專利名稱：一種水下切割材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用于水下切割的金屬材料切割技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種手工水下快速切割材料。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，隨著海洋的開發(fā)，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(diǎn)在于水下部分結(jié)構(gòu)只能在水下拆除，而且這些水下建筑具有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也增加了拆除的難度?，F(xiàn)在，拆除水下金屬結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要采用水下切割技術(shù)，目前常用的水下切割技術(shù)有氧-可燃?xì)馇懈睢⑺卵?弧切割、金屬-電弧切割、水下機(jī)械切割、水射流 切割、水下等離子切割、爆炸切割等。氧-可燃?xì)馇懈畈贿m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(jī)械切割、水射流切割、水下等離子切割都需要帶電作業(yè)，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(shè)備較為復(fù)雜，設(shè)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(nèi)部的多根切割絲材組成的中空管狀結(jié)構(gòu)，其中所述切割管材是采用鍛壓工藝制備而成的鋁管，鋁管內(nèi)外采用電鍍工藝各鍍有0. Imm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(xué)組成為以重量百分比計(jì)，C 0. 05% 0. 11%，Si彡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(zhì)；所述粉芯以重量百分比計(jì)，組成為CuO粉2 8%,稀土鋪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(jìn)行切割，其放熱合金CuO和Fe在氧氣中燃燒放出的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠支持切割材料在水中持續(xù)不斷的燃燒,從而無法滿足其在水下進(jìn)行切割。另外，上述切割材料的生產(chǎn)成本較高，應(yīng)用范圍受到限制。因此，亟需在研究電弧引燃放熱合金材料產(chǎn)生高能量原理的基礎(chǔ)上，開發(fā)一種無需切割燃?xì)夂颓懈铍娫?，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(huán)境鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土的快速切割和拆裝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有各種水下切割技術(shù)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?xì)夂颓懈铍娫?，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(fā)明的技術(shù)方案是一種水下切割材料，其特征在于該切割材料由外部的切割管材和內(nèi)部的多根切割絲材組成，切割管材外側(cè)有一層絕緣層；所述切割絲材長度與切割管材長度相同，切割 絲材由外皮和粉芯組成，所述外皮為鋁帶，所述粉芯以重量百分比計(jì)，組成為Fe2O3 :5 25 %，余量為Al粉，其中所述Fe2O3粒度為-80 200目，鋁粉粒度為-80 200目；所述絕緣層是纏繞在切割管材外側(cè)的聚乙烯膠帶層或涂敷在切割管材外側(cè)的環(huán)氧樹脂層；所述切割絲材的直徑與切割管材的壁厚之比范圍在2. I 3。進(jìn)一步地，外部的切割管材是采用鍛壓工藝制備而成的鋁管，鋁管內(nèi)外采用電鍍工藝各鍍有0. Imm厚的鍍銅層，所述切割絲材沿外部的切割管材內(nèi)壁均布，并在切割管材中心位置形成中空結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，外部的切割管材由鋁帶繞制而成,并由此實(shí)現(xiàn)切割管材的柔性彎曲,所述切割絲材沿外部管材內(nèi)壁均布，并在切割管材中心位置形成中空結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述鋁帶的上下表面采用電鍍工藝各鍍有0. Imm厚的鍍銅層。