Технология кислородной резки. Кислородная резка металла

КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА: сущность и технология процесса

Термическая резка является распространенным технологическим процессом при производстве металлоконструкций. Нагрев металла при термической резке может осуществляться двумя способами: газовым пламенем или источником тепла, основанным на преобразовании электрической энергии.

Первый способ применяется при кислородной и кислородно-флюсовой резке, второй – при воздушно-дуговой, кислородно-дуговой, плазменной и лазерной резке.

КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА

Процесс кислородной резки основан на сгорании разрезаемого металла в струе кислорода и принудительном удалении этой струей образовавшихся оксидов. При этом металл не расплавляется, а именно горит, находясь в твердом состоянии. Это делает рамки среза ровными.

Кислородная резка Предварительный нагрев металла производится подогревающим пламенем резака, образующемся при сгорании горючего газа в смеси с кислородом.

Когда температура нагрева металла достигает величины, достаточной для воспламенения металла в кислороде (для низкоуглеродистой стали это 1350-1360 0С) , на резаке открывают вентиль чистого кислорода (99,0-99,8%) и начинается процесс резки.

Этот кислород, выходящий и центрального канала мундштука и идущий непосредственно на окисление металла и удаление оксидов, принято называть режущим, а отличие от кислорода подогревающего, выходящего в смеси с горючим газом из боковых сопел мундштука.

В качестве горючего газа для подогревающего пламени обычно используется ацителен, пропан-бутан, МАФ, а также пары бензина или керосина. Для ацителено-кислородного подогревающего пламени время начального подогрева низкоуглеродистой стали зависит, в основном от толщины металла. Для газов-заменителей время начального подогрева больше.

Преимущество данного вида резки в том, что таким способом можно резать очень толстый металл - до 500 мм, что не под силу ни одному из других видов резки.

Поверхность разрезаемого листа стали должна быть очищена от окалины, ржавчины, масла и грязи. Особенно тщательно следует очищать поверхность от окалины, изолирующей металл от непосредственного контакта с пламенем и режущей струей кислорода.

Для этого необходим незначительный прогрев поверхности металла пламенем резака, в результате которого благодаря разным коэффициентам теплового расширения окалина отделяется о поверхности. Очистку от окалины следует производить узкой полосой по линии предполагаемого реза со скоростью перемещения подогревающего пламени, примерно соответствующего скорости резки.

Особую трудность представляет начало процесса резки внутри контура листа или заготовки. В этом случае для стока шлака необходимо начальное отверстие, которое при толщине стали до 20 мм прожигают резаком при горизонтальном положении листа, а при большей толщине – до 40 мм – при вертикальном или наклонном положении листа стали.

В котлостроении при вырезке отверстий под штуцеры и патрубки, когда процесс резки начинают внутри контура вырезаемого отверстия, начальное отверстие образуют движущимся резаком: в этом случае струя кислорода, врезаясь постепенно в металл, после перемещения резака на некоторое расстояние пробивает сквозное отверстие. Шлаки, образующиеся при прожигании движущимся резаком, выносятся назад под давлением кислородной струи, благодаря чему устраняется засорение мундштука брызгами металла.

Начальное отверстие в стали толщиной более 100-150 мм получают с помощью механического высверливания или прожиганием отверстия кислородным копьем.

Затруднительно начинать резку круглой заготовки. В этом случае для достижения концентрированного нагрева металла в начальной точке реза резак располагают под углом 45-60 0С к вертикали, а затем после пуска кислородной струи и начала резки выравнивают до вертикального положения.

При прямолинейной резке стали толщиной до 30 мм режущее сопло целесообразно наклонять на угол 20-30 0С от вертикали в сторону, обратную направлению резки. В этом случае направленная под углом кислородная струя частично или полностью смывает с передней грани разреза образующиеся при окислении стали жидкие шлаки, ускоряет окисление металла и существенно увеличивает скорость резки, а значит, и её производительность.

Кислородной резке обычно подвергают стали толщиной более 3 мм. При резке более тонких листов наблюдается оплавление кромок и перегрев металла подогревающим пламенем, поэтому для тонкого металла прибегают к так называемой «пакетной резке».

Суть процесса кислородной пакетной резки состоит в том, что разрезаемые листы, число которых при малой толщине может составлять 25-30 шт и более, собирают в пакет, стягивают струбцинами или специальными зажимными приспособлениями и разрезают вместе за один проход резака.

Основная трудность газовой резки стали большой толщины (более 100 мм) обычными резаками связана с необходимостью применения высоких давлений кислорода. При применении специальных резаков толщина разрезаемого металла может достигать 0,5 м и даже больше.

ДОСТОИНСТВА кислородной резки:

простота и доступность оборудования, его экономичность

Данный вид резки широко применяется при выполнении монтажных и строительных работ. Механизированная кислородная резка широко применяется в машиностроении для резки низкоуглеродистых сталей толщиной более 40 мм.

Основной недостаток данного вида резки – невозможность резки низколегированных сталей, чугун, цветных металлов в силу ряда условий.

УСЛОВИЯ РАЗРЕЗАЕМОСТИ МЕТАЛЛА

Температура плавления металла должна быть выше температуры его воспламенения в кислороде. В противном случае металл будет плавиться, а не гореть. Этому условию удовлетворяет низкоуглеродистая сталь. А вот чугун – нет, содержание углерода в нем значительно выше.

Температура плавления металла должна быть выше температуры плавления образующихся в процессе оксидов. Этому условию удовлетворяет низкоуглеродистая сталь. А вот алюминий, магний, сплавы этих металлов, а также высоколегированные стали, содержащие высокий процент хрома, - нет. При их нагревании на поверхности образуется пленка тугоплавкого оксида, изолирующего металл от контакта с кислородом.
Тепловой эффект образования оксида металла должен быть достаточно высоким. Это условие диктуется тем, что при кислородной резке одного подогревающего пламени резака недостаточно для поддержания требуемой температуры в зоне резки. Что делает невозможной газовую резку меди и её сплавов.
Консистенция образующихся оксидов должна быть жидкой, т.е. появляющиеся при резке шлаки должны быть жидкотекучими. Это условия хорошо выполняется при резке низко- и среднеуглеродистой стали. Но резка сплавов, содержащих высокий процент кремния или хрома (серый чугун), невозможна. Так, процесс газовой резки низколегированных конструкционных сталей не встречает никаких технологических трудностей, режимы их резки те же, что и для простой низкоуглеродистой стали. Однако в случаях, если в стали содержатся в повышенном количестве такие примеси, как хром или кремний, технологически процесс резки стали сильно осложняется зашлаковыванием кромок.

Тепловодность металла должна быть максимально низкой. В противном случае трудно или даже невозможно достичь концентрированного нагрева металла. Низкоуглеродистая сталь, теплопроводность которой невелика, не вызывает трудностей ни в начальный момент, ни в процессе резки. А высокая теплопроводность меди и алюминия – одна из причин, затрудняющих газовую резку этих металлов.

Специалисты компании ПромСварка всегда готовы ответить на любые Ваши вопросы, помочь в выборе оптимального варианта оборудования для лазерной, плазменной и кислородной резки металлов. По всем вопросам Вы всегда можете обратиться к нашим специалистам по телефонам: +375 17 241-36-99, 241-78-99.

кислородная резка, термическая резка, кислородной резки, резка внутри контура, температура плавления металла, плавление металла, нагрев металла, жидкотекучие шлаки, оплавление кромок, резка стали, газовая резка, газовой резки

Количество просмотров: 4586

promsvarka.by

Кислородная резка | soedenimetall.ru

Сущность процесса кислородной резки

Кислородная резка основана на свойстве металлов и их сплавов сгорать в струе технически чистого кислорода. Резке поддаются металлы, удовлетворяющие следующим основным требованиям:

Температура плавления металла должна быть выше температуры воспламенения его в кислороде. Металл, не отвечающий этому требованию, плавится, а не сгорает. Например, низкоуглеродистая сталь имеет температуру плавления около 1500° С, а воспламеняется в кислороде при температуре 1300…1350°С. Увеличение содержания углерода в стали сопровождается понижением температуры плавления и повышением температуры воспламенения в кислороде. Поэтому резка стали с увеличенным содержанием углерода и примесей усложняется.
Температура плавления оксидов должна быть ниже температуры плавления самого металла, чтобы образующиеся оксиды легко выдувались и не препятствовали дальнейшему окислению и процессу резки. Например, при резке хромистых сталей образуются оксиды хрома с температурой плавления 2000° С, а при резке алюминия — оксиды с температурой плавления около 2050° С. Эти оксиды покрывают поверхность металла и прекращают дальнейший процесс резки.

