Assma.ru

Ремонт и стройка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кислородно копьевая резка

Область применения и методы газовой резки по бетону

Рисунок 1 — Газовая резка

Конструкции и изделия из бетона/железобетона, так же, как и металлические аналоги, подвергаются дополнительной обработке: выполняется подгонка под определенные размеры, делаются проемы под окна и двери, отверстия в стенах под трубы и коммуникации. Для этих целей применяется кислородно-флюсовая газовая резка.

Хорошие показатели при выполнении такой работы дает флюс с высокой тепловой эффективностью, в состав которого входят железный и алюминиевый порошки в сочетании 75-85% и 15-25% соответственно.

Использование технологии газокислородной резки предъявляет требования к материалам, соблюдение которых обеспечивает качество:

  • Плавление металла должно происходить при температуре выше его горения.
  • Температура плавления оксидов — ниже температуры плавления основы.
  • Не превышающая определенных значений теплопроводность материала.
  • Достаточная текучесть окислов, допускающая их удаление с реза струей кислорода под давлением.

Под эти требования подходят большинство видов стали (за исключением нержавеющих, высоколегированных и с содержанием углерода более 0.7%), что определяет основную область применения для этого типа резки.

Работа со сталью занимает существенную нишу в области металлообработки, что делает этот вид резки металла популярным для многих направлением, особенно для:

  • раскройки материала на заготовки;
  • нарезки деталей конструкций, в том числе большой толщины;
  • работы с рельефом поверхности.

Помимо этого, газокислородная резка дает возможность быстро получить результат, и предполагают универсальность, подходящую для решения нескольких задач сразу.

Оборудование для кислородно-флюсовой резки

Аппараты состоят из нескольких основных узлов:

  • резак;
  • кислородное копье;
  • флюсопитатель;
  • приспособление для подвода флюса.

Флюс может подаваться в резак по следующим схемам:

  1. Механическая – подача осуществляется при помощи шнека с электромеханическим приводом, установленного внизу емкости. Флюс захватывается ним и по шлангу проходит к резаку, где подхватывается струей режущего кислорода и доставляется на место резки. Как правило, применяется при использовании легковоспламеняемой смеси на основе алюминиево-магниевого порошка, подача которой непосредственно кислородом недопустима.
  2. Однопроводная – флюс подается из бачка под воздействием давления кислорода, что исключает необходимость наличия дополнительного инжектора в головке резака.
  3. Внешняя – кислород подводится к нижней и верхней части емкости с флюсом. Вверху емкости создается давление, внизу – кислород подается в шланг.

Резка высоколегированных марок сталей

Стали с большим содержанием хрома (от 5 % и более) перед резкой рекомендуется предварительно подвергать отпуску при температуре 300 °C, особенно при необходимости получения деталей сложной конфигурации. Это позволит предотвратить трещинообразование. А хромоникелевые стали, полученные методом холодной прокатки – смягчающей термообработке.

Для резки кислородно-флюсовым копьем запрещено применять флюсы повышенной влажности и те, которые на протяжении длительного периода времени находились во флюсопитателе.

Качественная поверхность реза получается, когда кислородное копье при разделительной резке удерживается перпендикулярно разрезаемому материалу либо углом вперед. Но данный метод возможен только при условии прямолинейного раскроя.

  • смесь двууглеродистого натрия (98-99 %) с фосфористым кальцием (1-2 %);
  • железный порошок;
  • доломитизированный известняк;
  • кварцевый песок.

Для кислородно-флюсовой резки чугуна используются все вышеперечисленные порошки кроме состава на основе двууглеродистого натрия и фосфористого кальция.

Раскрой цветных металлов

Благодаря сжиганию флюса при резке кислородно-флюсовым копьем вводится огромное количество дополнительного тепла, чем возмещается низкий тепловой эффект горения меди и ее сплавов и повышенный отвод тепла в обрабатываемый материал, что обусловлено высокой теплопроводностью. Но и эти металлы требуют предварительного подогрева места реза до температуры от 200 до 400 °C.

Расположение мундштука по отношению к поверхности разрезаемого материала выбирается в зависимости от его толщины и составляет 30-50 мм, что больше даже сравнительно с резкой высоколегированных сталей.