進(jìn)一步地，鋁帶為中間部分厚、邊緣薄的結(jié)構(gòu)；鋁帶纏繞過程中，邊緣相互重疊，邊緣重疊之后的厚度與鋁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。本發(fā)明的有益效果是I)便攜性，整個系統(tǒng)主要有引弧電源、工業(yè)氧氣瓶、切割槍等，切割過程中，蓄電池引弧電源、工業(yè)氧氣瓶處在水面以上，操作人員只需要攜帶切割槍和切割材料在水下工作，單人就可以攜帶，不必像機(jī)械切割、等離子切割等需要復(fù)雜笨重的設(shè)備；2)不需要切割電源和切割燃?xì)?，只需要在水下引燃切割材料就可以斷開引弧電源，借助氧氣助燃作用，利用切割材料燃燒自身放出的熱量支持水下切割材料進(jìn)一步持續(xù)燃燒對工件進(jìn)行切割，不需要切割電源和切割燃?xì)猓?)通過改變外皮的材料，特別是采用鋁做外皮后，增強(qiáng)了切割材料的易燃性，使得其燃燒過程中放出的能量進(jìn)一步提高；4)切割效率高，手工快速切割材料燃燒可以達(dá)到4000°C以上的高溫，切割效率是氧-可燃?xì)怏w切割的3-15倍，具有較高的切割速度，切割效率高。5)切割對象范圍廣，水下切割材料是利用材料燃燒本身放出的熱量支持切割材料進(jìn)一步持續(xù)燃燒，本發(fā)明所述的切割材料甚至在超過60米水深的水下進(jìn)行作業(yè)，同時，該材料不像氧-乙炔火焰那樣受所切割對象材料成分的限制，可以切割所有金屬材料，也可以切割混凝土、磚或巖石等非金屬材料，切割對象范圍廣。6)大幅降低了成本，該水下切割材料不需要復(fù)雜的設(shè)備，所用的材料成分主要為鐵和鋁，因此，制造成本極低。
附圖I是切割管材為鋁管構(gòu)成的水下切割材料示意圖；附圖2是切割管材為鋁帶構(gòu)成的水下切割材料的橫截面示意圖；附圖3是規(guī)格I的水下切割材料的橫截面示意圖；附圖4是規(guī)格2的水下切割材料的橫截面示意圖；附圖5是規(guī)格3的水下切割材料的橫截面示意圖；附圖6是鋁帶的示意圖。其中，I-切割管材；2_切割絲材；3_絲材外皮；4_絕緣層
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖1-6對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述本發(fā)明所述的一種水下切割材料，該切割材料由外部的切割管材和內(nèi)部的多根切割絲材組成，切割管材外側(cè)有一層絕緣層；所述切割絲材長度與切割管材長度相同，切割絲材由外皮和粉芯組成，所述外皮為鋁帶，所述粉芯以重量百分比計(jì)，組成為Fe2O3 :5 25%，余量為Al粉。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，一種外皮為鋁帶；所述粉芯以重量百分比計(jì)，組成為Fe2O3 :5 25%，余量為Al粉;根據(jù)工程應(yīng)用的不同需求，可以加工規(guī)格不同的切割材料，
規(guī)格I :例如圖3所示，選用壁厚約0. 7mm的鍛壓無縫鋁管，再采用電鍍工藝，在其內(nèi)外兩側(cè)鍍上約厚0. Imm的鍍銅層，或者在鋁帶的上下表面采用電鍍工藝各鍍有0. Imm厚的鍍銅層。制備鋁帶，可采用鍛壓工藝制備成厚度為0. 8mm的鋁帶，再進(jìn)行鍍銅，鍍銅流程為丙酮除油-水洗-7%稀鹽酸除銹-水洗-電鍍鎳打底-水洗-鍍銅-水洗-吹干；再將鋁帶纏繞在多根切割絲材上，制備成具有中空結(jié)構(gòu)的切割材料，在切割管材外側(cè)有一層絕緣層，是由一種聚乙烯膠帶纏繞在切割管材外側(cè)而形成。如圖6所示，鋁帶為中間部分厚、邊緣薄的結(jié)構(gòu)；鋁帶纏繞制成復(fù)合管材過程中，邊緣相互重疊，邊緣重疊之后的厚度與鋁帶中間部分的厚度一致，從而使得形成的切割管材的外表面平滑。切割管材總的壁厚約為0. 9mm ;內(nèi)徑5. 2mm,外徑7mm,制備的切割管材長約為600mmo切割絲材直徑為2. 4mm，長約為600mm，共3根裝配在切割管材中。所述切割絲材沿外部管材內(nèi)壁均布，并在切割管材中心位置形成中空結(jié)構(gòu)。規(guī)格2 :例如圖4所示，選用壁厚約0.8mm的鍛壓無縫鋁管，再采用電鍍工藝，在其內(nèi)外兩側(cè)鍍上約厚0. Imm的鍍銅層；或制備鋁帶，用鋁帶纏繞后構(gòu)成外部的切割管材。管材總的壁厚約為Imm ;內(nèi)徑6. 6mm,外徑8. 6mm,制備的切割管材長約為600mm。切割絲材直徑為2. 4mm,長約為600mm,共5根裝配在切割管材中。