Образующиеся при резке шлаки должны быть достаточно жидкотекучи и легко выдуваться из разреза. Тугоплавкие и вязкие шлаки будут препятствовать процессу резки.
Теплопроводность металла должна быть наименьшей, так как при высокой теплопроводности теплота, сообщаемая металлу, интенсивно отводится от участка резки и подогреть металл до температуры воспламенения будет трудно.
Количество теплоты, выделяющейся при сгорании металла, должно быть возможно большим; эта теплота способствует нагреванию прилегающих участков металла и тем самым обеспечивает непрерывность процесса резки. Например, при резке низкоуглеродистой стали 65…70% общего количества теплоты выделяется от сгорания металла в струе кислорода и только 30…35% — составляет теплота от подогревающего пламени резака.

Различают два основных вида кислородной резки: разделительную и поверхностную.

Рис. 1

Разделительную резку (рис. 1) применяют для вырезки различного вида заготовок, раскроя листового металла, разделки кромок под сварку и других работ, связанных с разрезкой металла на части. Сущность процесса заключается в том, что металл вдоль линии разреза нагревают до температуры воспламенения его в кислороде, он сгорает в струе кислорода, а образующиеся оксиды выдуваются этой струей из места разреза.

Поверхностную резку (рис. 95, а, б, в) применяют для снятия поверхностного слоя металла, разделки канавок, удаления поверхностных дефектов и других работ.

Рис. 2

Применяют два вида поверхностной резки — строжку и обточку. При строжке резак совершает возвратно- поступательное движение как строгальный резец. При обточке резак работает как токарный peзец.

Оборудование для кислородной резки

Резаки цля кислородной резки служат для правильного решения горючих газов или паров жидкости с кислородом, образования подогревающего пламени и подачи в зону резки струи чистого кислорода. Резаки классифицируют по назначению (универсальные и специальные), по принципу смешения газов (инжекторные, и безынжекторные), по виду реprи (для разделительной и поверхностной резки), по применению (для ручной и машинной резки). Наибольшее применение получили универсальные инжекторные ручные резаки для разделительной резки (рис. 3).

Рис. 3

Они отличаются от сварочных горелок наличием отдельной трубки для подачи кислорода и особым устройством головки, состоящим из двyx сменных мундштуков (наружного — для подогревающего пламени и внутреннего — для струи чистого кислорода). Ацетилен подается по шлангу к ниппелю 1, а кислород — к ниппелю 2. От ниппеля 2 кислород идет по двум направлениям. Одна часть кислорода, как в обычных сварочных горелках, поступает в инжектор и затем в смесительную камеру. Здесь образуется горючая смесь кислорода с ацетиленом, засасываемым через ниппель 1. Горючая смесь проходит по трубке, выходит через кольцевой зазор между внутренним и наружным мундштуком 5 и создает подогревательное пламя. Другая часть кислорода через трубки 3 и 4 поступает в центральное отверстие внутреннего мундштука 5 и образует струю режущего кислорода, сжигающую металл выдувающую образующиеся оксиды из зоны реза.

Большое применение получил ручной универсальный резак «Факел» (улучшенная конструкция резака «Пламя»). Он имеет пять внутренних и два наружных мундштука, позволяющих резать металл толщиной до 300 мм со скоростью (в зависимости от металла и его толщины) 80…560 мм/мин. Для работы на газах-заменителях ацетилена используются резаки РЗР. Они отличаются большими размерами сечении инжекторов и мундштуков. Промышленность серийно выпускает вставные сменные резаки, предназначенные для присоединения к стволам универсальных сварочных горелок (например, резак РГС-70 к горелкам «Звезда» и ГС-3, резак РГМ-70 — к горелкам «Звездочка» и ГС-2). Это создает большие удобства в строительно-монтажных условиях при частых переходах от сварки к резке и наоборот.

Рис. 4

Для машинной резки применяют стационарные шарнирные машины АСШ-2 (рис. 4) и АСШ-70, отличающийся от АСШ-2 более совершенным приводом и наличием пантографа, позволяющего производить вырезку одновременно трех деталей. Толщина разрезаемого металла 5… 100 мм. Переносные машины представляют собой самоходные тележки, оснащенные резаком и перемещающиеся по разрезаемому металлу. Приводом служит электродвигатель, пружинный механизм или газовая турбина. Например, машина «Радуга» предназначена для резки стальных листов толщиной 5… 160 мм со скоростью 90… 1600 мм/мин. Масса машины 16 кг. Переносные машины «Спутник-3» предназначены для резки стальных труб диаметром 194…1620 мм при толщине стенки 5…75 мм со скоростью 100…900 мм/мин. Масса машины — 18 кг.

Технология кислородной резки

Поверхность разрезаемого металла должна быть хорошо очищена от грязи, краски, окалины и ржавчины. Для удаления окалины, краски и масла следует медленно провести пламенем горелки или резака по поверхности металла вдоль намеченной линии разреза. При этом краска и масло выгорают, а окалина отстает от металла. Затем поверхность металла окончательно зачищают металлической щеткой.

Процесс резки начинают с нагревания металла. Подогревающее пламя резака направляют на край разрезаемого металла и нагревают до температуры воспламенения его в кислороде (практически почти до температуры плавления). Затем пускают струю режущего кислорода и перемещают резак вдоль линии разреза. Кислород сжигает верхние нагретые слои металла. Теплота, выделяющаяся при сгорании, нагревает нижележащие слои металла до температуры воспламенения и поддерживает непрерывность процесса резки.

При резке листового материала толщиной 20…30 мм мундштук резака устанавливают вначале под углом 0…5° к поверхности, а затем — под углом 20…30° в сторону, обратную движению резака. Это ускоряет процесс разогрева металла и повышает производительность.

Рис. 5

Резку металла большой толщины выполняют следующим образом. Мундштук резака вначале устанавливают перпендикулярно поверхности разрезаемого металла, так чтобы струя подогревающего пламени, а затем и режущего кислорода располагалась вдоль вертикальной грани разрезаемого металла. После прогрева металла до температуры воспламенения пускают струю режущего кислорода. Перемещение резака вдоль линии резания начинают после того, как в начале этой линии металл будет прорезан на всю его толщину. Чтобы не допустить отставания резки в нижних слоях металла, в конце процесса следует постепенно замедлить скорость перемещения резака и увеличить его наклон до 10…15° в сторону, обратную движению. Рекомендуется начинать процесс резки с нижней кромки, как показано на рис. 5. Предварительный подогрев до 300…400°С позволяет производить резку с повышенной скоростью. Скорость перемещения резака должна соответствовать скорости горения металла. Если скорость перемещения резака установлена правильно, то поток искр и шлака вылетает из разреза прямо вниз, а кромки получаются чистыми, без натеков и подплавлений. При большой скорости перемещения резака поток искр отстает от него, металл в нижней кромке не успевает сгорать и поэтому сквозное прорезание прекращается. При малой скорости сноп искр опережает резак, кромки разреза оплавляются и покрываются натеками.

Давление режущего кислорода устанавливают в зависимости от толщины разрезаемого металла и чистоты кислорода. Чем выше чистота кислорода, тем меньше давление и расход кислорода. Зависимость давления кислорода от толщины металла при ручной резке следующая:

Толщина металла, мм Давление кислорода, МПа

5…20	20…40	40…60	60…100	100…200
0,3…0,4	0,4…0,5	0,5…0,6	0,7…0,9	1,0…1,1

Ширина и чистота разреза зависят от способа резки и толщины разрезаемого металла. Машинная резка дает более чистые кромки и меньшую ширину разреза, чем ручная резка. Чем больше толщина металла, тем больше ширина разреза. Это видно из следующих данных:

Толщина металла, мм Ширина разреза, мм при ручной резке при машинной резке

5…50	50…100	100…200	200…300
3…5	5…6	6…8	8…10
2,5…4,0	4,0…5,0	5,0…6,5	6,5…8,0

ГОСТ 14792—80 «Детали и заготовки, вырезаемые кислородной и плазменно-дуговой резкой. Точность, качество поверхности реза» предусматривает предельные отклонения номинальных размеров деталей (заготовок) в зависимости от способа резки, размеров деталей (заготовок) и толщины металла; установлено три класса точности:

Классы точности резки заготовок

Предусмотрены также показатели качества поверхности реза:

Показатели качества поверхности реза

Эти показатели относятся к машинной кислородной резке низкоуглеродистой стали кислородом 1-го и 2-го сортов.

