Технология и техника кислородной резки (основные условия резки металлов, назначение, сущность)
Основные условия резки металлов. Кислородной резке подвергаются только те металлы и сплавы, кото-рые удовлетворяют следующим основным условиям: 1. Температура воспламенения металла в кислоро¬де должна быть ниже температуры его плавления. Лучше всех металлов и сплавов этому требованию удовлетворяют низкоуглеродистые стали, температу¬ра воспламенения которых в кислороде около 1300 °С, а температура плавления около 1500 °С. Увеличение содержания углерода в стали сопровождается повы-шением температуры воспламенения в кислороде с понижением температуры плавления. Поэтому с уве-личением содержания углерода кислородная резка сталей ухудшается. 2. Температура плавления окислов металлов, обра-зующихся при резке, должна быть ниже температуры плавления самого металла, в противном случае туго-плавкие окислы не будут выдуваться струей режущего кислорода, что нарушит нормальный процесс резки. Этому условию не удовлетворяют высокохромистые стали и алюминий. При резке высокохромистых сталей обра¬зуются тугоплавкие окислы с температурой плавления 2000 °С, а при резке алюминия — оксид с температурой плавления около 2050 "С. Кислородная резка их невоз¬можна без применения специальных флюсов. 3. Количество теплоты, которое выделяется при сгорании металла в кислороде, должно быть достаточ-но большим, чтобы поддерживать непрерывный про-цесс резки. При резке стали около 70% теплоты вы-деляется при сгорании металла в кислороде и только 30% общей теплоты поступает от подогревающего пламени резака. 4. Образующиеся при резке шлаки должны быть жидкотекучими и легко выдуваться из места реза. 5. Теплопроводность металлов и сплавов не долж¬на быть слишком высокой, так как теплота, сообщае¬мая подогревающим пламенем и нагретым шлаком, будет интенсивно отводиться от места реза, вследствие чего процесс резки будет неустойчивым и в любой момент может прерваться. При резке стали сгорание железа в кислороде протекает по реакциям. При проведении кислородно-ацетиленовой резки присутствует два вида пламени: подогревающее и ре-жущая струя кислорода. В начале газовой резки подогрев осуществляется только подогревающим пламенем до температуры вос-пламенения. Мощность подогревающего пламени за-висит от толщины и химического состава разрезаемо¬го металла и сплава. Максимальная температура пламени находится на расстоянии 2-3 мм от конца ядра, поэтому для наибо-лее эффективного нагрева расстояние от конца ядра до поверхности разрезаемого металла должно состав¬лять 2-3 мм. Подогревающее пламя надо регулировать на несколько повышенное содержание кислорода, так как слегка окислительное пламя обеспечивает интен-сивный нагрев и улучшает качество реза. Сжигание металла и удаление продуктов сгорания из реза осуществляется струей режущего кислорода. Количество кислорода, проходящего через сопло мунд¬штука, зависит от конструкции сопла, давления кис¬лоро풀а и скорости истечения струи. При газовой резке требуется определенное количе-ство кислорода. Недостаток его приводит к неполно¬му сгоранию железа и неполному удалению оксидов, а избыток кислорода охлаждает металл. Количество кислорода, необходимое для полного окисления раз-резаемого металла, определяется количеством сжига-емого металла и средним расходом на его сжигание. Основными параметрами режима кислородной рез-ки являются:
# мощность подогревающего пламени;
# давление режущего кислорода;
# скорость резки. Мощность подогревающего пламени характеризу-ется расходом горючего газа в единицу времени и за-висит от толщины разрезаемого металла. Она должна обеспечивать быстрый подогрев металла в начале рез-ки до температуры воспламенения и необходимый нагрев его в процессе резки. Для резки металла тол-щиной до 300 мм применяют нормальное пламя. При резке металла больших толщин лучшие результаты получают при использовании пламени с избытком го-рючего (науглероживающее пламя). При этом длина видимого факела пламени (при закрытом вентиле кис-лорода) должна быть больше толщины разрезаемого металла. Выбор давления режущего кислорода зависит от толщины разрезаемого металла, размера режущего сопла и чистоты кислорода. При увеличении давления кислорода увеличивает¬ся его расход. Давление кислорода выбирается в зави-симости от толщины металла: чем чище кислород, тем меньше его расход на 1 пог. метр реза. Скорость перемещения резака должна соответство-вать скорости горения металла. От скорости резки зависят устойчивость процесса и качество вырезае¬мых деталей. Малая скорость приводит к оплавле¬нию разрезаемых кромок (рис. 51, а), а большая — к появлению непрорезанных до конца участков реза (рис. 51, в). Скорость резки зависит от толщины и свойств участков реза. Скорость резки зависит от тол¬щины свойств разрезаемого металла, вида резки, метода резки. Поэтому допустимую скорость резки определяют опытным путем. Скорость резки переме-щения резака считают нормальным, если пучок искр будет выходить почти параллельно кислородной струе (рис. 51, б). Большое влияние на качество реза и производитель-ность резки оказывает подготовка металла под резку»
Перед началом резки листы подают на рабочее ме-сто и укладывают на подкладки так, чтобы обеспе¬чить беспрепятственное удаление шлаков из зоны реза. Зазор между полом и нижним листом должен быть менее 100-150 мм. Поверхность металла перед резкой должна быть очищена. На практике окалину, ржав-чину, краску и другие загрязнения удаляют с поверх-ности металла нагревом зоны резки газовым пламе¬нем с последующей зачисткой стальной щеткой. Перед началом резки газорезчик должен установить необходимое давление газов на ацетиленовом и кис-лородном редукторах, подобрать нужные номера на-ружного и внутреннего мундштуков в зависимости от вида и толщины разрезаемого металла. Процесс резки начинают с нагрева металла в нача¬ле реза до температуры воспламенения металла в кис-лороде. Затем пускают режущий кислород (происхо-дит непрерывное окисление металла по всей толщи¬не) и перемещают резак по линии реза. Для обеспечения высокого качества реза расстоя¬ние между мундштуком и поверхностью разрезаемого металла необходимо поддерживать постоянным. Для этой цели резаки комплектуются направляющими те-лежками. Процесс кислородной резки основан на свойстве ме-таллов и их сплавов сгорать в струе чистого кислорода. Процесс резки включает в себя следующие стадии:
# нагрев начального участка резки до температуры воспламенения металла в кислороде;
# сгорание металла в струе кислорода;
# расплавление образующихся окислов и выдувание их из места разреза;
# нагрев соседних слоев металла в кислороде и пере-мещение резака вдоль линии реза.
Резку начинают с края детали. При необходимости резки с середины пробивают отверстие (при толщине металла до 50 мм) пламенем вертикально стоящего резака, разогревая место резки и плавно открывая вентиль режущего кислорода по мере углубления от-верстия. Угол наклона резака 20-45° в сторону, обратную направлению резки. При криволинейной резке резак держат вертикально.