§ 55. ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ

И ВОЗДУШНО-ДУГОВАЯ РЕЗКА

МЕТАЛЛОВ

Электродуговая резка металлов основана па выплавлении металла из места реза под действием механи­ческого давления сварочной дуги и собственного веса расплавленного металла. Способом электродуговой резки можно резать большинство сплавов: углеродистые, леги­рованные и высоколегированные стали, чугуны и цветные металлы.

Электродуговая резка металлов может производиться угольными и металлическими толстопокрытыми электро­дами.

Резка угольными электродами производится только постоянным током прямой полярности. Производитель­ность резки угольным электродом низкая, рез полу­чается широким, с неровными кромками. Для получения более узкого реза применяют пластинчатые графитовые электроды.

Электродуговая резка производится металлическими электродами со специальным толстым покрытием, которое, сгорая, выделяет теплоту или кислород, что ускоряет процесс резки.

Покрытия электродов, предназначенных для резки, должны быть более тугоплавкими, чем для сварки; этим достигается образование на конце электрода более длин­ного «чехольчика», что концентрирует нагрев и увели­чивает производительность резки. В практике для резки широко применяются обычные толстопокрытые электроды массового изготовления. Резка в зависимости от марки применяемых электродов может производиться на постоян­ном или переменном токе. Резка металлическим электро­дом применяется главным образом при монтажных ра­ботах.

Производительность процесса электродуговой резки определяется массой выплавленного металла в единицу времени:

/?2В = (Хв/Св^,

где ав — коэффициент выплавки, г/(А - ч).

Производительность электродуговой резки зависит от силы тока и угла наклона электрода относительно по­верхности обрабатываемого металла. Установлено, что наибольшая производительность будет при угле наклона 10° (рис. 162). Способ резки металлов электрической дугой имеет и недостатки: низкая производительность процесса, недостаточная чистота реза, натеки на нижней кромке, большой расход основного металла.

Воздушно-дуговая строжка и резка объединяет два физических процесса: расплавление металла теплом элек­трической дуги и выдувание жидкого металла струей
сжатого воздуха. Окисление металла при этом происходит лишь как попутное явление, не влияющее на процесс резки.

При правильном ведении процесса расплавленный ме­талл полностью удаляется, и поверхность основного ме­талла вследствие кратковременности воздействия нагрева не изменяет своего состава. Воздушно-дуговая строжка применяется при поверхностной обработке металла для выплавки дефектных участков корня сварных швов, резки заклепок, разделки трещин, выплавки пороков в отливках, для V-образных подготовок кромок под сварку и др. Преимущест­во воздушно-дуговой рез­ки — ее экономичность, возможность использова­ния недефицитных мате­риалов и простота обору­дования.

При воздушно-дуговой резке и строжке исполь­зуют угольные электроды

диаметром 6—12 мм, длиной 250 мм и больше. Электроды при резке нагреваются до белого свечения и быстро «сгорают». При этом стержень заостряется и образует конус. Меньше нагреваются и более устойчивы в работе угольные омедненные электроды, а также угольно-гра­фитовые электроды. Воздушно-дуговая строжка и резка наиболее производительна при использовании постоян­ного тока обратной полярности.

При дуговой резке и строжке на прямой полярности на поверхности н месте действия дуги образуется чаше­образное углубление, по которому растекается расплав­ленный металл (рис. 163, а); удаление металла воздухом затруднено; производительность низкая.

При дуге обратной полярности расплавленный металл образует форму конического выступа (рис. 163, б) в связи с тем, что движение потока электронов, направленное от катода к аноду (в данном случае от изделия), как бы центрирует массу расплавленного металла, стремясь увлечь металл в своем движении. Металл, расплавленный дугой обратной полярности, более подвижен и текуч. Струя воздуха легко удаляет жидкий металл.

Основным рабочим инструментом является резак. В зависимости от назначения и метода подачи воздуха

применяют в основном два вида резаков: I) резак с обте­каемой подачей воздуха (рис. 164); 2) резак с боковой по­дачей воздуха (рис. 165). Резаком с обтекаемой подачей воздуха можно производить резку в любом направлении: справа налево, слева направо, от себя, на себя. Недостат­ком резака с обтекаемой подачей воздуха является кру­говое обдувание электрода воздухом, что вызывает боль­шой расход угольных электродов. Резку резаком с боко­вой подачей воздуха ведут в одном направлении (обычно справа налево), а воздух подается параллельно электроду сзади. При этом уменьшается расход воздуха.

Производительность воздушно-дуговой резки прямо пропорциональна силе тока, т. е. целесообразно приме­нять мощные сварочные источники постоянного тока. Значения тока в зависимости от диаметра электрода при­ведены ниже:

Диаметр электрода,

Питание резака сжатым воздухом производится от цеховой сети под давлением 0,4—0,6 МПа или от сети индивидуального компрессора. Если давление больше — дуга обрывается, а если меньше — металл слабо выду­вается.

Вылет электрода не должен превышать 100 мм. При работе электрод «обгорает» и периодически должен выдви­гаться на тот же размер. Воздушный вентиль открывают до начала резки. Возбуждение дуги производится при поступлении воздуха. Выплавка металла начинается не­медленно с появлением дуги, поэтому дугу надо возбуж­дать в намеченной точке начала строжки. Во всех слу­чаях строжки электрод устанавливается с наклоном 35— 40° к поверхности металла. При использовании резаков с боковой подачей воздуха (см. рис. 165) воздушные от­верстия должны быть внизу по отношению к рабочему концу угольного электрода в призме электрододержателя. Движение резака производится в направлении конца электрода. После появления дуги резак движется вперед с постоянным касанием передней кромки расплавленной ванны. Нажимать на электрод не следует, так как при нагреве он становится непрочным и может легко сло­маться. Скорость перемещения принимается примерно 500—2000 мм/мин, а глубина канавки увеличивается с возрастанием силы тока, увеличением угла между элек-

15 Думов с. и. 433

тродом и металлом и с уменьшением скорости продвиже­ния электрода. При устойчивом ведении электрода ка­навка получается постоянной формы с ровной поверхностью и без брызг расплавленного металла. Если ширину ка­навки требуется получить больше диаметра электрода, то строжка ведется с попе­речными колебаниями по ши­рине выплавки.

При резке (рис. 166) элек­трод располагается под углом 45—60° по отношению к из­делию, причем электрод про­ходит через всю толщину ме­талла. Скорость резки уве­личивается с возрастанием силы тока и уменьшением толщины разрезаемого металла. Однако при равных усло­виях она уменьшается с увеличением диаметра электрода (табл. 74).