[實用新型]一種熱氣鉆

無效

• 申請號: 200620168816.6
• 申請日: 2006-12-29
• 公開（公告）號: CN200991797Y
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 朱新河;徐久軍;嚴志軍;程東;劉一梅
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: B23K7/00
• 分類號: B23K7/00;B23K7/10;B23K35/02;B23K35/22
• 代理公司: 大連八方知識產權代理有限公司
• 代理人: 衛茂才

技術領域

本實用新型屬于金屬材料加工技術領域。

背景技術

目前工作時需要工業氧氣、乙炔氣體，切割或加工工作時可能發生易爆事故。加工的孔的深度受限制。

發明內容

本實用新型的目的就是提供一種結構簡單，易于加工和實際操作的熱氣鉆。

本實用新型的工作原理是：利用主要成分為鐵的金屬材料在高壓工業氧氣的作用下，燃燒產生高溫氣體，將所需要加工的工件的某一部分快速熔化，對金屬零件進行切割或深孔加工，是一種鋼質材料深孔現場加工器，主要應用于金屬材質零件現場的高效快速粗加工。

化學反應式為：

3Fe(固體)+2O2(氣體)＝Fe3O4(固體)+1119.13kJ

基于上述反應式，可以利用反應放出的熱，使被切割、加工對象的局部接近或達到熔化狀態，在高壓氧氣流的沖刷作用下來實現切割或孔的加工。在此過程中鐵是燃燒介質，相當于氧-乙炔焰中的乙炔，而氧氣是助燃介質，起著支持燃燒和排渣的作用。

本實用新型的技術解決方案是，本實用新型包括依次連接的氧氣瓶、減壓閥、氣管；護具；操作工具；耗材。耗材的外圍是金屬管，內部是填充的助燃金屬絲，其中：鋼管起著導氣和固定鐵絲的作用；內部的金屬絲是主要的助燃材料。為了提供盡可能多和集中的熱量，鐵絲的排列應該盡量緊密，以排列的密度最大化為最佳。

金屬管與金屬絲含碳量的選擇

從鐵-碳相圖可知，碳的含量越低，鋼的熔點也就越高，因此，必須選用低碳鋼。為保證較廣的切割或加工對象的范圍，金屬管和內部金屬絲材料選用含碳量范圍為0.008％～0.1％。考慮到燃燒環境，金屬管因與外界空氣接觸，其燃燒溫度及周圍氧氣量都略低于內部鐵絲，但同時要保證鐵絲的燃燒熱不會因外部鋼管燃燒過快而喪失在空氣中，因此，應使金屬管燃燒速率與內部金屬絲同步，綜合兩方面因素，為實現最佳燃燒效果，鋼管的含碳量應與鐵絲保持相同或差異微小，鋼管壁厚也應與鐵絲直徑相近。

本實用新型所達到的有益效果是：

(1)安全可靠。由于工作時只需要工業氧氣，不需要乙炔氣體，徹底避免了氧氣+乙炔氣體切割或加工工作時可能發生的易爆事故。

(2)可加工的孔的深度不受限制。孔的深度可達10～1000mm。

(3)通過改變耗材的外徑尺寸可加工出不同直徑的深孔；當切斷氧氣后，加工工作自動停止，操作非常簡單，可大幅度提高工效。

(4)該熱氣鉆特別適用于用目前現有普通方法不能或不易實現的深孔現場快速粗加工及切割等。

(5)成本分析：我們所設計的加工器是以金屬為助燃燒介質，且金屬消耗量也比較大，這與傳統的氧-乙炔焰加工方法相比成本較高，可能不適應用于在大范圍使用和推廣，但是在一些特殊的行業中，特別是在工作環境復雜、安全要求較高的場合，如：修船過程中大型銹蝕螺栓的切割等，該切割、加工方式與傳統的氧炔焰切割、加工方法比較起來，有較高的安全性，也有操作簡便、對工作人員的操作技術水平要求低等特點。

(6)切割、加工對象：由于該特種加工器原理的限制，該方法的切割、加工質量較差(粗糙)，不適用于精加工操作。主要適用于船舶以及大型礦山機械等連接件的破壞性的切割。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的工作原理簡圖。

圖2是本實用新型的截面示意圖。

圖3是簡化的Fe-Fe₃C相圖

圖中1.工業氧氣，2.工具，3.工具與耗材的接頭，4.耗材，5.燃燒端，6.高溫燃氣出口，7.鐵管，8.鐵絲。

具體實施方式

氧氣瓶、減壓閥、氣管；護具；操作工具；耗材依次連接。耗材的外圍是金屬管，內部是填充的助燃金屬絲。

表1：耗材直徑與內置金屬絲數量關系

金屬管與金屬絲含碳量的選擇

金屬管和內部金屬絲材料選用含碳量為0.05％，鋼管壁厚與鐵絲直徑相同。