СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ

ТЕХНОЛОГИЯ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ

Суть кислородной резки заключается в сгорании разре­заемого металла под воздействием струи кислорода и удале­нии из разреза шлаков, образованием которых неизбежно сопровождается этот процесс (рис. 95).

Рис. 95. Схема выполнения газовой резки: 1 — рез; 2 — газовая смесь; 3 — внутренний мундштук; 4 — наружный мундштук; 5 — струя режущего кислорода; 6 — грат (излишек металла)

Углеродистые, а также низколегированные стали режут с помощью исключительно чистого кислорода, а высоколе­гированные стали, чугун и сплавы меди, помимо кислорода, требуют применения специальных флюсов.

Резка осуществляется вручную или машинным способом. При этом необходимо обеспечить соблюдение определенных условий:

— температура плавления металла должна быть выше температуры, при которой он воспламеняется в кислороде. При нарушении этого условия металл будет расплавляться еще до того, как он начнет гореть в струе кислорода. Низко - и среднеуглеродистые стали удовлетворяют данному условию, поскольку имеют температуру плавления 1500° С, а для горе­ния в кислороде достаточно довести их до 1300-1350° С. По­вышенное содержание углерода в стали снижает температуру ее плавления и затрудняет резку. То же самое относится к ста­лям, в которых имеются такие трудно окисляющиеся легирую­щие элементы, как хром и никель;

— температура плавления шлаков должна быть ниже температуры горения металла в кислороде. Кроме того, шла­ки должны быть жидкотекучими и без проблем удаляться при воздействии на них давления режущей струи;

— в процессе сгорания металла выделяющейся теплоты должно быть достаточно для поддержания горения металла в кислороде;

— теплопроводность металла не должна быть чересчур высокой, чтобы не препятствовать поддержанию высокой температуры на кромке разреза.

Перечисленным условиям соответствуют стали, в которых содержание углерода не превышает 0,5%, хрома — 5%, мар­ганца — 4%. Что касается остальных примесей, они не оказы­вают существенного влияния на процесс резки.

До начала резки сталь нагревают до температуры ее воспламенения в кислороде. От общего количества тепла, необходимого для выполнения резки, приблизительно 54% идет на доведение температуры стали до температуры вос­пламенения; 22% — на нагрев шлака; 24% — на покрытие потерь.

Для осуществления резки требуется кислород, причем максимально возможной чистоты, поскольку от этого зависит его расход: чем качественнее газ, тем меньше его потребу­ется. Как правило, для резки используют кислород чистотой 98,5-99,5%. При снижении этого показателя даже на 1% па­дает скорость резки и возрастает расход кислорода.

Кислородная резка бывает двух типов (рис. 96):

— разделительная, посредством которой вырезают раз­личные заготовки, раскраивают листовой металл и осущест­вляют разделку кромок под сварку. Собственно процесс рез­ки состоит в том, что материал вдоль линии предполагаемого реза доводят до температуры его воспламенения в кислоро­де. Металл сгорает в режущей струе, которая одновременно вытесняет из зоны разреза образующиеся оксиды.

— поверхностная. Для этого предназначаются специаль­ные

ностный слой. При небольшом угле наклона резака к метал­лу (15-20°) его поверхностный слой сгорает в кислородной струе, оставляя после себя углубление овального сечения. Для выполнения такой резки скорость истечения кислорода должна быть меньше, а скорость перемещения резака выше, чем при осуществлении разделительной резки. Этот вариант резки используют для удаления трещин, различных пороков сварных швов, литья и пр. Например, резак РАП-62 делает канавку шириной 6-20 мм и глубиной 2-6 мм со скоростью 1-6 пог. м/мин.

При резке изделие подогревается горючими газами — заменителями ацетилена. Обычно это природный, коксовый, нефтяной, пиролизный газ, пропан или пары керосина.

Резка невозможна без специального инструмента —уни­версального инжекторного резака (рис. 97), основные техни­ческие характеристики которого представлены в таб. 45.

13

Рис. 97. Схема устройства инжекторного резака: 1 — головка;

2 — трубка; 3,4 — вентиль; 5 — кислородный ниппель; 6 — ацетиленовый ниппель; 7 — наружный мундштук; 8 — внутренний мундштук; 9 — инжектор; 10 — кислород; 11 — ацетилен; 12 — горючая смесь; 13 — режущий кислород

В отличие от инжекторной горелки в резаке имеется до­полнительная трубка с вентилем, через которую подается ре­жущий кислород.

