使用高强度钢对车祸破拆救援的挑战 - 第3部分: 切割工具
罗恩·穆尔
主题：先进高强度钢
题目：高强度钢的使用对道路车祸破拆救援带来的挑战，第3部分
目的：救援人员将能够理解和解释各种手动，气动，和电动的救援工具的破拆切割能力和局限性.
任务：基于本系列第3部分所包含的信息，以目前生产的小汽车为例，救援人员将能够认识本部门所拥有的每一件救援切割工具，知道它们能不能切断先进高强度钢，特别是使用了硼钢的部位。
图 1 道奇酷搏车的司机一侧的中柱截面，照片显示了中柱的多层结构。外层和最内层是由低碳钢制造的。只有中间层是较厚的先进高强度钢。图中显示的是一个硼钢热冲压件。
图2 因为多次尝试以各种气动凿切开硼钢中柱，均未成功，所以试验停止了。气动凿只能切成外层的低碳钢冲压件，对内部的硼钢热冲压件根本就是”蚍蜉撼大树，螳臂挡火车”。
图 3名为”演变230 极限RES-Q-SAW”的电动锯，能够切开硼钢中柱和车顶盖横粱。由于是切割硬化的先进高强度钢，现场火花四溅，尖厉的噪声震耳欲聋，锯片本身也在测试中遍体鳞伤同归于尽了。
图 4 切割硬化的先进高强度钢中柱也完全毁坏了涂敷了磨料的旋转锯片。正如预期的那样，旋转锯的高速旋转切割过程产生的火花，四处飞溅，表明旋转锯是一个危险的不切实际的破拆工具，不能用于破拆救援。(因为车内有生命垂危的伤员，地上有油箱泄漏的燃料)
第一次研究对带有先进高强度钢零件的车辆进行破拆救援，情况就已经变得非常明显了: 我们有些救援工具，根本没有能力削断那些先进高强度钢。从本质上讲，我们目前这一代切割工具，从强度上完全啃不动硼钢和马氏体钢之类的新合金钢。在本系列的第3部分，我们开始研究手里那些工具能够切断先进高强度钢，那些不能。我们现在就必须把这件事整明白了，而不是拖延到以后，在救援现场丢人现眼，眼怔怔地看着被困伤员因抢救不及时，死在车里。
破拆救援工具能力的研究一开始，先要看一看那些救援工具有可能被用来切割破损的车辆，并把这些工具按特定类别进行分类。选定的类别为压缩空气凿铲型工具，电动锯型工具，气动切割型刀具，手工具，以及动力救援系统刀具。我们计划系统地研究每个类型的救援工具，评估它们对付已知的先进高强度钢的能力。
研究合作伙伴
参加研究工作的美国钢铁协会工程师证实了，戴姆勒 - 克莱斯勒在其四门轿车道奇酷搏车以及吉普爱国者和指南者SUV车上，使用了完全相同的先进高强度钢结构。前挡侧柱，中柱，顶盖横粱，以及后柱都被证实是热冲压的硼钢制造的，正是这种超高强度的钢材，给我们常用的救援工具带来一大堆问题。有了这些信息，州立农业保险公司(State Farm)总部的学习与发展小组参与了我们的研究项目。通过他们的代理网络，州立农业保险公司的官员们找到了八辆2007年或2008年生产的，这些品牌的车辆 - 五辆道奇酷搏车，三辆吉普车。它们都经历过某些车祸碰撞损坏，被确定为所谓的“完全报废”的车辆，准备在全国范围内进行殘值拍卖。
确切地知道了在这些特定的车辆里，用得是那种高强度钢，装在什么部位，有多厚，以及它们是如何跟其他部分连接的，就可以做一些救援工具的测试计划了。研究的结果应该显示我们手上的救援工具有什么能力，那些工具有能力切割先进高强度钢材。厚度在0.9毫米至1.9毫米不等的硼钢，是在所有车辆中最常遇到的高强度钢材。正确地描述是，这些硼钢板材的厚度范围，从比一分钱硬币稍薄一点，到比两毛五硬币略厚一点。此外，在每部车辆里，无论是前挡侧柱，中柱，还是顶盖横粱，硼钢件都是夹装在内层。中柱的构造是三层金属板，两层低碳钢，一层硼钢。
气动凿类工具
首先测试的是气动工具，高压和低压的都包括。在各种测试情况下，气凿或气枪类工具都无法切入硼钢中柱。凿尖能够切穿外边的低碳钢层，但无法切进硼钢层，哪怕是最薄的硼钢层也不行。有好几次，凿尖都给啃崩了。气动凿的牙口差远去了，根本不是先进高强度钢的对手。
往复型，循环型和旋转型的锯切类工具
