CN109848509A - 一种火焰切割效率提升方法 - Google Patents

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章友谊
唐道磊
冉传海
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Abstract

本发明公开了一种火焰切割效率提升方法，所述方法采取的工艺措施是，在工件的切割轨迹上按照切割行进方向而前、后排布两把火焰枪，前侧火焰枪用作对工件进行预热处理，后侧火焰枪用作对工件进行预热和切割处理，前侧火焰枪和后侧火焰枪在工件上的排布距离s与切割速度V满足特定关系式。本发明的前侧火焰枪能够将最佳的预热效果提供给后侧火焰枪，确保后侧火焰枪对工件有效、可靠地实现高效率和高质量的切割处理，使前、后两把火焰枪在工件切割轨迹上的排布切割效果最大化，简单易行，可操作性强，经济性好。

Description

一种火焰切割效率提升方法
技术领域
本发明涉及火焰切割技术，具体是一种火焰切割效率的提升方法。
背景技术
火焰切割(即气切割)是钢板粗加工的一种常用方式，其技术原理是：利用气体火焰的热能将工件切割处预热到燃点后，喷出高速切割氧流，使金属燃烧并放出热量而实现切割。
目前，火焰切割的常规工艺过程是：首先在工件上确定切割轨迹及切割行进方向；然后将火焰枪按照工件上确定的切割轨迹及切割行进方向而排布在工件上；最后启动火焰枪对工件进行对应的切割处理。该火焰切割工艺过程虽然能够对工件实现切割处理，但其在对工件的切割过程中，是由单把火焰枪对工件实现预热+切割处理的，由于单把火焰枪在切割时对工件的切割处预热不够充分，从而导致切割效率很低，切割质量也很低，这会直接增大工件的切割及后续精加工处理成本，经济性差。
为了改善火焰切割常规工艺过程的单把火焰枪切割所存在的技术问题，业内一直在积极探究相应技术措施，例如中国专利文献公开的“一种钢板的火焰切割方法”(公开号CN 105252104，公开日2016年01月20日)、“一种火焰切割装置”(公开号CN 104985278，公开日2015年10月21日)等，这些技术是在工件的切割轨迹上按照切割行进方向而前、后排布多把火焰枪，其中一把火焰枪用作对工件进行预热和切割处理，其它火焰枪则仅用作对工件进行预热处理，这样能够对工件的切割处实现较好的增温预热，从而能够提高切割效率及切割质量，经济性较好。然而，这些技术的多把火焰枪在工件切割轨迹上的排布未能考虑各火焰枪之间的排布间距与切割速度的对应关系对切割效果的直接影响，从而不管工件是薄钢板、还是厚钢板，均是将多把火焰枪在工件切割轨迹上按照特定的、相同的排布位置间距而排布，并按特定的、相同的切割速度进行切割，这就会使得相同温度的加热环境作用在不同厚度工件上的加热效果是不同的，如此，特定切割速度下的不同厚度工件因厚度差异而感受到的预热温度是不能有效、可靠地作用在切割点上的，仍存在切割效率及切割质量较低的技术问题，未能将多把火焰枪在工件切割轨迹上的排布切割效果最大化，经济性仍较差。
发明内容
本发明的技术目的在于：针对上述火焰切割的特殊性和现有技术的不足，提供一种能够有效提升切割效率及切割质量、经济性好的火焰切割效率提升方法。
本发明实现其技术目的所采用的技术方案是，一种火焰切割效率提升方法，所述方法采取的工艺措施是，在工件的切割轨迹上按照切割行进方向而前、后排布两把火焰枪，前侧火焰枪用作对工件进行预热处理，后侧火焰枪用作对工件进行预热和切割处理，前侧火焰枪和后侧火焰枪在工件上的排布距离s与切割速度V满足下列关系式：
式中，V为工件上的火焰枪切割速度，单位cm/min；
P为燃气压力，单位KPa；
p为氧气压力，单位KPa；
Qc为燃气燃烧热值，单位KJ/m3；
d为割嘴直径，单位mm；
s为割嘴之间的距离，单位mm；
70为常数；
38774.918为计算常数；
Hg为钢材燃烧热，单位KJ/g；
M为钢材燃烧的质量，单位kg；
T为钢板初始表面温度；
7134为表面散热单位处理系数；
φ为表面散热等效系数，不含单位量。
作为优选方案之一，所述前侧火焰枪通预热氧，所述后侧火焰枪通高压切割氧。
作为优选方案之一，所述前侧火焰枪和后侧火焰枪固定在同一数控火焰切割机上。
作为优选方案之一，所述工件为碳钢钢板。
本发明的有益技术效果是：上述方法使得前侧火焰枪能够将最佳的预热效果提供给后侧火焰枪，确保后侧火焰枪对工件有效、可靠地实现高效率和高质量的切割处理(经对比测试，切割效率相较常规单把火焰枪切割而言提升了1倍以上，且切割质量得到了显著提高)，使前、后两把火焰枪在工件切割轨迹上的排布切割效果最大化，简单易行，可操作性强，经济性好。
附图说明
图1为本发明的一种应用示例结构示意图。
图中代号含义：1—工件；2—前侧火焰枪；3—后侧火焰枪；a—工件的厚度；v—切割行进方向；s—排布距离。
具体实施方式
本发明涉及火焰切割技术，具体是一种火焰切割效率的提升方法，下面结合说明书附图-即图1对本发明的技术方案内容作清楚、详细地说明。
参见图1所示，本发明以碳钢钢板作为切割工件1，该工件1具有厚度a。
本发明对工件1的切割工艺措施是：
-在工件1上确定出切割轨迹，并在工件1的切割轨迹上确定出切割行进方向v；
-在工件1的切割轨迹上按照切割行进方向v而前、后排布两把火焰枪，即前侧火焰枪2和后侧火焰枪3，前侧火焰枪2和后侧火焰枪3在工件1的切割轨迹上具有排布距离s，前侧火焰枪2和后侧火焰枪3在工件1上的排布距离s与切割速度V满足下列关系式：
式中，V为工件上的火焰枪切割速度，单位cm/min；
P为燃气压力，单位KPa；
p为氧气压力，单位KPa；
Qc为燃气燃烧热值，单位KJ/m3；
d为割嘴直径，单位mm；
s为割嘴之间的距离，单位mm；
70为常数；
38774.918为计算常数；
Hg为钢材燃烧热，单位KJ/g；
M为钢材燃烧的质量，单位kg；
T为钢板初始表面温度；
7134为表面散热单位处理系数；
φ为表面散热等效系数，不含单位量；
此外，前侧火焰枪2和后侧火焰枪3分别固定在同一数控火焰切割机上；
-分别启动前侧火焰枪2和后侧火焰枪3，其中，前侧火焰枪2通预热氧、用作对工件1进行预热处理，后侧火焰枪3通高压切割氧、用作对工件1进行预热和切割处理，以此对工件1进行高效率及高质量的切割处理。
以上具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制。尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述具体技术方案进行修改(例如，前、后两把火焰枪分别固定在两台数控火焰切割机上，对两台数控火焰切割机的运行参数进行对应配套的设置即可)，或者对其中部分技术特征进行等同替换(例如工件采用其它可火焰切割的钢板)，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种火焰切割效率提升方法，其特征在于，所述方法采取的工艺措施是，在工件的切割轨迹上按照切割行进方向而前、后排布两把火焰枪，前侧火焰枪用作对工件进行预热处理，后侧火焰枪用作对工件进行预热和切割处理，前侧火焰枪和后侧火焰枪在工件上的排布距离s与切割速度V满足下列关系式：
式中，V为工件上的火焰枪切割速度，单位cm/min；
P为燃气压力，单位KPa；
p为氧气压力，单位KPa；
Qc为燃气燃烧热值，单位KJ/m3；
d为割嘴直径，单位mm；
s为割嘴之间的距离，单位mm；
70为常数；
38774.918为计算常数；
Hg为钢材燃烧热，单位KJ/g；
M为钢材燃烧的质量，单位kg；
T为钢板初始表面温度；
7134为表面散热单位处理系数；
φ为表面散热等效系数，不含单位量。
2.根据权利要求1所述火焰切割效率提升方法，其特征在于，所述前侧火焰枪通预热氧，所述后侧火焰枪通高压切割氧。
3.根据权利要求1或2所述火焰切割效率提升方法，其特征在于，所述前侧火焰枪和后侧火焰枪固定在同一数控火焰切割机上。
4.根据权利要求1所述火焰切割效率提升方法，其特征在于，所述工件为碳钢钢板。
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