铸坯火焰自动切割系统的设计状况及存在的问题

我国的切割技术长期落后与其他国家，然而近些年来有了快速发展。相关企业包

括生产切割器械的企业在内，已经研制以及开发了多种半、全自动切割器械。国外的

很多著名切割机制造企业，如美国捷锐、德国伊萨、日本田中和梅塞尔等公司，也在

中国投资建厂。各企业大量运用各种半、自动切割机进行多种直线、曲线和成形切割，

收到了较好的效果，将切割技术推向了崭新的阶段 [3] 。

切割机可分为火焰切割机、激光切割机、等离子切割机、石材切割机、水切

割机、相贯线切割机、数控切割机、海绵切割机等。这其中激光切割机的切割质

量最好、效率快。等离子切割机切割的速度也非常快，但切割效果不如激光切割

机。火焰切割机主要运用于厚度比较大的碳钢材质的切割。相贯线切割机运用于

切割钢管。比较切割机成本：激光切割机的价格最高，同时效率和精度也是最高

的一种高科技含量的切割设备，水刀切割机相比稍差，火焰切割机以及等离子切

割机相对更差些，但它们成本也是相对较低的。金属切割机前景：对与切割机目

前来看等离子切割机和数控火焰切割机占有着较大部分的用户，但就发展趋势来

说激光切割、水切割很可能会取代前者，成为主要使用的切割机，因为其不仅切

割速度快、环保，切割质量也好！然而气体火焰切割却是最早、最普遍采用的切割

方法。最近几年，在以乙炔为基础燃气中，已经开发出天然气、煤气、丙烷气、液化

石油气以及各种新型燃气，同时依据每种气体的各自特性研制出了专门的切割机，为

多样化的开发燃气能源提供了宽阔的前景。火焰切割常常应用与钢板的粗加工，它

的金属切割厚度从 1mm ~ 1m，然而当在切割低碳钢钢板的厚度小于 20mm 时，

需要运用别的切割方法。利用氧化铁燃烧过程中产生的高温来切割碳钢是火焰切

割的原理，设计火焰割炬能够为燃烧氧化铁供应充足的氧气，来保证得到很好的

切割效果。

火焰切割设备的价格便宜同时也是切割厚金属板料最便宜有效的方式，然

而在切割薄板方面有缺陷。之前火焰切割自动控制系统都是采用信号传感器进行

控制，具有理论上简单可行的系统原理，却因为切割环境的温度太高，导致在此

系统中起重要作用的信号传感器故障率非常高，定尺精度较低，直接影响了切割

系统的正常工作。系统的主要缺点：故障很容易发生在信号传感器的高温区，操

作维护很不方便；电缆故障率很高，设备维护困难；操作时工人劳动强度很大。

另外因为火焰切割的热影响区面积很大,热变形较大，为了保证切割能够精确有

效，操作人员就需要拥有很高的技术才可以在切割过程中第一时间避免金属板的

热变形。以前钢坯切割燃气消耗多、切割断面粗糙、切割割缝大、氧气压力高、噪

音大、工厂粉尘多、割炬损坏多、工人劳动强度大、环境污染严重等弊端。因而，为

减轻工人的劳动强度，减少机具的损坏，提高系统的可靠性，便需要对此系统进

行相应的改造。