接下来测试的是电动锯切工具，包括一把电动往复锯和一把特制的电动旋转锯。我们询问了全国各地的往复锯片制造商的意见，问他们是否有能切动硼钢的锯片。我们从他们那里购买了各种破拆专用的往复锯片用于测试。其中硼钢切割能力最好的，要数马萨诸塞州东朗梅多市的莱诺克斯(LENOX)有限公司的产品，莱诺克斯金刀锯片。它的锯片设计有钛涂层增强的牙齿，那是为散热更快专门设计的，使刀片更加耐磨，使它们的牙齿更长久地保持锋利，切割的更快。双金属的莱诺克斯黄金刀片设计得很独特;其白色的刀片和镀钛的”大金牙”，让人一眼就能认出来。
往复锯片测试之前，沃尔特斯公司的代表联系到作者，他提供了一个被称为酷切(CoolCut)的特殊的产品。我们发现，它是带有内装某种特殊凝胶的管状容器。说明书说，锯片应该侵入到酷切的凝胶里，制造商表示，锯片上粘了凝胶涂层以后，引起的化学反应在切割过程中保持刀片的冷却。他们说冷却以后的刀片将使能够切割硼钢。
在我们的测试中，一直试到每一把往复锯锯片上的牙齿都掉光了，最终的结果基本上可以说，无论是否使用了“酷切”冷却，我们只能划破车辆中柱外层的低碳钢，里边的硼钢毫发未伤。事实上，使用往复锯试图切割最难切的硼钢层时，刀片热的呼呼冒烟，火花四射。目前看来，基本上没有那一种现有的往复锯，可以安全地用在车祸事故现场，有效地切割车辆里的先进高强度钢结构。
接下来，RES-Q-杰克公司送来他们的“演变230极限RES-Q锯”(Evolution 230 Xtreme RES-Q-Saw)参加评价测试。这是一款新型的车辆破拆救援用的电动圆锯，由一台1750瓦，15安培的电机驱动。九英寸直径的刀盘边缘镶了一圈硬质合金。刀片是专门用来切割低碳钢，铝，不锈钢和木材的。救援人员费了九牛二虎之力以后，该圆锯竟然完全切透了厚为1.9毫米的道奇酷搏的硼钢中柱。因为是对一种很坚硬的金属进行切割，圆锯的高速旋转切割过程产生了大量火花，礼花般四处飞溅，锯片的牙齿本身也发生严重损害，如图4所示，变得豁牙露齿，面目全非，难看极了。
当我们开始切割时，刀盘边缘一共镶有48块硬质合金牙。中柱切断完成以后，大约10块硬质合金牙不见了。在以最大速度切割中柱时，即使站在车外，噪音也几乎达到了震耳欲聋的程度。不错，1.9毫米厚的中柱硼钢层是被切开了，但在现实世界的事故救援现场中，当被困的伤员和急救人员还在车内时，这件救援工具并不怎么实用。
我们评估的最后一件锯类救援工具，是消防部门用的汽油发动机驱动的旋转锯。这种多用途的破拆工具使用带磨料的刀片，专门设计来切割有先进高强度钢结构的车辆。像我们指望的那样，用了这把锯，没费多大劲就切断了硼钢的中柱。事实上，现实的情况是，切割过程中刀片完全崩刃了，跟硼钢的剧烈磨擦产生的高热火花散落到车辆周围，噪声隆隆，烟雾滚滚。我们的结论是这个工具确实有切割硼钢的能力，但它不是一件真正适合现实世界的现场救援使用的工具。
手工具
下一个评估测试的工具类别，是我们消防部门用的手工具。为了与现实相一致，整个吉普爱国者的高强度钢中柱被放置在地面上。一名消防队员可以挑任何一件趁手的带尖的手工具，设法在中柱上刺穿一个洞。他先挑了一把带尖的斧头，双手抡园了狠狠地砸下来，斧头尖猛烈地砸中柱上，但是却擦皮而过。经过反复多次努力，他也没能刺穿一个小洞，屡战屡败的消防队员最终只好放弃了。经过他一顿狂凿以后，最终的结果仅仅是在中柱上留下一个小坑。坚硬的金属弹开了大部分斧头的砸击，几乎没有留下任何损坏的痕迹。我们也尝试过用撬棒来刺透中柱，产生的结果相同。面对这些强硬的东西，我们的手工具绝对是以卵投石，毫无胜算。
使用高强度钢对车祸破拆救援的挑战 - 第3部分: 切割工具
罗恩·穆尔
主题：先进高强度钢
题目：高强度钢的使用对道路车祸破拆救援带来的挑战，第3部分
目的：救援人员将能够理解和解释各种手动，气动，和电动的救援工具的破拆切割能力和局限性.