Также по сравнению с раскроем сталей с высоким содержанием хрома и других легирующих элементов процесс протекает в 2-4 раза медленнее и сопровождается повышенным расходом флюса:

  • при резке меди – в 8-12 раз;
  • при резке латуни – в 4-8 раз.

Поверхность реза не отличается высоким качеством, поэтому изделия впоследствии подвергаются механической обработке.

Алюминий режется этим способом довольно грубо.

  • смесь железного (35-90 %) порошка с алюминиевым (10-65 %);
  • состав на основе железного (50-55 %), алюминиевого (20-40 %) порошка и азотнокислого натрия (5-30 %).

Порезка бетона и железобетона

Помимо различных металлов резка кислородно-флюсовым копьем может применяться для бетона и различных ЖБИ толщиной до 1500 мм. От раскроя сталей процесс отличается тем, что необходимо использовать флюсы со значительно большей теплоэффективностью, поскольку бетон в кислороде не горит. Отлично подходит для этих целей смесь на основе 75-90 % железного и 10-25 % алюминиевого порошка. Для подачи флюса применяется внешняя схема.

В начале резки копье прижимается к поверхности материала, а в процессе работы его следует периодически вращать и перемещать возвратно-поступательными движениями. Также его допускается установить на специальной стойке, чтобы облегчить нагрузку, или держать в руках, если объем работы небольшой.

Читать еще:  Как сделать резак для пенопласта своими руками – устройство инструмента, чем приспособление лучше ножа

Области применения кислородно-флюсовой резки

Кислородно-флюсовая резка нашла широкое применение на металлургических предприятиях, заводах тяжелого машиностроения. Ее использование экономически оправдано при выполнении следующих работ:

  • обрезка прибылей на стальных отливках;
  • вырезания отверстий (леток) в сталеплавильных печах металлургического производства, которые служат для выпуска шлака, штейна или расплавленного металла;
  • резка металлолома, неликвидов на копровых участках различных предприятий;
  • поверхностная резка и разделка различных дефектов (шлаковые и песчаные включения, наплывы и т.п.) на поверхности отливок из высоколегированных сталей;
  • ликвидация остатков шлака и стали (так называемых «козлов») в шлаковых камерах доменных, электрических и мартеновских печей;
  • резка блюмов в холодном состоянии;
  • прожигание отверстий в бетоне и железобетоне и их разделение.

Поскольку качество реза при кислородно-флюсовой резке относительно невысокое, данный метод применяется в основном в случаях, когда использование других способов раскроя экономически нецелесообразно либо просто невозможно.

Прожигание бетонных конструкций

Как известно, бетон представляет собой смесь компонентов, каждый из которых имеет собственную температуру плавления. Так, керамзит оплавляется при 1100 °С, полевые шпаты – при 1400 °С, кремнезем – при 1700 °С, глинозем – при 2000 °С. При этом важно учитывать, что указанные материалы не окисляются под воздействием кислородной струи, то есть не поддерживают горение и не выделяют сами по себе тепло. Поэтому во время резки бетонного или ж/б изделия возникает необходимость в постоянном прижимании трубы с приблизительным усилием 30-50 кг. Поскольку при удалении расплавленной трубки поверхность очень быстро остывает, прожигать подобные неметаллические конструкции нужно без обратно-поступательных манипуляций, совершая лишь вращение в одну и другую сторону.

Прожигание (сверление) бетона кислородным копьем

Выполнять обработку бетона можно в любом положении, однако наиболее эффективным считается воздействие на поверхность снизу вверх. В этом случае шлак стекает между трубкой и стенкой отверстия под действием гравитационной силы, поэтому вероятность зашлаковывания невелика.

Увеличение мощности реза

Для повышения тепловой мощности внутрь трубки помещают пруток из низкоуглеродистой стали. Иногда его прихватывают сваркой с наружной стороны. Помимо улучшения процесса резки, такой подход позволяет сократить расход материала. Так же необходимо обратить внимание на качество используемого технического кислорода, которое имеет важное значение для эффективности процесса. Здесь Вы можете ознакомиться с типовыми объемами баллонов и формами поставки данного газа, соответствующего ГОСТ 5583 – 78 (чистота не менее 99,7%, 1ый сорт).

