Кислородная резка
Неспециализированные сведения. Кислородная резка складывается из процессов подогрева металла, сжигания его в выдувания шлака и струя кислорода из полости реза.
Процесс кислородной резки происходит следующим образом. Смесь кислорода с горючим газом выходит по каналам наружного мундштука и, сгорая, образует подогревающее пламя. Этим пламенем металл нагревается до температуры горения, по окончании чего по каналу внутреннего мундштука подается кислород, в струе которого горит металл.
Наряду с этим выделяется теплота, которая совместно с подогревающим пламенем разогревает нижележащие слои металла. Горение распространяется на всю толщину металла, прожигая сквозную прорезь, через которую режущая струя кислорода выходит наружу. На последующих стадиях резки металл нагревается не только за счет теплоты, образующейся при сгорании горючей смеси, но и от теплоты, выделяющейся при сгорании металла.
Кислородную резку стали делают на стеллажах, к верхним полкам балок которых прикрепляют сменные опоры из чугунных тавриков либо металлических уголков вертикальными полками вверх. Сменные опоры иногда заменяют, поскольку при кислородной резке они разрезаются. Грат (остаток расплавленного его оксидов и металла) и обрезки падают на дно контейнера, и по мере необходимости их высыпают мостовым краном в сборники Для предстоящей погрузки в ЖД вагоны.
Кислородная резка имеет последовательность преимуществ если сравнивать с механической. Универсальность кислородной резки позволяет обрабатывать листовой, сортовой и фасонный прокат фактически любой конфигурации и толщины. Кислородная резка снабжает обработку подробностей как по прямым, так и по кривым линиям.
Оборудование для кислородной резки возможно использовано как для обработки кромок (образование разделок под сварку, срезка обушков уголков), так и для правки конструкций нагревом. Возможность в один момент создавать подготовку кромок и кислородную резку под сварку существенно повышает производительность труда если сравнивать с механической резкой.
Оборудование для кислородной резки комфортно в эксплуатации, имеет маленькую массу, что разрешает подносить его к обрабатываемым громоздким конструкциям, а не затрачивать время на перемещение конструкций. Затраты на приобретение, монтаж и эксплуатацию оборудования для кислородной резки намного меньше, чем на оборудование для механической резки.
Рис. 1. Схема кислородной резки: 1,2 — каналы наружного и внутреннего мунд штуков, 3 — подогреваю щее пламя, 4 — разре заемый металл, 5 — про резь, в — продукты го рения, 7 — режуща» струя кислорода
Для кислородной резки применяют газообразный либо жидкий кислород. Преимущества жидкого кислорода если сравнивать с газообразным: меньшая масса тары, в которой его транспортируют, громадная безопасность, отсутствие жидкости, снабжающее лучшее уровень качества резки и исключающее замерзание дросселей и редукторов. Недочёты жидкого кислорода — низкая большие потери и чистота резки при газификации, транспортировании и хранении, достигающие до 0,4 … 0,7% в час.
Горючие материалы для кислородной резки имеют температуру пламени сгорания в кислороде, °С: ацетилен — 2900, пропан-бутан— 1800, газ — 2050, бензин — 2150 и керосин — 2300.
На фабриках металлоконструкций используют три вида кислородной резки: ручным резаком (ручная резка), переносными и стационарными автомобилями.
Ручные резаки. Ручными резаками разрезают профильный прокат, единичные и малоответственные подробности с криволинейными кромками, для которых неэкономично изготовлять копиры, отходы, обрезают перемычки в листовой стали, покинутые для уменьшений деформаций при пробивке отверстий и машинной резке.
Рис. 2. Ручной резак «Маяк-6: 1, 4, 7, 13 — трубки, 2, 3, 10 — вентили, 5, 6— ниппели, 8— рукоят ка. 9 — корпус, 11 — инжектор, 12 — смесительная камера, 13 —наконечник резака, 15, 16 — наружный и внутренний мундштуки
Ручной резак «Маяк-1» для кислородной резки с применением в качестве горючего газа ацетилена складывается из двух наконечника и — основных частей ствола. Ствол включает рукоятку, ниппели, трубки для кислорода и ацетилена и корпус с регулировочными вентилями — ацетиленовым и кислородным. Наконечник имеет инжектор, смесительную камеру, трубку горючей смеси, трубку режущего кислорода с вентилем, наконечник резака с мундштуками— внутренним и наружным.