規(guī)格3 :例如圖5所示，選用壁厚約0.8mm的鍛壓無縫鋁管，再采用電鍍工藝，在其內(nèi)外兩側(cè)鍍上約厚0. Imm的鍍銅層；或制備制備鋁帶，用鋁帶纏繞后構(gòu)成外部的切割管材。管材總的壁厚約為Imm ;內(nèi)徑8mm,外徑40mm,制備的切割管材長約為600mm。切割絲材直徑為2. 4mm,長約為600_，共7根裝配在切割管材中。經(jīng)過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，所述切割絲材的直徑與切割管材的壁厚之比范圍在2. I 3，可達(dá)到較好的燃燒效果。根據(jù)工程應(yīng)用的不同需求，可以采用不同的重量百分比粉芯加工切割材料，例如
實(shí)施例其中，所述Fe2O3粒度為-80 200目，鋁粉粒度為-80 200目。然后通過多功能粉芯絲材成型機(jī)，采用多輥連續(xù)軋制和多道連續(xù)拔絲減徑方法制造，經(jīng)過裁帶、軋帶、填粉、封口、拔絲、校直和剪切工序，即得切割絲材；制備絲材速度為約40m/min,校直速度約為5m/min。采用鍛壓工藝制備而成的鋁管作為外部的切割管材，鋁管內(nèi)外采用電鍍工藝各鍍有0. Imm厚的鍍銅層；采用聚乙烯膠帶纏繞在切割管材外側(cè)作為絕緣層。將3根切割絲材裝配至所述切割管材內(nèi)腔中，形成水下切割材料。其中，切割管材也可以使用由鋁帶繞制而成的切割管材，在這種方式下可實(shí)現(xiàn)切割管材的柔性彎曲，并如軟繩般盤繞在一起。本發(fā)明的材料可以應(yīng)用于水下金屬材料或非金屬材料的切割；通常非金屬材料可以為混凝土、磚或巖石，另外，由于鋁帶繞制而成的切割管材可實(shí)現(xiàn)切割管材的柔性彎曲， 因此，其長度可不受水下環(huán)境及設(shè)備的限制。
權(quán)利要求
1.一種水下切割材料，其特征在于該切割材料由外部的切割管材和內(nèi)部的多根切割絲材組成，切割管材外側(cè)有一層絕緣層；所述切割絲材長度與切割管材長度相同，切割絲材由外皮和粉芯組成，所述外皮為鋁帶，所述粉芯以重量百分比計(jì)，組成為Fe2O3 :5 25%，余量為Al粉，其中所述Fe2O3粒度為-80 200目，鋁粉粒度為_80 200目；所述絕緣層是纏繞在切割管材外側(cè)的聚乙烯膠帶層或涂敷在切割管材外側(cè)的環(huán)氧樹脂層；所述切割絲材的直徑與切割管材的壁厚之比范圍在2. I 3。
2.一種如權(quán)利要求I所述的水下切割材料，其特征在于外部的切割管材是采用鍛壓工藝制備而成的鋁管，鋁管內(nèi)外采用電鍍工藝各鍍有O. Imm厚的鍍銅層，所述切割絲材沿外部的切割管材內(nèi)壁均布，并在切割管材中心位置形成中空結(jié)構(gòu)。
3.—種如權(quán)利要求I所述的水下切割材料，其特征在于外部的切割管材由鋁帶繞制而成，并由此實(shí)現(xiàn)切割管材的柔性彎曲，所述切割絲材沿外部管材內(nèi)壁均布，并在切割管材中心位置形成中空結(jié)構(gòu)。
4.一種如權(quán)利要求3所述的水下切割材料，其特征在于所述鋁帶的上下表面采用電鍍工藝各鍍有O. Imm厚的鍍銅層。
5.一種如權(quán)利要求3所述的水下切割材料，其特征在于鋁帶為中間部分厚、邊緣薄的結(jié)構(gòu)；鋁帶纏繞過程中，邊緣相互重疊，邊緣重疊之后的厚度與鋁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。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水下切割材料，其特征在于該切割材料由外部的切割管材和內(nèi)部的多根切割絲材組成，切割管材外側(cè)有一層絕緣層；所述切割絲材長度與切割管材長度相同，切割絲材由外皮和粉芯組成，所述外皮為鋁帶，所述粉芯以重量百分比計(jì)，組成為Fe2O35～25％，余量為Al粉，其中所述Fe2O3粒度為-80～200目，鋁粉粒度為-80～200目；所述絕緣層是纏繞在切割管材外側(cè)的聚乙烯膠帶層或涂敷在切割管材外側(cè)的環(huán)氧樹脂層；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。該材料用于水下環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土的快速切割和拆裝，無需切割燃?xì)夂颓懈铍娫?，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。
文檔編號B23K35/22GK102699556SQ20121000900
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者柳吉蘭, 衣衍亮 申請人:柳吉蘭