Газокислородная резка металла

В любой практически отрасли, изготовляющей, ремонтирующей или перерабатывающей изделия из металла, требуется разрезать металл. Для чернового разрезания и разборки неразъемных соединений конструкций из металла есть сравнительно простая и дешевая технология — газокислородная резка металла. Газокислородный способ резания выделяется высокой подвижностью. Для работы требуется простое оборудование, следует внимательно исполнять меры безопасности — способ пожароопасен.

Технология резки газом

Газокислородная резка применяется при раскрое сплавов из стали толщиной от 5 до 60 мм. Нагрев и плавление металла происходит благодаря тепла, выделяемого при реакции окисления. В ходе реакции полоса металла горит с большой скоростью в узком пучке пламени, направляемом на поверхность которая обрабатывается. Газообразные, жидкие и твердые вещества убираются из зоны резания потоком газа.

При приготовлении и проведении процесса газокислородной резки нужно соблюдать такие требования:

• Тщательно почистить поверхность по линии разреза и прилегающую к ней территорию на 10-15 см. Стоит убрать следы старой краска, масложировые пятна, смазочные материалы. Наличие подобных загрязнений будет причиной загорания либо даже взрыва. Необходимо также если есть возможность почистить ржавчину. Она находится в роли утеплителя и замедляет резание.
• Со стороны тыльной поверхности разрезаемой детали необходимо учесть свободное место в 5-10 см. Через него должна выходить газометаллическая струйка. Если она окажется отражаться обратно на деталь, появится нежелательная турбулентность газового потока. Это отрицательно отобразится на скорости резания и может привести к термической деформации заготовки.
• Нельзя отклонять резак от вертикали более чем на 5°. Это может привести к искажению формы факела, уменьшению точности реза и качества поверхности.
• Требуется большая квалификация и существенный фактический навык газосварщика. Лишь тогда можно обеспечивать большую точность реза и достаточную продуктивность.

Технология газокислородной резки

Виды резки металла газом

Газокислородная резка имеет несколько вариантов. Ученые и инженеры разработали такие способы, исходя из свойств использования в определенных условиях. Наиболее употребительны следующие методы резки:

• Пропаном. Этот очень распространенный способ используем для титановых, низколегированных сплавов и сталей с невысоким содержанием углерода. Для углеродистых и высокоуглеродистых сталей он не подойдет. Для большей продуктивности и энергетические эффективности пропан могут менять на метан или ацетилен.
• Воздушно — дуговая. К этому всему к сгоранию материала в струя кислорода меду заготовками и вмонтированным в резак электродом возбуждается электрическая дуга. Она плавит металл в районе линии реза, а газовый поток уносит его останки. Метод не дает возможность разрезать толстые изделия, зато позволяет производить разрезы приличной ширины. Это весьма полезно при выполнении фасонного разрезания и дает возможность значительно уменьшить сложность операции.
• Кислородно-флюсовая. При этом методе в область для работы подается флюсовый порошок. Данный компонент участвует в физико-химических процессах и обеспечивает очень высокую эластичность и податливость материала во время резания. Способ используем для резания сплавов, на поверхности которых появляются крепкие и термоустойчивые оксидные пленки. Использование флюса дает возможность освободится от них, сместив баланс температуры в территорию более больших температур. Особенно продуктивен этот способ для чугунных, медных, бронзовых и латунных изделий, заготовок с большой степенью зашлакованности и для композиционного материала из бетона и стали.
• Копьевая. Используется при разборке конструкций из металла, технологических отходов, разделке массивных больших заготовок. Струйка кислорода пропускается через тонкую трубку из стали — газовое копье. Копье считается расходником, оно горит в ходе процесса, повышая температуру и результативность ключевой реакции и дает возможность дополнительно концентрировать режущий факел. В результате скорость разделывания значительно увеличивается.

Технологически процесс газокислородной резки предусматривает ведение резака газорезчиком ручным способом.

