Как уже упоминалось ранее, этот вид резки представ­ляет собой горение металла в струе кислорода. Перед этим обязателен преварительный подогрев места резки до температуры воспламенения (более точное опреде­ление — до момента начала оксидирования металла в кислороде). Предварительный подогрев дает пламя аце­тилена или пламя газов-заменителей. После того, как место резки будет разогрето до температуры 300—1300°С (для каждого металла — свое конкретное значение), осу­ществляется пуск режущего кислорода. Кислород режет подогретый металл и одновременно удаляет образую­щиеся оксиды. Для того, чтобы процесс был беспрерыв­ным, надо чтобы подогревающее пламя находилось все­гда впереди струи кислорода.

Различные металлы в различной степени доступны для кислородной резки. Лучше всего режутся низкоугле­родистые стали с содержанием углерода не выше 0,3%. Среднеуглеродистые стали (углерод до 0,7%) режутся ху­же. Резка высокоуглеродистых сталей вообще проблема­тична, а при наличии в составе углерода свыше 1% рез­ка вообще невозможна без добавки специальных флю­сов.

Высоколегированные стали не поддаются кислородной резке. Возможна только кислородно-флюсовая (специ­альные флюсы) резка или плазменно-дуговая, о кото­рой речь пойдет в следующих главах. Плазменно-дуговая резка применяется и для разделки алюминия и его спла­вов, для которых кислородная резка исключена. Медь, латунь и бронза могут быть разрезаны только кисло - родно-флюсовым составом (как и высоколегированные стали).

Для характеристики разрезаемости конструкционных сталей воспользуемся таблицей.

Конструкционные стали Марка стали Разрезаемость кислородом 30Г, 40Г, 30Г2, 15Х, 20Х, 15ХФ, 10ХФ, 15ХГ, 20М, 12ХНЗА, 20ХНЗА и др. В летнее время — хорошая без подогрева. В зимнее время осложняется необходи­мостью подогрева до 150°С 15Г, 20Г, 10Г2, 15М, 15НМидр. Возможна резка в любых условиях без шра - ничений и без подогрева до или после резки 25ХГС—50ХГС, ЗЗХС-40ХС, 20X3, 35ХЮА, 37XH3A, 35Х2МА 25НВА, 38ХМЮА, 40ХГМ, 45ХНМФА, 50ХГА, 50ХФА, 50ХГФА, 5ХНМ, 12Х2НЗМА, ШХ15, ШХ15СГ и др. Резка затруднена в связи с возможностью образования трещин после резки. Необходим предварительный подогрев до 300—400°С и замедленное охлаждение после резки 50Г-70Г, 35Г2-50Г2, 30Х—50Хидр. 12ХМ—35ХМ, 20ХГ-40ХГ, 40ХН-50ХН, 12Х2Н4А—20Х2Н4А, 40ХФА, 5ХНМ, ШХ10, 25ХМФА и др. Резка затруднена в связи с возможностью образования закалочных трещин. Необходим предварительный подогрев до 300°С

4- Итак, после краткой характеристики разрезаемости “ перейдем к освещению темы технологии резки различ - & ных металлов в зависимости от их толщины, химиче - Л ского состава, деформируемости в результате термичес - >; Кого воздействия, вида разрезаемого профиля.

Первое, что надо запомнить, определяя режим резки % для-металлов, толщина которых более 400 мм: подогре - ;#вающее пламя должно содержать в своем составе избы - ' Ток ацетилена (науглераживающее пламя). Это даст уве - *-личенг. е длины факела и позволит прогреть металл на глубину. Если толщина металла не превышает 300 мм, Ж то достаточно нормального пламени.

Важное значение имеет выбор скорости резки. Она должна быть равной скорости оксидирования металла по всей толщине металла. Наиболее: простой способ оп­ределить скорость резания можно по характеру выброса искр и шлака. На рис. 34 показаны три момента, харак­теризующие правильность выбора скорости резания.

Правильность положения резака влияет на произво­дительность резки. В самом начале резки подогревающее пламя надо устанавливать на край разрезаемого металла для нагрева кромки до температуры оплавления. Поло­жение резака различно в начале резки. На рис. 35 это представлено в наглядной форме. При резке листовой стали толщиной до 50 мм резак в начале процесса уста­навливается вертикально, а при большой толщине лис­та — под углом 5° к поверхности торца листа, а затем его наклоняют на 20—30° в сторону, обратную движе­нию резака. Такое расположение резака способствует лучшему прогреву металла по толщине и повышению производительности резки. Оно может быть использова­но при ручной и машинной прямолинейной резке, но при вырезке фигурных деталей положение резака долж­но быть строго перпендикулярным к поверхности раз­резаемого металла.

