[發明專利]一種水下手工快速切割材料及其應用

有效

• 申請號: 201210009148.2
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102699557A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 柳吉蘭;衣衍亮
• 申請（專利權）人: 柳吉蘭
• 主分類號: B23K35/04
• 分類號: B23K35/04;B23K35/22
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王慶海;王宇楊

技術領域

本發明屬于用于水下手工快速切割的金屬材料切割技術領域，涉及一種手工水下快速切割材料。

背景技術

21世紀是海洋的世紀，隨著海洋的開發，大量的海上建筑被建造，同時，也必將造成大量的廢舊碼頭、廢棄鉆井平臺等水下建筑需要被拆除，為航海清除障礙。而這些水下建筑破障的難點在于水下部分結構只能在水下拆除，而且這些水下建筑具有鋼筋混凝土結構，也增加了拆除的難度。

現在，拆除水下金屬結構和鋼筋混凝土結構主要采用水下切割技術，目前常用的水下切割技術有氧-可燃氣切割、水下氧-弧切割、金屬-電弧切割、水下機械切割、水射流切割、水下等離子切割、爆炸切割等。氧-可燃氣切割不適宜于切割耐腐蝕鋼、不銹鋼、鑄鐵和除鈦以外的有色金屬，水下氧-弧切割、金屬-電弧切割、水下機械切割、水射流切割、水下等離子切割都需要帶電作業，存在安全隱患，而且水射流切割、水下等離子切割所需要的設備較為復雜，設備造價昂貴、龐大不易便攜，而爆炸切割危險性較大。

專利申請CN201010536018.5公開了一種手工快速切割材料，一種手工快速切割材料，其特征在于：由外部的切割管材和內部的多根切割絲材組成的中空管狀結構，其中所述切割管材是采用鍛壓工藝制備而成的鋼管，鋼管內外采用電鍍工藝各鍍有0.1mm厚的鍍銅層；所述切割絲材長度與切割管材相同，由外皮和粉芯組成，所述外皮為低碳鋼08F鋼帶，其化學組成為：以重量百分比計，C?0.05％～0.11％，Si≤0.03％，Mn?0.25％～0.50％，P≤0.035％，S≤0.035％，Ni≤0.25％，Cr≤0.10％，其余為鐵和不可避免的雜質；所述粉芯以重量百分比計，組成為CuO粉2～8％，稀土鈰0.4～2％，余量為鐵粉。但是，該手工快速切割材料的粉芯組分及組分含量只適合在空氣中進行切割，其放熱合金CuO和Fe在氧氣中燃燒放出的熱量遠遠不夠支持切割材料在水中持續不斷的燃燒，從而無法滿足其在水下進行切割。另外，由于在水下作業時候，特別是將切割材料加工為直管狀結構時，切割材料的長度受到限制，每次用完一根之后，就必須重新安裝切割材料，頻繁安裝切割材料導致工作效率大大降低。

因此，亟需在研究電弧引燃放熱合金材料產生高能量原理的基礎上，開發一種無需切割燃氣和切割電源，切割速度快，安全，攜帶方便、操作簡單且成本低的水下切割材料，用于水下環境鋼結構及鋼筋混凝土的快速切割和拆裝。

發明內容

本發明針對現有各種水下切割技術的缺陷，利用放熱材料在氧氣中的燃燒特性，提供一種無需切割燃氣和切割電源，切割效率高，切割對象范圍廣，攜帶方便、安全，操作簡單且成本低的水下手工快速切割材料及其制備方法，用于水下金屬和鋼筋混凝土的快速切割和破解。

本發明的技術方案是：一種水下手工快速切割材料，其由外部的切割管材和內部的多根切割絲材組成，切割管材外側有一層絕緣層；其特征在于：外部的切割管材由復合金屬帶繞制而成，并由此實現切割管材的柔性彎曲，所述切割絲材沿外部管材內壁均布，并在切割管材中心位置形成中空結構；所述切割絲材由外皮和粉芯組成，所述外皮為SPCC-SD型冷軋鋼帶，其化學成分為：以重量百分比計，C≤0.15％，Mn≤0.60％，P≤0.1％，S≤0.025％，其余為鐵和不可避免的雜質；；所述粉芯以重量百分比計，組成為Cu₂O粉3～20％，CuO粉5～25％，Al粉2～10％，稀土鈰1～7％，余量為Fe粉。

進一步地，所述鐵粉粒度為-80～200目，CuO粉粒度為-80～200目，Cu₂O粉粒度為-80～200目，稀土鈰粒度為-300目。

進一步地，所述絕緣層是纏繞在切割管材外側的聚乙烯膠帶層或涂敷在切割管材外側的環氧樹脂層。

進一步地，所述切割絲材的直徑與切割管材的壁厚之比范圍在2.1～3。

進一步地，復合金屬帶為中間部分厚、邊緣薄的結構；復合金屬帶纏繞過程中，邊緣相互重疊，邊緣重疊之后的厚度與復合金屬帶中間部分的厚度一致，從而使得纏繞切割絲材后形成的切割管材的外表面平滑。

進一步地，用低碳鋼08F鋼帶替代SPCC-SD型冷軋鋼帶，低碳鋼08F鋼帶化學組成為：以重量百分比計，C?0.05％～0.11％，Si≤0.03％，Mn?0.25％～0.50％，P≤0.035％，S≤0.035％，Ni≤0.25％，Cr≤0.10％，其余為鐵和不可避免的雜質。

進一步地，將所述切割材料應用于水下金屬材料或非金屬材料的切割。

進一步地，所述非金屬材料為混凝土、磚或巖石。