Процесс резки вызывает изменение структуры, химического состава и механических свойств металла. При резке низкоуглеродистой стали тепловое влияние процесса на ее структуру незначительно. Наряду с участками перлита появляется неравновесная составляющая сорбита, что даже несколько улучшает механические свойства металла. При резке стали, имеющей повышенное содержание углерода, а также легирующие примеси, кроме сорбита, образуются троостит и даже мартенсит. При этом сильно повышатся твердость и хрупкость стали и ухудшается обрабатываемость кромок разреза. Возможно образование холодных трещин. Изменение химического состава стали проявляется в образовании обезуглероженного слоя металла непосредственно на поверхности резания в результате выгорания углерода под воздействием струи режущего кислорода. Несколько глубже находится участок с большим содержанием углерода, чем у исходного металла. Затем по мере удаления от разреза содержание углерода уменьшается до исходного. Так же происходит выгорание легирующих элементов стали.

Механические свойства низкоуглеродистой стали при резке почти не изменяются. Стали с повышенным содержанием углерода, марганца, хрома и молибдена закаливаются, становятся более твердыми и дают трещины в зоне резания.

Нержавеющие хромистые и хромоникелевые стали, чугуны, цветные металлы и их сплавы не поддаются обычной газокислородной резке, так как не удовлетворяют указанным выше условиям.

Для этих металлов применяют кислородно-флюсовую резку, сущность которой заключается в следующем. В зону резания с помощью специальной аппаратуры непрерывно подается порошкообразный флюс, при сгорании которого выделяется дополнительная теплота и повышается температура места разреза. Кроме того, продукты сгорания флюса реагируют с тугоплавкими оксидами и дают жидкотекучие шлаки, легко вытекающие из места разреза.

В качестве флюса используется мелкогранулировянный железный порошок марки ПЖ5М (ГОСТ 9849 — 74). При резке хромистых и хромоникелевых сталей во флюс добавляют 25…50% окалины. При резке чугуна добавляют ~30…35% доменного феррофосфора. При резке меди и ее сплавов применяют флюс, состоящий из смеси железного порошка с алюминиевым порошком (15…20%) и феррофосфором (10… 15%).

Резку производят установкой УРХС-5 состоящей из флюсопитателя и резака. Установка используется для ручной и машинной кислородно-флюсовой резки высоколегированных хромистых и хромоникелевых сталей толщиной 10… 200 мм при скорости резания 230…760 мм/мин. На 1 м разреза расходуется кислорода 0,20…2,75 м3 , ацетилена — 0,017…0,130 м3 и флюса — 0,20…1,3 кг.

При кислородно-флюсовой резке некоторая часть теплоты подогревающего пламени уходит на нагревание флюса. Поэтому мощность пламени берется на 15…25% выше, чем при обычной газовой резке. Пламя должно быть нормальным или с некоторым избытком ацетилена. Расстояние от торца мундштука резака до поверхности разрезаемого металла устанавливается 15…25 мм. При малом расстоянии частицы флюса отражаются от поверхности металла и, попадая в сопло резака, вызывают хлопки и обратные удары. Кроме того, наблюдается перегрев мундштука, приводящий к нарушению процесса резки. Угол наклона мундштука должен составлять 0…100 в сторону, обратную направлению резки. Хорошие результаты дает предварительный подогрев. Хромистые и хромоникелевые стали требуют подогрева до 300…400°С, а сплавы меди — до 200…350°С.

Скорость резки зависит от свойств металла и его толщины. Чугун толщиной 50 мм режут со скоростью 70…100 мм/мин. При этом на 1 м разреза расходуется 2…4 м3 кислорода, 0,16…0,25 м3 ацетилена и 3,5…6 кг флюса. Примерно такие же данные получают при резке сплавов меди. При резке хромистых и хромоникелевых сталей расход всех материалов снижается почти в 3 раза.

soedenimetall.ru

Технология кислородной резки. Сварочные работы. Практический справочник

Технология кислородной резки

Суть кислородной резки заключается в сгорании разрезаемого металла под воздействием струи кислорода и удалении из разреза шлаков, образованием которых неизбежно сопровождается этот процесс (рис. 95).

Рис. 95. Схема выполнения газовой резки: 1 – рез; 2 – газовая смесь; 3 – внутренний мундштук; 4 – наружный мундштук; 5 – струя режущего кислорода; 6 – грат (излишек металла)

Углеродистые, а также низколегированные стали режут с помощью исключительно чистого кислорода, а высоколегированные стали, чугун и сплавы меди, помимо кислорода, требуют применения специальных флюсов.

Резка осуществляется вручную или машинным способом. При этом необходимо обеспечить соблюдение определенных условий:

– температура плавления металла должна быть выше температуры, при которой он воспламеняется в кислороде. При нарушении этого условия металл будет расплавляться еще до того, как он начнет гореть в струе кислорода. Низко– и среднеуглеродистые стали удовлетворяют данному условию, поскольку имеют температуру плавления 1500 °C, а для горения в кислороде достаточно довести их до 1300–1350 °C. Повышенное содержание углерода в стали снижает температуру ее плавления и затрудняет резку. То же самое относится к сталям, в которых имеются такие трудно окисляющиеся легирующие элементы, как хром и никель;

– температура плавления шлаков должна быть ниже температуры горения металла в кислороде. Кроме того, шлаки должны быть жидкотекучими и без проблем удаляться при воздействии на них давления режущей струи;

– в процессе сгорания металла выделяющейся теплоты должно быть достаточно для поддержания горения металла в кислороде;

– теплопроводность металла не должна быть чересчур высокой, чтобы не препятствовать поддержанию высокой температуры на кромке разреза.

Перечисленным условиям соответствуют стали, в которых содержание углерода не превышает 0,5 %, хрома – 5 %, марганца – 4 %. Что касается остальных примесей, они не оказывают существенного влияния на процесс резки.

До начала резки сталь нагревают до температуры ее воспламенения в кислороде. От общего количества тепла, необходимого для выполнения резки, приблизительно 54 % идет на доведение температуры стали до температуры воспламенения; 22 % – на нагрев шлака; 24 % – на покрытие потерь.

Для осуществления резки требуется кислород, причем максимально возможной чистоты, поскольку от этого зависит его расход: чем качественнее газ, тем меньше его потребуется. Как правило, для резки используют кислород чистотой 98,5-99,5 %. При снижении этого показателя даже на 1 % падает скорость резки и возрастает расход кислорода.

Кислородная резка бывает двух типов (рис. 96):

Рис. 96. Схема выполнения различных видов резки: а – разделительной; б – поверхностной

– разделительная, посредством которой вырезают различные заготовки, раскраивают листовой металл и осуществляют разделку кромок под сварку. Собственно процесс резки состоит в том, что материал вдоль линии предполагаемого реза доводят до температуры его воспламенения в кислороде. Металл сгорает в режущей струе, которая одновременно вытесняет из зоны разреза образующиеся оксиды.

– поверхностная. Для этого предназначаются специальные резаки, с помощью которых с металла снимают поверхностный слой. При небольшом угле наклона резака к металлу (15–20°) его поверхностный слой сгорает в кислородной струе, оставляя после себя углубление овального сечения. Для выполнения такой резки скорость истечения кислорода должна быть меньше, а скорость перемещения резака выше, чем при осуществлении разделительной резки. Этот вариант резки используют для удаления трещин, различных пороков сварных швов, литья и пр. Например, резак РАП-62 делает канавку шириной 6-20 мм и глубиной 2–6 мм со скоростью 1–6 пог. м/мин.

При резке изделие подогревается горючими газами – заменителями ацетилена. Обычно это природный, коксовый, нефтяной, пиролизный газ, пропан или пары керосина.

Резка невозможна без специального инструмента – универсального инжекторного резака (рис. 97), основные технические характеристики которого представлены в таб. 45.