任务：基于本系列第3部分所包含的信息，以目前生产的小汽车为例，救援人员将能够认识本部门所拥有的每一件救援切割工具，知道它们能不能切断先进高强度钢，特别是使用了硼钢的部位。
图 1 道奇酷搏车的司机一侧的中柱截面，照片显示了中柱的多层结构。外层和最内层是由低碳钢制造的。只有中间层是较厚的先进高强度钢。图中显示的是一个硼钢热冲压件。
图2 因为多次尝试以各种气动凿切开硼钢中柱，均未成功，所以试验停止了。气动凿只能切成外层的低碳钢冲压件，对内部的硼钢热冲压件根本就是”蚍蜉撼大树，螳臂挡火车”。
图 3名为”演变230 极限RES-Q-SAW”的电动锯，能够切开硼钢中柱和车顶盖横粱。由于是切割硬化的先进高强度钢，现场火花四溅，尖厉的噪声震耳欲聋，锯片本身也在测试中遍体鳞伤同归于尽了。
图 4 切割硬化的先进高强度钢中柱也完全毁坏了涂敷了磨料的旋转锯片。正如预期的那样，旋转锯的高速旋转切割过程产生的火花，四处飞溅，表明旋转锯是一个危险的不切实际的破拆工具，不能用于破拆救援。(因为车内有生命垂危的伤员，地上有油箱泄漏的燃料)
第一次研究对带有先进高强度钢零件的车辆进行破拆救援，情况就已经变得非常明显了: 我们有些救援工具，根本没有能力削断那些先进高强度钢。从本质上讲，我们目前这一代切割工具，从强度上完全啃不动硼钢和马氏体钢之类的新合金钢。在本系列的第3部分，我们开始研究手里那些工具能够切断先进高强度钢，那些不能。我们现在就必须把这件事整明白了，而不是拖延到以后，在救援现场丢人现眼，眼怔怔地看着被困伤员因抢救不及时，死在车里。
破拆救援工具能力的研究一开始，先要看一看那些救援工具有可能被用来切割破损的车辆，并把这些工具按特定类别进行分类。选定的类别为压缩空气凿铲型工具，电动锯型工具，气动切割型刀具，手工具，以及动力救援系统刀具。我们计划系统地研究每个类型的救援工具，评估它们对付已知的先进高强度钢的能力。
研究合作伙伴
参加研究工作的美国钢铁协会工程师证实了，戴姆勒 - 克莱斯勒在其四门轿车道奇酷搏车以及吉普爱国者和指南者SUV车上，使用了完全相同的先进高强度钢结构。前挡侧柱，中柱，顶盖横粱，以及后柱都被证实是热冲压的硼钢制造的，正是这种超高强度的钢材，给我们常用的救援工具带来一大堆问题。有了这些信息，州立农业保险公司(State Farm)总部的学习与发展小组参与了我们的研究项目。通过他们的代理网络，州立农业保险公司的官员们找到了八辆2007年或2008年生产的，这些品牌的车辆 - 五辆道奇酷搏车，三辆吉普车。它们都经历过某些车祸碰撞损坏，被确定为所谓的“完全报废”的车辆，准备在全国范围内进行殘值拍卖。
确切地知道了在这些特定的车辆里，用得是那种高强度钢，装在什么部位，有多厚，以及它们是如何跟其他部分连接的，就可以做一些救援工具的测试计划了。研究的结果应该显示我们手上的救援工具有什么能力，那些工具有能力切割先进高强度钢材。厚度在0.9毫米至1.9毫米不等的硼钢，是在所有车辆中最常遇到的高强度钢材。正确地描述是，这些硼钢板材的厚度范围，从比一分钱硬币稍薄一点，到比两毛五硬币略厚一点。此外，在每部车辆里，无论是前挡侧柱，中柱，还是顶盖横粱，硼钢件都是夹装在内层。中柱的构造是三层金属板，两层低碳钢，一层硼钢。
气动凿类工具
首先测试的是气动工具，高压和低压的都包括。在各种测试情况下，气凿或气枪类工具都无法切入硼钢中柱。凿尖能够切穿外边的低碳钢层，但无法切进硼钢层，哪怕是最薄的硼钢层也不行。有好几次，凿尖都给啃崩了。气动凿的牙口差远去了，根本不是先进高强度钢的对手。
往复型，循环型和旋转型的锯切类工具
接下来测试的是电动锯切工具，包括一把电动往复锯和一把特制的电动旋转锯。我们询问了全国各地的往复锯片制造商的意见，问他们是否有能切动硼钢的锯片。我们从他们那里购买了各种破拆专用的往复锯片用于测试。其中硼钢切割能力最好的，要数马萨诸塞州东朗梅多市的莱诺克斯(LENOX)有限公司的产品，莱诺克斯金刀锯片。它的锯片设计有钛涂层增强的牙齿，那是为散热更快专门设计的，使刀片更加耐磨，使它们的牙齿更长久地保持锋利，切割的更快。双金属的莱诺克斯黄金刀片设计得很独特;其白色的刀片和镀钛的”大金牙”，让人一眼就能认出来。
