熱切割考試題及答案一、單項選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個正確答案，錯選、多選、漏選均不得分）1.氧丙烷火焰切割時，若割嘴出口端面出現(xiàn)“回火”現(xiàn)象，最先應(yīng)執(zhí)行的操作是A.立即關(guān)閉切割氧閥門B.立即關(guān)閉預(yù)熱氧閥門C.立即關(guān)閉丙烷閥門D.立即將割嘴浸入水中冷卻答案：C解析：回火本質(zhì)是燃燒速度大于氣體流出速度，火焰進入割嘴。丙烷為燃料，先切斷燃料可瞬間熄火，避免燒損割嘴及軟管。2.等離子弧切割不銹鋼時，若切口下緣出現(xiàn)大量粘渣，最可能的原因是A.離子氣流量過大B.切割速度過快C.噴嘴孔徑磨損超限D(zhuǎn).工件接地線接觸不良答案：C解析：噴嘴孔徑擴大后壓縮效應(yīng)減弱，弧柱發(fā)散，熔融金屬無法被高速氣流有效吹除，形成掛渣。3.激光切割6mm碳鋼時，若選用1.0mm噴嘴孔徑，最佳輔助氣體及壓力一般選擇A.O?0.3MPaB.N?1.0MPaC.壓縮空氣0.6MPaD.Ar0.2MPa答案：A解析：碳鋼激光切割采用氧氣助燃，可大幅提高切割速度并降低激光功率；0.3MPa足以吹除熔渣且避免過燒。4.水刀切割20mm鋁鎂合金板時，若射流靶距（Standoff）由2mm增至6mm，切口錐度將A.減小B.先減小后增大C.顯著增大D.基本不變答案：C解析：靶距增大導(dǎo)致射流發(fā)散，能量密度下降，切口上寬下窄的“喇叭口”現(xiàn)象加劇，錐度角θ≈arctan[(D上D下)/2t]增大。5.氧燃氣快速割嘴的“喉部”設(shè)計主要參照A.拉瓦爾噴管理論B.文丘里管原理C.伯努利方程D.等熵膨脹模型答案：A解析：拉瓦爾噴管先收縮后擴張，可使燃氣氧氣混合氣流在喉部達到音速，出口超音速射流提高排渣能力。6.數(shù)控等離子切割編程時，引入線（Leadin）長度一般不小于A.5mmB.10mmC.15mmD.板厚的1.5倍答案：B解析：引入線過短會導(dǎo)致起弧區(qū)熱量集中，造成邊緣熔瘤；10mm可保證弧穩(wěn)定并留給割槍加速距離。7.激光切割黃銅時，表面反射率對1μm波長激光可達90%以上，實際加工中首要抑制措施是A.提高功率密度至>5×10?W/cm2B.使用線偏振光C.表面預(yù)涂石墨層D.采用綠光激光器答案：C解析：石墨層可顯著降低反射率并提高吸收率，避免激光回射損壞鏡片，成本低且易實現(xiàn)。8.氧乙炔氣割低碳鋼時，預(yù)熱火焰總長度若超過板厚3倍，最可能導(dǎo)致A.切口上緣圓角過大B.后拖量減小C.割縫變窄D.切斷面出現(xiàn)“扇貝紋”答案：A解析：火焰過長使熱影響區(qū)擴大，上緣金屬過燒熔化，形成圓角；同時熱輸入過大降低切口垂直度。9.等離子切割電源的“引弧成功率”主要受哪項參數(shù)影響最大A.開路電壓B.占空比C.電流爬升速率D.二次電流反饋增益答案：A解析：開路電壓高（>250V）才能擊穿氣隙形成導(dǎo)弧；電壓不足則引弧失敗。10.水刀切割頭內(nèi)紅寶石噴嘴孔徑0.25mm，水壓380MPa，流量系數(shù)0.85，理論流量約為A.1.2L/minB.2.1L/minC.3.0L/minD.4.5L/min答案：B解析：Q=Cd·A·√(2p/ρ)，A=πd2/4=4.9×10??m2，ρ=1000kg/m3，p=3.8×10?Pa，代入得Q≈2.1L/min。11.