Рис. 97. Схема устройства инжекторного резака: 1 – головка; 2 – трубка; 3, 4 – вентиль; 5 – кислородный ниппель; 6 – ацетиленовый ниппель; 7 – наружный мундштук; 8 – внутренний мундштук; 9 – инжектор; 10 – кислород; 11 – ацетилен; 12 – горючая смесь; 13 – режущий кислород

Таблица 45. ПАРАМЕТРЫ УНИВЕРСАЛЬНОГО РЕЗАКА

В отличие от инжекторной горелки в резаке имеется дополнительная трубка с вентилем, через которую подается режущий кислород.

Мундштуки резаков бывают двух типов (рис. 98):

Рис. 98. Схема устройства мундштуков для кислородной резки: а – щелевой; б – многосопловый; 1 – внутренний; 2 – наружный

– щелевыми, состоящими из наружного и внутреннего мундштуков, при смене которых можно регулировать расход газов и мощность подогревающего пламени. В промежуток между ними поступает смесь газов подогревающего металл пламени, а режущий кислород проходит по центральному каналу.

– многосопловыми, в которых выход отверстий подогревательного пламени не параллельный, а фокусируется в точке, которая находится примерно в 12 мм от торца. При этом пламя всех выходов ориентировано на одну зону, благодаря чему скорость резки возрастает.

Мундштук – самая главная деталь резака. Для качественной резки необходимо заботиться о герметичности соединений и не допускать прилипания к нему металлических брызг. В связи с этим лучшим материалом для изготовления мундштуков является бронза БрХ0,5. Наличие в ней хрома препятствует оседанию капель металла на поверхности мундштука.

При необходимости переходить от сварки к резке, что нередко требуется при монтажных или ремонтных работах, применяют вставные резаки. По своей конструкции они однотипны, основное отличие заключается в устройстве мундштуков. Вставные резаки подключают к стволу газовой горелки, предварительно сняв сменный наконечник. Вставной универсальный инжекторный резак РГС-70 массой 600 г используют для ручной раздельной резки стали толщиной от 3 до 70 мм.

Резаки бывают малой, средней, а также большой мощности, которые предназначаются для резки металла толщиной 3-100, 100–200 и 200–300 мм соответственно. Последние используют исключительно газы – заменители ацетилена, поскольку имеют большие проходные каналы для них. К каждому резаку прилагается набор мундштуков с номерами от 0 до 6.

При отсутствии горючего газа для кислородной резки применяют пары керосина, и такие устройства называются керосинорезами (рис. 99). В комплект к нему входит бачок для керосина, работающий по тому же принципу, что и садовый опрыскиватель.

Рис. 99. Устройство керосинореза РК-71: 1 – гайка крепления головки; 2 – асбестовая набивка; 3 – гайка; 4 – кожух-экран; 5 – трубка-испаритель; 6 – инжекторная трубка; 7 – вентиль

При работе с резаками необходимо соблюдать несколько правил:

1. Перед использованием резака, следует внимательно прочитать прилагающуюся инструкцию.

2. Проверить исправность инструмента, правильность подсоединения всех шлангов, инжекцию в каналах горючих газов и герметичность соединений (при необходимости подтянуть их).

3. Установить рабочее давление ацетилена и кислорода согласно инструкции.

4. Зажечь резак, для чего на четверть оборота открутить кислородный вентиль и создать разряжение в газовых каналах, после чего открыть вентиль подачи газа и зажечь горючую смесь.

5. Прогреть металл (он должен окраситься в соломенный цвет), открыть кислородный вентиль и выполнить рез.

6. В процессе работы надо поддерживать нормальное подогревающее пламя. Для охлаждения мундштука можно использовать воду, при этом следует закрыть только газовый вентиль (кислородный должен быть открыт).

7. Чтобы прекратить резку, надо перекрыть сначала вентиль горючего газа, а потом кислородный.

То, насколько качественным получится рез, зависит от положения резака. При резке стали толщиной 50 мм действуют следующим образом:

1. Разогревают кромку до температуры плавления, направив на нее подогревающее пламя горелки.

2. Держат мундштук строго под прямым углом к поверхности металла, чтобы подогревающее пламя, а потом и струя режущего кислорода были направлены вдоль вертикальной оси листа. Только прогрев металл, открывают кислородную струю.

3. Прорезав металл сначала на всю толщину, резак перемещают вдоль линии реза. При этом угол наклона устройства изменяют на 30° (10–15°, если режут сталь толщиной 100200 мм) в сторону, противоположную направлению движения, а скорость движения уменьшают.

При резке важно выдерживать ширину разреза, что также свидетельствует о качестве работы. Каждой толщине металла соответствует определенная ширина реза: 5-50 мм – 3–5 мм; 50-100 мм – 5–6 мм; 100–200 мм – 6–8 мм; 200–300 мм – 8-10 мм.

Если требуется разрезать несколько листов, прибегают к пакетированию (рис. 100), уложив их таким образом, чтобы кромки располагались под углом.

Рис. 100. Газовая резка пакетированных листов стали Поделитесь на страничке

Следующая глава >

diy.wikireading.ru

Кислородная резка металла | МеханикИнфо

Кислородная резка металла 4.50/5 (90.00%) проголосовало 4

kislorodnaya-rezka-metalla

Процесс кислородной резки.

Процесс кислородной резки металлов основан на свойстве металлов сгорать в кислороде. Если сталь нагреть до определенной температуры и на нагретое место пустить струю кислорода начнется немедленное окисление, т. е. интенсивное сгорание металла средних и больших толщин, во много раз превышает количество тепла подогревательного пламени. Тем не менее, подогревательное пламя после начала резки выключить нельзя, и оно горит непрерывно, пока передвигается резак. Так как окисление металла происходит не мгновенно, тепло от сгорания металла в кислороде выделяется несколько ниже верхней кромки разреза.

Поэтому недостаток тепла в верхней кромке щели реза надо возмещать подогревательным пламенем резака. Оно же является основным источником нагрева при резке металла малых толщин. Кроме того, подогревательное пламя покрывает охлаждающее действие быстро вытекающей струи режущего кислорода и потери тепла на теплопроводность и лучеиспускание.

Процесс кислородной резки показан на схеме (рис. 1).

kislorodnaya-rezka-metalla

Рис. 1. Схема кислородной резки.

1 — режущий кислород; 2 — смесь ацетилена с кислородом; 3 — наружный мундштук; 4 — подогревательное пламя; 5 — шлак; 6 — разрезаемый металл; 7 — режущая струя кислорода; 8 — внутренний мундштук.

Кислородная резка металла

В наружный мундштук резака поступает смесь ацетилена (или другого горючего газа) с кислородом. При выходе из мундштука смесь зажигается, образуя подогревательное пламя, которым место начала реза нагревается до температуры начала горения. Затем на нагретую поверхность металла по каналу внутреннего мундштука направляется струя чистого кислорода, вследствие чего происходит горение металла.

От тепла, выделяющегося при сгорании верхних слоев металла, а также от тепла подогревательного пламени нагреваются нижележащие слои металла, которые также воспламеняются и сгорают. Таким образом металл сгорает на ширину струи по всей своей толщине. Образующийся в результате сгорания металла в кислороде шлак почти полностью выдувается из щели реза кислородной струей, небольшая часть его по окончании резки легко отделяется от кромок разрезаемого металла при ударах.

Сгорание металла будет непрерывным полиции движения резака. Таким образом лист металла может быть разрезан на отдельные детали.

Условия кислородной резки

Металл, обрабатываемый кислородной резкой, должен обладать следующими свойствами.

1.Начальная температура горения металла должна быть ниже температуры его плавления если же это условие не соблюдается, то при резке металл будет не сгорать, а выплавляться, образуя некачественный разрез.

От химического состава стали и чугуна зависит их температура начала горения, а именно от количества углерода. Значит, чем больше содержания углерода, тем выше начальная температура горения, но в то же время понижается температура плавления стали. Таким образом, из сплавов железа с углеродом первому условию осуществления кислородной резки отвечает только та сталь, в которой содержание углерода будет до 0,7%. Температура начала горения меди и алюминия выше температуры плавления, и обычная кислородная резка их невозможна.

2.Температура плавления металла должна быть всегда выше температуры плавления окислов металла. Окислы должны обладать соответствующей легкоплавкостью и жидкотекучестью. При соблюдении этого условия окислы будут легко выдуваться в жидком виде струей кислорода и не будут нарушать процесс резки.

