§ 1

Кислородно-флюсовая резка

При обычной кислородной резке высоколегированных хромистых и хромоникелевых нержавеющих сталей на по­верхности реза образуется пленка тугоплавких окислов хрома, имеющих температуру плавления около 2000°С и препятствующих дальнейшему окислению металлов в месте реза. Поэтому кислородная резка этих сталей требует при­менения особых приемов и способов.

До разработки способа кислородно-флюсовой резки не­ржавеющих сталей пользовались приемами резки, схема­тически изображенными на рис. 126, основанными на со­здании вблизи поверхности реза участков металла с высо­кой температурой нагрева, способствующих расплавлению пленки окислов хрома. Это достигалось введением в разрез дополнительного тепла от сгорания присадки из малоугле­родистой стали. В качестве таковой использовалась сталь­ная полоска, уложенная вдоль линии реза (рис. 126, а), или валик, наплавленный металлическим электродом (рис. 126, б). Выделяющееся при сгорании железа тепло, а также переходящее в шлак железо (полоски или наплав­ки) и его окислы способствуют разжижению и удалению окислов хрома. Этими способами можно было резать нержа­веющую сталь небольшой толщины (10—20 мм), при этом качество реза и производительность низкие, резка протекает неустойчиво и часто прерывается.

Лучшие результаты получают при непрерывном введе­нии в рез прутка из низкоуглеродистой стали диаметром 10—15 мм (рис. 126, в). При соответствующем навыке этим способом можно выполнять отрезку прибылей. отливок

толщиной до 400 мм. Существенным недостатком способа является необходимость выполнения резки двумя рабочи­ми: один должен быстро подавать пруток в зону резки, а ©торой — вести резку. При резке необходима повышенная Мощность подогревающего пламени. Рез получается широ­ким, скорость резки низкая (при толщине 40 мм — 100 мм! мин, при 80 мм — 70 ммімин и при 200 мм — 20 ммімин), а качество поверхности реза — плохое.

Лучшие результаты получают при электрокислородной резке - нержавеющих сталей трубчатым стальным электро­дом, по которому проходит струя режущего кислорода. Этим способом можно резать непрерывно сталь толщиной до 10 мм. При резке стали толщиной 10—120 мм электроду придают зигзагообразное движение. Скорость резки при этом равна: при толщине 10 мм — 400 ммімин, при 60 мм — 40 ммімин, при 120 мм—30 мм/мин. Высокая сто­имость трубчатых электродов и значительное оплавление верхней кромки ограничивают применение этого способа.

Более совершенным способом резки высоколегирован­ных нержавеющих сталей является кислородно-флю­совая резка. В качестве флюса применяют, как пра­вило, железный порошок с зернами 0,1—0,2 мм. Сгорая в струе режущего кислорода, железный порошок выделяет дополнительное тепло, которое повышает температуру и месте реза. Вследствие этого тугоплавкие окислы остаются в жидком состоянии и, будучи разбавлены продуктами сго­рания железа, дают жидкотекучие шлаки. Резка протека­

ет с нормальной скоростью, а поверхность реза получается чистой.

Кислородная резка чугуна без флюса также затрудне­на, так как температура плавления чугуна ниже температу­ры горения железа. Содержащийся в чугуне кремний даег тугоплавкую пленку окиси, которая препятствует нормаль­ному протеканию резки. При сгорании углерода чугуна об­разуется газообразная окись углерода, загрязня­ющая режущий кислород и препятствующая сгора­нию железа.

Разрезать чугун можно без флюса (см. рис. 127), только применяя более мощное ацетилено-кисло­родное пламя с избытком ацетилена. Ядро пламени должно иметь длину, рав­ную толщине разрезаемо­го чугуна. Резка произво­дится с поперечными коле­бательными движениями мундштука, создающими более широкий рез. При этом способе расходуется больше металла, кислорода и ацетилена, чем при резке стали, а раз­рез получается неровный, с оплавленными кромками. По­этому для высококачественной резки чугуна также приме­няют кислородно-флюсовую резку.

Цветные металлы (медь, латунь, бронза) обладают вы­сокой теплопроводностью и при их окислении кислородом выделяется количество тепла, недостаточное для дальней­шего развития процесса горения металла. При кислород­ной резке этих металлов также образуются тугоплавкие окислы, препятствующие резке. Поэтому кислородная рез­ка бронзы и латуни возможна только с применением флюсов.

При резке чугуна в порошок добавляют феррофосфор или алюминиевый порошок и кварцевый песок. Скорость кислородно-флюсовой резки чугуна на 50—55% ниже ско­рости резки нержавеющей стали. При резке меди и бронзы во флюс добавляют феррофосфор, алюминий и кварцевый песок, а резку ведут с подогревом до 200—400°С. Составы флюсов даны в табл. 36.

Схема установки УРХС-4 конструкции ВНИИАвтоген - маша для кислородно-флюсовой резки показана на рис. 128. Установка работает по схеме внешней подачи флюса к резаку.

Ацетилен через водяной затвор 14 и кислород из балло­на 15 через редуктор 16 поступает в резак 1 по шлангам.

Часть кислорода через тройник 11 направляется в редук­тор 12, оттуда через вентиль 13 поступает в корпус флюсо - питателя 10 и штуцер циклонной камеры 6, в которую по каналу 8 поступает порошкообразный флюс из флюсопита - теля 10. Струя кислорода, пройдя канал 7, засасывает флюс и подает его по шлангу 5 в резак, где флюс через вентиль 2 и трубку 4 поступает в сопла 3 головки резака и

затем засасывается в струю режущего кислорода [22]. Режу­щий кислород поступает в резак 1 по шлангу 9. Ниже при­ведена техническая характеристика установки УРХС-4.

