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一、概述
    “焊接與切割”素有鋼鐵裁縫之稱，已成為橋梁、鍋爐壓力容器及金屬結構等行業的關鍵制造技術。切割是焊接的首道工序，切割斷面質量、切割效率及材料利用率的高低都直接影響著焊接產品的質量和生產成本，因此切割是焊接生產的重要工藝。
 
    鋼材分離的方法很多，而熱切割是用的最廣、最常見的一種工藝方法。就全世界范圍來說，氣割工藝大約起源于1905年前后，經過漫長的手工氣割，直到20世紀40年代，才由于生產力的不斷發展，出現了代替手工勞動的半自動和自動氣割裝備。各工業發達國家，如德國、日本、美國、英國和前蘇聯等又不斷發展和完善了各式各樣的氣割設備（包括光電跟蹤切割機和數控切割機），由單一的火焰氣割發展為具有高能的等離子弧切割、激光切割及綜合性的切割技術。被切割的材料也從碳鋼、不銹鋼、銅、鋁等金屬，擴大到絕大部分非金屬材料，使切割效率、切割斷面質量，以及尺寸精度均達到了一個新的水平。 

    我國的切割技術長期處于落后狀態，但近30年來卻有了飛速的發展。各有關單位包括生產切割裝備的企業在內，先后研制和開發了各種半自動和全自動切割設備。國外一些知名切割機具制造企業，如德國伊薩、梅塞爾、美國捷銳、日本田中及小池酸素等公司，也先后來到中國投資建廠。各企業廣泛使用各種半自動和全自動切割機進行各種直線、曲線及成形切割，收到了較好的經濟效益，把切割技術推向嶄新的階段。 

    氣體火焰切割是最早也是最普遍被采用的一種工藝方法。近年來，在燃氣中以乙炔為基礎，先后開發了丙烷氣、液化石油氣、天然氣、煤氣和各種新型燃氣，并根據各種氣體的不同特性研制了專用的切割機具，為燃氣能源多元化開辟了廣闊的前景。

二、行業現狀及發展趨勢

1.切割機具 

    切割機具按控制方法劃分，可分為手工切割、半自動切割和自動切割機三種類型。
 
    （1）手工切割主要工具是割炬（又稱割槍），是用人的手來掌握切割速度和割嘴的高低，特別是在割縫較長和成形切割過程中，很難滿足尺寸精度和表面粗糙度的要求。雖然手工切割有其局限性，但適宜在一些使用半自動與自動切割不方便的地方，特別是在野外和高空作業中還必須采用。相對而言，手工割炬的生產技術含量較低，但由于市場還有很大的需求量，因此在我國很多地方都有生產這類產品的企業，具體數量無法做詳細統計。國內目前具有一定生產規模的知名企業主要有美國捷銳（上海）公司、寧波隆興集團及上海焊割工具廠等近50家，年產各式割炬近200萬套，割嘴800余萬只。
 
    （2）半自動切割是將專用機割炬安裝在半自動切割機上，以機械傳動來代替手工操作的機器設備。主要有直線切割機、仿型切割機及管道切割機等一些小型的切割機械。大部分半自動切割機具的基本功能及質量達到了工業發達國家的水平，因此在工業生產中得到了廣泛的應用，在很大范圍內替代了部分手工切割。現有專業生產企業如上海華威、寧波金鳳、常州卓越及上海建設等30余家，年產各類半自動切割機約5000余臺。 

    （3）自動切割機是采用光電控制和數字控制技術的切割設備（如光電跟蹤切割機和數控切割機）。

    光電跟蹤切割機是將圖形按比例劃在圖樣上，圖樣和鋼板分別放在跟蹤機和切割機上就能實現自動切割。目前，造船廠、鍋爐廠、汽車制造廠等企業均有各種國產或進口的光電跟蹤切割機在生產中應用。 

    數控切割機是由人根據圖樣和數控裝置的規定，編出切割程序，由計算機根據程序的要求進行運算，使割嘴沿圖樣要求的軌跡運動進行切割。1958年，英國氧氣公司（BOC）研制出第一臺數控氣割機，使切割領域進入了高科技自動化階段。僅就數控火焰氣割機而言，它不僅使氣割技術實現了自動點火、自動調高、自動穿孔、自動切割、自動沖打標記及自動噴粉劃線等全過程自動化控制，而且還因表面切割質量和尺寸精度高，可以保證工件尺寸通過切割一次加工成形。

    （4）機用割嘴作為自動化切割的主要消耗品，每年的市場需求量非常大。我國是割嘴生產大國，全國機用割嘴的生產總量每年約在1000萬只左右，其中近一半出口到國外。我國割嘴生產廠家同發達國家的生產廠家相比，加工設備還比較落后，生產形式仍以單件多工序加工為主，因此生產效率較低，產品質量不易控制。而國外廠家均采用自動化程度較高專機進行產品加工，這樣不但生產效率高，而且產品質量容易得到控制。