激光切割8mm不銹鋼，若焦點位置設(shè)在板料上表面+1mm處，切口下緣質(zhì)量將A.掛渣減少B.出現(xiàn)未切透C.粗糙度Ra降低D.出現(xiàn)“條紋”變淺答案：B解析：焦點上移導(dǎo)致能量在板下部發(fā)散，功率密度不足，出現(xiàn)未切透或掛渣增多。12.氧丙烷切割厚板時，割嘴后傾角一般取A.0°B.5°~15°C.20°~30°D.35°~45°答案：B解析：后傾5°~15°可利用鐵燃燒反應(yīng)放熱，提高速度并減小后拖量；過大則切口質(zhì)量下降。13.等離子切割HYPERTHERMHPR130XD，在130A、Ar/H?混合氣下，最大切斷厚度標稱A.25mmB.38mmC.50mmD.65mm答案：B解析：HPR130XD技術(shù)手冊給出：Ar/H?、130A時質(zhì)量切斷厚度為38mm，極限切斷50mm但質(zhì)量下降。14.激光切割中“爆孔”缺陷常發(fā)生在A.碳鋼厚板起始穿刺階段B.不銹鋼薄膜高速切割C.鋁板飛切小圓D.鈦合金輪廓精修答案：A解析：厚板碳鋼穿刺需長時間燒蝕，熔融鐵與氧氣劇烈反應(yīng)產(chǎn)生噴濺，形成爆孔。15.水刀切割頭內(nèi)混合管（Mixingtube）材料通常選A.304不銹鋼B.鎢鋼C.碳化鎢鈷合金D.氧化鋁陶瓷答案：C解析：碳化鎢鈷合金硬度>HRA90，抗水與磨料沖蝕壽命達80~120h，綜合成本最優(yōu)。16.氧燃氣割炬回火防止器應(yīng)安裝在A.割炬入口前0.3m內(nèi)B.氣瓶出口處C.減壓閥后任意位置D.距割炬3m以上答案：A解析：GB94481999規(guī)定回火防止器應(yīng)距割炬入口不超過0.5m，確?？焖僮钄?。17.激光切割時，輔助氣體噴嘴與工件間隙每增加0.5mm，切口寬度約A.減小0.05mmB.增大0.05mmC.增大0.15mmD.基本不變答案：C解析：間隙增大導(dǎo)致氣體流場發(fā)散，保護效果下降，切口側(cè)壁二次燒蝕，寬度增大0.1~0.2mm。18.等離子切割電流由100A降至60A，若其他條件不變，切口寬度將A.減小約15%B.減小約30%C.增大10%D.不變答案：B解析：切口寬與弧柱直徑正相關(guān)，而弧徑近似與√I成正比，(60/100)^0.5≈0.77，寬度減小約23%，接近30%。19.水刀切割磨料粒度由80目改為120目，表面粗糙度Ra將A.增大B.先增大后減小C.減小D.不變答案：C解析：磨料變細，單顆動能降低但撞擊次數(shù)增多，切口表面更細膩，Ra減小。20.氧乙炔切割鑄鋼時，預(yù)熱時間應(yīng)比低碳鋼A.縮短20%B.相同C.延長30%~50%D.延長100%以上答案：C解析：鑄鋼導(dǎo)熱系數(shù)低且含碳量高，燃點高，需更長時間預(yù)熱至燃點以上。二、多項選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）21.下列哪些措施可有效抑制激光切割鋁材時的等離子體云屏蔽效應(yīng)A.提高輔助氣體壓力至2MPaB.采用氦氣作輔助氣體C.降低切割速度30%D.使用軸流風(fēng)機橫向吹掃E.提高激光頻率至5kHz答案：B、C、E解析：氦氣電離電位高可抑制等離子體；降速減少蒸發(fā)量；高頻降低單脈沖能量，減弱等離子體密度。22.氧丙烷切割厚50mm船板時，為獲得垂直切口，應(yīng)A.選用大號割嘴B.氧壓比薄板提高0.2MPaC.割嘴后傾10°D.