Газовая разделительная резка

      Положение и перемещение резака в процессе резки. При ручной разделительной резке  листов стали по прямой линии резак целесообразно располагать с наклоном на угол 20-30° в сторону, обратную движению. Этот прием прирезке стали толщиной до 20-30 мм позволяет существенно увеличить производительность процесса.

Рис. 4. Положение резака в процессе резки листовой стали.

      При резки по криволинейным контурам положение резака должно быть строго перпендикулярным к поверхности  разрезаемого металла. При резке  стальных заготовок круглого сечения  положение резака в момент подогрева  начальной точки реза должно соответствовать позиции 1, а при резке- соответственно позициям 2- 4.

Рис. 5. Положение резака при резке заготовок круглого сечения.

      Скорость  резки. Устойчивый процесс резки  и высокое качество разрезаемых  кромок, без значительного отставания и зашлаковывания реза, могут быть достигнуты только тогда, когда скорость перемещения резака по линии реза находиться в соответствии со скоростью окисления металла по толщине разрезаемого листа или заготовки. Слишком малая скорость резки приводит к оплавлению разрезаемых кромок, а слишком большая дает значительное отставание, непрорезаемые до конца участки и нарушение процесса резки.

      При правильно установленной скорости резки поток искр и шлака с обратной стороны листа направлен почти перпендикулярно поверхности разрезаемого металла, а при слишком большой скорости – под некоторым углом.

Рис. 6. Направление потока искр в зависимости от скорости резки:

а- нормальная скорость; б- повышенная скорость. 
 Технические скорости машинной резки приведены в таблице 2.

Таблица 2.

 

 

4. Условия резки:

     Газовой резке поддаются не все металлы, а только те из них, которые удовлетворяют  следующим основным условиям.

      Первое  условие. Температура плавления металла должна быть выше температуры его воспламенения в кислороде.

      Под температурой воспламенения металла  в кислороде подразумевается  температура нагрева металла, при  которой он начинает интенсивно окисляться в кислородной струе, направленной на его поверхность.

      Второе  условие.  Температура плавления окислов металла должна быть ниже температуры плавления самого металла и температуры, которая развивается в процессе резки данного металла. В противном случае окислы , образующиеся на поверхности нагреваемого металла при воздействии кислородной струи, будут препятствовать дальнейшему окислению металла и удалению расплавленных при нагреве фракций.

      Ниже  приведены температуры плавления  наиболее распространенных в технике  металлов и их окислов.

Таблица 3.

     Третье  условие. Количество теплоты, выделяющееся при сгорании металла в кислородной струе, должно быть достаточно для поддержания непрерывного процесса резки.

     В таблице 4 приведены тепловые эффекты образования окислов различных металлов.

     Таблица 4.

 

     Четвертое условие. Теплопроводность металла не должна быть слишком высокой. В противном случае теплота, сообщаемая подогревающим пламенем и выделяемая в процессе резки, настолько интенсивно будет отводиться металлом от места резки, что процесс резки или не начнется, или будет прерываться.

     Пятое условие. Образующиеся окислы должны быть жидкотекучими. В противном случае шлак при резке будет плохо выдуваться кислородной струей и тем самым будет тормозить процесс резки.

     Шестое  условие. В металле, подвергаемом газовой резке, должно быть ограниченное содержание примесей, препятствующих процессу резки (C, Cr, Si и др.) и повышающих закаливаемость стали (Mo, W и пр.). 
5. Способы резки стали различных толщин: 

Резка стали малой толщины:

      Нормальному процессу газовой резки подвергается сталь не менее 3-4 мм. При резке  более тонких листов стали происходит сильное оплавление кромок и перегрев металла подогревающим пламенем. Однако в некоторых случаях все –таки прибегают к газовой резке тонких стальных листов толщиной 2-3 мм. Для этого применяют мундштуки с последовательно расположенными подогревающими и режущими соплами, что позволяет уменьшить ширину термического влияния и уменьшить или вообще устранить перегрев металла в кромках реза. При этом резку производят с максимальной скоростью при минимальной мощности подогреваемого пламени. 

Пакетная  резка стали:

      В этом случае газовой резке могут  подвергаться листы толщиной от 1- 1,5 мм и выше.

      Сущность  процесса заключается в том, что  разрезаемые листы (25-50 шт.), складываются в пакет и разрезают кислородной  струей за один проход резака.

Рис. 7. Резка пакета листов стали.

      Существует  два метода пакетной резки- кислородом низкого давления и кислородом обычного давления.

      Пакетная  резка кислородом обычного давления требует плотного прилегания листов друг к другу, производиться с  применением струбцин и других прижимных устройств, обеспечивающих минимальный воздушный зазор между листами. Толщина отдельных листов в этом случае составляет 8-10 мм.

      Пакетная  резка кислородом низкого давления может производиться как при  плотно сжатом пакете так и при  наличии зазоров между листами (3,5- 4 мм). В этом случае толщина отдельных листов может быть значительно больше (30 мм).

      Независимо  от способа пакетной резки, разрезаемые  в пакет листы должны быть тщательно  выровнены и защищены от окалины  и грязи. Значительно облегчает начало процесса некоторое смещение кромок верхних листов.

Рис. 8. Сборка листов в пакет, облегчающая начало процесса резки. 

Резка стали большой  толщины:

      Основная  трудность газовой резки стали  большой толщины заключается  связана с необходимостью применения высокого давления режущего кислорода. Форма кислородной струи в значительной мере зависит от величины применяемого давления кислорода, с увеличением которого она приобретает все большую конусность. Кроме того, с возрастанием давления кислорода увеличивается охлаждающее действие струи на металл, в результате чего процесс резки замедляется.

      Второй, так же немаловажной, причиной трудности  резки стали большой толщины  является сложность осуществления  нагрева нижних слоев металла  подогревающим пламенем.

      Особенности газовой резки стали большой  толщины:

     1. Неоднородность состава стали  по сечению существенно влияет  на процесс резки. Слои металла  содержащие больший процент углерода, имеют более низкую температуру  плавления и воспламеняются в  кислороде при более высоких температуре нагрева, чем слои с более низким содержанием углерода.

     2. Неравномерный нагрев стали по  толщине. Чем больше толщина  стали, тем больше градиент  температуры по толщине металла  при нагрев подогревающим пламенем. Что приводит к тому, что окисление нижних слоев металла протекает медленнее, чем верхних, что так же обуславливает значительную величину отслаивания и зашлаковывание реза в нижней части разрезаемого металла.

     Необходимый подогрев стали на всю толщину  достигается общим предварительным подогревом до температуры 300-500°. Наиболее чаще подогрев производиться до температуры 250-300°, при которой достигается достаточно ровный рез и не возникает больших неудобств в процессе резки.

     После достижения необходимого подогрева  резка должна осуществляться немедленно после того, как изделие будет вынуто из нагревательной печи. В противном случае произойдет охлаждение металла с поверхности, внутренние слои окажутся более нагретыми и сгорание в этих слоях будет происходить более интенсивно, чем в наружных.

     В результате внутри разрезаемой заготовки  могут образовываться так называемые карманы (впадины), вызывающие сильное  зашлаковывание реза и нарушение  нормального процесса резки.