Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Газовая (кислородная) резка металла

Резка металла газом

Содержание:

  • Газы для резки металлов и их особенности.
  • Газовая горелка для резки металла.
  • Особенности кислородной резки металлов.

Часто при сварочных работах необходимо произвести не только соединение деталей из металла, но и их резку. Резка металла газом осуществляется посредством горючих газов, таких как ацетилен. Могут применяться также и кислород, метан, пропан, бутан и различные смеси этих газов. Иногда газопламенная резка металла осуществляется и с помощью горючих жидкостей, а именно бензина и керосина.

Остановимся более детально на газовой резке металла, на материалах и оборудовании, используемых во время работ. Отметим, также, особенности кислородной резки металла.

Газы для резки металлов и их особенности.

В первую очередь, следует рассмотреть особенности газов, которые применяются для разрезания различных металлов.

Мы уже говорили, что резка металла газом осуществляется с использованием определенных видов газов. Так, наибольшее распространение получил ацетилен, который позволяет добиться высокого качества пламени во время работ. Особенность этого газа в том, что он может гореть даже в условиях, где нет кислорода или любого другого окислителя.

Отметим, что для резки металлов может использоваться ацетилен как растворенный в ацетоне, так и в газообразном виде. Использовать газ в растворенном виде наиболее безопасно. Кроме того, в таком состоянии он способен обеспечить стабильность всего процесса резки.

Из-за дефицитности ацетилена в последнее время сварщики часто используют и его заменители, которые, тем не менее, уступают этому газу по теплопроводности. Заменителями ацетилена называют керосин и бензин, а также их смеси. Кроме того, используются и другие газы, которые принято делить на два вида: сжимаемые и сжиженные.

К первому виду относят метан, нефтяной, городской, коксовый и природный газы. Ко второму – пропан, бутан, и смеси.

Также, при газовой резке используют чистый кислород (не меньше 99,5 процентов). Заметим, что использование в работе кислорода требует от сварщика осторожности и внимательности. Особую опасность представляют масла и жиры, даже небольшое их количество может привести к взрыву. Поэтому аппаратуру, используемую во время резки металла, обязательно обезжиривают. Следят и за тем, чтобы на рабочем месте и одежде сварщика не было пятен жира или масла.

Газовая горелка для резки металла.

Существует несколько видов горелок, которые предназначены для выполнения разных работ. В этот раз нас будут интересовать горелки, предназначенные специально для резки металлов.

Среди таких можно выделить ацетиленовые и пропановые горелки, а также специальные универсальные. Данные горелки позволяют проводить как сваривание металлоизделий, так и их резку.

Отметим, что к особенностям пропановых горелок относят тот факт, что они могут оснащаться несколькими мундштуками. Ацетиленовые горелки часто применяются при работах в среде защитных газов.

Универсальные горелки рассчитаны на использование любого газа. Кроме того, их универсальность заключается в том, что они могут применяться практически для всех видов сварочных работ. Функциональность таких горелок повышается и за счет возможности использовать с ними разнообразные насадки.

Особенности кислородной резки металлов.

Сразу отметим, что с помощью кислорода можно разрезать металлы, которые соответствует определенным требованиям. А именно:

  • Температура, при которой разрезаемый металл плавится, должна быть выше, чем температура его возгорания в кислороде. К таким можно отнести, например, низкоуглеродистые стали.
  • При резке металла не должны образовываться тугоплавкие окислы, то есть температура плавления этих окислов должна быть ниже, чем у металла. Такой особенностью, например, отличаются алюминий, высокохромистые стали и пр.
  • Металлы должны иметь не очень высокие показатели теплопроводности.
  • Во время резки металла должны образовываться жидкотекучие шлаки.
  • Должно выделяться большое количество тепла во время сгорания металла при кислородной резке.

Резка металла производится только после предварительного подогрева пламенем. Отметим, что подогрев осуществляется и в процессе разрезания.

Собственно сам процесс разрезания металла представляет собой сжигание материала струей кислорода. Эта же струя удаляет продукты сгорания из разреза. Заметим, что за количеством кислорода во время работ нужно следить тщательно. Так как его переизбыток может привести к остыванию металла, а недостаток послужит причиной неполного сгорания металла.

В процессе резки важно следить и за тем, чтобы струя кислорода вызывала непрерывное окисление по всей длине разреза. Отсюда правило: скорость передвижения резака должна быть равной скорости, с которой металл окисляется (по всей толщине).