切割速度降低至標準值的60%E.采用二次燃燒割嘴答案：A、B、D解析：大號嘴供氧足；厚板需更高氧壓穿透；降速保證完全燃燒；二次燃燒嘴用于速度提升而非垂直度。23.水刀切割頭內(nèi)異常振動可能由下列哪些原因引起A.高壓缸單向閥彈簧斷裂B.磨料流量過大C.混合管內(nèi)孔出現(xiàn)橢圓磨損D.水噴嘴與混合管同軸度偏差>0.05mmE.蓄能器氮氣壓力不足答案：A、C、D、E解析：單向閥斷裂導(dǎo)致壓力脈動；橢圓磨損使射流偏擺；同軸度差產(chǎn)生側(cè)向力；蓄能器失效加劇壓力波動。24.等離子切割不銹鋼時，切口發(fā)黑、硬度升高，可采取A.改用N?/H?O混合氣B.切割后酸洗鈍化C.提高電流20%D.降低速度10%E.采用Ar/H?保護答案：A、B、E解析：N?/H?O可抑制氧化；酸洗去除熱影響層；Ar/H?為惰性弧，減少氧化。25.激光切割碳鋼小孔（孔徑<板厚）常出現(xiàn)“錐孔”缺陷，改進措施包括A.采用脈沖穿孔B.穿孔階段焦點位于板下1/3C.穿孔后停頓0.5s再切割D.使用氧氣壓力0.1MPaE.采用螺旋進刀答案：A、B、E解析：脈沖穿孔減少熱積累；焦點下移增大熔池深度；螺旋進刀分散熱輸入，避免錐孔。26.氧燃氣割炬發(fā)生“回?zé)敝翜p壓閥，可能原因A.回火防止器失效B.割嘴堵塞C.氧壓過低D.軟管老化脫落E.乙炔瓶閥門未裝限流閥答案：A、B、C解析：回火防止器失效無法阻斷；割嘴堵塞使流速<燃燒速度；氧壓低導(dǎo)致混合比失調(diào)，火焰回竄。27.下列哪些材料不適合氧燃氣切割A(yù).12CrMoV耐熱鋼（δ=30mm）B.灰鑄鐵HT250C.純銅T2D.1Cr18Ni9Ti不銹鋼E.鋁合金6061答案：C、D、E解析：銅、不銹鋼、鋁燃點高于熔點，無法形成穩(wěn)定燃燒反應(yīng)，需等離子或激光。28.激光切割16mm碳鋼，出現(xiàn)底部掛渣，可A.將焦點下調(diào)至板厚中心偏下2mmB.氧氣壓力提高至1.2MPaC.速度降低15%D.使用1.5mm噴嘴E.將脈寬由CW改為5ms脈沖答案：A、C、D解析：焦點下移增大底部能量；降速保證完全熔透；大噴嘴提高排渣能力；脈沖對厚板掛渣改善有限。29.水刀切割復(fù)合材料（CFRP/鋁蜂窩）時，為防止分層，應(yīng)A.采用60目石榴石B.水壓降至200MPaC.進給速度降低30%D.在板下墊硬質(zhì)PVC墊板E.使用真空夾具答案：B、C、D、E解析：降低水壓與速度減少沖擊；墊板支撐防底部崩裂；真空夾具抑制層間剝離；粗磨料反而加劇分層。30.等離子切割機器人工作站，為提高引弧率，可A.提高開路電壓至350VB.割炬起始高度降至1mmC.使用高頻引弧+轉(zhuǎn)移弧組合D.工件表面刷導(dǎo)電膏E.將引弧電流設(shè)為切割電流的150%答案：A、C、E解析：高開路電壓易擊穿；高頻引弧建立初始導(dǎo)電通道；高引弧電流快速形成穩(wěn)定弧柱；導(dǎo)電膏污染工件。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）31.氧丙烷火焰溫度低于氧乙炔，故切割速度一定更慢。答案：×解析：丙烷燃燒熱高于乙炔，雖溫度略低，但體積熱流量大，厚板速度反而可提高10%~20%。32.激光切割不銹鋼使用氮氣可獲得無氧化切口。答案：√解析：氮氣為惰性，防止Cr氧化，切口銀白，無需二次處理。33.水刀切割頭內(nèi)混合管磨損后內(nèi)徑增大0.2mm，切割速度應(yīng)提高以維持產(chǎn)量。