Подача газов управляется одним общим или 2-мя раздельными запорными клапанами. Использование разных вентилей дает возможность точно настраивать состав смеси и быстро перестраивать оборудование для иного вида работ.

Промышленная газокислородная сварка

Рукоять резака снабжена тремя патрубками с разъемами. По ним подводится кислород, пропан (или ацетилен) и охлаждающая жидкость. Давление кислорода ставится на баллонном редукторе и достигает 12 атмосфер.

После выполнения поджига в факел резака подается кислород. Сгорание пропана нагревает поверхность заготовки до такой температуры, что начинается хим. реакция его окисления. Она идет настолько активно, что деталь прожигается насквозь струёй режущего кислорода и газовый поток выносит сгорающие частицы металла в разрез.

Условия для газокислородной резки

Для успешного использования газокислородной технологии резки металла нужно выполнять ряд необходимых условий:

• температура плавления (T_плав) материала должна превосходить температуру горения (T_воспл) в кислородной обстановке. Разница должна составлять не менее 50 °С, чтобы убрать вытекание расплава и неоправданное увеличение зоны разреза. Так, для конструкционных сплавов T_плав=1540 °C, а T_воспл= 1150 °С. С увеличением содержания углерода температура плавления понижается. Это осложняет резание чугунов и высокоуглеродистых сплавов традиционным резаком.
• T_плав разрезаемого материала должна превосходить T_плав оксидных пленок на его поверхности. Тугоплавкая оксидная пленка будет мешать доступу кислорода к металлической поверхности и реакция горения не сможет начаться. Так, оксиды хрома и конструкционная сталь 3 имеют температуры плавления исходя из этого 2270 и 1540 °С. Выходом из подобной ситуации может быть использование флюсового порошка, вступающего в реакцию с оксидной пленкой и преобразующего ее в вещества с более невысокой температурой плавления.
• Оксиды, появляющиеся в процессе резания, должны содержать высокую жидкотекучесть. Если текучесть невысокая, то они облепляют кромки линии разреза, мешая горению главного материала. Собственно выбранный флюсовый порошок также помогает помочь в решении этой проблемы, повышая текучесть оксидов. Однако это приводит к подорожанию процесса.
• Разрезаемый материал обязан иметь невысокую теплопроводность. В другом случае тепло станет отводиться из зоны для работы и температуры загорания металла в месте выполнения работы будет не достигнуть. Реакция не сможет начаться либо станет протекать нестабильно, делая больше расход газа, снижая точность и качество поверхности реза.

Условия для газокислородной резки

Расход газа при резке металла

Расход газа в период выполнения операции зависит от комбинирования определенных факторов.

Определяющим из них считается подобранный вид газокислородной резки. Так, воздушно-флюсовый метод при прочих равных параметрах расходует газа меньше, чем кислородно — дуговой.

Также, на расход рабочего газа оказывают влияние следующие параметры:

• Способности газорезчика. Специалист будет тратить газа на единицу длины реза намного меньше, чем его начинающий коллега.
• Разрезаемый материал. Термоустойчивые сплавы требую высокого расхода.
• Толщина материала. Чем потолще раскраиваемая заготовка или разрезаемое при демонтаже изделие, тем окажется больше расход.
• Ширина разреза.

Последним, но очень важным аргументом, оказывающим влияние на употребление газа, считается общая исправность оборудования и его точная настройка.

Поломанный вентиль или соединение, неотрегулированная горелка могут не только увеличить расход на десятки процентов, но и оказаться причиной серьезной аварии.

Использование хороших промышленных газов с предписанной технологией степенью чистки от чужих примесей также увеличивает продуктивность и уменьшает расход.

Плюсы и минусы технологии

Газокислородная резка обладает целым рядом положительных качеств, делающим такую технологию экономически эффектной, а во многих случаях — и просто незаменяемой:

• Большая толщина разрезаемого материала.
• Выполнение разрезов разной сложности, в том числе многоступенчатых.
• Помимо сквозного реза, возможен рез на конкретную глубину, что дает возможность проводить фасонную обработку поверхности.
• Небольшая цена операции при достаточном качестве поверхности реза.
• Большая продуктивность.
• Высокая мобильность выполняет метод необходимым при демонтаже трудных промышленных конструкций и корпусов судов, а еще во время работы в местах куда сложно добраться.

