Основы сварочного дела

Способы резки неплавящимся электродом

Применяются следующие виды ду­говой резки неплавящимся электро­дом: разделительная резка неплавя­щимся электродом, воздушно-дуговая резка и плазменно-дуговая резка.

Разделительная резка производит­ся неплавящимся электродом: уголь­ным, графитовым или вольфрамовым. Угольные и графитовые электроды диаметром 12...25 мм позволяют разрезать металл толщиной до 100 мм.

Резку производят постоянным током прямой полярности. Ток в зависимости от диаметра электрода составляет 40... 1000 А. Угольные электроды в процессе резки науглероживают кромки разреза и этим затрудняют последующую механическую обработ­ку. Графитовые электроды дают более чистый разрез, дольше сохраняются и допускают большие плотности тока.

Воздушно-дуговая резка исполь­зуется как для разделительной, так и для поверхностной резки. При этом способе между неплавящимся - элект­родом и разрезаемым металлом воз­буждают дугу. Теплотой дуги расплав­ляют металл участка резания, а струей сжатого воздуха непрерывно удаляют его из полости реза.

Для воздушно-дуговой резки низ­коуглеродистой и нержавеющей стали толщиной до 20 мм ВНИИавтоген - маш сконструировал универсальный резак РВД-4А-66 (рис. 78: 1 — элект­род, 2 — головка, 3 — нажимной ры­чаг, 4 — корпус, 5 — кабель-шланг). Он имеет сменные угольные электро­ды диаметром 6... 12 мм. Ток достигает 400 А, а при кратковременном форси­рованном режиме — 500 А. Давление воздуха составляет 0,4...0,6 МПа. Расход воздуха при давлении 0,5 МПа не превышает 20 м3/ч. Масса реза­ка — 1 кг. Процесс резки протекает

Устойчиво при питании резака по­стоянным током обратной полярности. При постоянном токе прямой полярно­сти и при переменном токе процесс идет неустойчиво, производительность низкая при плохом качестве поверх­ности реза. Производительность резки зависит от тока. При токе 2.00 А за 1 ч работы можно удалить до 7 кг низкоуглеродистой стали, при токе 300 А — до 10 кг, а при 500 А — около 20 кг. Кроме того, с повышением тока снижается удельный расход электроэнергии с 3 кВт-ч/кг при токе 300 А до 2 кВт-ч/кг при 500 А.

Плазменно-дуговая резка является прогрессивным высокопроизводитель­ным способом резки металлов. Она осуществляется глубоким проплавле - нием металла сжатой дугой в зоне резания и удалением частиц расплав­ленного металла газовым потоком. На рис. 79 представлена схема про­цесса. Дуга возбуждается и горит между вольфрамовым электродом 1 и разрезаемым металлом 5. Ток посто­янный прямой полярности. Электрод находится внутри охлаждаемого мед­ного мундштука 2. В канал мундштука под давлением подается плазмообра - зующий газ, струя которого сжимает столб дуги 3. Под действием дуги газ разогревается до высокой темпе­ратуры, более 10 000°С, образуя плаз­му. Струя плазмы 6, имея высокую температуру и большую скорость истечения, проплавляет металл по линии реза 4 и выдувает расплавлен­ный металл из полости реза.

Плазменно-дуговую резку можно применять для резки легированных и углеродистых сталей, чугуна, цвет­ных металлов и их сплавов. Наиболее рационально и экономично применение ее при резке высоколегированных сталей, цветных металлов и их спла­вов. Электроды изготовляют из ланта- нированного вольфрама ВЛ-15 или торированного вольфрама ВТ-15.

Плазмообразующими газами слу­жат чистый аргон высшего сорта, тех­нический азот 1-го сорта, смесь аргона с техническим водородом, воздух.

Источниками питания дуги явля­ются однопостовые сварочные преоб­разователи ПСО-500 и выпрямители ВК. С-500. Для обеспечения повышен­ного напряжения холостого хода ис­пользуют последовательное включение 2...3 преобразователей на одну дугу. Применяют также специальные ис­точники питания плазменной дуги ИПГ-500-1 и выпрямители ВДГ-502.

Толщина разрезаемого металла в значительной степени зависит от на­пряжения. Например, при рабочем напряжении 75 В максимальная толщина резки алюминия достигает 25 мм, а при напряжении 250 В — 300 мм. Ток составляет 150...800 А.

Для ручной плазменно-дуговой резки используют плазморез РДМ-2- 66-А, работающий на смеси аргона, водорода и азота и позволяющий резать металлы толщиной до 80 мм при максимальном токе до 450 А. ВНИИавтогенмаш разработал уни­версальную аппаратуру «Плазморез», состоящую из двух комплектов: КДП-1 и КДП-2. Комплект КДП-1 с резаком РДП-1 предназначен для резки алюминия толщиной до 80 мм, нержавеющей стали — до 60 мм и меди — до 40 мм. В качестве газа используются аргон, азот и водород. Комплект КДП-2 допускает резку алюминия толщиной до 50 мм, стали — до 40 мм и меди — до 20 мм. Резак этого комплекта РДП-2 имеет воздушное охлаждение и поэтому мо­жет быть использован при любых температурах окружающей среды. Источником питания дуги для всех комплектов служат 2...3 последова­тельно соединенных однопостовых источника питания постоянного тока.

Большое применение получили ус­тановки, в которых плазмообразую - щим газом служит воздух. К ним относится установка УПР-201, пред­назначенная для ручной плазменной резки металлов толщиной до 40 мм при температуре окружающей среды от +40 до —40°С. Установка состоит из источника питания, аппара­туры управления процессом резки и плазмотрона. Максимальный рабочий ток — 250 А. Давление воздуха — 0,5...0,8 МПа. Расход воздуха — 70... 100 м3/ч.

Для машинной резки применяют установки АПР-402, УВПР «Киев», ОПР-6 и др. Установка АПР-402 может производить резку черных и цветных металлов и их сплавов тол­щиной до 160 мм. Она предназначена для комплектования стационарных машин термической резки и обеспечи­вает раскрой листового материала, резку труб и круглого проката. Ра­бочий ток устанавливается в пределах 100...450 А. Напряжение холостого хода — 300 В, рабочее напряжение на дуге —250 В. Плазмообразую - щий газ — воздух. Максимальное давление воздуха — 0,4 МПа. Замена дорогостоящих газовых смесей обыч­ным воздухом экономически выгодна, значительно упрощает конструкцию установки и повышает производитель­ность труда в 3...5 раз.

Для газоэлектрической сварки и плазменной резки легированных ста­лей, цветных металлов и их сплавов в строительно-монтажных условиях используют монтажный передвижной пост КПМ-1, смонтированный на одноосном автоприцепе ГАПЗ - 755А. Оборудование состоит из сва­рочного выпрямителя ВКС-500-1, ком­прессора, двух балластных реостатов РБ-300-1, горелки ГДС-150, резака РДП-2, баллонов с аргоном и азотом. Вентиляция на режиме резки — при­нудительная. Все оборудование поста защищено от атмосферных осадков металлическим кожухом. Пост выпол­няет сварку металла толщиной до 2,5 мм и резку меди (толщиной до 20 мм), стали (до 40 мм) и алюминия (до 50 мм). Масса перед­вижного поста — 1500 кг.