Разрезание металла газом, будь-то ацетилен или кислород, требует от сварщика строгого соблюдения техники безопасности.

Газовая резка металла

Тепловая резка металла

ПламяЛазер-азотЛазер-кислородПлазма
Режут:Низко-, среднеуглеродистая сталь, ковкий чугунСталь, нержавеющая сталь, алюминий, .Низкосплавная стальНержавеющая сталь, алюминий, медь, .
Металл.Плавится и горитПлавитсяПлавится, горит, испаряетсяПлавится
ГазыАцетилен+кислород, иногда пропанАзотКислородАргон/водород, азот, воздух, кислород, CO2
Есть ручные?ДаНетНетНет
КапвложенияНизкиеВысокиеВысокиеСредние

Из немеханических способов резки металлов можно упомянуть следующие термические способы резки: газовую резку, плазменную резку и лазерную резку металлов. Принцип, на котором основываются все технологии термической газовой резки, посновывается на использовании тепла для накаливания металла до температуры, достаточной для его плавления, возгорания или испарения.

В случае газовой резки, речь идет, главным образом, о температуре возгорания — то есть, при газовой резке металл не плавится потоком газовой смеси, а лишь доводится ей до температуры возгорания. Затем, топливный газ имеет лишь вспомогательное значение, т.к. экзотермический процесс окисления железа затем проходит самостоятельно, при условии подачи лишь кислорода, который сжигает металл и выдувает из разреза окалину и оплавленные частицы металла. Газовая резка используется обычно для резки конструкционной стали, причем, в том числе, и листов значительной толщины, а иногда также и для резки нержавеющей стали. Типичным топливом является ацетилен C2H2, а окислителем — кислород.

Простейшее приспособление для газовой резки металла состоит из газовых баллонов, регуляторов давления, шлангов, смесителя и газовой горелки. Такое приспособление может использовать в ручном режиме для грубой работы, не требующей высокой точности разрезов — например, для утилизацию стальных конструкций на металлолом. Для вырезки фигурных деталей и частей из стали существуют автоматические установки газовой резки с программным управлением, позволяющие как в значительной степени автоматизировать процесс резки, так и создавать из металлического листа довольно сложные формы.

Резка газом При газовой резке металла, нужны и топливо (ацетилен), и окислитель (кислород). Однако, смесь топлива и кислорода используется только при первичном нагреве и проколе стального листа — после этого, железо возгорается и процесс его окисления проходит уже без участия топливного газа. На этапе собственно резки, нужен лишь кислород, поддерживающий горение и выдувающий из разреза продукты сгорания.

Необходимой и наиболее важной частью любой установки для резки газом является газовая горелка, через которую выходит поток топливного газа в смеси с окислителем (в большинстве случаев, эти компоненты смеси представлены, соответственно, ацетиленом и кислородом). Горелка для газовой резки имеет головку с углом 60° или 90° с одним центральным отверстием-соплом и несколькими соплами, расположенными по кругу от центрального. Центральное сопло предназначено для выхода кислорода, который поддерживает горение железа и выдувает из разреза шлак-окалину, и используется на этапе резки. Внешние сопла предназначены для вывода смеси ацетилена и кислорода только на этапе предварительного нагрева стального листа; круговое расположение топливно-кислородных сопел делает возможным изменение направления разреза без изменения положения горелки, а также обеспечивает лучший баланс пламени предварительного нагрева.

Процесс резки газом начинается с нагрева кромки стального листа или, в некоторых случаях, некоей точки посередине его поверхности. Этот предварительный нагрев осуществляется путем подачи пламени ацетилена+кислорода через расположенные по окружности горелки сопла и продолжается до тех пор, пока сталь не приобретет температуру, достаточную для возгорания (это обычно становится заметно по характерному ярко-вишневому цвету «отпечатка» пламени на листе). Когда это произошло, открывается подача сильной струи кислорода через центральное сопло. Кислород вступает в химическое взаимодействие с железом, входящим в состав стали, моментально окисляя ее в расплавленный оксид железа, который затем выбивается струей кислорода из разреза.

