[科普中国]-氢氧切割机

氢氧切割机（oxyhydrogen cutting machine) 是利用水电解产生的氢氧混合气做燃料来替代乙炔、丙烷、碳三气、液化气等切割气体的一种气体发生设备。

简介氢氧切割机的原型是澳大利亚布朗发明的布朗气发生器。它不同于传统的氢氧发生器，最早的氢氧发生器是氢氧分离的，由于制造复杂、售价较高，因而无法广泛应用于切割领域，布朗教授发明了布朗气发生器后，传入中国，由于原有的布朗发生器产气量较少，仅限于焊接领域，用于大厚度钢板的切割时，则无能为力，后来在中国经过不断的改进和创新，研究出了产气量较大的布朗发生器应用于切割方面，取得节能环保的满意效果，由于气体是即产即用的，安全性比钢瓶燃气要高。自2000年来，随着燃气价格的上涨，和人类对环保的要求，这种以水为燃料的氢氧切割机在碳钢切割工艺中被人们所接受1。

构造与原理氢氧切割机一般由电解电源、电解槽、循环系统、散热系统、水气分离系统、洗涤系统、防回火系统、控制系统、割枪等组成。

电解电源将交流电（380V或220V）整流成直流电，施加到电解槽两端，电解槽内电解液（25%的氢氧化钾溶液或30%的氢氧化钠溶液）受直流电作用，发生电化学反应，在阴极产生氢气，在阳极产生氧气。电解槽内电解液和产生的氢氧气受磁力循环泵驱动强制流动到散热系统降低温度，再经水气分离系统将电解液和氢氧气分离，冷却后的电解液再次被磁力泵抽回电解槽进行电解。氢氧气则进再一次进入洗涤系统洗去夹带的微量碱液，然后再次冷却干燥，经防回火系统输出至氢氧割枪，点火即可使用。

控制系统一般用来控制电解电流、压力控制自动开关机以及过流、过压、超温等控制功能以及各种参数的测量显示。

分类从使用的电解电压高低来讲：高压低电流型和低压大电流型。其中高压低电流型由于线损少，因此效率较高，但是由于电解小室多，电解槽长，存在出气不畅，气阻大，因而效率也会受到较大影响，另一方面，由于高压电解，使用安全性降低。低压大电流型一般有变压器将高压转变成低压再整流，因此，存在变压器损耗大的缺点。但是电解小室数目小，电解槽短，气体容易离开电解槽，从而槽电阻小，因此电解效率与高压相比也差不了多少。从安全性的角度以及制作的简易性方面考虑，一般选用低压大电流型。

从使用的电解电源来讲，可分为硅整流型、MOS型，IGBT型，其中以IGBT型高频逆变电源效率最高。最新的研究表明，在IGBT基础上应用谐振技术，可使得水分子更容易于被分解。

从电解槽构造来讲，可分为螺杆拉紧成型和整体模压成型两种。前者是利用螺杆将极板、分隔极板的垫圈拉紧施压用螺母锁固成型。后者采用将多个极板插入特制的模具中，再注入工程塑料使之成为一个整体。后者与前者相比，具有一致性、密封性好、防爆性好、使用寿命长等优点。

应用氢氧切割机可与手工割枪、半自动直线切割机、仿形切割机、数控切割机配套，而不必更改现有的切割机械、保留客户的原有投资，仅是将乙炔瓶取消，易于改造。

氢氧切割机巳广泛应用于炼钢厂连铸坯火焰切割，造船厂造船、拆船，钢结构工程、机械制造、报废车辆拆分等各种场合。

氢氧焰知识正常情况下，氢氧气体燃烧产生的氢氧焰是很纯净的蓝色火焰，蓝色氢氧焰火焰温度最高可达3000摄氏度，由于氢氧焰温度很高，即使难熔的金属，也能在氢氧焰高温下熔化，所以可以使用氢氧焰来加工很多金属零部件以及石英玻璃等高熔点的非金属材料1。

本词条内容贡献者为:

张尉 - 副教授 - 西南大学