以有效地切割厚度為6.35~50.8mm的不銹鋼板。這些設(shè)備可以手工操作,也可以機(jī)械操作,并帶有使用模板和比例繪圖儀的輔助裝置。這兩種切割方法,在垂直位置或與水平面成任意角度,都能進(jìn)行準(zhǔn)確的切割。對(duì)于切割6.35mm厚的不銹鋼鋼板,切割速度可達(dá)609.6mm/min.對(duì)于切割25.4mm厚的不銹鋼鋼板,切割速度下降到約38.1m/min,當(dāng)厚度超過38.1mm的鋼板,切割速度與碳鋼的切割速度相近。
火焰切割是靠熔化后去除金屬,達(dá)到切割的目的。所以在切割斷面就有一個(gè)從室溫到熔點(diǎn)的溫度梯度。時(shí)間對(duì)溫度是速度和合金成分的函數(shù)。當(dāng)選用這種方法時(shí),必須考慮這個(gè)熱循環(huán)的作用。穩(wěn)定化處理的鋼種或低碳的經(jīng)改進(jìn)后的普通奧氏體鋼都不會(huì)產(chǎn)生碳化物沉淀問題,但厚度超過20.00mm的普通奧氏體鋼,就有一個(gè)類似于在焊接過程中形成的熱效應(yīng)區(qū)。 這個(gè)區(qū)域的沉淀碳化物在使用前,必須徹底清除,以便使成品工件獄得最高的耐蝕性。 對(duì)切割部進(jìn)行固溶處理是最直接的辦法,但這種辦法并不總是可行的,因?yàn)橥ǔ?duì)部件邊緣要進(jìn)行機(jī)加工和打磨。 但是,對(duì)于一定厚度的不銹鋼中板來說,因?yàn)榍懈钏俣纫群附铀俣瓤欤?根據(jù)可靠的經(jīng)驗(yàn)可以預(yù)見,如果這個(gè)鋼種或尺寸能在焊接狀態(tài)下使用,那么在切割狀態(tài)下,也一定能夠使用。
如果工件要求有極高的耐蝕性,對(duì)于切割和焊接狀態(tài),厚度超過12.7mm的鋼種,就應(yīng)該考慮再結(jié)晶退火。
鉻不銹鋼也能像奧氏體系列鋼一樣,適于粉末切割或熔劑切割,但這種切割會(huì)引起一些其他的問題。 如在熱影響區(qū),06Cr13Al(405),10Cr17(430)和16Cr25N(446)型鐵素體鋼將喪失耐蝕性。 當(dāng)溫度超過871℃時(shí),這些鋼種會(huì)明顯地表現(xiàn)出晶粒長大。。熱處理能恢復(fù)其耐蝕性,但不會(huì)減小晶粒度。在馬氏體結(jié)構(gòu)的12Cr13(410)鋼,靠近切割處變得硬而脆,不僅需要切后熱處理來恢復(fù)韌性,而且還需要預(yù)熱到 260~371℃,以防止切割過程中產(chǎn)生裂紋。
2. 等離子弧切割
等離子弧切割是一種靠能把氣體加熱到極高溫度的氣體 一一電弧裝置割矩,來熔化切割金屬的。 從這個(gè)裝置中噴出的氣體,類似一種直接的切割火焰。由于這種火焰沒有燃燒發(fā)生,所以氣體溫度個(gè)受反應(yīng)的內(nèi)熱限制,通過不斷的增加電能,電弧氣體裝置可將其他氣體加熱,使氣體溫度增高到5538℃,或更高(氧氣和碳?xì)浠衔锘鹧鏈囟燃s限制在3092℃)。
這種極高的熱量輸人使得切割速度很快。 切割的金屬很快達(dá)到峪點(diǎn),熔化的金屬立刻被高速氣流帶走。這樣的高速大大減少了碳化物沉淀的危險(xiǎn),06Cr19N110(304不銹鋼)06Cr17N112Mo2(316不銹鋼)鋼牌度達(dá)50.8mm)將不會(huì)出現(xiàn)熱影響區(qū)。像12Cr13(410)這種裂致敏感性高的鋼種,也能獲得滿意的切割效果。
由于切割速度非常高,所以通常等離子焊炬要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。對(duì)不銹鋼中板面言,使用氮?dú)浠旌衔镒鳛榍懈顨怏w,可以獲得最佳切割效果。
切割斷面整潔而光滑,可以獲得細(xì)到RMS250的粗糙度。較薄的中板可以疊起來一塊切割。 切口沒有氧化皮,只有黑色斑漬或一層很薄的“切割金屬”(如果有的話),也很容易用打磨的方法將其去掉。
需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn),所有的熱切割方法都會(huì)留下回火色或氧化區(qū),而且對(duì)許多鋼種,在切割后還會(huì)有熱影響區(qū)的存在。 為了獲得最大程度的耐蝕性,上述這些都應(yīng)該去除掉。 可以采用通過研磨、酸洗或機(jī)加工的方法來清理切割邊緣。