Читать еще:  Высоторезы для обрезки деревьев: особенности и отличия, типы

Окисление железа, происходящее процессе газовой резки ацетиленом+кислородом, является высоко экзотермическим процессом. Однажды начав процесс горения железа (путем первичного нагрева и, затем, подачи на прогретую точку кислорода), для его поддержания требуется лишь подавать в создаваемый разрез кислород. При этом, резка протекает значительно быстрее, чем если бы сталь просто расплавлялась. Сопла подачи топливной смеси на этапе собственно резки не принимают участия в процессе. Сильный рост температуры в месте резки будет легко заметен по интенсивному свечению, хорошо видному даже через соответствующие защитные очки (ношением которых, кстати говоря, никогда не нужно пренебрегать).

Нажмите на изображения ниже, если захотите увидеть их в большем разрешении::

Преимущества резки стали газом

Термическая газовая резка стали имеет перед механическими способами резки целый рад преимуществ, в том числе:

Газовая резка позволяет резать сталь со скоростью, в 2 раза превышающей скорость использования резака с двигателем внутреннего сгорания даже в руках опытного и физически сильного оператора.

Особенно при резке больших листов или при частой резке на одном месте, особое значение принимает малый вес и удобство использования переносного газового резака — с другой стороны, переносной бензиновый резак очень тяжел, неповоротлив, сильно вибрирует и не менее сильно шумит при работе и требует от оператора значительных усилий для контроля работы.

Переносная ацетилен-кислородная горелка может легко прорезать листы стали толщиной 2 дюйма, а со специальными насадками — до и более дюймов. Стационарные же газовые установки резки могут резать листы металла вообще неопределенной толщины. Для переносных бензиновых резаков предельная толщина разрезаемого металла и близко не приближается к 8 дюймам.

С помощью стационарных установок резки газом, оснащенных системой позиционирования сопел на основе сервоприводов и программным управлением, можно вырезать из стального листа формы практически неограниченной сложности — при этом, подобные установки могут оснащаться и соплами, делающими особо чистый и четкий разрез. Ничего подобного механические способы резки обеспечить не могут.

В тех случаях, когда не нужна чистота разреза, вместо ацетилена можно, в качестве топливного компонента газовой смеси, использовать пропан: разрез металла при резке пропаном/кислородом получается далеко не таким аккуратным, как у ацетилена, но пропан значительно дешевле. Пропан-кислородные смеси используют, например, при резке стали на металлолом.

У резки газом есть и недостатки. Пожалуй, основной из них — это ограниченный спектр металлов, которые можно резать. Газ можно использовать только для резки низко- и среднеуглеродистых сталей и ковкого чугуна; высокоуглеродистые стали резать газом нельзя, так как температура их плавления очень близка к температуре пламени — поэтому, окалина при резке не выбрасывается с обратной стороны листа в виде искр, а, скорее, смешивается с чистым расплавленным металлом около разреза. Это, в свою очередь, не дает кислороду добраться до металла и прожечь его. В случае с чугуном, кроме ковкого, мешают процессу резки как графит между зернами, так и сама форма зерен.

Газопламенная строжка и очистка

Газопламенная строжка используется для обработки соединений и удаления дефектных швов. Для этого, реагирующая (горящая) смесь нагревает металл до температуры возгорания, струя кислорода сжигает мегалл и уносит с собой сожженный (и иногда частично расплавленный) металл. При газопламенной строжке, используется то же оборудование, что и при газопламенной резке металла — только, требуется заменить сопло: если при резке струя кислорода обычно бывает ориентирована под прямым углом к поверхности разрезаемого металла, то при газопламенной строжке струя почти параллельна поверхности обрабатываемой части.

Похожим на газопламенную строжку процессом является газопламенная очистка, при помощи которой поверхности очищают от ржавчины, вторичной окалины, краски, смазок и пыли. Примерами могут служить очистка стальных и бетонных поверхностей.

Газовая резка металлов. Газовая резка

Одной из самых популярных технологий резки металла на сегодняшний день предлагаемых компанией НПП РУСМЕТ является газовая резка металла в короткие сроки и по лучшим ценам. Газовая резка, известная так же. как кислородная резка металла. Этот процесс позволяет резать мягкие сплавы, с низким содержанием углерода (до 1,6%) и низколегированные стали с толщиной от нескольких миллиметров до нескольких сот миллиметров. Полученные образцы обладают более низкой себестоимостью по сравнению с лазерной и плазменной резкой. Процесс резки прост и относительно быстр.

