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成為一種切割不銹鋼的常用方法,但其效率極低。這是因為,在切割開始時,在切割處形成了大量的高熔點鉻氧化物。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。這些設備可以手工操作,也可以機械操作,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,都能進行準確的切割。對于切割6.35mm厚的不銹鋼鋼板,切割速度可達609.6mm/min.對于切割25.4mm厚的不銹鋼鋼板,切割速度下降到約38.1m/min,當厚度超過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,達到切割的目的。所以在切割斷面就有一個從室溫到熔點的溫度梯度。時間對溫度是速度和合金成分的函數。當選用這種方法時,必須考慮這個熱循環的作用。穩定化處理的鋼種或低碳的經改進后的普通奧氏體鋼都不會產生碳化物沉淀問題,但厚度超過20.00mm的普通奧氏體鋼,就有一個類似于在焊接過程中形成的熱效應區。 這個區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。 對切割部進行固溶處理是最直接的辦法,但這種辦法并不總是可行的,因為通常對部件邊緣要進行機加工和打磨。 但是,對于一定厚度的不銹鋼中板來說,因為切割速度要比焊接速度快, 根據可靠的經驗可以預見,如果這個鋼種或尺寸能在焊接狀態下使用,那么在切割狀態下,也一定能夠使用。
如果工件要求有極高的耐蝕性,對于切割和焊接狀態,厚度超過12.7mm的鋼種,就應該考慮再結晶退火。
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,但這種切割會引起一些其他的問題。 如在熱影響區,06Cr13Al(405),10Cr17(430)和16Cr25N(446)型鐵素體鋼將喪失耐蝕性。 當溫度超過871℃時,這些鋼種會明顯地表現出晶粒長大。。熱處理能恢復其耐蝕性,但不會減小晶粒度。在馬氏體結構的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韌性,而且還需要預熱到 260~371℃,以防止切割過程中產生裂紋。
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生,所以氣體溫度個受反應的內熱限制,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(氧氣和碳氫化合物火焰溫度約限制在3092℃)。
這種極高的熱量輸人使得切割速度很快。 切割的金屬很快達到峪點,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,06Cr19N110(304不銹鋼)06Cr17N112Mo2(316不銹鋼)鋼牌度達50.8mm)將不會出現熱影響區。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現機械化。對不銹鋼中板面言,使用氮氫混合物作為切割氣體,可以獲得最佳切割效果。
切割斷面整潔而光滑,可以獲得細到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。
需要強調的一點,所有的熱切割方法都會留下回火色或氧化區,而且對許多鋼種,在切割后還會有熱影響區的存在。 為了獲得最大程度的耐蝕性,上述這些都應該去除掉。 可以采用通過研磨、酸洗或機加工的方法來清理切割邊緣。