Газовая сварка - Газокислородная резка

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 15:52

Просмотров: 24193

Газокислородной резке поддаются металлы, удовлетворяющие следующим основным требованиям:

1. 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 увеличением содержания углерода и примесей усложняется. Те 3. Температура плавления окислов должна быть ниже температуры плавления самого металла, чтобы образующиеся окислы легко выдувались и не препятствовали дальнейшему окислению и процессу резки. Например, при резке хромистых сталей образуются окислы хрома с температурой плавления 2000° С, а при резке алюминия - окислы с температурой плавления около 2050° С. Эти окислы покрывают поверхность металла и прекращают дальнейший процесс резки. Образующиеся при резке шлаки должны быть достаточно жидкотекучи и легко выдуваться из разреза. Те Теплопроводность металла должна быть наименьшей, так как при высокой теплопроводности теплота, сообщаемая металлу, интенсивно отводится от участка резки и подогреть металл до температуры воспламенения трудно. Те Количество теплоты, выделяющейся при сгорании металла, должно быть возможно большим; эта теплота способствует нагреванию прилегающих участков металла и тем самым обеспечивает непрерывность процесса резки. Различают два основных вида газокислородной резки: разделительную и поверхностную. Разделительную резку применяют для вырезки различного вида заготовок, раскроя листового металла, разделки шва под сварку и других работ, связанных с разрезкой металла на части. 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 до 20 ... 30 мм мундштук резака устанавливают вначале под углом от 0 до 5° к поверхности, а затем - под углом 20 ... 30° в сторону, обратную движению резака. Это ускоряет процесс разогрева металла и повышает производительность процесса резки. Резку металла большой толщины выполняют следующим образом. Мундштук резака вначале устанавливают перпендикулярно к поверхности разрезаемого металла так, чтобы струя подогревающего пламени, а затем и режущего кислорода располагалась вдоль вертикально!» 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 будет прорезан металл на всю его толщину. Чтобы не допустить отставания резки в нижних слоях металла, в конце процесса следует постепенно замедлить скорость перемещения резака и увеличивать наклон мундштука резака до 10 ... 15° в сторону, обратную его движению. При резке стальных листов большой толщины рекомендуется начинать процесс I с нижней кромки, как показано на рис. 107, и применять предварительный подогрев до 300 ... 400° С. При этом возможна резка 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 сгореть и процесс резки нарушается 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 на 1 м разреза. Зависимость давления кислорода от толщины металла при ручной резке следующая: Толщина металла, мм .. 5...20 20...40 40...60 60...100 100...200 Давление кислорода: МПа, 0,3...0,4 0,4. ..0,5 0,5. ..0,6 0,7...0,9 1,0...1,1 кгс/см2 3...4 4...5 5...6 7...9 10...11 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 разрезаемого металла, тем больше ширина разреза. Это видно из следующих данных: Толщина металла, мм . . 5...50 50... 100 100.. .200 200.. .300 Ширина разреза, мм: при ручной резке . . . 3...5 5...6 6...8 8...10 при машинной резке . .2,5...4,0 4,0...5,0 5,0...6,5 6,5...8,0? ГОСТ 14792-69 «Кислородная и плазменно-дуговая резка. Точность деталей и заготовок и качество поверхности резки» предусматривает следующие предельные отклонения (мм) от номинальных размеров вырезаемых деталей в зависимости от класса точности. Эти показатели относятся к машинной кислородной резке углеродистой стали кислородом 1-го и 2-го сортов. Процесс резки вызывает изменения 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 качества металла. При резке стали, имеющей повышенное содержание углерода, а также легирующие примеси, кроме сорбита образуются троостит и даже мартенсит. При этом сильно повышаются 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, чем у исходного металла, находится участок с большим содержанием углерода. Затем, по мере удаления от разреза содержание углерода уменьшается до исходного. Также 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, чугун, цветные металлы и их сплавы не поддаются обычной газокислородной резке, так как не удовлетворяют указанным выше условиям. Для этих металлов применяют плазменно-дуговую или кислородно-флюсовую резку. Сущность кислородно-флюсовой резки 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 окислами и дают жидкотекучие шлаки, легко вытекающие из места разреза. В качестве флюса используется мелкогранулированный железный порошок ПЖ-5М (ГОСТ 9849-74). При резке хромистых и хромоникелевых сталей во флюс добавляют от 25 до 50% окалины. При резке чугуна добавляют около 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, разработанной в НИИ автоген машем и состоящей из флюсопитателя и резака. Установка используется для ручной и машинной кислородно-флюсовой резки высоколегированных хромистых и хромоникелевых сталей толщиной от 10 до 200 мм при скорости резания от 230 до 760 мм/мин. При этом на 1 м разреза расходуется кислорода от 0,20 до 2,75 м3, ацетилена - от от 0,017 до 0,130 м3 и флюса - от 0,20 до 1,3 кг.