[发明专利]一种手工快速切割系统及其应用

说明书

技术领域

本发明属于用于手工快速切割的金属材料切割技术领域，涉及一种手工快速切割系统。

背景技术

我国是一个地震多发国家，地震造成道路中断、电力设施瘫痪、房屋倒塌，大量群众被压在房屋、瓦砾之下。需要在72小时的黄金期内，快速及时的将被压群众救治出来，然而，地震造成的道路中断使得大型设备无法及时到达地震现场开展救灾工作。同时，一些需要带电作业的设备也由于电力设施的瘫痪无法进行救援工作。现在救灾主要的方法还是手工救灾，救灾人员使用的工具也主要是镐头、撬杠、铁锹等，但楼房主要采用钢筋混凝土建造，混凝土在地震过程中虽已断裂，但却由钢筋连接在一起，给救援工作带来了巨大困难。现在，消防官兵主要采用钢筋剪、氧-乙炔火焰切割方法割断钢筋，但这两种方法效率都很低，而且也只能对金属进行切割，有时候对外面有混凝土包敷的钢筋进行切割就无能为力，需要救援人员砸开外面的混凝土，漏出钢筋，才能采用钢筋剪、氧-乙炔火焰切割钢筋，有条件的时候，也可以采用高压水枪将外面的混凝土去除掉，再进行切割，这两种情况更进一步降低了切割的效率、拖延了救援时间。

发明内容

本发明针对现有抗震救灾过程中各种技术的缺陷，利用放热材料在氧气中的燃烧特性，提供一种无需切割燃气和切割电源，切割效率高，切割对象范围广，携带方便、安全，操作简单且成本低的手工快速切割系统，用于抗震救灾过程中钢筋混凝土的快速切割和破解。

利用放热合金CuO和Fe在氧气中燃烧放出的热量就可以支持切割材料能持续不断地燃烧，而不需要利用动力电源或燃气，从而提供一种无需切割燃气和切割电源，切割效率高，切割对象范围广，携带方便、安全，操作简单且成本低快速切割系统，用于抗震救灾过程中钢筋混凝土的快速切割和破解。

一种手工快速切割系统，包括手柄、夹持器、氧气控制阀、输气管道、碳纤维消防氧气瓶和手工快速切割材料，其中，夹持器夹持手工快速切割材料，夹持器上有4个宽度为2mm，切深为17mm的切槽，切槽将夹持器端部割成4个卡爪，夹持插入其中的手工快速切割材料，设置切槽的作用使所得卡爪保持弹性，可以保证卡爪将切割管材夹持牢固，所述夹持器材质牌号为H62的黄铜；输气管道一端连接碳纤维消防氧气瓶，一端通过中空的手柄与手工快速切割材料相连，氧气通过输气管道进入中空的手工快速切割材料，氧气流量的大小通过安装在手柄上的氧气控制阀控制。

由于在工作过程中要频繁更换切割材料，拆装时夹持器端部有紧有驰，需要夹持器材质在热态和冷态时都要有较好的塑性，选用牌号为H62的黄铜，保证了卡爪在夹持切割管材时有一定硬度和韧性，此外还利用了其具有优良的切削加工性能的特点。

所述手工快速切割材料，由外部的切割管材和内部的多根切割丝材组成的中空管状结构，其中所述切割管材长度为600mm，是采用锻压工艺制备而成的钢管，钢管内外采用电镀工艺各镀有0.1mm厚的镀铜层；所述切割丝材长度为600mm，由外皮和粉芯组成，所述外皮为低碳钢08F钢带，其化学组成为：以重量百分比计，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％，其余为铁和不可避免的杂质；所述粉芯以重量百分比计，组成为CuO粉2～8％，稀土铈0.4～2％，余量为铁粉。

所述铁粉粒度为-80目，CuO粉粒度为-80～200目，稀土铈粒度为-300目。

一种手工快速切割系统的应用，将其应用于金属材料或非金属材料的切割。

本发明中切割丝材中CuO粉的加入是利用CuO与铁反应放出大量热量，支持切割的顺利进行。当CuO粉重量百分比小于2％时，放出的热量少，切割速度较小，而当CuO粉重量比大于8％时，CuO与铁反应剧烈，燃烧速度过快，不容易控制。

稀土铈的加入可以提高切割材料的燃烧效率，促进切割材料在氧气中充分燃烧。当稀土铈重量百分比小于0.4％时，对燃烧效率的提高作用很小，在0.4-2％范围内，随着稀土铈重量比的增大，对燃烧效率的提高也越来越大，但超过2％，对燃烧效率的提高与2％的相比变化不大，而稀土铈价格较高，为了节约成本，选为0.4-2％。

所述切割丝材的直径与切割管材的壁厚之比范围在2.1～3。

本发明所述的“手工快速切割材料”是指与氧-乙炔火焰切割等传统切割方法相比，其切割速度要快许多，约为3-8倍。