答案：×解析：磨損后射流發(fā)散，能量下降，應(yīng)降低速度補償，否則切口質(zhì)量惡化。34.等離子切割時，提高弧電壓可增大切口寬度。答案：√解析：弧電壓與弧長成正比，弧柱變粗，切口變寬。35.氧燃氣切割預(yù)熱火焰若呈藍白色、無羽芯，說明氧燃氣比正確。答案：×解析：無羽芯為過剩氧，易使切口上緣過燒，應(yīng)呈中性焰，有輕微羽芯。36.激光切割碳鋼厚板穿孔時，采用“漸進升功率”可避免爆孔。答案：√解析：漸進升功率使熱輸入緩慢，熔池穩(wěn)定，減少噴濺。37.水刀切割磨料石榴石可重復(fù)使用，回收率可達90%以上。答案：×解析：一次切割后顆粒破碎，角磨圓，回收率實際<50%，需篩分補充新料。38.等離子切割不銹鋼使用H35（35%H?+65%Ar）氣體組合，可獲得光亮切口。答案：√解析：H?還原性強，抑制氧化，切口呈金屬光澤。39.氧乙炔割嘴孔道表面粗糙度Ra≤0.8μm，可減少回火概率。答案：√解析：光滑孔道降低邊界層湍流，減少火焰回竄。40.激光切割鋁合金時，表面陽極氧化層可提高吸收率，降低所需功率。答案：√解析：陽極層粗糙且含Al?O?，吸收率由10%提至60%以上，顯著降低功率。四、計算題（共20分，寫出關(guān)鍵步驟，結(jié)果保留兩位小數(shù)）41.氧丙烷切割25mm低碳鋼，已知：標準速度v=250mm/min，割縫寬度w=2mm，氧氣純度99.5%，理論耗氧量為1.2m3/m（割縫）。實際割縫長度L=8m，求：（1）理論耗氧體積V?；（2）若氧氣利用系數(shù)η=0.85，求鋼瓶需提供氧量V?（Nm3）；（3）若鋼瓶公稱容量6m3（15MPa），需用幾瓶？答案與解析：（1）V?=1.2m3/m×8m=9.60Nm3（2）V?=V?/η=9.60/0.85=11.29Nm3（3）瓶數(shù)n=11.29/6=1.88→向上取整2瓶42.激光切割4mm不銹鋼，選用光纖激光器λ=1.07μm，聚焦鏡f=125mm，光束質(zhì)量M2=1.1，原始光束直徑d?=15mm。求：（1）聚焦光斑直徑d_f（μm）；（2）若激光功率P=2kW，求功率密度I（W/cm2）；（3）給定切割速度v=20m/min，單位長度熱輸入E（J/mm）。答案與解析：（1）d_f=4λfM2/(πd?)=4×1.07×125×1.1/(π×15)≈12.5μm（2）A=π(d_f/2)2=1.23×10??cm2，I=P/A=2×103/1.23×10??≈1.63×10?W/cm2（3）E=P/v=2000/(20/60)=6000J/m=6.00J/mm43.水刀切割15mm鋁管外徑60mm，取平均直徑法計算展開長度L?，若割縫寬度0.8mm，求：（1）展開長度L?；（2）切割時間t（s），給定進給速度v=120mm/min；（3）若磨料消耗率0.3kg/min，求單件磨料耗量m。答案與解析：（1）L?=π(Dt)=π(6015)=141.37mm（2）t=L?/v=141.37/120=1.18min=70.7s（3）m=0.3×1.18=0.35kg五、綜合應(yīng)用題（共30分）44.某工廠需切割批量50mm厚Q345D低合金鋼，尺寸2m×4m，數(shù)量100件，現(xiàn)有設(shè)備：A.氧丙烷數(shù)控火焰切割機（最大速度400mm/min，割縫2.2mm，雙割炬）；B.等離子切割機（HPR400XD，電流400A，最大切斷50mm，速度400mm/min，割縫4