Для резки сталей разной толщины к месту резки подводят разное количество кислорода и горючих смесей, для чего резаки снабжают сменными мундштуками с разной площадью отверстий.
Резаки для кислородной резки с применением керосина либо бензина в качестве горючего имеют дополнительно испаритель, где жидкое горючее нагревается пламенем подогревателя и преобразовывается в газ.
Ручной кислородной резкой тяжело добиться хорошего качества реза, поскольку вручную нереально обеспечить равномерное передвижение резака на протяжении линии реза и выдерживать постоянное расстояние между поверхностью металла и соплом. В следствии этого в местах замедленного перемещения резака либо при мгновенных остановках рез не редкость шире, чем при более стремительном перемещении резака.
Дабы обеспечить нужное направление сопла резака на протяжении прямых линий реза, в качестве направляющих применяют уголки либо швеллеры маленьких размеров. Для увеличения производительности ручной резки на стеллажах раскладывают в один момент не меньше 20… 30 швеллеров, двутавровых уголков и балок.
Дабы эргономичнее было перемещать резак и поддерживать постоянное расстояние от среза мундштука до поверхности разрезаемого металла, резаки снабжают приспособлением с двумя роликами.
Стационарные и переносные газорезательные автомобили. Для стационарных и переносных автомобилей используют машинные резаки, устройство которых такое же, как и у ручных, но конструктивное оформление пара второе, потому, что резак крепится к машине.
Переносная газорезательная машина «Микрон-2» предназначена для резки стали толщиной до 300 мм толщиной и одним резаком 5…100 мм двумя резаками. Посредством автомобили раскраивают листовую сталь на полосы шириной 100…330 мм; вырезают фланцы с минимальным диаметром 300 мм и большим 3000 м; делают криволинейную вертикальную резку по разметке с направлением автомобили вручную либо по направляющему рельсу с радиусом кривизны не меньше 500 мм. Машину «Микрон-2» именуют кроме этого полуавтоматом (секатором).
Машина имеет корпус, в котором размещены электродвигатель мощностью 22 Вт и редуктор. На крышке корпуса смонтированы тумблер, потенциометр, газовый коллектор, суппорт, в котором перемещается штанга. На штанге закреплены державки с резаками.
Для вырезки кругов и фланцев машина комплектуется циркульным устройством. Рукоятка предназначена для направления и переноски машины вручную резки. Машина при перемещении опирается на страницу либо рельс тремя колесами, одно из которых укреплено на передней качающейся оси, что при резке искривленных страниц снабжает постоянство опоры на все колеса.
При резке прямых линий в качестве рельсов используют направляющие линейки либо эластичные шаблоны, по которым полуавтомат перемещается, снабжая постоянное расстояние от сопла резака до поверхности разрезаемого металла.
Стационарные газорезательные автомобили в зависимости от конструктивной схемы дробят на портальные, портально-консольные и шарнирные. Стационарные газорезательные автомобили обеспечены устройствами для автоматического либо ручного дистанционного поддержания заданного расстояния от зажигания пламени и поверхности листа резака. Резка осуществляется без предварительной наметки листовой стали методом копирования либо программного управления.
Копирование используется механическое, электромагнитное и фотоэлектронное; программное управление — магнитное либо от перфоленты.
Механическое копирование осуществляется указательным стержнем копировальной головки, что, двигаясь по контуру подробности, изображенной на чертеже, заставляет резак, который связан с копировальной головкой, создавать вырезку подробностей по чертежу.
Рис. 3. Переносная газорезательная машина «Микрон-2»: 1 — газовый коллектор. 2— штанга. 3 — циркульное устройство, 4 — корпус. 5 — крышка, 6 — суплорт. 7 — рукоятка.
8 — переключа тель, 9 — потенциометр. 10, 11 – резаки
Рис. 4. Стационарные автомобили для кислородной резки листовой стали: а — портальная, б — портально-консольная, в — шарнирная; 1 — каретка поперечного хода, 2 — ходовой винт, 3— ведущий ролик, 4— направляющие рельсы, 5 — опора, 6 — раскройный стол, 7 — балка, S — ведущий механизм, 9, 14 — копиры. 10 — суппорт с резаком, разрезаемый лист, 12 —- колонна, 13— шарнирная рама, 15 — магнитная копировальная головка
Электромагнитное копирование осуществляется магнитным пальцем (стержнем), что, вращаясь от электродвигателя, притягивается к кромке металлического копира, закрепленного на копировальном столе автомобили, обкатывает его контур, и резак, жестко связанный с магнитным пальцем, вырезает подробности, подобные копиру.