Если режется заготовка круглого сечения, то начало резки осуществляется с увеличенным углом пламени, который затем постепенно уменьшается вплоть до пер­пендикулярного положения резака, как это показано на рис. 36.

Если стоит задача прожечь отверстие, то надо знать ряд особенностей этого вида резки. Если толщина ме­талла не более 20 мм, то порядок следующий: подогре­вающее пламя горелки, выполнив свою задачу по полу­чению нужной температуры подогрева, должно быть обязательно выключено перед пуском режущего кисло­рода. Сам пуск режущего кислорода должен осуществ­ляться плавным открытием вентиля на резаке. Кисло­родное пламя зажигается от раскаленного металла само. Такой порядок позволит исключить обратные удары пла­мени (хлопки).

Если толщина металла достигает 50 мм, то для облег­чения процесса прожигания отверстия деталь (лист) на-

Рис. 35. Положение резака при работе с листовой сталью. А — начало резки; Б — процесс резки

до установить в наклонное положение, а то и верти­кально, для обеспечения беспрепятственного стока шла­ковых образований. При этом первоначальное отверстие готовится путем сверления на небольшую глубину. По­рядок пуска режущего кислорода такой же, как и в пре­дыдущем случае.

Мундштук при резке надо фиксировать на опреде­ленном расстоянии от обрабатываемого металла. Для этих целей могул - быть изготовлены (или приобретены) специальные приспособления. Чаще всего это тележки, прикрепляемые к головке резака.

В случае резки листов толщиной до 100 мм расстоя­ние от торца мундштука до поверхности разрезаемого металла должно быть на 2 мм больше длины ядра пламе­ни. При резке стали толщиной более 100 мм и работе на газах-заменителях ацетилена указанное расстояние ме­жду торцом мундштука и разрезаемым металлом увели­чивают на 30—40% во избежание перегрева мундштука.

Номера мундштуков выбираются в зависимости от толщины металла. Для освещения этого вопроса обра­тимся к таблице.

Ручная резка может быть производительной только в І том случае, если резчик правильно держит резак в про - ,, цессе обработки детали, правильно определяет точку на - 4 чала резки, соблюдает требуемый угол наклона пламе - I; ни, правильно выбрал горючий газ, номер мундштука. А Если осуществляется резка нескольких листов метал­ах ла, то шов будет лучще, если листы. закрепить в пакет, а f их кромки в месте начала резки будут уложены так, как k это показано на рис. 37.

I 5-322

Рис. 37. Пакетирование листов дли облегчения начала резки

Резка поковок и отливок производится ручным реза­ком типа РЗР-2, работающим на пропан-бутане в смеси с кислородом. Этот резак режет поковки и отливки тол­щиной от 300 до 800 мм. Для обеспечения качественной резки заготовок такой толщины важное значение имеет положение резака и скорость его перемещения. В начале резки резак необходимо расположить под прямым углом к разрезаемой поверхности или под углом 5° в сторону, обратную движению. После предварительного подогрева места начала резки и пуска режущего кислорода необ­ходимо убедиться в полном. прорезании металла по всей толщине и затем начать перемещение резака. К концу реза необходимо немного снизить скорость резки и уве­личить угол наклона резака в сторону, обратную движе­нию, до 10—15° для обеспечения полного прорезания конечного участка и уменьшения отстаивания линий реза.

Резка труб. Трубы режутся с использованием ацети­лена или его заменителей. Поворачивать трубу в процес­се резки можно при помощи роликов, как это показано на рис. 38. На этом же рисунке показано и правильное положение резака. При таком положении резака увели­чивается зона взаимодействия кислорода с металлом и образующийся в процессе резки шлак нагревает впере­ди лежащий участок труб, благодаря чему улучшаются условия оксидирования металла. Однако время предва­рительного подогрева поверхности трубы до температу­ры воспламенения удлиняется до 60—70 с. Для уменьше­ния временя нагрева и начала процесса практически сходу необходимо ввести в зону реакции стальной пру­ток (или железный порошок). Средняя скорость рез­ки труб диаметром 300—1020 мм с толщиной стенки до 12 мм составляет 1,5—2,3 м/мин, т. е. повышается в 2— 3 раза по сравнению со схемой резки с перпендикуляр­ным расположением резака.

Правильная последовательность резки профильных прокатов показана на рис. 39.