Как и любой по настоящему существующей технологии, есть у нее и минусы:

• Просит большой квалификации и длительного набора навыка оператором резака. Начинающим доступны только самые несложные операции типа прямого реза тонкого листа.
• Пожароопасность и взрывоопасность. Метод просит проведения ряда мероприятий по подготовке для обеспечения безопасных рабочих условий и щепетильного выполнения условий безопасности в ходе ее выполнения.
• Низкая точность разрезания, тем более при ручном резании. В основном, нужна добавочная механическая обработка заготовок для приведения размеров и формы в соответствии с чертежом.
• Влияние температуры на материал может привести к деформациям — короблению, кручению и др. Это не так важно при демонтаже, но вносит дополнительный риск при раскрое листов.

Стационарного типа автоматические установки плазменной резки металла дают возможность побороть большинство минусов, но лишают процесс мобильности.

Качество резки

Качество газокислородной резки считается достаточно критическим фактором и слабым местом технологии. Чтобы его обеспечить, нужно контролировать следующие параметры:

• Подача кислорода. Следует точно держать такой параметр. Неудовлетворительная подача вызывает неполно окисление разрезаемого материала и накапливанию оксидом в зоне работы Переизбыток же охлаждает зону для работы и выносит из нее тепло, приводя к нестабильности реакции горения.
• Чистота промышленного газа. Использование загрязненного кислорода приводит к скоплению шлаковых масс на нижней стороне разреза, уменьшению скорости резания и очень высокому расходу газа.
• Мощность факела подогрева. Исходя из состава смеси газа, отличают три типа пламени. Окислительное используется для работы с листом в 3-9 мм. Простое — для заготовок от 10 до 100 мм. Для очень толстого материала применяют т.н. науглероживающее пламя подогрева.
• Длина факела. Факел должен быть длиннее, чем толщина детали. Это даст возможность хорошо выносить продукты горения за пределы зоны для работы.

Качество резки металла

Специалист должен быть способным одновременно контролировать все указанные параметры.

Скорость резки

Скорость газокислородной резки требуется держать ровно такую, какая предусматривается технологией.

В случае занижения скорости движения резака происходит перегрев материала и оплавление кромок.

При превышении может начаться выборочный или полный непрорез металла, потому как струйка кислорода будет запаздывать и уклоняться.

Контролируют скорость зрительно, в направлении факела и искр, вылетающих с обратной стороны заготовки.

Зависит скорость также и от толщины разрезаемого металла.

Подготовка к резке металла

В ходе мероприятий по подготовке линия резки и околоразрезная территория обязаны быть зачищены механическим способом от коррозийного разрушения, окалины, остатков лакокрасочных покрытий. Масложировые загрязнения следует удалить органическими экстрагентами.

Присутствие загрязнений в рабочей области приводит к уменьшению продуктивности и качества поверхности кромок.

Более того, загрязняющие вещества могут вступать в химические реакции при большой температуре с образованием ненужных соединений, налипающих на обратную сторону разреза в виде шлаков.

Подготовка оборудования для газокислородной резки

Заготовку следует надежно зафиксировать в подобранном положении. Преимущество в большинстве случаев остается за нижним положением — в нем облегчен доступ к детали и вынос сгоревшего металла с обратной стороны разреза. Для этого необходимо положить заготовку на специализированный раскроечный стол или подложить под нее негорючие подкладки.

Установка для газокислородной резки металлов

Прежде чем зажечь газокислородный резак

Нужно провести полную проверку оборудования:

• Осмотреть горелку, все разъемы, шланги, балоны и арматуру на предмет отсутствия повреждений механическим путем.
• На слух проверить отсутствие утечки газа. Проверять утечку зажженной спичкой непозволительно.
• Верить инжекцию.