Как мы это делаем? Основные принципы газовой резки металла.
Для резки мы используем кислород, который, под давлением равным 1 МПа (7 бар) одновременно режет нагретый металл и выводит продукты сгорания, образующиеся окислы железа, в расплавленном состоянии из полости реза. Газовую резку производят резаком, представляющим собой специальную горелку с дополнительным устройством для подвода кислорода. Для более быстрого прореза металла используют сопла с 3 отверстиями, что позволяет еще более оптимизировать процесс резки.

На фотографии 1 изображены плазменный и газовый суппорта (резаки) установленные на станке плазменной и газовой резки металла с ЧПУ (числовым программным управлением).

По характеру и направленности кислородной струи различают три основных вида резки:
Разделительная – образование сквозных резов в металле. Такая резка подходит для раскроя листов металла, разделки кромок под сварку, вырезки заготовок различной формы и работ, связанных с разрезанием металла на части.
Поверхностная – снимание поверхностного слоя металла. Применяется для разделки канавок, удаления поверхностного слоя металла и устранения поверхностных дефектов.
Кислородное копье — прожигание в металле глубоких отверстий. Состоит из нагревания заготовки в начальной точке реза до температуры воспламенения до 1200 — 1300°С кислородным пламенем. После чего происходит направление струи кислорода на металл. Металл начинает гореть с выделением значительного количества тепла – экзотермическая реакция. Благодаря высокой температуре и большой кинетической энергии плазменной струи резке подвергаются практически все металлы.

Существует разновидность газовой резки — это флюсо-кислородная резка. Данный вид резки мы применяем для резки труднорежущихся металлов. К ним относятся высокохромистые и хромоникелевые стали, а также чугуны и алюминиевые сплавы. Для этого вместе с кислородной смесью подаются порошкообразные флюсы.

Газовую разку подразделяют на несколько типов — в зависимости от используемого горючего газа для нагрева металла,
Ацетилено-кислородную, (Резка металла проникающей дугой. Обеспечивает повышение производительности при производстве деталей по сравнению с механическими методами, но не дает высокой точности и чистоты поверхности реза. Требует последующей механической обработки.)
Водородно-кислородную, (в промышленном производстве водорода и кислорода используется вода. При сжигании в обычных горелках для резки и сварки металлов водородно-кислородной смеси достигаются высокие температуры горения газа до 3200оС. Широкое использование известных аппаратов ограниченно малой производительностью электролизных газогенераторов (до 10 л/мин) и небольшой продолжительностью непрерывной работы – 1,5-3 час.)
Бензино-кислородную газовую резку (Преимуществом которой является большая тепловая мощность подогревательного пламени, что позволяет вести резку и сварку под водой.)

Способы газовой резки
Способы газовой резки влияют на качество, стоимость и скорость получаемой детали. Как правило в их основе лежит управление параметрами, которые являются наиболее важными на этом этапе, а именно:
а) Управление скоростью движения горелки
б) Управлением расстоянием факела от разрезаемого материала.
Современные машины для раскроя имеют как правило возможность установки скорости резания от 0 до 1,5 м / мин. Хотя как показывает практика скорость резания в процессе производства не превышает 1m/min и обычно колеблется около 0,5 м / мин.

На фотографии 2 изображена выпадающая часть при газовой резке детали из листа стали Ст3пс толщиной 100 мм

Газовая резка с ручным управлением
Один из самых простых методов проводки факела вдоль контуров формы. Этот метод управления, основанный на человеческом факторе далек от совершенства. Обычно используется только когда качество разреза не является первоочередным фактором.

Газовая резка с механическим управлением
Дает возможность автоматически резать по прямой или круговой линии. Этот вид контроля используется в основном в случаях, когда необходимы прямые резы или резки кругов и колец.

Газовая резка с магнитным контролем
Магнитный метод контроля основан на концепции шаблонов. Заключается в подготовке шаблона соответствующей формы – как правило, на несколько миллиметров меньше, чем необходимая форма. Режущий факел устанавливается на магнитную катушку . Шаблон ставится на стол таким образом, что магнитные катушки двигаются над ним, перемещая факел. Этот способ управления ограничен в своем использовании. В процессе эксплуатации могут возникать проблемы с шаблоном, который должен быть очень четко подогнан, потому что даже малейшая деформация будет отражаться на качестве получаемых заготовок.

Читать еще:  Внутренняя шлифовка больших диаметров на токарном станке

Газовая резка с Фото-электрическим управлением.
Газовая резка с Фото-электрическим управлением основана на возможности использования метода фотоэлектрического контроля. В данном случае пучок факела контролируется фотоэлектрической схемой, где форма резки читается непосредственно из чертежа.

