Газовая резка. Просто о сложном.

Рад вас приветствовать. Как понятно из заголовка, в этой статье поговорим о газовой резке. В этой статье, будет попытка рассказать о таком сложном процессе, на доступном обычному обывателю языке. Поехали!!

Газовая резка, на сегодняшний день, это самый удобный вариант термической обработки металла. Этот способ резки легко вошёл во все сферы жизнедеятельности человека. Мобильность оборудования, даёт возможность произвести работы в любом месте.

Неотъемлемой частью любого газорезательного оборудования, является газовый резак. Ведь именно он выполняет основную часть работы. В зависимости от условий работ, технических требований, материальных возможностей предприятия. Существует великое множество типов резаков. Они могут быть, как для автоматической резки, так и для ручной. Но, принцип работы газового резака, одинаков в обоих случаях. Для понимания принципа работы, следует взглянуть на рисунок 1, и увидеть из чего он состоит.

Собственно конструкцию предлагаю изучить, на примере ручного резака. Он представляет собой конструкцию из ствола и наконечника. Если наконечник имеет локальную конструкцию, то ствол состоит из следующих элементов:

рукоять, обустроенная ниппелями, для соединения с газовым и кислородным рукавом;

корпус с вентилями регуляции;

смесительная камера;

инжектор;

трубы для подачи газовых сред.

Конструкция резака для автоматизированной резки, аналогична. За исключением внешнего вида, и отсутствия ручки. Эти резаки крепятся в кронштейны.

Теперь пришло время поговорить о том, как происходит резание металла. Это очень занимательный процесс. Прежде чем выполнять резку металла, следует подогреть точку входа. Эту функцию выполняет подогревающее пламя. Оно состоит из смеси газ и кислорода, смешаного в определеных пропорциях. Подогрев происходит до 1100 градусов цельсия, это видно из степени поркаснения металла. После чего в зону нагрева, подается струя режущего кислорода. Поток, соприкасаясь с нагретым металлом, воспламеняется. Горящая струя легко разрезает металлический лист. У металла температура горения должна быть меньше, нежели температура плавления. В противном случае расплавленные, но не сгоревшие массы сложно удалить из рабочей зоны. Таким образом, операция резки выполняется за счет сгорания материала в струе газа.

Также это можно пояснить с точки зрения химической реакции:

Fe+0.5O2=FeO+268 кДж/моль;

2Fe+1.5O2=Fe2O3+829,7 кДж/моль;

3Fe+2O2=Fe3O4+1115,6 кДж/моль;

Если следовать современной гепотезе механизма окисления металл потоком кислорода иредусмотрены следующие условия:

  • кинетика процесса окисления стали при резке включает возможность прямого горения железа в твердой фазе кислорода.
  • твердая поверхностная пленка оксидов металлапри кислородном резанье защищает металл и предупреждает его контакт с кислородом
  • процесс горения железа начинается и поддерживается только после перехода пленки оксидов у жидкое состояние при температуре 1270-1350 градусов цельсия
  • переход кислорода с газовой фазы в металл происходит через минимальный поверхностный слой оксидного шлака, который стекает по поверхности фронта резания.

Газокислородная резка позволяет резать металл, который отвечает следующим условиям:

  • температура плавления металла должна быть выше температуры его возгорония в кислороде
  • температура плавления металла должна быть выше температуры плавления возникших в процессе резания оксидов,
  • тепловой эффект возникновения оксидов должна быть достаточно высоким, чтобы основное віделение тепла при резке металла усуществляется за его счет,
  • консинстенция шлаков, которіе возникают при резке от окисления, должна біть жидкой,
  • теплопроводность металла, который подвергается резке, должна быть низкой.
  • процесс газовой резки затрудняется при содержании в стали свыше 0 7 % С, так как температура воспламенения в связи с этим повышается и достигает температуры плавления сплава.
  • Содержание легирующих примесей не должно превышать 5 %, так как они способствуют образованию тугоплавких окислов. 

Этим способом резки можно резать низкоуглеродистые, низколигировные и некоторые высоколигированые стали, а также титан. Углублятся в тему титана не будем, но скажу одно. После того, как была изучена эта возможность, несколько изменилось понятие газовой резки. Это привело к некоторым иследованиям немецкими учеными, они установили, что поток режущего кислорода не имеет непосредственый контакт с основным металом. Он постоянно имеет оболочку из жидкого оксида железа(рисунок 3). Между этой шлаковой оболочкой и основным материалом находится слой расплавленого материла S. Атомы железа диффундируют между шлаком и режущим кислородом, превращаясь в FeO(оксид железа). Таким образом, режущий кислород выполняет функцию контакта с атомами железа и удаляет шлак с рабочей зоны.

