氧气切割又简称气割，也称氧－火焰切割。气割的实质是被切割的材料在纯氧中燃烧的过程，不是氧化过程。
一、气割用气体
气割所用的气体分为两类，即助燃气体（氧气）和可燃气体（如乙炔、液化石油天然气等）。可燃气体与氧气混合燃烧时，放出大量的热，形成热量集中的高温火焰（火焰中的最高温度一般可达2000～3000℃），可将金属加热和熔化。
1、氧气
氧在常温状态下和大气压下是无色无味的气体，其分子式是O2，在标准状态下（即0℃和101.325KPa压力下），1m3气体重1.43Kg，比空气重（空气为1.29Kg）。氧本身不会燃烧，但化学性质极其活泼，是一种活泼的助燃气体，很容易与其他物质发生反应。氧与可燃气体（如H2、C2H2等）按一定比例混合的混合气体会发生爆炸。
氧的制取方法有化学法、电解法、吸附法和深度冷冻法等。工业用氧基本上采用深度冷冻法，即把空气经过多级扩散冷却，使空气液化，然后将液态氧取出，再用低温储罐储存液态氧或把液态氧气化并用氧压机将气态氧加压装瓶供用户使用。
工业用气态氧分为三级：一级纯度不低于99.5％，二级纯度不低于99.2％，三级纯度不低于98.5％。氧气的纯度对气割的效率和质量有很大的影响。
2、可燃气体
可燃气体种类很多，目前普遍采用乙炔气，其次是液化石油气，还有用氢气、天然气、煤气等。
二、割炬与割嘴
1、割炬
割炬是气割的主要工具。割炬的作用是使可燃气体与氧气混合，形成预热火焰，并能在预热火焰中心喷射切割氧气流，以便进行切割。常用的割炬分为射吸式何等压式两种。
a、射吸式割炬
射吸式割炬是以射吸式焊炬为基础，增加了切割氧的气路及阀门，并采用专门的割嘴。射吸式割炬主要使用低压乙炔，也可使用中压乙炔，在手工切割中得到广泛应用。常见的型号：G01型氧－乙炔用射吸式手工割炬。
射吸式手工割炬的规格和性能
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型号 |
氧气工作压力／MPa |
乙炔使用压力／MPa |
可换割嘴个数 |
割嘴切割氧孔径／mm |
割炬总长度／mm |
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1″ |
2″ |
3″ |
4″ |
1″ |
2″ |
3″ |
4″ |
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G01-30 |
0.2 |
0.25 |
0.3 |
— |
0.001～0.1 |
3 |
0.7 |
0.9 |
1.1 |
— |
500 |
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G01-100 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
— |
1.1 |
1.3 |
1.6 |
— |
550 |
|
G01-300 |
0.5 |
0.65 |
0.8 |
1 |
4 |
1.8 |
2.2 |
2.6 |
3 |
650 |
b、等压式割炬
等压式割炬的预热火焰是按等压式焊炬的原理形成的。乙炔、预热氧和切割氧分别由单独的管道进入割嘴，预热氧和乙炔在割嘴内开始混合，产生预热火焰。等压式割炬具有专门的等压割嘴，并需要中压或高压乙炔，火焰燃烧稳定，不易回火，应用越来越广。常见的型号：G02型等压式手工割炬。
2、割嘴
割嘴按配用的割炬和预热气体混合方式的不同分为：射吸式、等压式和外混式三种。
a、射吸式普通割嘴
射吸式普通割嘴通常配用射吸式割炬，用于手工切割，其特征是割嘴头部与割炬连接座的配合角度为45°。
b、等压式割嘴
等压式割嘴预热氧和燃气分别从顶端进气孔流入到预热气孔道内混合，形成预热混合气，即所谓嘴内混合式，适用于燃气压力大于10KPa的场合。这种割嘴顶部有3个肩部，与割炬座的配合角锥角30°。
c、外混式割嘴
外混式割嘴是指燃气与预热氧在割嘴端部外面大气中混合并燃烧的割嘴。适用于机械化切割厚100～3600mm钢材和连续铸锭中切割锭坯。
常用割嘴的种类和实用性
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割嘴 |
适用性 |
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直筒形割嘴（即普通割嘴） |
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射吸式 |
适用于手工切割2～300mm钢材 |
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等压式 |
适用于手工和机械化切割4～500mm钢材 |
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扩散形割嘴（即快速割嘴） |
适用于机械化切割厚5～200mm钢材。切割速度快，切割厚板时切割面光洁，也适合于成叠（多层）钢板的切割。 |
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切割氧压力490KPa（5Kgf/cm2）等压式 |
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切割氧压力690KPa（7Kgf/cm2）等压式 |
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分列式割嘴（预热嘴和切割嘴氧流之间附加低速保护氧的割嘴） |
适用于半机械化切割厚4～50mm钢材。切割速度比普通割嘴快，切割面粗糙度低。 |
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氧帘割嘴（即在预热火焰与切割分开的割嘴） |
适用于机械化切割厚3～30mm钢材。切割速度快，切割厚板时切割面光洁、优良。 |
