电弧切割

用电弧作为热源的热切割

用电弧作为热源的热切割。与气割相比，电弧切割质量较差，但因电弧温度较高，能量较集中，能切割的材料种类比气割广泛。

概念介绍

所有的金属材料几乎都可以用电弧切割。电弧切割分为碳弧切割、气刨和空心焊条电弧切割3种。

①碳弧切割：用钳式割炬夹持圆柱形、扁形或矩形的碳棒作为电极之一，另一电极为工件。压缩空气从割炬喷气孔喷出，并沿碳棒侧面或四周喷向电弧在工件上的燃着点，吹除熔化金属和熔渣，形成切口。碳弧切割可用于切除焊缝缺陷、开坡口、切除铸件冒口、飞边、毛刺和缺陷，以及废品废料的解体等。

②气刨：用碳弧切割的方法在工件表面上开槽。

③空心焊条电弧切割：原理和用途与碳弧切割相似。电极用特制的空心焊条，焊条的药皮起稳定电弧和增大熔化金属流动性的作用。压缩空气从焊条中心孔喷出，吹除被电弧熔化的金属和熔渣，形成切口。

加工方法

电弧切割主要有碳弧气刨、碳弧刨割条和等离子弧切割三种加工方法。

1．等离子弧切割是一种常用的金属和非金属材料切割的工艺方法。它利用高速、高温和高能的等离子气流来加热和熔化被切割材料。

2．碳弧气刨

碳弧气刨是利用碳极电弧的高温；把金属的局部加热到熔化状态，同时用压缩空气的气流把熔化金属吹掉，从而达到对金属进行切割的一种加工方法。

3．碳弧刨割条

碳弧刨割条的外形与普通焊条相同。是利用药皮在电弧高温下产生的喷射气流，吹除熔化金属，达到刨割的目的。工作时只需交、直流弧焊机，不用空气压缩机。

范围及特点

（1）在清除焊缝缺陷和清理焊根时，能在电弧下清楚地观察到缺陷的形状和深度，生产效率高，同时可对缺陷进行修复。

（2）可用来加工焊缝坡口，特别适用于开U型坡口；

（3）使用方便，操作灵活；

（4）可进行全位置操作。可以清理铸件的毛边、飞刺、浇铸冒口及铸件中的缺陷；

（5）加工多种不能用气割加工的金属，如铸铁、高合金钢、铜和铝及其合金等，对有耐腐蚀要求的不锈钢一般不采用此种方法切割。

（6）设备、工具简单，操作使用安全。

（7）碳弧气割可能产生的缺陷有夹碳、粘渣、铜斑、割槽尺寸和形状不规则等。

安全操作

1、手工电弧焊的安全操作

(1)手工电弧操作保同必须进行安全技术培训，考试合格并取得操作证后，方可独立作业。

(2)在禁火区内进行焊割前，必须实行动火审批制度，由有关部门出具动火许可证后，方可作业。

(3)搬运焊机、检修焊机、更换保险丝、改变极性等必须切断电源开关才能进行。

(4)安装、检修焊机或更换保险丝等应由电工进行，焊工不得擅自进行。

(5)在焊接作业场地l0m范围内，不得有易燃易爆物品。

(6)焊工的手或身体的某一部分不能接触导电体。在潮湿地点操作时，地面上应铺设橡胶绝缘垫。

(7)工作前要检查设备、工具的绝缘层有无破损，接地是否良好。

(8)工作时必须按规定穿戴好个人防护用品。

(9)推、拉电源闸刀时，要戴绝缘手套，站在侧面，用左手推闸，动作要快，以防电弧火花灼伤脸部。

(10)在容器及舱室内焊接要设监护人和通风装置。使用的行灯电压为12V。

(11)登高作业之前，应先检查作业点下面地面是否符合安全要求。脚手架、桥板是否牢靠。登高作业应扎标准防火安全带，并要注意防止重物和工具下落伤人。

(12)焊接过程中要注意防爆、防火。

(13)工作结束后要认真检查现场，确认安全后方可离开。

2、电弧切割的安全操作

除遵守手工电弧焊的有关规定外，还应注意以下几点：

(1)电弧切割时电流较大，要防止焊机过载发热。

(2)电弧切割时烟尘大，操作者应佩戴送风式面罩。作业场地必须采取排烟除尘措施，加强通风。

(3)电弧切割时大量高温液态金属及氧化物从电弧下被吹出，应防止烫伤和火灾。

(4)电弧切割时噪声较大，操作者应戴耳塞。

切割装置

海上油气井及采油平台拆除中最重要的、也是首先要解决的一道工序是对废弃井口的处理，根据相关的法律法规，必须把泥线以下四米包括水下井口头系统在内的套管水泥环切割回收，泥线上不得遗留任何人工构建物。因此，需要派遣专业的作业人员，采用特殊的水下切割工具和井口头回收工具，才能完成水下特殊环境的拆除任务。然而，水下工作环境比较恶劣，同时泥线以下的只能从套管内部切割，作业空间有限，传统的切割方法和工具很难实现切割任务。因此研究开发新型的水下套管切割工艺和设计高效的切割工具是我们的主要任务。

深水套管电弧切割装置的原理如下：深水套管电弧切割装置主要由井口悬挂器、上扶正器、旋转电机、电弧切割装置、下扶正器和导向装置等组成。

其作业过程是：深水套管电弧切割装置通过丝扣和钻杆连接。开始切割作业之前，首先将该设备放入水下套管之中，当切割工具下放到预定位置时，悬挂工具锁紧在井口头的丝扣上，作为整个设备的基座。然后撑开上、下扶正器，在套管内壁上产生一定的扶正力，使切割工具固定在套管内壁，同时也起到对中作用，通过井口悬挂器和扶正器的双重保障，确保了切割工具的切割稳定性。接着，开始对电源进行控制，首先将电源的正极通过井口头加载到套管上，其次把电源的负极通过电缆和导电环加载到工具电极上，然后接通电源，使电极和套管直接形成电场。最后通过伺服控制系统驱动控制执行电机，驱动电极伺服进给；当工具电极与套管的距离达到击穿间隙的范围，在高压高频引弧电源的作用下将产生电弧放电，随后由大功率 IGBT 逆变直流切割电源维持低压大电流电弧，放电时产生的高温和高压会瞬间融化剥蚀套管，在工具电极伺服进给之下，套管和电极之间维持稳定放电，套管局部点在一定时间内被切透。在电极伺服进给的时候，整个电极送进机构由旋转电机带动进行驱动旋转，实现套管全圆周的稳定放电环切。

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