Рис, 39. Последовательность резки. а — резка уголка за один проход: 1 — положение резака при резке первой полки, 2 — положение резака при резке второй полки; б — резка уголка с обушка: 1 — положение резака при прорезании с обушка, 2 — положение резака при резке первой полки, 2 — положе­ние резака при резке второй полки; в — резка двутавровой балки; 1, 2— положение резака при обрезке верхней и нижней полки, 2 — положение резака при обрезке стойки

Явление деформации при резке. Причины термической деформации заключаются в Том, что неравномерный на - грев и охлаждение деталей(заготовок) вызывают появ­ление остаточных напряжений в металле. Чтобы избе­жать этого, существует ряд практических рекомендаций, суть которых сводится к следующему:

— применять водяное охлаждение металла непосред­ственно в процессе резки;

— производить отжиг или отпуск перед началом рез­ки металла;

— производить вырезку отверстий в металле раньше других работ;

132

' I, »

— листы металла перед резкой закреплять для избе­жания их смещения под воздействием остаточных на­пряжений;

— резку всегда начинать с кромки, которая имеет наибольшую длину, а заканчивать на короткой кромке;

— если надо резать прямые и зигзагообразные линии, то начинать надо с зигзагообразной линии;

— если в процессе резки образуются перемычки и их надо убрать, то это следует делать после окончания всех работ по резке;

— мелкие детали вырезать после крупных;

— скорость резки должна быть максимально допусти­мой, чтобы не сильно нагревались кромки разрезаемого металла.

Технология резки металлов большой толщины. Для руч­ной резки металлов толщиной до 700 мм надо пользо­ваться резаками РЗР-2, применяя газы-заменители аце­тилена, которые дают науглераживающее пламя и тре­буемую длину факела. При этом должен неукоснительно соблюдаться режим резки, приведенный в таблице.

Режим резки металла большой толщины Толщина металла (мм) Давление струи кислорода (МПа) Зазор между мундштуком и поверхностью металла (мм) Диаметр режущего сопла (мм) 300 0,3 30 6,0 400 0,4 30 6,0 500 0,35 40 7,0 600 0,45 40 7,0 700 0,4 50 8,0

Мундштук при резке металла большой толщины дол­жен иметь наклон 2—3° вправо (по направлению резки), а к концу резки — 2—3° влево, как по казано на рис. 40.

Кислородно-флюсовая резка. Высоколегирован­ные стали, чугун, цветные металлы, как мы уже упо­минали, надо резать плазменно-дуговым методом. Если перечисленные металлы имеют большую толщину, то эффективнее всего будет применение кислородно-флю­совой резки. Почему? Причина в том, что порошкооб-

Рис. 40. Положение мундштука при резке стали большой толщины: а — перед началом резки; б — перед окончанием резки

разные флюсы, подающиеся вместе с режущим кисло­родом, позволяют расплавить образующиеся тугоплав­кие оксиды, с которыми невозможно справиться, при­меняя дрзтне виды резки. Флюсы переводят эти туго­плавкие оксиды в жидкотекучие шлаки, которые можно легко уделить. Кислородно-флюсовая резка может успешно заменить плазменно-дуговую резку при работе с высоколегированными сталями и чугуном толщиной до 70 мм. Из чего же состоят порошкообразною флюсы? Основным компонентом порошкообразных флюсов, применяемых при кислородно-флюсовой резке чугуна К [ меди, является железный порошок марки ПЖ с разме­рами частиц от 0,07 до 0,16 мм. Для резки нержавеющих | сталей к порошку добавляют 10 —12% алюминиевого по - |

рошка марки АПВ. Иногда используют флюсовую смесь, состоящую из алюминиево-магниевого порошка (60— 80%) и ферросилиция (20—40%),

Чем же отличается кислородно-флюсовая резка от обычной кислородной?

Прежде всего это увеличенная на 20% мощность по­догревающего пламени. Затем — скорость резки должна быть строго согласована с количеством подаваемого флюса. И наконец, расстояние между торцом мундшту­ка и поверхностью металла должна быть увеличена, что­бы не происходило засора мундштука.

Практический интерес представляет процесс резки бетона и железобетона. Осуществляется он двумя спосо­бами: порошково-копьевой и кислородно-копьевой рез­ками. В чем их различие?