Газовая резка с использованием Числового программного управления (ЧПУ)
Наиболее современным методом газовой резки является процесс числового программного управления — ЧПУ. Это наиболее точный из имеющихся в настоящее время методов управления, который позволяет резать детали с точностью до 0,5 мм.
Этот метод основан на движении пучка в соответствии с компьютерной программой. Станок, подключенный к компьютеру читает программу и движет пучок в соответствии с чертежом с большой точностью.
С ЧПУ, оператор имеет возможность точно выбирать скорость резки. Кроме того, устройства для программной резки, как правило, оснащены датчиком, который автоматически устанавливает расстояние факела от разрезаемого материала.

На фотографии 3 изображен процесс газовой резки металла толщиной 50 мм лист Ст3пс

Компания НПП РУСМЕТ осуществляет газовую резку металла на современных станках с ЧПУ фирмы BAYKAL Compact BPH-1503 и BAYKAL BPS 2006 с газовой консолью TANAKA (Япония).

Основные преимущества газовой резки
• Простота процесса
• Универсальность процесса резания
• Возможность резать толстые листы металла (несколько сотен мм)
• Возможность резать ржавые или окрашенные листы металла
• Низкая себестоимость получаемой детали

Основные недостатки газовой резки
• Большой расход материала на топление
• Низкая точность по сравнению с другими доступными методами резки (лазер, вода)
• Необходима как правило дальнейшая обработка детали.
• Относительно низкая стоимость по сравнению с плазменной резкой и лазерной резкой металлов.

Таким образом можно подвести предварительные итоги, влияющие на выбор способа газовой резки металла, как на более предпочтительный по отношению к другим видам резки.
Если точность детали не является для Вас определяющим фактором, а важна скорость и дешивизна раскроя металла, то газовая резка металла – это самый дешевый способ заготовительной резки металла для нужд строительства: раскроя листов металла, разделки кромок под сварку, вырезки заготовок различной формы.

Выбор – за Вами!

Рекомендуем прочитать статьи о плазменной резке:

Технология кислородной резки

1. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ

Основой процесса кислородной резки стали является свойство железа интенсивно сгорать в струе технически чистого кислорода, будучи нагретым до температуры порядка 1300—1400° С, близкой к температуре плавления стали.

Металл при резке нагревают газокислородным пламенем. В качестве горючих применяются ацетилен, пропан-бутан, пиролизный, природный, коксовый и городской газы, пары керосина.

Металл нагревают на узком участке в начале линии разреза, а затем на нагретое место направляется струя режущего кислорода и резак начинают перемещать по намеченной линии резки. Металл сгорает по всей толщине листа, образуя в нем узкую щель (рез). Интенсивное окисление (горение) железа происходит только в слоях, пограничных с поверхностью режущей струи кислорода, который проникает (диффундирует) в металл на очень малую глубину.

Для сгорания 1 кг железа теоретически требуется от 0,29 до 0,38 м 3 кислорода, в зависимости от того, какой окисел получается при горении — FeO или Fез4. Практический расход кислорода может сильно отличаться от теоретического, так как в шлаках присутствуют оба окисла в различных соотношениях, часть металла удаляется из разреза в расплавленном состоянии, часть кислорода расходуется на выдувание жидкого металла и шлаков, а также теряется в окружающую среду. Для резки применяют технический кислород чистотой 98,8—99,7%. С понижением чистоты кислорода на 1 % его расход на 1 м длины резки возрастает на 25—35%, а время резки — на 10—15%. Это особенно заметно при резке стали больших толщин. Применять для резки кислород чистотой ниже 98% нецелесообразно, так как поверхность реза получается недостаточно чистой, с глубокими рисками и трудноотделяемым шлаком.

Существует также способ т.н. импульсной кислородной резки. Данный способ разработан ВНИИАвтогенмаш и состоит в том, что после начального подогрева по всей длине линии реза на нее пускается режущий кислород. Процесс резки протекает всего несколько десятков секунд. Так, например, труба диаметром 219 мм, толщиной стенки 15 мм прорезается за 77 сек. Для резки применяют секционированные резаки с внутрисопловым смешением газов (см. рис. 90, и).

2. ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ РЕЗКИ. ВЛИЯНИЕ СОСТАВА СТАЛИ НА РЕЗКУ

Основные условия резки. Для резки металла кислородом необходимы следующие условия:

а) температура горения металла в кислороде должна быть ниже температуры плавления, иначе металл будет плавиться и переходить в жидкое состояние до того, как начнется его горение в кислороде;

б) образующиеся окислы металла должны плавиться при температуре более низкой, чем температура горения металла, и не быть слишком вязкими; если металл не удовлетворяет этому требованию, то кислородная резка его без применения специальных флюсов невозможна, так как образующиеся окислы не смогут выдуваться из места разреза;

в) количество тепла, выделяющееся при сгорании металла в кислороде, должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить поддержание процесса резки. При резке стали около 70% тепла, используемого для подогревания, выделяется при сгорании металла в кислороде и только 30% подводится от подогревающего пламени;

г) теплопроводность металла не должна быть слишком высокой, иначе, вследствие интенсивного теплоотвода, процесс резки может прерваться.

Влияние состава стали на резку. Перечисленным выше условиям наиболее полно отвечают чистое железо и стали с низким содержанием углерода. Чистое железо имеет температуру воспламенения в кислороде 1050° С, а температуру плавления 1528°С. При содержании в стали 0,7% углерода температура ее воспламенения в кислороде повышается до 1300° С, что равно температуре начала плавления стали этого состава. По данным А. Н. Шашкова избирательное окисление железа в кислороде при резке стали начинается при температуре около 1130°С, а при 1300°С и выше начинается интенсивное выгорание углерода.

На температуру загорания, кроме состава металла, оказывает влияние также состояние поверхности металла, величина его кусков, давление и скорость потока кислорода. Шероховатая поверхность облегчает загорание металла в кислороде. Порошок железа может воспламеняться в чистом кислороде при температуре 315°С, т. е. значительно более низкой, чем прокатанный металл. Металл на поверхности крупного куска стали загорается при температуре 1200—1300°С. При давлении 25 кгс/см 2 и скорости потока кислорода 180 м/сек температура загорания углеродистой стали в кислороде снижается до 700—750° С.

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2011.05.31 Обновлено: 2020.03.04

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Газовая резка: технология, виды, металлы

Метод газовой резки основан на экзотермической окислительной реакции. Для нагревания используют смесь (газ плюс кислород), для разделения металла по заданному контуру — направленную кислородную струю.

Рисунок 1 — Процесс газовой резки

Процесс подробно показан на рисунке 1:

  1. Ацетилено-кислородное пламя (3) нагревает заготовку (2) в исходной точке до необходимой температуры.
  2. На подготовленный металл направляют режущую струю (1).
  3. При горении зона реза производит высокий объем тепловой энергии.
  4. Пламя резака в совокупности с полученным теплом повышает температуру всей заготовки.
  5. Контакт расплавленного металла с кислородом вызывает химическую реакцию окисления. Кинетическая энергия направленной струи удаляет полученные оксиды.

Чем толще обрабатываемый слой, тем меньшее значение имеет мощность пламени горелки в общем количестве индуцируемого тепла. При обработке листа толщиной 5 мм тепловая энергия подогрева занимает около 80%, с толщиной 50 мм этот показатель снижается до 10 %.

Условия для газовой резки

Стабильный процесс газовой резки возможен только при использовании мощного источника тепла. Заготовку доводят до необходимой температуры, а сгорающий металл выделяет энергию в крупном объеме.

Химический состав обрабатываемого материала должен соответствовать следующим характеристикам:

  1. Температура реакции окисления ниже температуры плавления.
  2. Температура плавления выше температуры образующихся оксидов.
  3. Низкая теплопроводность.
  4. Хорошая текучесть оксидов.
Читать еще:  Масло для бензопилы. Какое лучше использовать?

Перечисленные ограничения не позволяют применять газовую резку по отношению к ряду металлов. Для меди подходит лазерная резка, поскольку высокая теплопроводность не позволяет ей разогреться до нужной температуры.

Оксиды чугуна, образующиеся при плавлении металлов, характеризуются низкой текучестью и высокой температурой, поэтому их сложно удалить из рабочей зоны. То же самое происходит со сплавами, содержащими магний, никель, хром или алюминий.

Идеальным металлом для газовой резки является углеродистая сталь.