Техническая характеристика установки УРХС-4

Скорость резки, мм/мин:

прямолинейной...................................................... 270—760

фигурной........................................................... 170—475

Давление кислорода, кгс/см2................................ 5—10

» ацетилена, мм вод cm................................ Не ниже 300

» флюсоподающего кислорода, кгс/см2 0,35—0,45 Расход:

кислорода, м3/ч .............................................. 8—25

флюса, кг/ч...................................................... 6—9

ацетилена, м3/ч................................................ 0,8—1,1

Емкость флюсопитателя, кг............................................... 20

С 1967 г. вместо установки УРХС-4 промышленностью выпускается установка УРХС-5 конструкции ВНИИАвто - генмаш, той же технической характеристики и принципа работы, но отличающаяся некоторыми конструктивными особенностями флюсопитателя. Установка УРХС-5 комп­лектуется резаком РАФ-1-65 и флюсопитателем ФП-1-65.

Для резки нержавеющих сталей толщиной от 200 до 500 мм применяется установка УРХС-6 конструкции ВНИИАвтогенмаш, комплектуемая резаком РАФ-2-65 и флюсопитателем ФП-2-65. По конструкции основных узлов установка УРХС-6 аналогична установке УРХС-5.

В практике на заводах нашли также применение уста­новки УФР-2 конструкции лаборатории сварки МВТУ им. Баумана, работающие по однопроводной системе пода­чи флюса, с инжекцией его режущим кислородом, а также установки конструкции металлургического завода «Крас­ный Октябрь».

Техника кислородно-флюсовой резки, в основном, та­кая же, как и обычной резки кислородом малоуглероди­стой стали. Резку производят ручными или машинными ре­заками. Применяют как разделительную, так и поверхност­ную кислородно-флюсовую резку. В качестве горючего можно использовать также заменители ацетилена — про­пан-бутан, коксовый и природный газы. Режимы кислород­но-флюсовой резки нержавеющей стали приведены в табл. 37.

При кислородно-флюсовой резке мощность пламени дол­жна быть в два раза больше, а режущее сопло — на один номер больше по сравнению с резкой без флюса. Это обус­ловлено затратой дополнительного тепла на плавление флю­са и добавочной энергии режущей струи на удаление боль­шего количества шлаков из места разреза.

При резке флюсопитатель устанавливают на расстоянии не более 10 м от места резки. Шланги, по которым подается кислородно-флюсовая смесь, укладывают без резких переги­бов во избежание забивания их флюсом. Перед засыпкой флюса в бункер проверяют, есть ли подсос в инжекторе флюсопитателя, а при необходимости — регулируют подсос вентилем инжектора. После засыпки флюса в бункер проду­вают флюсонесущий шланг. Затем проверяют устойчивость пламени резака при пуске режущей струи кислорода и нали­чие нормальной, равномерной подачи флюса в режущую струю.

Предварительно нагревают место начала реза до темпе­ратуры белого каления, затем открывают на пол-оборота вентиль режущего кислорода и одновременно включают по­дачу газофлюсовой смеси.

Расстояние между торцом мундштука и поверхностью разрезаемого металла должно составлять 30—50 мм.

Когда расплавленный шлак дойдет до нижней кромки металла, начинают перемещать резак вдоль линии реза, од - повременно полностью открывая вентиль режущего кисло­рода. Резак перемещают равномерно, без задержки, со ско­ростью, соответствующей толщине разрезаемого металла. При коротких резах резак ведут от себя для лучшего на­блюдения за стеканием шлака. При резке следят за рав­номерным и достаточным поступлением флюса в резак, уве­личивая или уменьшая его количество с помощью соответст­вующего вентиля.

В случае спекания флюса в резаке или шланге быстро перекрывают его подачу, выключают и охлаждают резак, прочищают каналы головки, инжектора и шлангов. При не­обходимости заменяют новыми соответствующую часть ре­зака или шланг.

При прекращении работы сначала выключают подачу флюса, затем закрывают ацетиленовый, потом кислородный и, наконец, вентиль режущего кислорода на резаке.

При резке нержавеющей стали чугуна и цветных метал­лов рабочее место резчика должно иметь хорошую местную вентиляцию (отсосы) для удаления выделяющихся пыли, вредных паров и газов. Резку латуни ведут в респираторе (маске).

Рис. 130. Момент резки шаровой прибыли диа-
метром 1000 мм из стали 20Х13НЛ при помощи
установки ПМР-1000

Для отрезки прибылей отливок из нержавеющей стали толщиной до 1000 мм используют специальную установку ПМР-1000 для механизированной резки (рис. 129). Резак этой установки может устанавливаться как вертикально, так и горизонтально. Установка производит резку слитков и об­резку прибылей с плоскими поверхностями и круглых, в нижнем и горизонтальном положениях. В качестве горючего можно вместо ацетилена применять газы с теплотворной способностью не ниже 6000 ктл1мъ (пропан, природный газ, нефтяной газ и др.). Момент отрезки шаровой прибыли ус­тановкой ПМР-1000 показан на рис. 130. Зависимость рас­хода газов и скорости резки от толщины разрезаемой стали даны на рис. 131, а; на рис. 131, б дана зависимость расхо­да флюса и флюсонесущего газа от толщины разрезаемой стали.

Кислородно-флюсовая резка нашла широкое распростра­нение в нашей промышленности и ее применяют теперь бо­лее 1800 предприятий.

§ 2