Фотоэлектронное копирование осуществляется фотоэлектронной головкой газорезательной автомобили, которая снабжает автоматическую вырезку подробностей по чертежу-копиру.
В автомобилях с программным управлением информация о контурах резки подробности поступает от перфоленты либо магнитной ленты. В этом случае работой газорезательной автомобили руководит командоаппарат (пульт) по программе, записанной на ленту. На ленте запрограммированы контур резки подробности, установка резака в исходное положение, пуск газов, зажигание пламени, выход на линию резки, оставление перемычек в заданных местах.
Газорежущая машина РК-2,5 является порталом , перемещающийся по рельсовому пути. На портале установлены два суппорта, каковые оснащены трехрезаковыми блоками. Суппорты имеют плавающие устройства, снабжающие заданное расстояние между металлом и резаком, и дистанционное зажигание резаков.
Машина предназначена для раскроя страниц, резки листовой стали на полосы, обработки под сварку двух продольных кромок с односторонними и двусторонними скосами. Совокупность копирования механическая, скорость резки 18…2250 мм/мин, громаднейшие размеры обрабатываемых страниц 2500X8000 мм толщиной 5… 100 мм.
Шестирезаковая машина Юг-2,5-К1,6 портального типа с фотоэлектронным копировальным устройством. Для продольного перемещения портала автомобили помогает рельсовый путь, расположенный на опорах, по которым двигаются ведущие ролики. Поперечное перемещение резака осуществляется кареткой поперечного хода вращением ходового винта. Страницы для резки укладываются на стол.
Копировальное устройство находится на неспециализированной станине, и для защиты от пыли закрыто предохранительным колпаком. На машине возможно в один момент вырезать по металлическому копиру либо чертежу до шести фигурных подробностей, полооы, отрезать прямолинейные кромки, готовить под сварку прямолинейные кромки подробностей с односторонними и двусторонними скосами.
Машина СГУ-61 — консольная, в продольном направлении двигается по направляющим рельсам, поперек которых установлена балка. На ней расположен ведущий механизм. Ведущий механизм в нижней части имеет магнитный палец, что обкатывает по контуру копир, расположенный на столе между направляющими рельсами.
Суппорт с резаком, расположенные на финише балки, снабжают резку страницы.
Машина АСШ-70 — шарнирная. Она предназначена для вырезки подробностей по копиру любой формы размером 750X1500 либо 1000X100 мм. Главными частями автомобили есть колонна, на верху которой укреплена консоль со металлическим копиром.
Шарнирная рама, закрепленная на колонне, в верхней части имеет магнитную копировальную головку, а в нижней части — резак. Резка страницы на заготовки производится по металлическому копиру, по контуру которого обкатывается магнитный палец копировальной головки, заставляя резак двигаться по подобной линии. Машина делает прямолинейную резку страниц с односторонним скосом кромок, прямолинейный раскрой страниц одним и двумя резаками, фигурную вырезку подробностей по металлическим копирам, вырезку окружностей диаметром 240.. .2000 мм.
Режим резки. Главные параметры режима кислородной резки: давление кислорода, расход режущего кислорода, мощность подогревающего пламени и скорость резки. При повышении давления кислорода возрастает и скорость резки при сохранении качества поверхности реза.
Но для толщины стали и каждого сопла существует оптимальная величина давления, при увеличении которой допустимая скорость резки значительно уменьшается, удельный расход кислорода на единицу длины резки возрастает, а уровень качества резки ухудшается.
Расход режущего кислорода складывается из расхода на оксидирование разрезаемой стали и на выдувание оксидов.
Чем выше требование к качеству поверхности реза, тем громадным должны быть расход кислорода.
Мощность подогревающего пламени обязана обеспечить стремительный прогрев стали в начале резки и нужный подогрев до температуры воспламенения стали в ходе резки. До начала резки сталь должна быть нагрета до температуры воспламенения в кислороде, которая для низкоуглеродистой стали образовывает 1350… 1360 °С. Требуемая мощность подогревающего пламени зависит от толщины горючего стали и рода пламени и в меньшей степени от состава стали.