Еще более эффективным методом для увеличения мощности реза является применение мелкодисперсной железоалюминиевой смеси. При воспламенении такой порошок образует мощный факел длиной 5 см и температурой 4000 °С. В этом случае торец не прижимают к заготовке, а размещают на расстоянии 3-4 см с целью избегания закупорки отверстия шлаком.
Подводя итог, нужно отметить достаточную широту сферы применения кислородно-копьевой резки и сверления, особенно учитывая методику увеличения мощности с помощью вышеописанного метода, ввиду отличной производительности и минимальных требований к оборудованию. Данная технология может быть реализована практически в любых условиях, поскольку для этого необходимо иметь лишь стальную трубу и баллон, заправленный качественным O2 высокой чистоты.

Не менее востребованные способы резки алюминия плазмой и лазером

  • Лазерная резка.

Для этого типа резки необходим лазерный резонатор, возбуждающий узконаправленный луч с волной необходимой длины. Луч направляется на обозначенную линию реза и расплавляет металл заготовки за счет сконцентрированной в нем энергии.

Достоинства резки алюминия лазером заключаются в:

  • высокой производительности;
  • возможности получать детали необходимого размера и конфигурации без дальнейшей доработки;
  • отсутствии деформаций кромок среза;
  • возможности создавать изделия различной, в том числе сложной, конфигурации.

К такому способу прибегают при необходимости выполнения в заготовках отверстий сложной формы, соблюдения точных размеров допуска и посадки. Благодаря отсутствию контакта с обрабатываемым металлом не происходит его деформация в процессе резки. Суть обработки состоит в передаче импульсного лазерного излучения, возбуждаемого при помощи волоконной, газовой или углекислотной лазерной установки.

  • Плазменная резка.

Для создания плазменного потока используется ионизация электрической дугой поступающего под давлением газа. Ионизированный газ (водород, азот, аргон) нагревается до нескольких тысяч градусов по Цельсию. На алюминий и другие металлы оказывается кратковременное высокотемпературное воздействие, расплавленные частицы удаляются из зоны разреза мгновенно.

Достоинства плазменной резки алюминия заключаются в:

  • экономичности;
  • возможности резать металлы толщиной 200 и более миллиметров;
  • высокой производительности;
  • широком спектре подвергаемых обработке металлов и сплавов;
  • отличном качестве изделий;
  • возможности получения изделий сложной конфигурации – как при серийном производстве, так и по индивидуальным чертежам.

При резке газом алюминия и других металлов выбор газа осуществляется исходя из толщины разрезаемой заготовки: менее 20 мм – используется азот, менее 100 мм –смесь азота с водородом, более 100 мм – смесь аргона и водорода.

Разновидности и требования к технологии

Помимо механических способов резки различают два метода газовой обработки чугунных изделий, среди которых:

  • кислородно-копьевая технология;
  • газокислородный способ.
Читать еще:  Резка металла водой: область применения

В качестве инструмента для разделения и обработки чугуна используется газовый резак.

Процесс газовой термической резки чугуна основан на интенсивном термическом воздействии, вследствие которого происходит окисление материала в струе кислородной среды. Для выполнения технологической операции необходимо соблюдать рад основополагающих требований, среди которых:

  • температура нагрева рабочего участка должна быть меньше порога плавления разрезаемого материала;
  • окислы, образующиеся в ходе экзотермической реакции должны иметь более низкую температуру плавления, чем порог воспламенения металла.

В том случае, когда не выполняется первое из указанных требований, материал станет плавиться раньше, чем можно будет начать процесс резки. При несоответствии второго пункта процесс резки не сможет достичь цели, из-за затруднений, связанных с удалением образовавшихся окислов, не перешедших в жидкое состояние. Характеристики чугуна определяются его химическим составом и маркой сплава.

При использовании технологической операции копьевой резки используется специальное оборудование, в котором стальная трубка выполняет функции кислородного копья. Через наконечник пропускается расходный материал в виде кислорода, нагревая край до значения температуры1350 Сº. После поджига и воспламенения температура возрастает до 2000 Сº. Как следствие, благодаря термическому воздействию, горящая смесь довольно легко справляется с задачей резки чугунного сплава. Чтобы термическое воздействие не вызвало деформацию копья, трубка усиливается с помощью стального прута.

Обе технологии термической работы по разделению чугуна являются актуальными и востребованными. При этом методики требуют высокой квалификации от исполнителя, который должен иметь опыт работы не только с газовым оборудованием, но и практику работы по резке чугунных изделий. Помимо этого процесс сопровождается вредными факторами. В ходе выполнения операции выделяется вредный для здоровья человека газ. В связи с эти выполнение работ производится на открытом воздухе, либо в помещениях с эффективно работающей принудительной вентиляцией.