Рисунок 3

А теперь поговорим непосредствено об автоматизированой резке. Для выполнения резания металла, применяется как высокотехнологическое оборудование, так и простые механизмы выполняющие простые операции по резке металла.

Процесс кислородной резки увеличивает твердость, изменяет химический состав металла у кромок реза, а также вызывает внутренние напряжения в зоне резки, что приводит к значительным деформациям деталей.

Большое значение имеет чистота кислорода, применяемого при газовой резке. С понижением чистоты кислорода уменьшается скорость резки, увеличивается расход кислорода, понижается качество резки, увеличивается ширина реза и коробление вырезаемых деталей.

Качество газовой резки

  •  характеризуется такими показателями, как
  •  шероховатость поверхности реза,
  •  равномерность ширины реза,
  •  степень оплавления кромки,
  •  наличие шлаков на нижней кромке.

Шероховатость поверхности реза зависит от вида горючего, скорости перемещения резака, давления кислорода. Оплавление кромок происходит тем сильнее, чем меньше скорость разрезки металла и мощнее пламя. Кроме того, резка металла это процесс, при котором необходимо следить за точностью, на который могут влиять изменение угла наклона резака, расширение струи кислорода, деформация листа. 

К слову, деформация металла при газовой резке возникает при неравномерном нагревании-охлаждении, на что также стоит обращать внимание. Чтобы уменьшить процесс деформации нужно, чтобы детали жестко закреплялись струбцинами. Площадь заготовки должна быть как можно более близкой к площади вырезаемой детали, а сама резка металла должна производиться на оптимальной скорости. Если деталь крупная, то стоит использовать одновременно несколько резаков. Ну и, конечно же, если деформаций не избежать, то необходимо резать металл в такой последовательности, чтобы деформации взаимно компенсировались. Перед началом машинной резки металлические листы необходимо подвергнуть правке на листоправильных станках. Качество правки проверяют уровнем.

Механизация процесса газовой резкипозволяет получить линию разреза по отношению к заданной с точностью до 0 1 — 0 15 мм и высокую чистоту поверхности реза. Кроме того, механизация газовой резки обеспечивает значительное повышение производительности труда и уменьшает расход газов.  

Влияние газовой резки на свойства металла в слоях, прилежащих к плоскости разреза.

Газовая резка не оказывает существенного влияния на свойства металла вблизи плоскости разреза: отмечается лишь незначительное повышение предела прочности (на 3—8%) и незначительное уменьшение относительного удлинения (на 5—10%), глубина же зоны влияния газовой резки составляет всего 1—1,5 мм. При резке ножницами глубина зоны влияния достигает 3—4 мм; металл при этом оказывается наклепанным.

Газовая резка может сопровождаться и незначительным изменением химического состава металла у поверхности реза: отмечается небольшое выгорание кремния и в случае резки, например, ацетиленом увеличение содержания углерода, повышающее твердость у поверхности реза. Поэтому лучший результат дает резка с использованием в качестве горючего водорода. Таким образом, газовая резка не оказывает практически заметного влияния на свойства метaллa.

Расход кислорода на 1 пог. м длины резки можно приближенно определить по эмпирической формуле

где Q — расход кислорода в л;

ð — толщина листа в мм;

а — ширина реза в мм.

В табл. 43 помещены данные, характеризующие процесс газовой резки стали в зависимости от толщины листа на 1 пог. м длины разреза. Данные, приведенные в табл. 4-3, являются средними и могут измениться в зависимости от конструкции резака.

Газовая резка металлов

Газовую резку применяют также для замены процесса ковки вырезкой деталей из толстых листов или болванок.

Торец листа, после автоматической газовой резки. Толщина листа 30 мм.
Торец листа, после
автоматической газовой резки. Толщина листа 80 мм.
Торец листа после ручной газовой резки. Толщина листа 80 мм.

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Свяжитесь с нами

[contact-form-7 id=»366″ title=»Обратная связь»]

×
Вход в корпоративную почту
Логин:

Пароль:


(что это)

×
Facebook
Facebook
Google+
http://prombaza.dp.ua/osnov/%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F-%D1%80%D0%B5%D0%B7%D0%BA%D0%B0-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE-%D0%BE-%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B6%D0%BD%D0%BE%D0%BC