钢管坡口热切割加工机的研究

钢管坡口热切割加工机的研究

摘要：钢管坡口的加工一般有锉刀加工、角磨机加工、手工火焰气割加工、

车床车削等。钢管坡口热切割加工机是一种崭新的钢管坡口加工方法，具有高效率、高质量、灵活多用等优点，值得广泛推广。

关键词：钢管坡口热切割加工机

前言

钢管坡口加工是高要求钢管焊接作业的前提条件，钢管坡口加工工具和设备

的先进程度直接影响加工效率和质量。传统的加工工具和设备都有着自己独有的

特点：像锉刀加工、角磨机加工，成本低廉是最大的特点，也是优点，但是效率

极低，加工的质量难以保证；手工火焰气割加工，相对前两种加工方法，有了较

高的效率，但是加工质量不稳定，只能加工普通的钢管；车床车削，是这几种加

工方法中加工质量最好、效率最高的，但是设备复杂，成本高，场地固定。那么，应该有一种高效、高质量、多用、成本低的加工设备代替以上传统的坡口加工方法，钢管坡口热切割加工应运而生了。钢管坡口热切割加工机是用火焰作为热源

或者用电弧作为热源，变速电机带动夹具旋转工件进行切割加工的一种半自动加

工方法，它是结合了传统加工方法的优点而研制出来的一种钢管坡口加工设备，

完全能满足加工要求，具有较高的实用价值及推广意义。

下面就钢管坡口热切割加工机的结构、应用及优点进行阐述。

1.

钢管坡口热切割加工机的结构

钢管坡口热切割加工机主要有加工机机座、变速开关、变速电机、水平调节杆、立柱、双向连接器、割炬、夹头、垂直调节杆、夹具、滚轮支架、防护罩几

部分。（如下图）

1.1、加工机机座

加工机机座是本加工机的基础，必须牢靠，是用角钢、方管、钢板，根据不

同尺寸要求拼接焊接制作而成。

1.2、变速开关

变速开关是与变速电机相互配合，是一个控制装置，电机的开启、关闭，电

机转速的快速、慢速，电机转向的正转、反转，这些功能都是靠变速开关完成。

1.3、变速电机

变速电机是一台普通的220V无极变速电机，在其他参数不变的情况下，加

工工件的厚薄、直径决定了电机转速，所以选择变速电机，满足不同的转速需求。

1.4、水平调节杆

水平调节杆是一根大齿条，用双向连接器固定在机座立柱上，调节水平方向上的位置，调节时拧动调节手柄，调节杆左右移动，调整加工工件需要的长度尺寸。

1.5、立柱

立柱是一根圆钢，焊接在机座上，主要起固

定调节杆和固定供气皮管的作用。

1.6、双向连接器

双向连接器是连接调节杆和固定物的部件，一个方向连接调节杆，一个方向连接固定物，它有调节手柄，调节时拧动调节手柄可进行移动调整。（示意图中序号11为同样解释）

1.7、割炬

割炬是本加工机的重要部分，有了割炬才能进行切割作业，它由供气皮管和割嘴组成（示意图中序号7、8），供气皮管连接气源，割嘴固定在夹头上。割炬取决于加工工件材质，主要有三种类型：氧-乙炔割炬、石油液化气割炬和等离子弧割炬，可根据实际加工工件的材质合理选用割炬。

1.8、夹头

夹头是夹持割嘴和调节割嘴切割角度的装置，一端固定在垂直调节杆上，一端夹持割嘴，通过角度调节开关进行切割

角度调节。

1.9、垂直调节杆

垂直调节杆是一根小齿条，用双向连

接器固定在水平调节杆上，垂直调节杆是

调节割炬的高度，调节时拧动调节手柄，

调节杆上下移动，可调整割炬的高低，具体调整高度视加工工件的直径而定。

1.10、夹具

夹具为一个通用卡盘，是夹持加工工件的装置，它与变速电机相连，变速电

机转动带动夹具，从而使加工工件转动。本机夹具可以满足直径50mm以上，直

径150mm以下的钢管坡口加工需求。

1.11、滚轮支架

滚轮支架是由两个滚动轴承组成的辅助支架，它牢牢托着夹头，使夹头转动

时更顺畅、更稳固。

1.12、防护罩

防护罩顾名思义就是安全防护罩壳装置，本坡口加工机的防护罩是用薄铁皮

制作而成，主要是针对加工过程中飞溅问题设计的。在切割加工作业时，有切割

火花四处飞溅，极易烫伤操作人员，易诱发火灾、爆炸等安全事故，防护罩有效

控制了飞溅物，使加工过程和加工环境都安全、规范。

2、钢管坡口热切割加工机的应用

钢管坡口热切割加工机应用广泛，使用方便。可用氧-乙炔气为热源，也可

以用石油液化气为热源，还可以用等离子弧为热源，能切割加工普通钢管、不锈

钢管、钛管等等；能用作专门加工管材的生产设备，能用在批量生产的生产线上，特别是适用于职校焊工实训车间和焊培中心。职校焊工实训车间和焊培中心是两

个典型的钢管焊接场所，而钢管坡口热切割加工机将在以上两个场所崭露头角！

职校焊工实训车间和焊培中心有大量的钢管对接焊接项目的课题，大量的钢管需

要加工坡口，钢管坡口加工成了一个大问题。以往都是将钢管先按所需尺寸下好料，然后转到车床上进行坡口加工，再进行组对焊接，焊接完成后又将钢管进行

再切割、再加工坡口，再组对焊接……这样的操作方法不仅工序复杂，而且效率低、成本高，运转周期长，最重要的是钢管经过多次切割加工后，内部成分变化

严重，会导致加工困难，甚至无法进行加工。而钢管坡口热切割加工机完全不用

考虑这样的问题，能完成齐口下料，端头坡口加工，二次坡口加工，显示出了较

强的稳定性和优越性；还能将割炬灵活调换，满足更多新型材料的切割加工，涉及更多领域的应用。

3、钢管坡口热切割加工机的优点

钢管坡口热切割加工机可以代替绝大部分传统加工，它有着很多优点：

3.1、钢管坡口热切割加工机是一个机器，是一个工具，在加精度和稳定性上无论如何都是优于手工加工的，自然而然它加工出来的产品质量高。

3.2、钢管坡口热切割加工机是机械化产品，完全可能实现全自动化控制，有着较高的生产效率。

3.3、钢管坡口热切割加工机是机械化产品，能较好地改善劳动条件和劳动环境，解放人们的双手。

3.4、钢管坡口热切割加工机是机械化产品，能灵活改装和添加其他装置，集多功能、多材料、多领域于一体，应用广泛。

3.5、钢管坡口热切割加工机是机械化产品，安全性能较高，可靠性好，成本低廉，维护保养和操作简单。

4、结论

经过多次研究实验及现场使用，钢管坡口热切割加工机较其他钢管坡口加工方法，它有着高效率、高质量、多功能等等优点，而且结构简单，操作简单，方便灵活，成本低廉，适应性强，应用面广，其应用将会得到最大化推广，它也必将带来显著的社会和经济效益。

参考文献：

[1] 王斌／郑德超机械制图与CAD基础机械工业出版社 2013.09

[2] 于靖军机械原理机械工业出版社 2013.08

[3] 黎恢来产品结构设计实例教程电子工业出版社 2013.07