Воздействие примесей стали

Воздействие примесей стали на непрерывность процесса газовой резки напрямую зависит от их процентного содержания:

  1. Алюминий. Допустимый уровень составляет 0,5%.
  2. Медь. Содержание примеси до 0,7% от общей массы на процесс не влияет.
  3. Ванадий, фосфор, сера. Не оказывают отрицательного влияния при допустимых значениях.
  4. Вольфрам. Не нарушает непрерывность резки при показателе до 10%. Более высокий процент делает работу затруднительной, при 20% процесс прерывается.
  5. Молибден. Допускается содержание 0,25%.
  6. Никель. Верхняя планка – 7-8%.
  7. Хром. Максимум – 4-5 % отрицательного влияния. Повышенный уровень резко ухудшает условия резки. Требуется применение флюса.
  8. Кремний. При стандартных показателях не мешает процессу. При 4% резка невозможна.
  9. Углерод. Показатели колеблются от 0,4 % (норма) до 1-1,25 % (остановка работы).
  10. Марганец. Стандарт – до 0,4%. По мере повышения резка затрудняется, при достижении 14% — становится невозможной.

Особенности технологии газовой резки

Рисунок 2 — Газовая резка по прямой линии.

Технология газовой резки напоминает сварку (см. рисунок 2). При использовании вставного резака соблюдают следующую последовательность:

  1. Присоединение вставного резака к стволам горелки.
  2. Установка рекомендованного рабочего давления газов (зависит от типа мундштука).
  3. Розжиг факела (для этого вентиль подачи кислорода открывают полностью, вентиль подачи ацетилена – наполовину).
  4. Регулировка мощности пламени.
  5. Обозначение линии реза.
  6. Закрепление детали на верстаке.
  7. Формирование линии реза (несколько медленных проходов горелкой).
  8. Обработка металла (сначала заготовку разогревают до ярко-красного цвета, затем перемещают пламя резака по заданной черте).

Рисунок 3 — Резка по криволинейному контуру.

Метод криволинейного реза представлен на рисунке 3. Сначала намечают контуры отверстия, затем прожигают заготовку по центру и доводят разрез до заданных границ. Мундштук нужно поддерживать левой рукой.

Виды резки

В зависимости от направленности и характера струи различают три основных вида газовой резки:

  1. разделительная (сквозная),
  2. поверхностная (снятие верхнего слоя),
  3. кислородное копье (формирование отверстий).

Скоростная газовая резка

Для скоростной высококачественной газовой резки используют тройные мундштуки. Их выходные отверстия расположены в виде равнобедренного треугольника. Основная струя, проходящая сквозь вершину угла, формирует надрезы. Вспомогательные струи проводят зачистку кромки. Недостатки метода – невозможность обработки сложного контура и значительная ширина полученного разреза.

Использование флюса

Рисунок 4 — Установка для кислородной резки под флюсом.

Для обработки легированных сталей используют порошкообразный флюс. При его сгорании выделяется дополнительный объем тепла, необходимый для нормальной работы газовой установки. Флюсопитатель, заполненный железным порошком, обеспечивает непрерывную подачу расходного материала и регулировку его объема. Полученные в процессе сгорания продукты вступают в химическую реакцию с оксидами и образуют жидкотекучие шлаки.

Кислородно-флюсовый способ подходит для чугуна, хромоникелевых и хромистых сталей. Медные и алюминиевые составы резать сложнее, они требуют дополнительной механической обработки.

Установка УГПР (на рисунке 4) предназначена для упрощения газовой флюсовой резки. В ее конфигурацию входит бачок флюсопитателя с редуктором модели ДКС-66 (на тележке), узел подачи флюса и универсальный резак марки Р2А-01. Флюс (железный порошок ПЖ) подается кислородом.

В процессе работы образуется вредная смесь пара и газов, из-за чего в помещении необходимо обеспечить хорошую вентиляцию. Рекомендовано использовать респиратор.

Поверхностная резка

Рисунок 5 — Поверхностная резка.

Для снятия верхнего слоя (рис. 5) мундштук располагают под углом от 15 до 40 градусов. Более низкая (по сравнению с разделительным способом) скорость подачи струи обеспечивает сгорание поверхностных слоев металла.