往复锯片测试之前，沃尔特斯公司的代表联系到作者，他提供了一个被称为酷切(CoolCut)的特殊的产品。我们发现，它是带有内装某种特殊凝胶的管状容器。说明书说，锯片应该侵入到酷切的凝胶里，制造商表示，锯片上粘了凝胶涂层以后，引起的化学反应在切割过程中保持刀片的冷却。他们说冷却以后的刀片将使能够切割硼钢。
在我们的测试中，一直试到每一把往复锯锯片上的牙齿都掉光了，最终的结果基本上可以说，无论是否使用了“酷切”冷却，我们只能划破车辆中柱外层的低碳钢，里边的硼钢毫发未伤。事实上，使用往复锯试图切割最难切的硼钢层时，刀片热的呼呼冒烟，火花四射。目前看来，基本上没有那一种现有的往复锯，可以安全地用在车祸事故现场，有效地切割车辆里的先进高强度钢结构。
接下来，RES-Q-杰克公司送来他们的“演变230极限RES-Q锯”(Evolution 230 Xtreme RES-Q-Saw)参加评价测试。这是一款新型的车辆破拆救援用的电动圆锯，由一台1750瓦，15安培的电机驱动。九英寸直径的刀盘边缘镶了一圈硬质合金。刀片是专门用来切割低碳钢，铝，不锈钢和木材的。救援人员费了九牛二虎之力以后，该圆锯竟然完全切透了厚为1.9毫米的道奇酷搏的硼钢中柱。因为是对一种很坚硬的金属进行切割，圆锯的高速旋转切割过程产生了大量火花，礼花般四处飞溅，锯片的牙齿本身也发生严重损害，如图4所示，变得豁牙露齿，面目全非，难看极了。
当我们开始切割时，刀盘边缘一共镶有48块硬质合金牙。中柱切断完成以后，大约10块硬质合金牙不见了。在以最大速度切割中柱时，即使站在车外，噪音也几乎达到了震耳欲聋的程度。不错，1.9毫米厚的中柱硼钢层是被切开了，但在现实世界的事故救援现场中，当被困的伤员和急救人员还在车内时，这件救援工具并不怎么实用。
我们评估的最后一件锯类救援工具，是消防部门用的汽油发动机驱动的旋转锯。这种多用途的破拆工具使用带磨料的刀片，专门设计来切割有先进高强度钢结构的车辆。像我们指望的那样，用了这把锯，没费多大劲就切断了硼钢的中柱。事实上，现实的情况是，切割过程中刀片完全崩刃了，跟硼钢的剧烈磨擦产生的高热火花散落到车辆周围，噪声隆隆，烟雾滚滚。我们的结论是这个工具确实有切割硼钢的能力，但它不是一件真正适合现实世界的现场救援使用的工具。
手工具
下一个评估测试的工具类别，是我们消防部门用的手工具。为了与现实相一致，整个吉普爱国者的高强度钢中柱被放置在地面上。一名消防队员可以挑任何一件趁手的带尖的手工具，设法在中柱上刺穿一个洞。他先挑了一把带尖的斧头，双手抡园了狠狠地砸下来，斧头尖猛烈地砸在中柱上，但是却擦皮而过。经过反复多次努力，他也没能刺穿一个小洞，屡战屡败的消防队员最终只好放弃了。经过他一顿狂凿以后，最终的结果仅仅是在中柱上留下一个小坑。坚硬的金属弹开了大部分斧头的砸击，几乎没有留下任何损坏的痕迹。我们也尝试过用撬棒来刺透中柱，产生的结果相同。面对这些强硬的东西，我们的手工具绝对是以卵投石，毫无胜算。
电动救援切割机
作为整个项目的一部分，我们也对液压动力救援切割机的性能进行了评估。电力救援工具的制造商应邀提供了各自生产的动力切割机，通过切割道奇酷搏和吉普车的硼钢结构，来评估自己产品的破拆能力。很明显，没有一家液压救援工具制造商生产的电动救援切刀，能够切开硼钢。现在的问题是，哪家厂的下一代的切割刀，可以切开先进高强度钢。我们将在本系列的第4部分，详细讲解这个问题。
在
电动救援切割机
作为整个项目的一部分，我们也对液压动力救援切割机的性能进行了评估。电力救援工具的制造商应邀提供了各自生产的动力切割机，通过切割道奇酷搏和吉普车的硼钢结构，来评估自己产品的破拆能力。很明显，没有一家液压救援工具制造商生产的电动救援切刀，能够切开硼钢。现在的问题是，哪家厂的下一代的切割刀，可以切开先进高强度钢。我们将在本系列的第4部分，详细讲解这个问题。