3.При осуществлении процесса непрерывной резки должно выделятся достаточное количество тепла для нагрева прилегающий к месту разреза участков. При сгорании железа — самого распространенного металла, подвергающегося кислородной резке,— выделяется большое количество тепла, достаточное для плавления окислов и нагревания соседних слоев металла.

4.Теплопроводность металла должна быть низкой, иначе будет происходить быстрый отвод тепла и охлаждение места реза. Высокая теплопроводность является одной из основных причин, препятствующих обычной кислородной резке меди и ее сплавов.

5.В разрезаемом металле не должно содержаться примесей, затрудняющих процесс кислородной резки. Металл должен быть плотным, без раковин и пор, поверхность его должна быть чистой.

Всем перечисленным условиям полностью удовлетворяют железо и сталь с содержанием углерода не свыше 0,7%, а также в достаточной степени легированная сталь некоторых марок. Другие металлы или вовсе не подвергаются обычной кислородной резке или требуют специальных методов.

Поделитесь статьей в социальных сетях.

mechanicinfo.ru

Технология кислородной резки. Сварочные работы. Практический справочник

Технология кислородной резки

Рис. 21. Схема выполнения газовой резки: 1 – рез; 2 – газовая смесь; 3 – внутренний мундштук; 4 – наружный мундштук; 5 – струя режущего кислорода; 6 – грат (излишек металла)

? температура плавления металла должна быть выше температуры, при которой он воспламеняется в кислороде. При нарушении этого условия металл будет расплавляться еще до того, как он начнет гореть в струе кислорода. Низко-и среднеуглеродистые стали удовлетворяют данному условию, поскольку имеют температуру плавления 1500 °C, а для горения в кислороде достаточно довести их до 1300–1350 °C. Повышенное содержание углерода в стали снижает температуру ее плавления и затрудняет резку. То же самое относится к сталям, в которых имеются такие трудно окисляющиеся легирующие элементы, как хром и никель;

? температура плавления шлаков должна быть ниже температуры горения металла в кислороде. Кроме того, шлаки должны быть жидкотекучими и без проблем удаляться при воздействии на них давления режущей струи;

? в процессе сгорания металла выделяющейся теплоты должно быть достаточно для поддержания горения металла в кислороде;

? теплопроводность металла не должна быть чересчур высокой, чтобы не препятствовать поддержанию высокой температуры на кромке разреза.

Для осуществления резки требуется кислород, причем максимально возможной чистоты, поскольку от этого зависит его расход: чем качественнее газ, тем меньше его потребуется. Как правило, для резки используют кислород чистотой 98,5–99,5 %. При снижении этого показателя даже на 1 % падает скорость резки и возрастает расход кислорода.

Кислородная резка бывает двух типов (рис. 22):

Рис. 22. Схема выполнения различных видов резки: а – разделительной; б – поверхностной

? разделительная, посредством которой вырезают различные заготовки, раскраивают листовой металл и осуществляют разделку кромок под сварку. Собственно процесс резки состоит в том, что материал вдоль линии предполагаемого реза доводят до температуры его воспламенения в кислороде. Металл сгорает в режущей струе, которая одновременно вытесняет из зоны разреза образующиеся оксиды.

? поверхностная. Для этого предназначаются специальные резаки, с помощью которых с металла снимают поверхностный слой. При небольшом угле наклона резака к металлу (15–20°) его поверхностный слой сгорает в кислородной струе, оставляя после себя углубление овального сечения. Для выполнения такой резки скорость истечения кислорода должна быть меньше, а скорость перемещения резака выше, чем при осуществлении разделительной резки. Этот вариант резки используют для удаления трещин, различных пороков сварных швов, литья и проч. Например, резак РАП-62 делает канавку шириной 6–20 мм и глубиной 2–6 мм со скоростью 1–6 пог. м/мин.

Резка невозможна без специального инструмента – универсального инжекторного резака (рис. 23), основные технические характеристики которого представлены в таб. 9.

Таблица 9

Параметры универсального резака

Рис. 23. Схема устройства инжекторного резака: 1 – головка; 2 – трубка; 3, 4 – вентиль; 5 – кислородный ниппель; 6 – ацетиленовый ниппель; 7 – наружный мундштук; 8 – внутренний мундштук; 9 – инжектор; 10 – кислород; 11 – ацетилен; 12 – горючая смесь; 13 – режущий кислород

Рис. 24. Схема устройства мундштуков для кислородной резки: а – щелевой; б – многосопловый; 1 – внутренний; 2 – наружный

Мундштуки резаков бывают двух типов (рис. 24):

? щелевыми, состоящими из наружного и внутреннего мундштуков, при смене которых можно регулировать расход газов и мощность подогревающего пламени. В промежуток между ними поступает смесь газов подогревающего металл пламени, а режущий кислород проходит по центральному каналу.

? многосопловыми, в которых выход отверстий подогревательного пламени не параллельный, а фокусируется в точке, которая находится примерно в 12 мм от торца. При этом пламя всех выходов ориентировано на одну зону, благодаря чему скорость резки возрастает.

Резаки бывают малой, средней, а также большой мощности, которые предназначаются для резки металла толщиной 3–100, 100–200 и 200–300 мм соответственно. Последние используют исключительно газы – заменители ацетилена, поскольку имеют большие проходные каналы для них. К каждому резаку прилагается набор мундштуков с номерами от 0 до 6.

При отсутствии горючего газа для кислородной резки применяют пары керосина, и такие устройства называются керосинорезами (рис. 25). В комплект к нему входит бачок для керосина, работающий по тому же принципу, что и садовый опрыскиватель

Рис. 25. Устройство керосинореза РК-71: 1 – гайка крепления головки; 2 – асбестовая набивка; 3 – гайка; 4 – кожух-экран; 5 – трубка-испаритель; 6 – инжекторная трубка; 7 – вентиль

При работе с резаками необходимо соблюдать несколько правил:

1. Перед использованием резака, следует внимательно прочитать прилагающуюся инструкцию.

3. Установить рабочее давление ацетилена и кислорода согласно инструкции.

5. Прогреть металл (он должен окраситься в соломенный цвет), открыть кислородный вентиль и выполнить рез.

7. Чтобы прекратить резку, надо перекрыть сначала вентиль горючего газа, а потом кислородный.

1. Разогревают кромку до температуры плавления, направив на нее подогревающее пламя горелки.

3. Прорезав металл сначала на всю толщину, резак перемещают вдоль линии реза. При этом угол наклона устройства изменяют на 30° (10–15°, если режут сталь толщиной 100–200 мм) в сторону, противоположную направлению движения, а скорость движения уменьшают.

При резке важно выдерживать ширину разреза, что также свидетельствует о качестве работы. Каждой толщине металла соответствует определенная ширина реза: 5–50 мм – 3–5 мм; 50– 100 мм – 5–6 мм; 100–200 мм – 6–8 мм; 200–300 мм – 8–10 мм.

Если требуется разрезать несколько листов, прибегают к пакетированию (рис. 26), уложив их таким образом, чтобы кромки располагались под углом.

Рис. 26. Газовая резка пакетированных листов стали

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

hobby.wikireading.ru

Газовая резка металлов » Привет Студент!

Газовая резка металлов

Кислородная резка

Кислородной или газовой резкой (ранее называвшейся автогенной резкой) называется процесс разрезания металла действием струи кислорода, в которой сгорает металл, предварительно подогретый до температуры воспламенения; горение металла идет на заранее намеченной плоскости.

Для осуществления этого процесса металл нагревают газовой горелкой в месте начала разреза до температуры воспламенения в кислороде и направляют на нагретую поверхность струю кислорода. Нагретый верхний слой металла воспламеняется; выделяющееся при сгорании этого слоя тепло нагревает следующий слой, который также сгорает; струя кислорода уносит образующиеся окислы, я процесс горения распространяется на лежащие ниже слои. Таким образом, постепенно под действием струи кислорода в определенном направлении металл выжигается, и кусок его может быть разрезан. В настоящее время при помощи газовой резки можно разрезать куски стали толщиной до 2000 мм и более. Применяя газовую резку, можно также вырезать детали, имеющие сложную форму.