Осмотр резака

Особо опасной поломкой, делающей невозможной последующую работу, считается обратный удар — распространение пламени в обратном направлении вовнутрь горелки. Если оператор слышит повторяющиеся хлопки или видит, как пламя втягивается вовнутрь горелки, он должен немедленно закрыть подачу пропана, после кислорода. Горелку следует остудить. Дальше нужна очистка и продувка струнного насоса, смесительной камеры и распылительных устройств. Все соединения после продувки нужно подтянуть. Решительно непозволительно:

• Продолжение резки при обратном ударе или нарушении регулировок состава смеси газа.
• Удержание шлангов в руках или опора их на прочие части тела.
• Движение с работающей газокислородной горелкой. Если понадобится заменить место работы резак следует потушить и вновь распалить на новом месте.
• Оставлять работающую горелку без присмотра.

Зона для работы должна быть не захламлена и гарантировать свободное перемещение оператора и шлангов.

Резка металла

Работа выполняется в следующей очередности:

• прогреть кромку, отклонив резак в сторону детали на 2-3°:
• поставить газокислородную горелку в вертикальное положение и подать кислород;
• опять отвергнуть резак на 2-3° в сторону реза;
• медленно, без рывков, вести горелку по линии разреза;
• перед завершением линии чуть-чуть уменьшить скорость и дорезать линию до конца.

в начале резания необходится удостовериться в том, что отрезаемый кусочек конструкции надежно закреплен и не упадет на оператора или его коллегу

После завершения резки

Правильное окончание операции — это залог безопасности и качества работы. По завершении резания следует:

• Закрыть кислородную подачу, а потом — горючего газа.
• Завинтить баллонные вентили.
• Открыть вентиль кислородной подачи на горелке и дать газу из шланга уйти в атмосферу, после этого завинтить его.
• Провернуть винт регулировки кислородной подачи, освободив его пружину.
• Почистить распылительные устройства резака от шлаков и нагара.
• Отсоединить горелку от шлангов, свернуть их и повесить в отведеном месте.
• Убрать газокислородную горелку в отведенное место хранения.

Резка металла газом

Прежде чем покинуть место работы, необходится удостовериться в отсутствии задымления стороннего запаха и прочих признаков очагов загорания.

Дефармация материала при резке газом

термической деформации часто сопутствуют технологическим операциям, которые связаны с нагревом заготовок до больших температур. Очень часто встречается изгиб и искривление.

Для снимания внутренних стрессов, возникших поле газокислородной резки, и восстановления формы деталей, используют следующие приемы:

• термическая обработка методом отпуска или отжига;
• правка на правильных вальцах;
• крепкое крепление проката перед раскроем и до полного остывания;
• очень высокая скорость резания.

Помимо изменения формы, неодинаковый нагрев может привести и изменению механических параметров заготовки. Их возрождают термической обработкой.

Обратный удар при резке газом

Явление обратного удара состоит в изменении направления горения струйки смеси газа. При этом фронт горения втягивается в распылитель и дальше начинает распространяться в середине горелки и по шлангам. В худшем случае он может привести к взрыву редукторов либо даже газовых баллонов. Это серьезная угроза здоровью и жизни служащих и сохранности имущественных ценностей. Чтобы не было мрачных последствий резак оснащается клапаном обратного типа, отсекающим газо подачу при перемене давления.

Обратный удар при резке металла

Пропан или ацетилен: что выбрать?

Для кислородной резки применяют несколько подогревающих газов. Очень часто применяют пропан. Это можно объяснить следующими его плюсами:

• Невысокая пожароопасность и взрывоопасность если сравнивать с ацетиленом.
• Выраженный аромат меркаптановых добавок в пропане дает возможность очень просто определить факт и место разгерметизации и утечки.
• Значительно более низкая цена пропана.

Ацетилен обладает собственными плюсами, которые в конкретных обстоятельствах делают его одним из лучших выбором. В их числе вдвое больший энергетический потенциал. При резке толстых конструкций или если понадобится обеспечить большую скорость резания это становится определяющим аргументом. Впрочем ацетилен более сложен в обращении, для него строже нормы безопасности и он намного дороже.