Мундштуки резаков бывают двух типов (рис. 98):

— щелевыми, состоящими из наружного и внутреннего мундштуков, при смене которых можно регулировать расход га­зов и мощность подогревающего пламени. В промежуток между ними поступает смесь газов подогревающего металл пламени, а режущий кислород проходит по центральному каналу.

— многосопловыми, в которых выход отверстий подогре­вательного пламени не параллельный, а фокусируется в точ­ке, которая находится примерно в 12 мм от торца. При этом пламя всех выходов ориентировано на одну зону, благодаря чему скорость резки возрастает.

Мундштук — самая главная деталь резака. Для качест­венной резки необходимо заботиться о герметичности со­единений и не допускать прилипания к нему металлических брызг. В связи с этим лучшим материалом для изготовления мундштуков является бронза БрХ0,5. Наличие в ней хрома препятствует оседанию капель металла на поверхности мунд­штука.

При необходимости переходить от сварки к резке, что нередко требуется при монтажных или ремонтных работах, применяют вставные резаки. По своей конструкции они одно­типны, основное отличие заключается в устройстве мундшту­ков. Вставные резаки подключают к стволу газовой горелки, предварительно сняв сменный наконечник. Вставной универ­сальный инжекторный резак РГС-70 массой 600 г используют для ручной раздельной резки стали толщиной от 3 до 70 мм.

Резаки бывают малой, средней, а также большой мощно­сти, которые предназначаются для резки металла толщиной 3-100,100-200 и 200-300 мм соответственно. Последние используют исключительно газы — заменители ацетилена, поскольку имеют большие проходные каналы для них. К каж­дому резаку прилагается набор мундштуков с номерами от О до 6.

При отсутствии горючего газа для кислородной резки применяют пары керосина, и такие устройства называются керосинорезами (рис. 99). В комплект к нему входит бачок для керосина, работающий по тому же принципу, что и садо­вый опрыскиватель

При работе с резаками необходимо соблюдать несколь­ко правил:

1. Перед использованием резака, следует внимательно прочитать прилагающуюся инструкцию.

2. Проверить исправность инструмента, правильность подсоединения всех шлангов, инжекцию в каналах горючих газов и герметичность соединений (при необходимости под­тянуть их).

3. Установить рабочее давление ацетилена и кислорода согласно инструкции.

4. Зажечь резак, для чего на четверть оборота открутить кислородный вентиль и создать разряжение в газовых кана­лах, после чего открыть вентиль подачи газа и зажечь горю­чую смесь.

5. Прогреть металл (он должен окраситься в соломенный цвет), открыть кислородный вентиль и выполнить рез.

6. В процессе работы надо поддерживать нормальное подогревающее пламя. Для охлаждения мундштука можно использовать воду, при этом следует закрыть только газовый вентиль (кислородный должен быть открыт).

7. Чтобы прекратить резку, надо перекрыть сначала вен­тиль горючего газа, а потом кислородный.

То, насколько качественным получится рез, зависит от положения резака. При резке стали толщиной 50 мм дей­ствуют следующим образом:

1. Разогревают кромку до температуры плавления, на­правив на нее подогревающее пламя горелки.

2. Держат мундштук строго под прямым углом к поверх­ности металла, чтобы подогревающее пламя, а потом и струя режущего кислорода были направлены вдоль вертикальной оси листа. Только прогрев металл, открывают кислородную струю.

3. Прорезав металл сначала на всю толщину, резак пере­мещают вдоль линии реза. При этом угол наклона устройства изменяют на 30° (10-15°, если режут сталь толщиной 100- 200 мм) в сторону, противоположную направлению движения, а скорость движения уменьшают.

При резке важно выдерживать ширину разреза, что так­же свидетельствует о качестве работы. Каждой толщине ме­талла соответствует определенная ширина реза: 5-50 мм — 3-5 мм; 50-100 мм — 5-6 мм; 100-200 мм — 6-8 мм; 200-300 мм — 8-10 мм.

Если требуется разрезать несколько листов, прибегают к пакетированию (рис. 100), уложив их таким образом, чтобы кромки располагались под углом.