СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ

Обычная кислородная резка, когда режущая струя направлена приблизительно нормально к поверхности металла, прорезает всю толщину металла и имеет целью отделить или отрезать часть ме­талла, может быть названа разделительной резкой. Возможен и другой способ использования режущей кислородной струи, она может быть направлена под очень малым углом к поверх­ности металла, почти параллельно ей (фиг. 238). В этом случае струя кислорода выжигает на поверхности металла канавку оваль­ного сечения. Подобный метод называется кислородной обра­боткой, иногда кислородной строжкой или кислородной вырубкой металла.

Для кислородной обработки применяются специальные резаки, выпускаемые нашей промышленностью. На фиг. 239 показан резак для ручной кислородной обработки типа РП-50. Резак весит 2,8 кг, имеет увеличенную длину (1200 мм) и щиток для защиты руки, расположенной у горячего металла, рычажный клапан для пуска режущего кислорода, три сменных сопла. Резак выбирает канавку шириной от 15 до 50 мм, глубиной от 2 до 20 мм со ско­ростью от 1,5 до 10 м/мин, удаляя от 1,0 до 4,5 кг металла в ми­нуту. Расход кислорода равен 200—300 л на 1 кг удалённого металла

Подобным резаком можно выбирать на поверхности металла канавки овального сечения, производя как бы грубую строжку. Примерные профили канавок показаны на фиг. 238, б. Повторный проход поверхности резаком со срезкой гребешков канавками уменьшенных размеров даёт более чистую обработку. При правильной работе получается чистая и гладкая поверхность канавок.

Кислородную обработку можно уподобить механической обра­ботке металла резанием, с заменой резца кислородным резаком. Соответственно процессом кислородной обработки можно выпол­нить многие операции, известные для обработки резанием: строжку, обточку, расточку, нарезку грубой резьбы и т. п., когда достаточно получение грубой черновой обработки. Соответственно возможны механизированные станки для кислородной строжки, обточки и т. п., требующие весьма незначительной мощности для перемещения ре­зака вдоль обрабатываемой поверхности.

Сравнительно небольшое практическое применение кислородной обработки быстро расширяется. Кислородная обработка нашла до-

5 Форма канавки

Овальная плоская

*777777'-? 7777?

V/, V////77777Z/

Фиг. 238. Кислородная обработка.

вольно широкое применение на металлургических заводах для удале­ния и вырубки трещин, расслоений и других поверхностных дефек­тов в обжатых слитках. Удаление производится не только вручную, но и механизированным способом на специальных машинах для огневой или кислородной зачистки. В этом случае удаляются не отдельные дефекты, а весь наружный слой металла толщиной около 3 мм по всей боковой поверхности слитка. Установленная в общем потоке движения машина для огневой зачистки (фиг. 240's

имеет четыре башмака, на которых закреплены резаки для кисло­родной обработки. Каждый резак выжигает канавку шириной около 36 мм и глубиной около 3 мм. Горячий слиток с темпера­турой 950—1100° проходит через машину со скоростью 20—40 м/мин. Часовой расход кислорода в машине достигает 3000— 4000 м3. Установка машины в потоке при прокатном стане пока­зана на фиг. 241.

Из других применений кислородной обработки можно отметить строжку кромок под чашеобразные сварные швы, как показано на фиг. 242, а также вырубку дефектных сварных швов.

Своеобразным способом является резка кислородным копьём (фиг. 243), которое представляет собой толстостенную стальную трубку достаточной длины. К стволу или рукоятке крепится длин­ная стальная толстостенная трубка, которая быстро сгорает во время работы и должна легко и удобно заменяться новой. Про­цесс резки кислородным копьём заключается в прожигании металла струёй кислорода, проходящей через стальную трубку, прижатую свободным концом к прожигаемому металлу. Резка производится

без использования газового подогревательного пламени, которое за­меняется довольно быстрым сгоранием меїалла самой трубки-копья до 0,5—1 м/мин. Резка начинается с подогрева места начала реза

на металле или, что удобнее, с подо­грева конца копья, например свароч­ной горелкой или дугой; при пропу­скании кислорода конец копья быстро загорается, дальнейший подогрев не нужен, и можно приступить к резке.

В дальнейшем копьё всё время слегка прижимается к металлу и быстро углубляется в него со скоростью 0,15—

0,40 м/мин, выжигая отверстие круг­лого сечения с гладкими стенками.

Для КОПЬЯ берётся стальная ТОЛСТО - Фиг. 242. Кислородная стенная трубка с внутренним диамет - строжка чашеобразной кром-

ром 2—4 и наружным 6—10 мм. При....