Более того, ацетилен издает отличительный зловонный запах, и в помещениях ограниченного объема он будет помехой иным работам.

Для работы в установке газокислородной резки не подойдет бытовой газ. Там пропан смешан с бутаном, тормозящим или останавливающим процесс первичного нагрева. Заводской пропан не имеет этой вредной примеси. При снижении температуры ниже 10 °С плотность пропана растет настолько, что меняется скорость его подачи в горелку. Это приводит к уменьшению продуктивности и к максимальному изнашиванию деталей и узлов резака.

Помимо подогревающего газа, важно уделять внимание и держать под строгим контролем узел кислородной подачи. Давление режущего кислорода — более 10 атмосфер, и при его утечке можно получить сильные ожоги.

Характерности выполнения ручной резки

Одна из наиболее популярных ошибок резчика, приводящая к немалому количеству недостатков — это запаздывание струйки кислорода. Причинами данного явления служат неравные условия горения по глубине разреза. В средних и нижних слоях заготовки часть энергии факела растрачивается на бесплодное нагревание соседних областей. Более того, часть энергии расходуется на образование окислов. Как последствие, факел отстает от горелки, и фронт разреза взамен вертикального становится наклоненным назад. Если идет раскрой листа и требуется большая точность разреза, такой изъян неприемлем. Для борьбы с этим нежелательным событием распылительные устройства горелки наклоняют чуть-чуть назад. Часть факела отражается от фронта разреза, прогрев становится одинаковым и обеспечивается требуемая точность, хотя и уменьшается скорость.

Помимо скорости движения резака, исключительно важна плавность этого движения. Рывки приводят к появлению термических стрессов и, в конечном итоге — недостатков структуры. Не менее важно сохранение заданного наклонного угла распылительных устройств к разрезаемой поверхности.

Газокислородная резка не подойдет для разделывания металлов с невысокой температурой плавления и большой проводимостью тепла. Алюминиевой детали, к примеру, просто расплавятся.

Точность ручной резки увеличивают при помощи применения шаблонов и лекал из материалов с многоэтажкой температурой плавления.

Их накладуют на подлежащий раскрою лист и медленно обводят контуры горелкой. При этом увеличивается точность разрезания и качество поверхности среза, уменьшается и показатель отходов.

Механизированная газопламенная резка

Намного больше сделать лучше точность и показатель применения металла дают возможность механизированные и автоматические установки газоплазменной резки. Их главные положительные качества такие:

• Большая скорость реза со сбережением точности.
• Ниже требования к квалификации и опыту газорезчика.
• Автоматизированный контроль и коррекция рабочих параметров, включая скорость движения, Наклон резака, подачу газов, ширину и длину факела. Это дает возможность уменьшить непроизводительные потери металла.
• Входной качественный контроль газов. При превышении возможного содержания примесей установка блокирует работу.
• Совместимость с компьютерными программами оптимизации разрезания заготовок дает возможность избежать процедуры маркировки. Это увеличивает показатель применения металла и уменьшает отпускная цена разрезания.
• Функция предварительного прогрева листа дает возможность уменьшить термические напряжения в нем и сделать меньше искривление. Подготовительный прогрев также уменьшает время выполнения ключевой операции.
• Подсобные устройства убирают с поверхности листа шлаки и нагар, причем безостановочно ключевой операции.

Параметры работы современных автоматизированных установок для разрезания могут достигать:

• скорость резания — до 0,6 метра за минуту;
• ширина разреза- 1-2 мм;
• точность выполнения размеров — до 1 мм.

Механизированная газопламенная резка

Имеет автоматическая газокислородная резка и ряд определенных минусов. Это, в первую очередь, ограничения по размерам раскраиваемого листа. Установка строго стационарна и не может применяться в мобильном варианте, ее монтаж и наладка занимают пару недель.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.