Требования, которым должен удовлетворять металл, подвергаемый кислородной резке. Кислородной резке можно подвергать лишь те металлы, температура воспламенения которых ниже температуры их плавления; кроме того, для возможности газовой резки необходимо, чтобы температура плавления окислов металла была ниже температуры плавления самого металла.

Так, например, температура плавления малоуглеродистой стали около 1500°, а температура воспламенения около 1350°; следовательно, такая сталь должна поддаваться газовой резке. Другой пример: температура плавления чугуна около 1200°, а температура воспламенения около 1350°; очевидно, что чугун не будет резаться газовым способом, а будет только выплавляться в месте нагрева.

Чем меньше теплопроводность металла, тем лучше при прочих равных условиях он режется газовым способом; чем больше теплоты выделяется металлом при сгорании его, тем лучше он поддается газовой резке. Так, например, железо выделяет при сгорании количество тепла, почти достаточное для нагрева соседних слоев металла и плавления окислов, а при резке, например, никеля требуется подвод большого количества тепла извне.

Подогрев металла при газовой резке происходит от резака, который, кроме струи кислорода, подает и подогревающее пламя.

Резаки. Резаками, или режущими горелками, называют горелки, применяемые при кислородной резке металла. На фиг. 354, а показано устройство головки резака с последовательно расположенными мундштуками, а на фиг. 354, б —-с концентрическими мундштуками.

При движении резака с последовательно расположенными мундштуками подогревательный мундштук идет впереди режущего. Резаки с концентрическими мундштуками могут перемещаться во всех направлениях, но дают более широкий разрез, чем первые.

На фиг. 355 показано устройство универсального резака, применяемого при резке металла толщиной от 5 до 300 мм; подрисуночные надписи вполне объясняют чертеж. Тележка служит для перемещения резака в процессе работы; она устраняет необходимость держать резак и позволяет сохранить одинаковое расстояние между мундштуком и поверхностью разрезаемого металла. Привернутое к тележке циркульное устройство применяют в случае резки по окружности.

Горючее. При газовой резке можно применять все названные выше горючие газы, а также пары бензина, бензола, керосина.

Кислород. Чем чище применяемый при газовой резке кислород, тем меньше его расходуется, тем быстрее идет процесс резки. В табл. 42 приведены данные, характеризующие влияние чистоты кислорода на расход его и скорость резки.

Газовая резка металлов

Влияние газовой резки на свойства металла в слоях, прилежащих к плоскости разреза. Газовая резка не оказывает существенного влияния на свойства металла вблизи плоскости разреза: отмечается лишь незначительное повышение предела прочности (на 3—8%) и незначительное уменьшение относительного удлинения (на 5—10%), глубина же зоны влияния газовой резки составляет всего 1—1,5 мм. При резке ножницами глубина зоны влияния достигает 3—4 мм; металл при этом оказывается наклепанным.

Газовая резка может сопровождаться и незначительным изменением химического состава металла у поверхности реза: отмечается небольшое выгорание кремния и в случае резки, например, ацетиленом увеличение содержания углерода, повышающее твердость у поверхности реза. Поэтому лучший результат дает резка с использованием в качестве горючего водорода. Таким образом, газовая резка не оказывает практически заметного влияния на свойства метaллa.

Процесс газовой резки

Приступая к резке, проверяют исправность резака; применительно к толщине подлежащего резке металла, в головку резака ввертывают соответствующих размеров мундштуки и устанавливают (редуктором) давление кислорода. После этого открывают ацетиленовый вентиль, приоткрывают кислородный вентиль подогревающего пламени, зажигают горючую смесь и регулируют пламя. Когда пламя будет отрегулировано, горелку устанавливают так, чтобы ось мундштука была перпендикулярна к поверхности подвергаемого резке металла, а расстояние от конца режущего сопла до этой поверхности составляло 3—6 мм. Поверхность металла нагревают до температуры воспламенения, пускают режущий кислород и начинают равномерно передвигать резак. Скорость передвижения резака определяют толщиной разрезаемого металла.

Качество резки зависит от равномерности перемещения резака и от правильного выбора скорости перемещения. При излишне медленном перемещении резака рез получается широкий, при слишком быстром перемещении металл недостаточно прогревается, и разрез получается несплошной.

Расход кислорода на 1 пог. м длины резки можно приближенно определить по эмпирической формуле

где Q — расход кислорода в л;

ð — толщина листа в мм;

а — ширина реза в мм.

В табл. 43 помещены данные, характеризующие процесс газовой резки стали в зависимости от толщины листа на 1 пог. м длины разреза. Данные, приведенные в табл. 4-3, являются средними и могут измениться в зависимости от конструкции резака.

Газовая резка металлов

Газовую резку применяют также для замены процесса ковки вырезкой деталей из толстых листов или болванок.

Подводная резка. Газовую резку применяют и при работах под водой. При подводной резке вода оттесняется от пламени либо продуктами горения, либо при помощи сжатого воздуха. Давление сжатого воздуха, а также горючего газа и кислорода, подаваемых в горелку, увеличивается с увеличением глубины, на которой ведется подводная резка. Подводную резку широко используют при водолазных работах ЭПРОН. В качестве горючего для подводной резки применяют главным образом водород (для больших глубин—до 40 м) и ацетилен (для меньших глубин — обычно до 15—20 м).

Машинная резка. При ручной резке качество реза не всегда однородно и удовлетворительно, так как трудно сохранить равномерность перемещения резака и постоянство расстояния его от поверхности разрезаемого металла. В виде примера дефектов ручной резки можно указать на оплавление краев поверхности разреза, глубокие борозды на ней.

Механизация процесса газовой резки улучшает качество реза и повышает производительность процесса.

Существуют полуавтоматические и автоматические машины для газовой резки. В полуавтоматах механизируется передвижение резака, а направление движению дается или вручную, или шаблонами. Полуавтоматы применяют при резке листов, вырезке из листов, для разделки шва под сварку.

В автоматах механизируется и направление движения резака.

Обработка поверхности металла методом газовой резки. Обработка поверхности металлического предмета резаком является разновидностью газовой резки металла. Этот вид обработки применяют вместо черновой обработки резном, и он может в ряде случаев заменить строгание, обточку (резка по касательной) и сверление.

При такой обработке газовая струя направляется не перпендикулярно поверхности металла, а под углом 25—30°. Самый процесс заключается в том, что поверхностный слой металла обрабатываемой детали выгорает в кислородной среде. Резаки, применяемые для этой цели, несколько отличаются от обычных резаков, в частности, имеют увеличенный размер отверстия в кислородном канале; этим достигается уменьшение скорости истечения кислородной струи.

Производительность процесса достигает 150 кг снимаемого в час металла при вполне удовлетворительном для дальнейшей обработки качестве поверхности. Расход кислорода на 1 кг снимаемого металла около 450 л.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

privetstudent.com

Кислородная резка - Сборка металлоконструкций

Кислородная резка

Категория:

Сборка металлоконструкций

Кислородная резка

Общие сведения. Кислородная резка состоит из процессов подогрева металла, сжигания его в струе кислорода и выдувания шлака из полости реза.

Процесс кислородной резки происходит следующим образом. Смесь кислорода с горючим газом выходит по каналам наружного мундштука и, сгорая, образует подогревающее пламя. Этим пламенем металл нагревается до температуры горения, после чего по каналу внутреннего мундштука подается кислород, в струе которого горит металл. При этом выделяется теплота, которая совместно с подогревающим пламенем разогревает нижележащие слои металла. Горение распространяется на всю толщину металла, прожигая сквозную прорезь, через которую режущая струя кислорода выходит наружу. На последующих стадиях резки металл нагревается не только за счет теплоты, образующейся при сгорании горючей смеси, но и от теплоты, выделяющейся при сгорании металла.

Кислородную резку стали выполняют на стеллажах, к верхним полкам балок которых прикрепляют сменные опоры из чугунных тавриков или стальных уголков вертикальными полками вверх. Сменные опоры периодически заменяют, так как при кислородной резке они разрезаются. Грат (остаток расплавленного металла и его оксидов) и обрезки падают на дно контейнера, и по мере необходимости их высыпают мостовым краном в сборники Для дальнейшей погрузки в железнодорожные вагоны.