    國內目前最大的割嘴生產廠家為寧波金鳳焊割機械制造有限公司，年產各類機用割嘴達400多萬套，其中80%銷往國外。

2.切割技術的發展

    （1）數控切割機我國數控切割機從20世紀70年代由分離元件起步，至今已發展成用微機控制切割機。生產廠家也逐年增加，目前生產各類切割機的廠家已近40家，世界四大著名切割機專業制造商，也先后來到中國投資建廠生產各類中、高檔切割機。國內切割機行業經過多年的發展，在專業技術上也有了很大的提高。目前，具備一定的研發和生產能力的企業有哈爾濱華崴、金鳳公司、深圳博利昌、中船611所及無錫華聯等企業，年產數控火焰切割機2000余臺。其產品性能已接近國外同類產品標準，并有少數指標超過國外標準，產品質量在逐年提高，完全可以滿足國內不同用戶需求，替代了部分進口產品，還有部分產品出口。但在一些特殊切割方面和專用系統開發方面同國外公司相比還有一定的差距。
 
    （2）氫氧切割機其原理是將潔凈水注入氫氧機，利用交流電轉換成直流電，以正負兩極導通電解槽兩極，電解水中氫氧分子，釋出氫氣（H2）和氧氣（O2）的混合氣體用作燃料，用于切割、焊接等火焰加工領域（進行厚板切割時需增備氧氣），具有低成本、無污染等特點，在鋼鐵、玻璃及半導體等工業領域得到應用。現有北京建研院、綠科大地等生產企業近10家，年產氫氧切割機1000余臺。

    （3）空氣等離子弧切割是利用高速、高溫、高能量的等離子氣流來加熱和熔化被切割材料，利用空氣壓縮機提供的壓縮空氣作為工作氣體，排除已熔化金屬的氣流，從而達到切割金屬的目的。可以切割碳鋼、合金鋼和不銹鋼及銅、鋁等有色金屬。空氣等離子弧切割，因其離子氣與切割氣均采用壓縮空氣而受到用戶歡迎，并在各應用領域被廣泛的采用。同時，為了提高切割質量、保證被切割零件的尺寸精度、改善勞動環境、減輕工人勞動強度和提高生產效率，又研制出一系列半自動和全自動等離子弧切割設備。

    我國自上世紀60年代就將等離子切割技術應用于工業生產。現有常州泛洋、常州海特銳切、天津天宗等空氣等離子弧切割機生產企業50余家，年產手工操作空氣等離子弧切割機約20000臺、半自動（小車、仿型）空氣等離子弧切割機約10000臺；數控機用空氣等離子弧切割機基本上還是依賴進口（主要是美國海寶等公司），其國內機的占有率不足10%。

    （4）CO2激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料，并使激光束與材料沿一定軌跡作相對運動，從而形成一定形狀的切縫。CO2激光切割具有切割質量好（切口窄、精度高、表面粗糙度低）、切割速度快（熱影響區小、變形小）及清潔、安全、無污染等優點，目前已成為工業上板材（＜12mm的低碳鋼板、＜6mm的不銹鋼板＝切割的一種先進的加工方法，并在汽車、航空等工業生產中獲得應用。
目前，我國有上海團結普瑞瑪、沈陽普瑞瑪、濟南捷邁和武漢楚天等數家公司，年生產二維平板切割機、三維空間曲線切割機及管子切割機等近100臺，滿足了市場的需求。

    （5）水射流切割（又稱水刀）是將水增至100～400MPa的超高壓力,通過特殊設計的噴嘴,以每秒數百米的速度噴出,達到加工工件的效果。磨料水射流切割則是在水射流中混入磨料粒子，經混合管形成磨料射流進行切割。由于磨料質量大、硬度高，磨料水射流較水射流功能更大、切割效能更強。水射流切割無塵、無味、無火花、無變形、振動小、噪聲低。可以切割各種金屬、非金屬材料，以及各種硬、脆、韌性材料，如鈦鎳合金、陶瓷、玻璃、復合材料等，是一種冷切割技術，也是目前世界上先進的切割工藝之一。我國有南京大地等20余家水射流切割機生產企業，年產各種規格、型號的水射流切割機接近600臺。

三、未來市場需求

    根據國家統計局發布的《2003年國民經濟和社會發展統計公報》，我國2003年鋼產量為2.2億噸，按照我國焊接用鋼量40%的比率計算，焊接結構的鋼材量接近9000萬噸。而在工業發達國家，焊接用鋼量基本達到其鋼材總量的60%～70%。根據我國2020年國民經濟發展的總體目標要求，以及我國焊接行業的發展趨勢預測，我國可能在5～10年達到60%的水平。屆時，我國鋼產量將介于2.5～3億噸之間，這意味著焊接量將增加一培。因此，切割量也將隨之增加，對切割機具的需求也將保持增長的勢態。