Кислородно-коиьевая резка эффективна при прожи­гании отверстий в бетонах. При этом способе кислород подается через стальную трубу(копье), один конец ко­торой разогрет до температуры оплавления и прижат к поверхности бетона. Кислород, взаимодействуя с раска­ленным торцом трубы (копья) окисляется, образуя жид­котекучие оксиды железа. Эти оксиды реагируют с бето­ном и превращаются в шлаки, которые легко выдувают­ся. Подавая копье вперед, добиваемся проникновения вглубь массива бетона и, в конечном счете, прожигаем отверстие. Хорошо для этих целей использовать толсто­стенную цельнотянутую трубу диаметром 20—35 мм; тонкостенную газовую трубу диаметром 10,2—21,3 мм, заполненную на 60—65 % стальными прутками, или тон­костенную газовую трубу того же диаметра, обмотан­ную снаружи стальной проволокой диаметром 3—4 мм.

Прутки и проволока играют такую же роль в процес­се резки, как железный порошок при кислородно-флю­совой резке.

Нагрев трубы (копья) до резки выполняют, обычно, газовой горелкой или угольным электродом.

На рис. 41 показана простейшая схема прожигания отверстия копьем. Такая технология позволяет полу­чить отверстия глубиной до 4000 мм при диаметрах до 1200 мм. Этот же способ с успехом можно применить и при прожигании отверстий в стальной заготовке. '

Рис. 41. Прожигание бетона кислородным копьем. 1 — бетон; 2 — копье; 3 — защитный экран; 4 — ручка подачи и вра­щения копья во время работы; 5— подача кислорода; 6— подача воздуха с флюсом

Порошково-копьевая резка отличается тем, что вмег сто проволоки (прутков) используется железный поро­шок, в состав которого входит 85% железного и 15% алюминиевого порошков. Этот порошок (как и флюс) подается в область резания вместе со струей кислорода.

Рекомендуемые режимы работы при этом следующие;

1. Если надо прожечь отверстие диаметром 55 мм и глубиной 500 мм, надо обеспечить давление кислорода в 0,7 МПа, иметь запас порошка из расчета расхода 30 кг в час. При этом скорость резания может быть в пределах 120—160 мм в минуту, а расчетный расход копья (тру­бы) составит 4 мм на 1 метр длины отверстия.

Если глубина отверстия больше (в пределах 1500 мм), то давление кислорода должно быть 1,0—1,2 МПа, рас­ход флюса не увеличится (30 кг в час), скорость резания упадет до 40—70 мм в минуту, а расход копья увеличит­ся до 6 мм на 1 метр длины отверстия.

Разновидностью кислородной резки является поверх­ностная резка. Это означает, что вместо сквозного раз­реза вырезается рельеф на поверхности металла в віще одной или нескольких, раздельных или совмещенных канавок. При этом способе резки большую роль играет угол наклона резака и, конечно же, режим резки. При

поверхностной резке источником нагрева металла будет не только пламя резака, но и расплавленный шлак. Рас­текаясь, шлак подогревает нижележащие слои металла.

В сварочном производстве поверхностная резка — не­заменимый процесс для вырезки дефектных участков швов. Лучше всего подходят для этих работ резаки типа РПА И РПК.

Начинается поверхностная резка с прогрева участка до температуры воспламенения. При включении режу­щего кислорода образуется очаг горения металла и обес­печивается устойчивый процесс зачистки за счет равно­мерного перемещения резака вдоль линии реза. При на­греве резак обычно располагается под углом 70—80° к зачищаемой поверхности. В момент подачи режущего ки­слорода резак наклоняют до угла 15—45°.

Глубина и ширина канавки зависят от скорости рез­ки и с ее увеличением уменьшаются. Глубина канавки увеличивается с возрастанием угла наклона мундштука резака, при повышении давления режущего кислорода и уменьшении скорости резки. Ширина канавки опреде­ляется диаметром канала режущей струи кислорода. Во избежание появления закатов на поверхности заготовки необходимо соблюдать такое условие, чтобы ширина ка­навки была в 5—7 раз больше глубины.

При необходимости зачистки дефектов на значитель­ной поверхности обычно производят резку «елочкой» за один или несколько проходов с приданием резаку коле­бательных движений.

Схема поверхностной резки представлена на рис. 42.

В таблице даются режимы поверхностной резки с применением резака РПА.

Режимы резки с использованием резака РПА Показатели №№ мундштуков резака РПА 1 2 3 Расход ацетилена (м3/час) 1,0 1,0 1,0 Расход кислорода (м3/час) 20-40 20—50 30-70 Режущий кислород (давление в МЦ з) 0,3-0,6 0,3-0,8 0,35-1,0 Скорость резки (м/мин) 1,5-8,0 1,5-10,0 1,5-10,0 Получаемая канавка ширина (мм) глубина (мм) 15—25 2-12 18-35 2-16 30-45 2-20