Кислородная резка имеет ряд преимуществ по сравнению с механической. Универсальность кислородной резки дает возможность обрабатывать листовой, сортовой и фасонный прокат практически любой толщины и конфигурации. Кислородная резка обеспечивает обработку деталей как по прямым, так и по кривым линиям. Оборудование для кислородной резки может быть использовано как для обработки кромок (образование разделок под сварку, срезка обушков уголков), так и для правки конструкций нагревом. Возможность одновременно производить кислородную резку и подготовку кромок под сварку значительно повышает производительность труда по сравнению с механической резкой. Оборудование для кислородной резки удобно в эксплуатации, имеет небольшую массу, что позволяет подносить его к обрабатываемым громоздким конструкциям, а не затрачивать время на перемещение конструкций. Затраты на приобретение, монтаж и эксплуатацию оборудования для кислородной резки значительно меньше, чем на оборудование для механической резки.

Рис. 1. Схема кислородной резки: 1,2 — каналы наружного и внутреннего мунд штуков, 3 — подогреваю щее пламя, 4 — разре заемый металл, 5 — про резь, в — продукты го рения, 7 — режуща» струя кислорода

Для кислородной резки используют газообразный или жидкий кислород. Преимущества жидкого кислорода по сравнению с газообразным: меньшая масса тары, в которой его транспортируют, большая безопасность, отсутствие влаги, обеспечивающее лучшее качество резки и исключающее замерзание редукторов и дросселей. Недостатки жидкого кислорода — низкая чистота резки и большие потери при газификации, хранении и транспортировании, достигающие до 0,4 … 0,7% в час.

Горючие материалы для кислородной резки имеют температуру пламени сгорания в кислороде, °С: ацетилен — 2900, пропан-бутан— 1800, природный газ — 2050, керосин — 2150 и бензин — 2300.

На заводах металлоконструкций применяют три вида кислородной резки: ручным резаком (ручная резка), переносными и стационарными машинами.

Ручные резаки. Ручными резаками разрезают профильный прокат, единичные и малоответственные детали с криволинейными кромками, для которых неэкономично изготовлять копиры, отходы, обрезают перемычки в листовой стали, оставленные для уменьшений деформаций при машинной резке и пробивке отверстий.

Рис. 2. Ручной резак «Маяк-6: 1, 4, 7, 13 — трубки, 2, 3, 10 — вентили, 5, 6— ниппели, 8— рукоят ка. 9 — корпус, 11 — инжектор, 12 — смесительная камера, 13 —наконечник резака, 15, 16 — наружный и внутренний мундштуки

Ручной резак «Маяк-1» для кислородной резки с использованием в качестве горючего газа ацетилена состоит из двух основных частей — ствола и наконечника. Ствол включает рукоятку, ниппели, трубки для ацетилена и кислорода и корпус с регулировочными вентилями — ацетиленовым и кислородным. Наконечник имеет инжектор, смесительную камеру, трубку горючей смеси, трубку режущего кислорода с вентилем, наконечник резака с мундштуками— внутренним и наружным.

Для резки сталей различной толщины к месту резки подводят различное количество горючих смесей и кислорода, для чего резаки снабжают сменными мундштуками с различной площадью отверстий.

Резаки для кислородной резки с использованием керосина или бензина в качестве горючего имеют дополнительно испаритель, где жидкое горючее нагревается пламенем подогревателя и превращается в газ.

Ручной кислородной резкой трудно добиться хорошего качества реза, так как вручную невозможно обеспечить равномерное передвижение резака вдоль линии реза и выдерживать постоянное расстояние между соплом и поверхностью металла. В результате этого в местах замедленного движения резака или при мгновенных остановках рез бывает шире, чем при более быстром движении резака.

Чтобы обеспечить необходимое направление сопла резака вдоль прямых линий реза, в качестве направляющих используют уголки или швеллеры небольших размеров. Для повышения производительности ручной резки на стеллажах раскладывают одновременно не менее 20… 30 швеллеров, двутавровых балок и уголков.

Чтобы удобнее было перемещать резак и поддерживать постоянное расстояние от среза мундштука до поверхности разрезаемого металла, резаки снабжают приспособлением с двумя роликами.

Стационарные и переносные газорезательные машины. Для стационарных и переносных машин применяют машинные резаки, устройство которых такое же, как и у ручных, но конструктивное оформление несколько другое, поскольку резак крепится к машине.

Переносная газорезательная машина «Микрон-2» предназначена для резки стали толщиной до 300 мм одним резаком и толщиной 5…100 мм двумя резаками. С помощью машины раскраивают листовую сталь на полосы шириной 100…330 мм; вырезают фланцы с минимальным диаметром 300 мм и максимальным 3000 м; выполняют криволинейную вертикальную резку по разметке с направлением машины вручную или по направляющему рельсу с радиусом кривизны не менее 500 мм. Машину «Микрон-2» называют также полуавтоматом (секатором).

Машина имеет корпус, в котором размещены электродвигатель мощностью 22 Вт и редуктор. На крышке корпуса смонтированы переключатель, потенциометр, газовый коллектор, суппорт, в котором перемещается штанга. На штанге закреплены державки с резаками. Для вырезки кругов и фланцев машина комплектуется циркульным устройством. Рукоятка предназначена для переноски машины и направления вручную резки. Машина при движении опирается на лист или рельс тремя колесами, одно из которых укреплено на передней качающейся оси, что при резке искривленных листов обеспечивает постоянство опоры на все колеса.

При резке прямых линий в качестве рельсов применяют направляющие линейки или гибкие шаблоны, по которым полуавтомат перемещается, обеспечивая постоянное расстояние от сопла резака до поверхности разрезаемого металла.

Стационарные газорезательные машины в зависимости от конструктивной схемы делят на портальные, портально-консольные и шарнирные. Стационарные газорезательные машины обеспечены устройствами для автоматического или ручного дистанционного поддержания заданного расстояния от поверхности листа и зажигания пламени резака. Резка осуществляется без предварительной наметки листовой стали способом копирования или программного управления. Копирование применяется механическое, электромагнитное и фотоэлектронное; программное управление — магнитное или от перфоленты.

Механическое копирование осуществляется указательным стержнем копировальной головки, который, двигаясь по контуру детали, изображенной на чертеже, заставляет резак, связанный с копировальной головкой, производить вырезку деталей по чертежу.

Рис. 3. Переносная газорезательная машина «Микрон-2»: 1 — газовый коллектор. 2— штанга. 3 — циркульное устройство, 4 — корпус. 5 — крышка, 6 — суплорт. 7 — рукоятка. 8 — переключа тель, 9 — потенциометр. 10, 11 – резаки

Рис. 4. Стационарные машины для кислородной резки листовой стали: а — портальная, б — портально-консольная, в — шарнирная; 1 — каретка поперечного хода, 2 — ходовой винт, 3— ведущий ролик, 4— направляющие рельсы, 5 — опора, 6 — раскройный стол, 7 — балка, S — ведущий механизм, 9, 14 — копиры. 10 — суппорт с резаком, разрезаемый лист, 12 —- колонна, 13— шарнирная рама, 15 — магнитная копировальная головка

Электромагнитное копирование осуществляется магнитным пальцем (стержнем), который, вращаясь от электродвигателя, притягивается к кромке стального копира, закрепленного на копировальном столе машины, обкатывает его контур, и резак, жестко связанный с магнитным пальцем, вырезает детали, аналогичные копиру.

Фотоэлектронное копирование осуществляется фотоэлектронной головкой газорезательной машины, которая обеспечивает автоматическую вырезку деталей по чертежу-копиру.

В машинах с программным управлением информация о контурах резки детали поступает от перфоленты или магнитной ленты. В этом случае работой газорезательной машины управляет командоаппарат (пульт) по программе, записанной на ленту. На ленте запрограммированы контур резки детали, установка резака в исходное положение, пуск газов, зажигание пламени, выход на линию резки, оставление перемычек в заданных местах.

Газорежущая машина РК-2,5 представляет собой портал, перемещающийся по рельсовому пути. На портале установлены два суппорта, которые оснащены трехрезаковыми блоками. Суппорты имеют плавающие устройства, обеспечивающие заданное расстояние между резаком и металлом, и дистанционное зажигание резаков. Машина предназначена для раскроя листов, резки листовой стали на полосы, обработки под сварку двух продольных кромок с односторонними и двусторонними скосами. Система копирования механическая, скорость резки 18…2250 мм/мин, наибольшие размеры обрабатываемых листов 2500X8000 мм толщиной 5… 100 мм.

