使用高强度钢对车祸破拆救援的挑战 - 第4部分: 液压动力切割工具
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4部分
目的：救援人员将能够理解和解释各种液压动力救援切割工具(金钢钳？)的能力和局限性.
任务：基于本系列第4部分所包含的信息，救援人员将能够展示破拆救援中必要的各项步骤，他们将能够有效地使用液压动力切割工具，切开近年生产的车辆里那些由先进高强度钢制造的结构部件。
图1切开硼钢中柱最成功的位置是这个所谓的“平行”的位置。这样的位置和姿态让两片刀片在切割金属之前，更靠近完全闭合位置，从而产生更大的切割力量(就是中学物理讲的简单的杠杆原理)。而如果刀片加载时，处于完全张开的状态，则不会产生足够的力量。
图2迄今学到的教训之一就是，刀片的几何形状设计是一个极其重要的因素，决定了液压动力救援刀具能否切开先进高强度钢制造的结构部件。所示的这4把切割刀片，是圆弧/锯齿形，弧形和锯齿刀片等各种组合的例子。(地球人都知道，工欲善其事，必先利其器)
图 3这里显示的是”冠军野兽”牌 (Champion Beast) 金钢钳,配上了USAR刀片，正跃跃欲试地马上要拿2008年的道奇酷搏的中柱来试刀。在刀刃下这个位置里，正是测试车辆中最厚的1.9毫米的硼钢支柱的所藏之处。
作为一名进行道路车祸破拆救援的救助者，如果您的工具库里，只是液压金钢钳，您将不再能够保证成功地切割碰撞受损的汽车上的所有结构。您正使用的那件工具本身，可能没有什么机械方面的毛病，它以前一直削铁如泥，百战百胜，它现在不行了。你破拆切割的失败，可能仅仅就是因为你用的那把刀不行。现在的新车里那些先进的超高强度钢，比你用的那把破刀结实多了。
在第4部分中，我们要回顾一下与液压动力切割机有关的研究发展成果，以确定剪切先进的高强度钢材都需要哪些东西，如何才能更好地使用切割工具来完成破拆救援任务。通过介绍笔者的开创性研究，揭示了一些新的有关新型汽车破拆救援的挑战，以及其他有趣的信息。
非常明显，除了切割机的功率以外，其他因素，比如切割机的使用位置，液压软管的长度，液压油的流量和压力，以及刀片本身的几何设计，都可以决定破拆救援切割任务的成败。
现在，液压救援工具制造商都敏锐地认识到切割先进高强度钢带来的挑战。各家救援工具制造商都有一些液压动力切割机，完全切不动先进高强度钢，这是无庸置疑的。这些液压动力切割机往往都是在20世纪80年代，90年代以及更早几年制造的。一般来说，他们近几年制造的新式切割机，能够切开如硼钢之类的先进高强度钢。
笔者设计并且进行了一个现场比较的研究项目。各家生产的液压动力切割机都来参加，进行一系列标准化的切割工作，被切割的部位是前挡侧柱，中柱，以及顶盖横粱，它们都有先进的高强度钢冲压件，用来增强车辆的抗碰撞安全性，实现轻量化。要创建协调一致公平公平的比较和竞争的环境，本研究需要大量的先进高强度钢板，它们必须是在类型和厚度上完全相同的。位于底特律骚思肥尔德的美国钢铁协会的工程师，提供了测试车用的先进高强度钢的化学成份的准确技术数据。与我们合作的”国家农场”保险公司车辆研究中心的官员，从他们库存的“全损” 车辆里，找来了一些碰撞以后损坏的近期型号的车辆。这些车辆的设计都有完全相同的硼钢结构。
每家救援工具制造商都有同等的机会，送来他们造的各种品牌和型号的液压动力切割工具参加测试。每把切刀都先用来切一下“薄”的硼钢，其厚度略厚于一毛钱硬币。捐赠的车辆的顶盖横粱，是0.9毫米厚的硼钢热冲压件，正好当我们测试用的薄件。至于“厚” 的硼钢试验件，每把切刀都要来切包裹在中柱内的1.9毫米厚的硼钢热冲压件，其厚度略厚于两毛五分钱的硬币。
经验教训
刀具切割测试结果表明，它们有的成功了，有的失败了。下面是一些经验教训总结：