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外混式割嘴（燃气与预热氧在割嘴端部外面大气中混合并燃烧的割嘴） |
适用于机械化切割厚100～3600mm钢材和连续铸锭中切割锭坯。 |
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表面气割嘴 |
火焰气刨用。适用于焊缝背面清根、刨槽和清除工件上的焊疤等。 |
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三、气瓶
1、氧气瓶
氧气瓶是一种储存、运输高压氧气的高压容器。常用氧气瓶的充装压力为15MPa，容积40L。在15MPa压力下可储存6m3氧气。氧气瓶涂成天蓝色，并写有黑色“氧气”字样。使用时，不得将氧气全部用完，最少需留100～200KPa大气压，以便在装氧气时做吹除灰尘试验和避免混进其他气体。氧气瓶夏季防止暴晒，冬季氧气阀门冻结时不允许用火烤，应用热水或蒸汽加热解冻。氧气瓶必须装有防振橡胶圈。氧气瓶上不允许沾染油脂，尤其是氧气瓶阀门处。
氧气瓶规格
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气瓶容积
／L |
气瓶外径／mm |
瓶体高度／mm |
重量
／Kg |
工作压力
／MPa |
水压试验压力／MPa |
名义装气量／m3 |
瓶阀
型号 |
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33 |
φ219 |
1150±20 |
45±2 |
15 |
22.5 |
5 |
QF-2 铜阀 |
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40 |
φ219 |
1150±20 |
55±2 |
6 |
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44 |
φ219 |
1150±20 |
57±2 |
6.5 |
2、乙炔瓶
乙炔瓶是一种储存和运输乙炔气用的压力容器。常用乙炔瓶的压力为1.5MPa，容积有25、40、60L等。其外表面涂白色，并刷以红色的“乙炔”和“火不可近”等字样。使用时，不得将乙炔全部用完，根据气温必须保持一定的剩余压力，不低于0.05MPa（－5℃～0℃）～0.3MPa（25℃～30℃）并将气瓶阀门关紧防止漏气。乙炔瓶体外表面温度不应超过30℃～40℃。工作时应直立放置。
乙炔瓶规格
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公称容积／L |
10 |
16 |
25 |
40 |
60 |
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公称直径／mm |
180 |
200 |
224 |
250 |
300 |
四、回火防止器
回火防止器是防止割炬回火时逆燃火焰进入乙炔源引起爆炸事故的一种安全装置。在使用乙炔的场合，必须装置回火防止器，且应设在乙炔源与割炬的中间部位。目前国内常用的水封式回火防止器，有低压开式和中压闭式两种类型，常用的干式回火防止器，有中压防爆破膜式和中压冶金片式等类型。
五、减压器
减压器是用来将气体从高压降低到工作需要压力的装置，而且，不论高压气体的压力如何变化，它能使工作压力基本保持稳定，同时也计测瓶内气体的压力和减压后气体的压力。减压器按工作气体分氧气用、乙炔气用和液化石油气用等。
金属可气割的必要条件：1、金属能同氧发生剧烈的燃烧反应并放出足够的反应热。2、金属燃点比熔点低。3、燃烧生成的氧化物熔渣的熔点比金属熔点低，且流动性好。4、金属的热导率不能太高。
在金属材料中，铁、低碳钢、钒属于气割性良好的金属，而高碳钢、铸铁、高铬钢、铬镍不锈钢、铜及其合金等属于很难气割的金属。铬和镍的氧化物熔点很高，难以气割，但可采用氧－熔剂工艺进行切割。
目前气割的效率高、成本低、设备简单，并能在各种位置进行切割和在钢板上切割各种外形复杂的零件，主要用于切割各种碳钢和低合金钢。
影响气割过程的主要工艺因素：
1、切割氧的纯度。
切割氧的纯度是影响气割过程的重要因素。氧气纯度差，不但切割速度大为降低，切割面粗糙、切口下缘粘渣，而且氧气消耗量增加。通常认为，氧气纯度低于95％，就不能气割。而要获得无粘渣的气割，氧气纯度需99.5％以上。
2、切割氧的流量和压力及氧流形状。
对某一个钢板厚度存在一个最佳氧流量值，此时不但切割速度最高，而且切割面质量良好。用普通割嘴气割时，切割氧压力升高，氧流量相应增加，切割厚度也随之增大。切割氧射流（通常称之为风线）形状对气割过程也有明显的影响。风线长且挺直有力，切割效果就好。通常要求风线尽可能长并保持圆柱形，同时边界线清晰，这样切割面的粗糙度和切割精度也提高。
3、切割氧流的流速、动量和攻角（切割倾角）。
气割时，若把切割氧流相对切口前缘形成一个攻角（即割矩后倾），可大大加快切割速度和改善切割质量。随着氧流攻角（切割倾角）的增大，切割速度明显加快。极限攻角的大小随割嘴种类和加工钢板厚度而异。切割氧流的出口流速越高，钢板越薄，极限攻角越大。
4、预热火焰的能率。
气割时，预热火焰一般选用中性焰，火焰强度要适中。火焰过强时会发生：切口上边缘熔塌，并有珠粒状熔滴粘附，切割面粗糙度变差，切口下缘粘渣等。火焰过弱时会发生：切割速度减慢，易发生切割中断现象，易发生回火，后拖量增大等。
5、被切割金属的成分、表面状况和初始温度。
熔渣的粘度低，流动性好，易于被切割氧流所排除，切割速度就能加快。熔渣的粘度大，不易于被切割氧流排除，切割速度就降低。熔渣的粘度高低取决于被切割金属的化学成分与氧气燃烧生成的氧化物粘度。钢材表面的厚锈皮和赃物对切割的质量和速度影响很大，切割前必须把它清除掉。刚才的初始温度高，加热到燃点的时间就缩短，可以加快气割进程，切割速度随之提高，同时还能减少切割氧耗量。