Шестирезаковая машина Юг-2,5-К1,6 портального типа с фотоэлектронным копировальным устройством. Для продольного перемещения портала машины служит рельсовый путь, расположенный на опорах, по которым двигаются ведущие ролики. Поперечное перемещение резака осуществляется кареткой поперечного хода вращением ходового винта. Листы для резки укладываются на стол. Копировальное устройство находится на общей станине, и для защиты от пыли закрыто предохранительным колпаком. На машине можно одновременно вырезать по стальному копиру или чертежу до шести фигурных деталей, полооы, отрезать прямолинейные кромки, готовить под сварку прямолинейные кромки деталей с односторонними и двусторонними скосами.

Машина СГУ-61 — консольная, в продольном направлении двигается по направляющим рельсам, поперек которых установлена балка. На ней расположен ведущий механизм. Ведущий механизм в нижней части имеет магнитный палец, который обкатывает по контуру копир, расположенный на столе между направляющими рельсами. Суппорт с резаком, расположенные на конце балки, обеспечивают резку листа.

Машина АСШ-70 — шарнирная. Она предназначена для вырезки деталей по копиру любой формы размером 750X1500 или 1000X100 мм. Основными частями машины является колонна, на верху которой укреплена консоль со стальным копиром. Шарнирная рама, закрепленная на колонне, в верхней части имеет магнитную копировальную головку, а в нижней части — резак. Резка листа на заготовки производится по стальному копиру, по контуру которого обкатывается магнитный палец копировальной головки, заставляя резак двигаться по аналогичной линии. Машина выполняет прямолинейную резку листов с односторонним скосом кромок, прямолинейный раскрой листов одним и двумя резаками, фигурную вырезку деталей по стальным копирам, вырезку окружностей диаметром 240.. .2000 мм.

Режим резки. Основные параметры режима кислородной резки: давление кислорода, расход режущего кислорода, мощность подогревающего пламени и скорость резки. При увеличении давления кислорода увеличивается и скорость резки при сохранении качества поверхности реза. Однако для каждого сопла и толщины стали существует оптимальная величина давления, при повышении которой допустимая скорость резки уменьшается, удельный расход кислорода на единицу длины резки увеличивается, а качество резки ухудшается.

Расход режущего кислорода складывается из расхода на оксидирование разрезаемой стали и на выдувание оксидов.

Чем выше требование к качеству поверхности реза, тем большим должны быть расход кислорода.

Мощность подогревающего пламени должна обеспечить быстрый прогрев стали в начале резки и необходимый подогрев до температуры воспламенения стали в процессе резки. До начала резки сталь должна быть нагрета до температуры воспламенения в кислороде, которая для низкоуглеродистой стали составляет 1350… 1360 °С. Требуемая мощность подогревающего пламени зависит от рода горючего пламени и толщины стали и в меньшей степени от химического состава стали. Так, например, для ацетилено-кислородного пламени продолжительность начального подогрева низкоуглеродистой стали толщиной 10… … 20 мм составляет 5 … 10 мин, а для других горючих газов, менее калорийных и обладающих меньшей температурой пламени сгорания в кислороде, время начального подогрева значительно больше. Чем меньше толщина стали, тем большую роль играет подогревающее пламя, сообщающее при толщине стали 5 мм до 80% общего количества теплоты, выделяемой в процессе резки. Для малых толщин стали (до 12… 15 мм) необходимо применять повышенную мощность пламени за счет увеличенного содержания в горючей смеси кислорода.

Скорость резания зависит от толщины стали, метода резания (машинный или ручной), формы линии реза (прямолинейной или фасонной), вида резки и требования к качеству резки.

При малой скорости резания происходит оплавление кромок реза, при слишком большой — значительно отстает кислородная струя, в результате образуются непрорезанные до конца участки и нарушается непрерывность резки.

Ширина реза зависит от толщины стали и составляет ориентировочно 2… 3,5 мм при толщине 5 … 60 мм. Основными показателями, определяющими качество поверхности реза, являются профиль и чистота кромки реза. Профиль реза определяется по степени его перпендикулярности поверхности листа, чистота поверхности— по глубине бороздок (шероховатости). Бороздки являются концентраторами напряжений и снижают прочность металла.

Для ответственных конструкций, подверженных динамическим нагрузкам, применяют методы высококачественной кислородной резки, например смыв-процесс. Для этого способа применяют трехструйный резак, в котором внутренний канал служит для ревущей струи кислорода, а наружные каналы — для зачищающих стРуй кислорода. Скорость резания при смыв-процессе в 1,5…2,8 раза выше, а расход кислорода в 1,8… 2,9 раза выше, чем при обычной резке.

Удаление грата (шлака), приваривающегося к нижней кромке стали, занимает от 20 до 70% времени резки. Для безгратовой резки применяют кислород высокой чистоты (99,5%) с минималь ной для данной толщины скоростью и минимальной мощностью подогревающего пламени. Рекомендуется повышать давление режущего кислорода, что улучшает выдувание шлака из мест разреза. Смазывание нижней поверхности разрезаемого листа обмазкой из жидкого стекла слоем 1 … 1,7 мм также препятствует привариванию грата.

Безгратовую резку (резку с кислородной завесой) выполняют резаками с мундштуками, у которых между каналом для выхода режущей струи кислорода и каналом для выхода подогревающей смеси расположен дополнительный канал, из которого с небольшой скоростью вытекает кислород. Этот дополнительный кислород образует завесу, защищающую режущий кислород от загрязнения продуктами горения и азота воздуха. В результате этого высокая чистота режущего кислорода сохраняется по всей длине, что повышает интенсивность сгорания стали и увеличивает скорость резания.

Чтобы предупредить деформации, возникающие от местного нагрева стали, полосы режут одновременно двумя резаками, расставленными не необходимую ширину полосы. Отверстия в деталях вырезают до вырезки наружного контура. Детали сложной формы, а также узкие и длинные полосы вырезают, оставляя неразрезанные участки длиной 6… 10 мм через каждые 600… …800 мм, которые прорезают по окончании вырезки всех деталей из листа. В некоторых случаях для уменьшения деформаций применяют предельно допустимое повышение скорости резания или искусственное охлаждение разрезаемого листа водой в непосредственной близости от резака.

Техника безопасности. При кислородной резке необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности.

Баллоны для газов хранят в вертикальном положении в специальных гнездах или клетках с барьерами. Нельзя допускать, чтобы баллоны падали или ударялись. По территории предприятия баллоны транспортируют только на ручных тележках или носилках. Расстояние от баллонов до очагов огня должно быть не менее 5 м.

Газ отбирают из баллонов только через редуктор для данного газа, окрашенный в соответствующий для этого газа цвет. Лица, работающие с кислородными баллонами, должны следить, чтобы на руках и инструменте не было следов масел и жиров. Нельзя подходить с горящим резаком к баллону, курить вблизи баллона, перемешаться с горящим резаком за пределами рабочего места.

Запрещается перегибать, перекручивать шланг и прикасаться м к токоведущим проводам.

Нельзя производить газопламенную обработку предметов, подушенных на крюке крана, а также емкостей, находящихся под давлением.

Для защиты глаз от газового пламени газорезчик должен работать в очках со светофильтрами.

Читать далее:

Сверление отверстий в металле

Статьи по теме:

pereosnastka.ru

Технология кислородной резки. Кислородная резка металла

КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА: сущность и технология процесса

КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА

Преимущество данного вида резки в том, что таким способом можно резать очень толстый металл - до 500 мм, что не под силу ни одному из других видов резки.

ДОСТОИНСТВА кислородной резки:

простота и доступность оборудования, его экономичность

УСЛОВИЯ РАЗРЕЗАЕМОСТИ МЕТАЛЛА

Кислородная резка | soedenimetall.ru

Технология кислородной резки. Сварочные работы. Практический справочник

Кислородная резка металла | МеханикИнфо

Процесс кислородной резки.

Кислородная резка металла

Условия кислородной резки

Поделитесь статьей в социальных сетях.

Технология кислородной резки. Сварочные работы. Практический справочник

Газовая резка металлов » Привет Студент!

Газовая резка металлов

Кислородная резка

Процесс газовой резки

Кислородная резка - Сборка металлоконструкций

Читать далее:

Статьи по теме:

Товар добавлен к сравнению

Товар добавлен в корзину

Вы заказали товар.

Наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время.