Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Техника резки

На поверхности разрезаемого металла могут быть грязь, крас­ка, окалина и ржавчина, поэтому она должна быть хорошо очи­щена. Для удаления окалины, краски и масла достаточно 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 зачищают металлической щеткой.

Процесс резки начинают с нагревания металла. Подогреваю­щее пламя резака направляїбт на край разрезаемого металла и на­гревают до температуры воспламенения его в кислороде, практи­чески составляющей температуру плавления. Затем пускают струю режущего кислорода й перемещают резак вдоль линии разреза.

В процессе резки 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 30 мм мундш­тук резака устанавливают вначале под углом 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 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 увеличивать наклон мундштука резака до 10-15° в сторону, обратную его движению.

Рекомендуется начинать процесс резкие нижней кромки. Пред­варительный подогрев до 300-400'С позволяет производить резку 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 под - плавлений. При большой скорости перемещения резака поток искр отстает от него, металл в нижней кромке не успевает сгореть и 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 его давление и расход. 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. 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 качества металла. Механические свой­ства низкоуглеродистой стали при резке почти не изменяются.

В процессе резки стали, имеющей повышенное содержание углерода и легирующие' примеси, кроме сорбита образуются тро - остит 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. Это происходит 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. Также происходит выгорание легирующих элементов стали. 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 кислород­ной 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 мелкогранулированный же­лезный порошок марки ПЖ-5М.

При резке хромистых и хромоникелевых сталей во флюс до­бавляют 25-50% окалины; при резке чугуна добавляют около 35% доменного феррофосфора; при резке меди и ее сплавов при­меняют флюс, состоящий из смеси железного и алюминиевого порошка (15-20%) с феррофосфором (10-15 %).

Резку производят установкой типа УРХС-5, состоящей из флю - сопнтателя и резака. Установка используется для ручной и машин­ной кислородно-флюсовой резки высоколегированных хромистых и хромоникелевых марок сталей толщиной до 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 — 0,2-1,3 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 резке.

Пламя должно быть нормальным или с некоторым избытком аце­тилена. Расстояние от торца мундштука резака до поверхности раз­резаемого металла устанавливается в пределах 15-20 мм. При ма- лом расстоянии частицы фшоса 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 резака должен быть в пределах 0-10* 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 скоростью70-100 мм/мин. При этом на 1 м разреза расходуется 2-4 м3кислорода, 0,16-0,25 м3ацетилена 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.

Резку кислородным копьем (рис. 81) выполняют тонкостенной стальной трубкой с наружным диаметром 20-35 мм. Трубку присо­единяют к рукоятке с вентилем для кислорода и по ней подают кис­лород к месту ре за. До начала резки конец трубки нагревают газо­вой горелкой или электрической дугой до температуры воспла­менения. Кислородное копье горящим концом с усилием прижима* ют к изделию (металл, бетон, железобетон) и прожигают отверстие. Образуемые шлаки давлением кислорода выносятся наружу, в зазор между копьем и стенкой прожигаемого отверстия.