Так, к примеру, для ацетилено-кислородного пламени длительность начального подогрева низкоуглеродистой стали толщиной 10… … 20 мм образовывает 5 … 10 мин, а для других горючих газов, менее калорийных и владеющих меньшей температурой пламени сгорания в кислороде, время начального подогрева намного больше. Чем меньше толщина стали, тем громадную роль играется подогревающее пламя, информирующее при толщине стали 5 мм до 80% общего числа теплоты, выделяемой в ходе резки. Для малых толщин стали (до 12… 15 мм) нужно использовать повышенную мощность пламени за счет увеличенного содержания в горючей смеси кислорода.
Скорость резания зависит от толщины стали, способа резания (машинный либо ручной), формы линии реза (прямолинейной либо фасонной), требования и вида резки к качеству резки.
При малой скорости резания происходит оплавление кромок реза, при через чур большой — существенно отстает кислородная струя, в следствии образуются непрорезанные до конца участки и нарушается непрерывность резки.
Ширина реза зависит от толщины стали и образовывает ориентировочно 2… 3,5 мм при толщине 5 … 60 мм. Главными показателями, определяющими уровень качества поверхности реза, являются чистота и профиль кромки реза. Профиль реза определяется по степени его перпендикулярности поверхности страницы, чистота поверхности— по глубине бороздок (шероховатости).
Бороздки являются концентраторами напряжений и снижают прочность металла.
Для важных конструкций, подверженных динамическим нагрузкам, используют способы отличной кислородной резки, к примеру смыв-процесс. Для этого метода используют трехструйный резак, в котором внутренний канал помогает для плачущей струи кислорода, а наружные каналы — для зачищающих стРуй кислорода. Скорость резания при смыв-процессе в 1,5…2,8 раза выше, а расход кислорода в 1,8… 2,9 раза выше, чем при простой резке.
Удаление грата (шлака), приваривающегося к нижней кромке стали, занимает от 20 до 70% времени резки. Для безгратовой резки используют кислород высокой чистоты (99,5%) с минималь ной для данной толщины минимальной мощностью и скоростью подогревающего пламени. Рекомендуется повышать давление режущего кислорода, что усиливает выдувание шлака из мест разреза.
Смазывание нижней поверхности разрезаемого страницы обмазкой из жидкого стекла слоем 1 … 1,7 мм кроме этого мешает привариванию грата.
Безгратовую резку (резку с кислородной завесой) делают резаками с мундштуками, у которых между каналом для выхода режущей струи кислорода и каналом для выхода подогревающей смеси расположен дополнительный канал, из которого с маленькой скоростью вытекает кислород. Данный дополнительный кислород образует завесу, защищающую режущий кислород от загрязнения продуктами азота и горения воздуха. В следствии этого высокая чистота режущего кислорода сохраняется на всей протяженности, что повышает интенсивность сгорания стали и увеличивает скорость резания.
Дабы предотвратить деформации, появляющиеся от местного нагрева стали, полосы режут в один момент двумя резаками, расставленными не нужную ширину полосы. Отверстия в подробностях вырезают до вырезки наружного контура. Подробности сложной формы, и узкие и долгие полосы вырезают, оставляя неразрезанные участки длиной 6… 10 мм через каждые 600… …800 мм, каковые прорезают по окончании вырезки всех подробностей из страницы.
В некоторых случаях для уменьшения деформаций используют предельно допустимое увеличение скорости резания либо неестественное охлаждение разрезаемого страницы водой в близи от резака.
Техника безопасности. При кислородной резке нужно выполнять следующие правила техники безопасности.
Баллоны для газов хранят в вертикальном положении в особых гнездах либо клетках с барьерами. Запрещено допускать, дабы баллоны падали либо ударялись. По территории предприятия баллоны транспортируют лишь на ручных тележках либо носилках. Расстояние от баллонов до очагов огня должно быть не менее пяти метров.
Газ отбирают из баллонов лишь через редуктор для данного газа, окрашенный в соответствующий для этого газа цвет. Лица, трудящиеся с кислородными баллонами, должны следить, дабы на инструменте и руках не было следов масел и жиров. Запрещено доходить с горящим резаком к баллону, курить вблизи баллона, перемешаться с горящим резаком за пределами рабочего места.
Запрещается перегибать, перекручивать шланг и прикасаться м к токоведущим проводам.
Запрещено создавать газопламенную обработку предметов, подушенных на крюке крана, и емкостей, находящихся под давлением.
Для защиты глаз от газового пламени газорезчик обязан трудиться в очках со светофильтрами.