слишком большом внутреннем диа­метре в трубку закладываются сталь­ные прутки, уменьшающие свободное сечение трубки и увеличи­вающие количество сгорающего металла копья.

Расплавленный шлак выдувается из отверстия наружу избытком кислорода и образующимися газами. При значительной глубине прожигаемого отверстия необходимо ставить изделие наклонно,
облегчая вытекание шлаков из отверстия под действием силы тя­жести и шуровать прожигаемое отверстие копьём. Копьём возможно резать не только сталь, но и чугун, цветные металлы, затвердевшие шлаки, бетон, каменные породы и т. п. В подобных случаях резка производится тепловым воздействием горящего копья. Диаметр прожигаемого отверстия обычно составляет от 20 до 60 мм, глу-

бина его может быть доведе­на до 2—3 м. Давление кис­лорода на входе копья равно 5—7 ати, расход кислорода — 30—60 м3/час. Расход трубки быстро растёт с глубиной от­верстия и в несколько раз превышает глубину.

Кислородное копьё, ввиду его простоты, находит раз­личное применение, напри­мер: прожигание отверстий, прожигание лёток в метал­лургических печах, прожи­гание шпуров в «козлах» и стальных блоках для подрыва их взрывчаткой, прожигание отверстий в бетоне и т. п. Кислородное копьё разбрасы-

вает на несколько метров искры и брызги шлака, что вы­зывает необходимость зашиты работающих и устранения опасности пожара.

Рассмотрим специальный процесс кислородно-флюсовой резки, часто дающий хорошие результаты на металлах, для которых обыч­ный метод кислородной резки мало пригоден или совсем не при­годен. Как уже упоминалось выше, весьма благоприятным для ки­слородной резки сочетанием физико-химических свойств обладают технически чистое железо и обычная малоуглеродистая сталь, кото­рые с успехом режутся кислородом. Однако многие легированные стали плохо поддаются обычной кислородной резке, как, например, все стали со значительным содержанием хрома, который при горе­нии стали образует тугоплавкую окись хрома Сг203, преграждаю­щую доступ кислорода к поверхности металла. К таким сталям принадлежат хромоникелевые нержавеющие и жароупорные стали. Все остальные, кроме сталей, технически важные металлы: чугун, цветные металлы, практически, можно считать, не режутся кисло­родом или режутся настолько плохо, что применение кислородной резки становится нецелесообразным. Для подобных трудных слу­чаев и разработан в последние годы специальный процесс кисло­родно-флюсовой резки. В Советском Союзе разработкой этого про­цесса и созданием необходимой аппаратуры успешно занимался Под руководством А. Н. Шашкова коллектив московских научных работников (Г. Б. Евсеев, С. Г. Гузов и др.).

Сущность нового процесса состоит в том, что вместе с режущим кислородом в зону резки вдувается порошкообразный флюс, при­носимый во взвешенном состоянии струёй режущего кислорода. Флюс, подаваемый в зону резки, состоит, главным образом, из по­рошка металлического железа. Сгорая в струе кислорода, железный порошок даёт дополнительное количество тепла, расплавляющее тугоплавкие окислы, в том числе и окислы железа, образующиеся при сгорании железного порошка, которые, сплавляясь с окислами на поверхности разрезаемого метал­ла, дают в итоге более легкоплавкий и жидкотекучий шлак, легче сдувае­мый с поверхности металла и откры­вающий к ней доступ кислорода. Для получения флюса к железному по­рошку примешиваются порошкооб­разные флюсующие добавки, облег­чающие плавление и вытекание туго­плавких окислов из полости реза. Ко­личество флюсующих добавок зави­сит от состава разрезаемого металла и для специальных сталей колеблется от 0 до 7%, для чугуна доходит до 35%, причём добавкой в последнем случае служит доменный ферро­фосфор.

Схема кислородно-флюсовой рез­ки показана на фиг. 244. Для осуще­ствления этого процесса необходимо иметь специальную аппаратуру: флю - сопитатель и специальный кислородный резак с приспособлениями для подачи флюса. Нормальный флюсопитатель, выпускаемый нашей промышленностью, имеет небольшие размеры и весит около 40 кг. Расход флюса при резке спецсталей колеблется от 1—2 кг для тол­щины 10 мм до 10—14 кг для толщины 200 мм на 1 пог. м реза. Флюс расходуется относительно экономнее при больших толщинах. Для малых толщин рекомендуется применять пакетную резку, выбирая оптимальную общую толщину металла. Кислородно-флюсовый способ позволяет успешно резать спецстали, в том числе нержавеющие и жароупорные, а также чугун и цветные металлы. Недостатком спо­соба является значительный расход флюса, ещё довольно дорогого.