• 我们在以液压动力切割刀切割硼钢的测试中发现，每家制造商生产的切割刀的能力，并不一定跟他们所公布的切割力符合。换句话说，对于任何一个我们所测试的特定的切割刀，制造商的广告里所说的强大的切割力，并不能保证一定可以切断硼钢。看来，动力切割机的评级通常是根据某些工程公式的理论计算确定的。由于他们不是实际测量的切割力，广告里的切割力可能无法准确地表示，它们在现实世界中可用的切割力。现实世界需要的切割能力，可能比这些数字所描述的要更加复杂。
•刀片的厚度是非常重要的。在我们的测试中，那些干净利落地把硼钢中柱切断的刀，看上去似乎都是专门设计的厚刀片。厚刀片让刀刃更加稳定牢靠，它还能把硼钢和包着它的低碳钢冲压件一起完全切断。(重现削铁如泥的宝刀本色)
•刀片形状或设计可能是另一个影响成败的重要的因素。硼钢测试评估了不同的刀片设计; 包括圆弧形，椭圆形，锯齿形，以及圆弧/锯齿的组合。这些款式在测试有时成功，有时失败。有很多次，普通的圆弧形刀片，在开始切割中柱之前，先是不必要地把许多层金属板，紧紧地挤压成一捆。在某些情况下，尤其是液压动力切割刀的能力快接近其极限时，经常会发生这种挤压，然后工具就卡死在那里，切不下去了(把那么厚厚的一罗钢板一刀两断，谈何容易)。但是，如果刀刃带锯齿，(钢板被钩住就滑不开，所以)刀片刚一碰到前挡侧柱，中柱，或者顶盖横粱，就开始进行撕裂切断动作，这样一来，切割刀就可能切断硼钢件。(很像小时候听的掰断筷子的故事里讲的各个击破的道理)
• 在测试过程中，我们明显地感到，液压动力切割刀在刀片完全打开时，其切割力是最弱的；随着两块刀片的闭合，切割力愈来愈大。切割点离刀片轴销越近，切刀的切割力就越大。这意味着，在我们的现实世界的测试中，如果把切割刀摆成与中柱成90度角的位置，切割刀就可能无法切断硼钢，尤其是在使用了又短又小的刀片的时候。在某些情况下，只要我们把液压动力切割刀转动到跟车辆侧面平行的位置上，再进行切割，同样的工具就能成功地切断硼钢。所以，如果你的刀卡死了，决不要灰心放弃。你应该改变一下切割角度，再试一下。
• 新型的能够成功地切断硼钢的切割刀具，似乎都有更大直径的液压缸。它们以一个连续的动作进行切割时，也是最成功的，那是一个令人震惊的一气呵成的动作。先进高强度钢材先是承受很大的应力，然后发出类似玻璃破碎的声音而断裂。由于液压缸体积较大，在移动活塞，强制刀片闭合时，新型切割刀的液压缸需要更多的液压油。如果一个消防部门更新了切割刀，但其泵站没有更换更大的油箱，更大流量的泵，这就可能发生一个问题。这种不协调会导致刀具移动缓慢，需要更长的时间来建立起切割所需的较大的压力，让人们感到新的切割刀可能比它所取代的旧刀具性能更差劲。在使用新型切割刀时，如果仍然以旧的输油软管系统来供油，可能会进一步削弱它切断先进高强度钢的能力。
• 当切割刀切不动硼钢时，对应的刀片就会有相互分开的趋势(像剪子那样)。救援人员在切割近期型号的车辆时，应注意观测两个尖端是否有要掰开的倾向。(厚刀片不容易掰开)如果任何刀片在切割时发生相互远离的倾向，就不是一个好兆头，应该立刻停止切割，重新定位刀具。
• 最后要说的一点是，对于任何车辆，各处结构里用的先进高强度钢材的厚度是不同的。没有任何具体标志告诉你，车顶或各支柱部位的钢结构里，是否藏有先进高强度钢。如果你的切割刀在你预期为”一帆风顺”的地方停滞不前，(遇到先进高强度钢了) 我最好的建议就是“重新定姿态，重新定位置，然后重新再试一下。”切割刀与车身中柱平行的位置是最可能切断的刀具角度。如果在一个地方进行了初步尝试，发现切不动，你应该从那里向上或向下移动几英寸，你也许会遇到更薄的金属，甚至更软的低碳钢。然后重新尝试进行剪切。您要有耐心，等待液压泵站建立起额定的高压。在我们的测试里，建立高压所需要的标准时间是10秒钟，有时，切割工具仅仅需要延迟五到八秒的时间，系统就能建立起切割需要的高油压。