  • Создание изделий от 1 часа
  • Отсрочка платежа постоянным клиентам
  • Возможна оплата по факту отгрузки
  • Качество продукции соответствует ГОСТам, ТУ и подтверждено сертификатами

Резка кислородным копьем

Сущность процесса резки копьем заключается в прожигании в металле отверстия струей кислорода.
Прожигание осуществляется с помощью специального устройства, называемого копьем. Копье представляет собой изогнутую под углом стальную трубку длиной около 1 м и диаметром 25 мм. На одном конце трубки находится ниппель, к которому присоединяется резиновый шланг, идущий от батареи кислородных баллонов, а на другом конце навернута переходная муфта. К муфте присоединяется толстостенная стальная трубка-копье с внутренним диаметром 5—8 мм в зависимости от толщины прожигаемого металла.

Отличительные особенности процесса

Популярность резки кислородно-флюсовым копьем толстостенных материалов обусловлена присутствием в процессе порошкообразных флюсов. При подаче совместно с кислородом они позволяют переплавить тугоплавкие окислы в жидкотекучие шлаки, которые впоследствии легко удаляются с места реза под воздействием высокого давления кислорода.

Частицы порошка сразу не сгорают, а попадают в глубину реза. Под воздействием ударного трения, которое они создают, с поверхности кромок удаляются тугоплавкие оксиды.

Конец копья перед резкой подвергается предварительному подогреву любым возможным способом (газовым пламенем, газокислородной горелкой) до температуры воспламенения в кислороде, подачу которого включают и регулируют на рукоятке.

От традиционного кислородного способа кислородно-флюсовый отличается следующими параметрами:

  • Увеличенная мощность пламени для подогрева (в пределах 15-20 %) с целью равномерного нагрева частиц флюса до их воспламенения. В противном случае железный порошок будет воспламеняться на большом расстоянии от мундштука и не полностью сгорать, что ведет к неустойчивому процессу резки кислородным копьем.
  • Большее расстояние от торца мундштука к поверхности разрезаемого материала для предупреждения его закупорки – около 15-60 мм в зависимости от толщины материала и используемого оборудования. Это снижает вероятность хлопков, которые являются результатом отскакивания флюса от поверхности металла, а также закупорки выходных отверстий резака.
  • Скорость процесса в обязательном порядке подбирается с учетом расхода флюса.
  • Большее сечение каналов для подачи режущего кислорода.

Кислородно-копьевое сверление бетона

В этом варианте инструменты для резки бетона — это нагретая металлическая труба, через которую прогоняется поток кислорода. С помощью газовой горелки труба прогревается до температуры 1400 градусов, образовавшееся в результате кислородное копье позволяет резать даже самый твердый и прочный материал. Для повышения эффективности в режущий поток добавляется металлический порошок.

В процессе поверхность не окисляется струей кислорода и не выделяет собственное тепло. Как только кислородное копье удаляется, поверхность активно начинает застывать. Плюс этого варианта — экономичность, ведь обработка не требует дорогостоящих веществ и реагентов. Минус — опасность возгорания, так как работать приходится с высокими температурами.

Расход газа при резке металла

Расход газа к объемам резки зависит в первую очередь от выбранного метода проведения операции. Например, воздушно дуговая эффективная резка металла предполагает большее использование газа, нежели кислородно флюсовая металлическая резка. Также расход зависит от таких параметров:

  • опытность сварщика, новичок затратит больший объем на метр, нежели мастер;
  • целостность и технологические параметры используемого оборудования;
  • марка металла, с которым предстоит работа, и его толщина;
  • ширина и глубина выполняемого реза.
Читать еще:  Делаем ретро-игру из 80-х или как готовить макеты для лазерной резки

Ниже представлена таблица, если для резки металла используется пропан:

Основные сведения о технике кислородной резки

При выполнении разделительной кислородной резки необходимо учитывать требования, предъявляемые к точности резки и качеству поверхности реза. Большое влияние на качество реза и производительность резки оказывает подготовка металла под резку. Перед началом резки листы подают на рабочее место и укладывают на подкладки так, чтобы обеспечить беспрепятственное удаление шлаков из зоны реза. Зазор между полом и нижним листом должен быть не менее 100-150 мм. Поверхность металла перед резкой должна быть очищена. На практике окалину, ржавчину, краску и другие загрязнения удаляют с поверхности металла нагревом зоны резки газовым пламенем с последующей зачисткой стальной щеткой. Вырезаемые детали размечают металлической линейкой, чертилкой и мелом. Часто разрезаемый лист подают к рабочему месту резчика уже размеченным.

