Сущность и основные условия резки

Кислородная резка стали основана на свойстве железа гореть в струе чистого кислорода, будучи нагретым до температуры, близкой к температуре плавления. Температура загорания железа в кислороде зависит от состояния, в котором оно находится. Например, железный порошок загорается при 315 °С, тонкое полосовое и листовое железо – при 930 °С, а поверхность крупного куска стали – при 1200— 1300 °С. Горение железа происходит с выделением тепла и резка может поддерживаться за счет теплоты сгорания железа. При резке нагревание производят газокислородным пламенем. В качестве горючих газов при резке используют ацетилен, пропан-бутан, пиролизный, природный, коксовый, городской газ, а также керосин. Кроме подогрева металла до температуры горения в кислороде, подогревающее пламя выполняет и некоторые дополнительные функции: подогревает переднюю кромку реза впереди струи режущего кислорода до температуры воспламенения, что обеспечивает непрерывность резки; вводит в зону реакции окисления дополнительное тепло; создает защитную оболочку вокруг режущей струи кислорода. Мощность пламени зависит от толщины и состава разрезаемой стали и температуры металла перед резкой. Металл нагревают на узком участке в начале реза, а затем на нагретое место направляют струю режущего кислорода, одновременно передвигая резак по размеченной линии реза. Металл сгорает по всей толщине листа, в котором образуется узкая щель. Интенсивное горение железа в кислороде происходит только в слоях, приграничных с поверхностью режущей струи кислорода, который проникает в металл на очень малую глубину. Чтобы ускорить процесс резки, желательно применить подогрев. Для заготовительной резки стали применяют чистый кислород (98,5—99,5 %). Скорость резки, толщина металла, расход ацетилена в подогревающем пламени и эффективная мощность пламени связаны между собой определенной зависимостью. Для процесса резки металла кислородом необходимы следующие условия: температура горения

металла в кислороде должна быть ниже температуры плавления, иначе металл будет плавиться и переходить в жидкое состояние до того, как начнется его горение в кислороде; образующиеся окислы металла должны плавиться при температуре более низкой, чем температура горения металла, и не быть слишком вязкими (в противном случае необходимо применять флюсы); количество тепла, выделяющееся при сгорании металла в кислороде, должно быть достаточным, чтобы обеспечить поддержание процесса резки; теплопроводность металла не должна быть высокой, иначе процесс резки может прерваться из-за интенсивного теплоотвода. Разрезаемость сталей при их резке ацетилено-кислородным пламенем условно подразделяется на 4 группы (табл. 84).

Таблица 84

Классификация сталей по разрезаемости их ацетилено- кислородным пламенем

Контрольные вопросы:

1. В чем сущность и условия резки металла?

2. Какие функции выполняет подогревающее пламя?

3. Какие условия необходимы для процесса резки металла газокислородным пламенем?

4. Расскажите о разрезаемости сталей кислородом.

2. Резаки для ручной резки

Резаки можно классифицировать по следующим признакам: по виду резки – для разделительной, поверхностной, кислородно- флюсовой; по назначению – для ручной резки, механизированной резки, специальные; по роду горючего – для ацетилена, газов-заменителей, жидких горючих; по принципу действия – инжекторные, безынжекторные; по давлению кислорода – высокого, низкого; по конструкции мундштуков – щелевые, многосопловые. Наибольшее применение имеют универсальные инжекторные ручные резаки для разделительной резки со щелевыми мундштуками. Конструкция резака состоит из рукоятки, газоподводящих трубок, корпуса с вентилями и головкой, в которую ввертываются мундштуки. Применяются два основных типа мундштуков: с кольцевым подогревательным пламенем или щелевые и многосопловые. Щелевые мундштуки состоят из внутреннего и наружного мундштуков, которые ввертывают на резьбе в головку резака или присоединяют к ней накидной гайкой. По кольцевому зазору между наружным и внутренним мундштуками поступает горючая смесь подогревательного пламени. По центральному каналу внутреннего мундштука подается струя кислорода, в которой сгорает разрезаемый металл. Многосопловые мундштуки изготавливают цельными из одного куска металла или составными. Они имеют ряд каналов (сопел) диаметром 0,7—1,0 мм, расположены вокруг центрального канала для подачи режущей струи кислорода и крепятся к головке резака накидной гайкой. Многосопловые мундштуки применяют при работе на газах-заменителях: природном, нефтяном, коксовом и других газах, обладающих низкими скоростями горения. Эти мундштуки более трудоемки в изготовлении, чем щелевые, поэтому щелевые мундштуки нашли более широкое применение. В современных конструкциях резаков применяют самоцентрирующиеся щелевые мундштуки. Резаки, как правило, при резке устанавливают на опорную каретку с двумя роликами. Благодаря этому выдерживается постоянным расстояние от конца мундштука до поверхности металла и отпадает необходимость держать резак на весу во время работы. Давление

кислорода устанавливается в пределах 0,3—1,4 МПа (3—14 кгс/см2), давление ацетилена – в пределах 0,2—1 МПа (2—10 кгс/см2). Безынжекторные резаки объективно лучше по своим технологическим качествам, так как сопла их мундштуков не забиваются каплями расплавленного металла и шлака при резке. Перед началом работы следует проверить, плотны ли все соединения резака и есть ли разрежение в ацетиленовом канале инжекторного резака. При зажигании подогревающего пламени слегка открывают вентиль подогревающего кислорода, затем открывают вентиль ацетилена. Когда в ацетиленовом канале создается разрежение, зажигают горючую смесь у выходного отверстия мундштука и регулируют пламя кислородным и ацетиленовым вентилями. Ядро должно иметь правильную, очерченную форму. Если при зажигании смеси и пуске режущей струи кислорода последняя находится не в центре, то это указывает на неправильную посадку внутреннего мундштука в головке; в этом случае необходимо выправить мундштук. Причиной неправильной формы подогревающего пламени являются также заусенцы, царапины, забоины на кромках мундштуков. Эти дефекты следует исправлять перешлифовкой кромок мундштуков и калибровкой каналов. Если резак при зажигании смеси начинает давать хлопки, значит, имеется пропуск режущего кислорода в месте посадки внутреннего мундштука в головку. В этом случае необходимо притереть место посадки. Для определения плотности соединений в головку ввертывают мундштук с заглушенным выходным отверстием для кислорода, резак погружают в воду и в каналы подают кислород или воздух под давлением 1 МПа (10 кгс/см2) через шланг, надетый на кислородный ниппель. Наличие пропусков проявится при выделении пузырьков. Для раскроя металла и правки конструкций в условиях монтажа применяются керосинорезы, так как они менее взрывоопасны.

Керосин подается в резак под давлением 0,05—0,2 МПа (0,5—2 кгс/см2) из бачка емкостью 5 дм3, снабженного ручным воздушным насосом, манометром и запорным вентилем.

Контрольные вопросы:

1. Какие резаки применяются для ручной резки металла?

2. В чем различие щелевых мундштуков и многосопловых?

3. Каков порядок обращения с резаками при подготовке их к работе?

4. Расскажите основные правила обращения с керосинорезом.

5. Какие неисправности встречаются чаще всего в резаках керосинорезов?

Глава 7