Резка металла газом

  • СОДЕРЖАНИЕ:
  • • Основные методы резки металла газом
  • • Как рассчитать стоимость услуги за метр
  • • Расход газа при резке металла
  • • Особенности резки в размер
  • • Преимущества метода газовой резки
  • • Возможность деформации
  • • Процесс раскроя металла
  • • Устройство ручного газового резака
  • • Устройство инжекторного резака
  • • От чего зависит расход газа

Газовая резка металла (кислородная/автогенная) – процесс разрезания стальных и металлических изделии/заготовок кислородным потоком, который подается из специального аппарата. Суть процедуры раскроя заключается в горении металла, с помощью газовой смеси и кислорода, подаваемых на обрабатываемый элемент. Предварительно изделие нагревается до 1300 градусов открытым пламенем, затем подается кислородная струя, разрезающая металл в соответствии со схемой. Современная технология газовой резки позволяет производить раскрой листа любой конфигурации толщиной до 300 мм, в отдельных случаях до 1000 мм.

Основные методы резки металла газом

Копьевая резка — с помощью данной операции производится обработка нержавейки, чугуна и низкоуглеродистой стали больших диаметров. Суть резки заключается в том, что копье разогревается до температуры плавления и прижимается к разрезаемой заготовке. Метод распространен в области машиностроения и металлургии.

Кислородно-флюсовая резка используется для работы с высоколегированными хромистыми и хромоникелевыми сплавами. Данный способ характеризуется тем, что в струю газа (кислорода) начинает вводится порошкообразный флюс, он служит дополнительным источником тепла.

Воздушно-дуговая резка основана на расплавлении металла посредством электрической дуги. При использовании данного метода газ подается вдоль всего электрода.

Резка пропаном выполняется при необходимости раскроя титана, низколегированных и низкоуглеродистых стальных сплавов. Оборудование данного типа не может раскроить металл толще 300 мм.

Толщина материала, смПробивание, сек.Ширина реза, смРасход пропана, м 3Расход кислорода, м 3
0,4От 5 до 80,250,0350,289
1,0От 8 до 130,30,0410,415
2,0От 13 до 180,40,0510,623
4,0От 22 до 280,450,0711,037
6,0От 25 до 300,50,0711,461

Как рассчитать стоимость услуги за метр

При расчете стоимости в рассмотрение принимается: толщина металла, максимальный размер детали, ширина реза, кромка, особенности конфигурации, исходный материал – черный или цветной металл, а также предусмотрена резка под углом. Как правило, формула для расчета принимает во внимание прямой рез, если же она осуществляется по окружности/сектору, тогда используется повышающий коэффициент 2.0. Стоимость одного отверстия = 0,25 стоимости реза 1 п.м. металла.

Расход газа при резке металла

Рабочий диапазон, ммРезательное сопло NXКислород (давление, bar)Горючий газ (давление, bar)Кислород (потребление, m3/h)Горючий газ (потребление, m3/h)
3-5000 NX1,0-2,00,51,5-2,00,20
5-1000 NX1,5-2,00,52,0-3,00,30
10-150 NX2,0-3,00,53,0-3,50,35
15-251 NX2,5-3,50,53,5-4,50,40
25-502 NX3,5-4,00,54,0-4,80,40
50-753 NX3,0-4,50,55,0-6,50,40
75-1504 NX3,5-5,50,56,5-9,50,50
150-2005 NX4,5-5,50,510,0-14,00,60
200-3006 NX5,5-6,50,515,0-19,00,70

Особенности резки в размер

Газовая резка позволяет проводить фигурный раскрой листа. Используя газовый резак, можно получить ровный вертикальный край без рваных швов. Также повысить качество можно применяя трафаретную резку. Среди достоинств метода – мобильность оборудования, благодаря чему можно совершать одинаковые операции по шаблонным задачам.

Преимущества метода газовой резки

  • ● быстрота и универсальность
  • ● оптимальная стоимость и высокое качество
  • ● любой уровень сложности
  • ● любая конфигурация реза
  • ● возможность работы с металлом разной толщины

Возможность деформации

Деформация — обычное явление, если на металл оказывается термическое воздействие. Исправить дефекты можно с помощью вальцовки, обжига, предварительного закрепления изделия, также не стоит превышать допустимую скорость обработки.

Процесс раскроя металла

● Резка начинается с точки, от которой должен идти разрез.
● Эта точка разогревается до температуры 1000-1300 С. После воспламенения материала пускается узконаправленная струя кислорода.
● Резак плвно ведется по линии (угол — 84-85 градусов), сторона — противоположная от резки.
● Когда линия раскроя достигнет 20 мм, угол наклона меняется на 20-30 градусов.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector