不锈钢热切割常用的方法有两种,即带熔剂或喷粉的火焰切割和等离子弧切割。
1. 火焰切割
氧乙炔火焰切割法已经成为一种切割不锈钢的常用方法,但其效率极低。这是因为,在切割开始时,在切割处形成了大量的高熔点铬氧化物。这层氧化物使火焰和氧气几乎被隔绝,不能接触到切割金属。如果把熔剂喷射到切割处。就可以快速地去除掉覆盖的氧化物,从而使新表面断地暴露出来,使切割顺利进行。
最常用的切割熔剂有两种:一种是专用熔剂,另一种是富铁粉末。
喷粉切割或熔剂切割也是常用的切割方法。这两种方法可以有效地切割厚度为6.35~50.8mm的不锈钢板。这些设备可以手工操作,也可以机械操作,并带有使用模板和比例绘图仪的辅助装置。这两种切割方法,在垂直位置或与水平面成任意角度,都能进行准确的切割。对于切割6.35mm厚的不锈钢钢板,切割速度可达609.6mm/min.对于切割25.4mm厚的不锈钢钢板,切割速度下降到约38.1m/min,当厚度超过38.1mm的钢板,切割速度与碳钢的切割速度相近。
火焰切割是靠熔化后去除金属,达到切割的目的。所以在切割断面就有一个从室温到熔点的温度梯度。时间对温度是速度和合金成分的函数。当选用这种方法时,必须考虑这个热循环的作用。稳定化处理的钢种或低碳的经改进后的普通奥氏体钢都不会产生碳化物沉淀问题,但厚度超过20.00mm的普通奥氏体钢,就有一个类似于在焊接过程中形成的热效应区。 这个区域的沉淀碳化物在使用前,必须彻底清除,以便使成品工件狱得最高的耐蚀性。 对切割部进行固溶处理是最直接的办法,但这种办法并不总是可行的,因为通常对部件边缘要进行机加工和打磨。 但是,对于一定厚度的不锈钢中板来说,因为切割速度要比焊接速度快, 根据可靠的经验可以预见,如果这个钢种或尺寸能在焊接状态下使用,那么在切割状态下,也一定能够使用。
如果工件要求有极高的耐蚀性,对于切割和焊接状态,厚度超过12.7mm的钢种,就应该考虑再结晶退火。
铬不锈钢也能像奥氏体系列钢一样,适于粉末切割或熔剂切割,但这种切割会引起一些其他的问题。 如在热影响区,06Cr13Al(405),10Cr17(430)和16Cr25N(446)型铁素体钢将丧失耐蚀性。 当温度超过871℃时,这些钢种会明显地表现出晶粒长大。。热处理能恢复其耐蚀性,但不会减小晶粒度。在马氏体结构的12Cr13(410)钢,靠近切割处变得硬而脆,不仅需要切后热处理来恢复韧性,而且还需要预热到 260~371℃,以防止切割过程中产生裂纹。
2. 等离子弧切割
等离子弧切割是一种靠能把气体加热到极高温度的气体 一一电弧装置割矩,来熔化切割金属的。 从这个装置中喷出的气体,类似一种直接的切割火焰。由于这种火焰没有燃烧发生,所以气体温度个受反应的内热限制,通过不断的增加电能,电弧气体装置可将其他气体加热,使气体温度增高到5538℃,或更高(氧气和碳氢化合物火焰温度约限制在3092℃)。
这种极高的热量输人使得切割速度很快。 切割的金属很快达到峪点,熔化的金属立刻被高速气流带走。这样的高速大大减少了碳化物沉淀的危险,06Cr19N110(304不锈钢)06Cr17N112Mo2(316不锈钢)钢牌度达50.8mm)将不会出现热影响区。像12Cr13(410)这种裂致敏感性高的钢种,也能获得满意的切割效果。
由于切割速度非常高,所以通常等离子焊炬要实现机械化。对不锈钢中板面言,使用氮氢混合物作为切割气体,可以获得最佳切割效果。
切割断面整洁而光滑,可以获得细到RMS250的粗糙度。较薄的中板可以叠起来一块切割。 切口没有氧化皮,只有黑色斑渍或一层很薄的“切割金属”(如果有的话),也很容易用打磨的方法将其去掉。
需要强调的一点,所有的热切割方法都会留下回火色或氧化区,而且对许多钢种,在切割后还会有热影响区的存在。 为了获得最大程度的耐蚀性,上述这些都应该去除掉。 可以采用通过研磨、酸洗或机加工的方法来清理切割边缘。