Перед началом кислородной резки газорезчик должен установить необходимое давление газов на ацетиленовом и кислородном редукторах, подобрать нужные номера наружного и внутреннего мундштуков в зависимости от вида и толщины разрезаемого металла.

Процесс кислородной резки начинают с нагрева металла в начале реза до температуры воспламенения металла в кислороде. Затем пускают режущий кислород (происходит непрерывное окисление металла по всей толщине) и перемещают резак по линии реза.

Основными параметрами режима кислородной резки являются: мощность подогревающего пламени, давление режущего кислорода и скорость резки.

Мощность подогревающего пламени характеризуется расходом горючего газа в единицу времени и зависит от толщины разрезаемого металла. Она должна обеспечивать быстрый подогрев металла в начале резки до температуры воспламенения и необходимый нагрев его в процессе резки. Для резки металла толщиной до 300 мм применяют нормальное пламя. При резке металла больших толщин лучшие результаты получают при использовании пламени с избытком горючего (науглероживающее пламя). При этом длина видимого факела пламени (пои закрытом вентиле кислорода) должна быть больше толщины разрезаемого металла.

Выбор давления режущего кислорода зависит от толщины разрезаемого металла, размера режущего сопла и. чистоты кислорода. При увеличении давлении кислорода увеличивается его расход.

Чем чище кислород, тем меньше его расход на 1 пог. м реза. Абсолютная величина давления кислорода зависит от конструкции резака и мундштуков, величин сопротивлений в кислородоподводящей арматуре и коммуникациях.

Скорость перемещения резака должна соответствовать скорости горения металла. От скорости резки зависят устойчивость процесса и качество вырезаемых деталей. Малая скорость приводит к оплавлению разрезаемых кромок, а большая — к появлению непрорезанных до конца участков реза. Скорость резки зависит от толщины и свойств участков реза. Скорость резки зависит от толщины и свойств разрезаемого металла. При резке сталей малых толщин (до 20 мм) скорость резки зависит от мощности подогревающего пламени. Например, при резке стали толщиной 5 мм около 35% тепла поступает от подогревающего пламени.

а — скорость резки мала, б — оптимальная скорость, в — скорость велика

Рисунок 1 — Характер выброса шлака

На скорость кислородной резки влияет также метод резки (ручной или машинный), форма линии реза (прямолинейная или фигурная) и вид резки (заготовительная или чистовая). Поэтому допустимые скорости резки определяют опытным путем в зависимости от толщины металла, вида и метода резки. При правильно выбранной скорости резки отставание линии реза не должно превышать 10-15% толщины разрезаемого металла.

На рисунке 1 схематически показан характер выброса шлака из разреза. Если скорость кислородной резки мала, то наблюдается отклонение пучка искр в направлении резки (рис. 1, а). При завышенной скорости резки отклонение пучка искр происходит в сторону, обратную направлению резки (рис. 1, в). Скорость перемещения резака считают нормальной, если пучок искр будет выходить почти параллельно кислородной струе (рис. 1, б).

Ширина и чистота реза зависят от способа резки. Машинная резка дает более чистые кромки и меньшую ширину реза, чем ручная. Чем больше толщина разрезаемого металла, тем больше шероховатость кромок и ширина реза. В зависимости от толщины металла ориентировочная ширина реза составляет:

Толщина металла, мм5-1515-3030-6060-100100-150
Ширина реза, мм2-2,52,5-3,03,0-3,53,5-4,54,5-5,5

В начале кислородной резки мундштук располагают перпендикулярно поверхности металла или с небольшим наклоном (5-10°) в сторону, обратную направлению резки. По мере углубления в массу металла ослабевает действие подогревающего пламени, уменьшается скорость кислородной струи, поэтому при резке происходит отставание режущей струи (рис. 2). Отставание увеличивается с увеличением скорости резки, отставание можно компенсировать наклоном мундштука вперед по направлению движения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector