Кислородная резка металла это

Обновлено: 02.07.2024

Копьевая резка - с помощью данной операции производится обработка нержавейки, чугуна и низкоуглеродистой стали больших диаметров. Суть резки заключается в том, что копье разогревается до температуры плавления и прижимается к разрезаемой заготовке. Метод распространен в области машиностроения и металлургии.

Кислородно-флюсовая резка используется для работы с высоколегированными хромистыми и хромоникелевыми сплавами. Данный способ характеризуется тем, что в струю газа (кислорода) начинает вводится порошкообразный флюс, он служит дополнительным источником тепла.

Воздушно-дуговая резка основана на расплавлении металла посредством электрической дуги. При использовании данного метода газ подается вдоль всего электрода.

Резка пропаном выполняется при необходимости раскроя титана, низколегированных и низкоуглеродистых стальных сплавов. Оборудование данного типа не может раскроить металл толще 300 мм.

Толщина материала, см	Пробивание, сек.	Ширина реза, см	Расход пропана, м 3	Расход кислорода, м 3
0,4	От 5 до 8	0,25	0,035	0,289
1,0	От 8 до 13	0,3	0,041	0,415
2,0	От 13 до 18	0,4	0,051	0,623
4,0	От 22 до 28	0,45	0,071	1,037
6,0	От 25 до 30	0,5	0,071	1,461

Как рассчитать стоимость услуги за метр

При расчете стоимости в рассмотрение принимается: толщина металла, максимальный размер детали, ширина реза, кромка, особенности конфигурации, исходный материал – черный или цветной металл, а также предусмотрена резка под углом. Как правило, формула для расчета принимает во внимание прямой рез, если же она осуществляется по окружности/сектору, тогда используется повышающий коэффициент 2.0. Стоимость одного отверстия = 0,25 стоимости реза 1 п.м. металла.

Расход газа при резке металла

Рабочий диапазон, мм	Резательное сопло NX	Кислород (давление, bar)	Горючий газ (давление, bar)	Кислород (потребление, m3/h)	Горючий газ (потребление, m3/h)
3-5	000 NX	1,0-2,0	0,5	1,5-2,0	0,20
5-10	00 NX	1,5-2,0	0,5	2,0-3,0	0,30
10-15	0 NX	2,0-3,0	0,5	3,0-3,5	0,35
15-25	1 NX	2,5-3,5	0,5	3,5-4,5	0,40
25-50	2 NX	3,5-4,0	0,5	4,0-4,8	0,40
50-75	3 NX	3,0-4,5	0,5	5,0-6,5	0,40
75-150	4 NX	3,5-5,5	0,5	6,5-9,5	0,50
150-200	5 NX	4,5-5,5	0,5	10,0-14,0	0,60
200-300	6 NX	5,5-6,5	0,5	15,0-19,0	0,70

Особенности резки в размер

Газовая резка позволяет проводить фигурный раскрой листа. Используя газовый резак, можно получить ровный вертикальный край без рваных швов. Также повысить качество можно применяя трафаретную резку. Среди достоинств метода – мобильность оборудования, благодаря чему можно совершать одинаковые операции по шаблонным задачам.

Преимущества метода газовой резки

● быстрота и универсальность
● оптимальная стоимость и высокое качество
● любой уровень сложности
● любая конфигурация реза
● возможность работы с металлом разной толщины

Возможность деформации

Процесс раскроя металла

● Резка начинается с точки, от которой должен идти разрез.
● Эта точка разогревается до температуры 1000-1300 С. После воспламенения материала пускается узконаправленная струя кислорода.
● Резак плвно ведется по линии (угол - 84-85 градусов), сторона - противоположная от резки.
● Когда линия раскроя достигнет 20 мм, угол наклона меняется на 20-30 градусов.

Устройство ручного газового резака

Устройство инжекторного резака

От чего зависит расход газа:

● квалификации мастера
● технических характеристик оборудования
● вида и толщины разрезаемой детали
● глубины и ширины реза

Резка металла кислородом - сущность процесса

Кислородная резка металла – это термический способ разрезания металла с помощью газового пламени. В подаваемой струе кислорода разрезаемый металл сгорает, одновременно с этим процессом сгорают и выделяемые оксиды. Для поддержания стабильного процесса используют горючие газы – ацителен, пропан-бутановую смесь, МАФ, а также в отдельных случаях – пары бензина и керосина. Время нагрева газа для низкоуглеродистой стали полностью зависит от толщины заготовки. Для эффективной резки металл должен быть с низким коэффициентом теплопроводности.

Технология кислородной резки

• скоростная, нормальная и кислородно-флюсовая, предназначены для прямолинейной и фигурной резки;
• строжка поверхности и канавок, обточка – используют в поверхностных обработках;
• кислородное копье и струя – применяют в сверлении и прожигании.

Резка металла кислородом под водой

Данный вид обработки используется только при необходимости проведения специальных операций: спасательных, строительных, аварийных, подъемных. Резаком для подводной резки можно кроить стальные сплавы толщиной до 70 мм, находясь при этом на глубине до 30 м. Бензокислородный резак может работать со сталью, толщина которой достигает 100 мм.

По типу разреза подразделяются на:

Особенности кислородной резки труб

Ручной способ кислородного раскроя применяется для обработки торцов трубопровода перед сварочными работами, для удаления дефектов. Операция может выполняться в любом пространственном положении. Для ее выполнения применяют вставные и универсальные резаки. Настройка режима зависит от толщины обрабатываемого изделия.

Классификация оборудования для резки кислородом

По способу обработки резка бывает ручная и механизированная. Существуют ручные резаки, работа которых характеризуется достаточно высокой точностьюю Они подразделяются на универсальные, специальные, для фигурного и прямого раскроя. При необходимости обработки больших объемов металла рационально использовать переносные аппараты "Гугарк", большие партии одинаковых изделий успешно вырезаются с помощью шарнирных машин АСШ-86. Промышленные предприятия чаще всего используют портально-консольные устройства.

Особенности рабочего процесса

Резка, как и другой рабочие процесс, требует внимательности и соблюдения техники безопасности:

• запрещено проводить подогрев металла одним только сжиженным газом;
• запрещено использовать жидкое горючее в газосварочных работах;
• при работе в закрытых помещениях должны быть предусмотрены вентиляционные системы;
• баллоны с сжиженным газом должны располагаться на расстоянии не менее 5 м от газосварочных работ.

Как подготовить поверхность перед резкой

Перед проведением раскроя металла кислородом необходимо очистить поверхность от коррозии, грязи, масляных пятен и окалин. Если резка выполняется вручную, достаточно всего лишь очистить место реза плазменным резаком. Если процесс механизирован, то листы правят на вальцовочных аппаратах, а очищают с помощью химических или дробеструйных работ.

Кислородная резка металла

Процесс кислородной резки металлов основан на свойстве металлов сгорать в кислороде. Если сталь нагреть до определенной температуры и на нагретое место пустить струю кислорода начнется немедленное окисление, т. е. интенсивное сгорание металла средних и больших толщин, во много раз превышает количество тепла подогревательного пламени. Тем не менее, подогревательное пламя после начала резки выключить нельзя, и оно горит непрерывно, пока передвигается резак. Так как окисление металла происходит не мгновенно, тепло от сгорания металла в кислороде выделяется несколько ниже верхней кромки разреза.

Поэтому недостаток тепла в верхней кромке щели реза надо возмещать подогревательным пламенем резака. Оно же является основным источником нагрева при резке металла малых толщин. Кроме того, подогревательное пламя покрывает охлаждающее действие быстро вытекающей струи режущего кислорода и потери тепла на теплопроводность и лучеиспускание.

Процесс кислородной резки показан на схеме (рис. 1).

Рис. 1. Схема кислородной резки.

1 — режущий кислород; 2 — смесь ацетилена с кислородом; 3 — наружный мундштук; 4 — подогревательное пламя; 5 — шлак; 6 — разрезаемый металл; 7 — режущая струя кислорода; 8 — внутренний мундштук.

Кислородная резка металла

В наружный мундштук резака поступает смесь ацетилена (или другого горючего газа) с кислородом. При выходе из мундштука смесь зажигается, образуя подогревательное пламя, которым место начала реза нагревается до температуры начала горения. Затем на нагретую поверхность металла по каналу внутреннего мундштука направляется струя чистого кислорода, вследствие чего происходит горение металла.

От тепла, выделяющегося при сгорании верхних слоев металла, а также от тепла подогревательного пламени нагреваются нижележащие слои металла, которые также воспламеняются и сгорают. Таким образом металл сгорает на ширину струи по всей своей толщине. Образующийся в результате сгорания металла в кислороде шлак почти полностью выдувается из щели реза кислородной струей, небольшая часть его по окончании резки легко отделяется от кромок разрезаемого металла при ударах.

Сгорание металла будет непрерывным полиции движения резака. Таким образом лист металла может быть разрезан на отдельные детали.

Условия кислородной резки

Металл, обрабатываемый кислородной резкой, должен обладать следующими свойствами.

1.Начальная температура горения металла должна быть ниже температуры его плавления если же это условие не соблюдается, то при резке металл будет не сгорать, а выплавляться, образуя некачественный разрез.

От химического состава стали и чугуна зависит их температура начала горения, а именно от количества углерода. Значит, чем больше содержания углерода, тем выше начальная температура горения, но в то же время понижается температура плавления стали. Таким образом, из сплавов железа с углеродом первому условию осуществления кислородной резки отвечает только та сталь, в которой содержание углерода будет до 0,7%. Температура начала горения меди и алюминия выше температуры плавления, и обычная кислородная резка их невозможна.

2.Температура плавления металла должна быть всегда выше температуры плавления окислов металла. Окислы должны обладать соответствующей легкоплавкостью и жидкотекучестью. При соблюдении этого условия окислы будут легко выдуваться в жидком виде струей кислорода и не будут нарушать процесс резки.

3.При осуществлении процесса непрерывной резки должно выделятся достаточное количество тепла для нагрева прилегающий к месту разреза участков. При сгорании железа — самого распространенного металла, подвергающегося кислородной резке,— выделяется большое количество тепла, достаточное для плавления окислов и нагревания соседних слоев металла.

4.Теплопроводность металла должна быть низкой, иначе будет происходить быстрый отвод тепла и охлаждение места реза. Высокая теплопроводность является одной из основных причин, препятствующих обычной кислородной резке меди и ее сплавов.

5.В разрезаемом металле не должно содержаться примесей, затрудняющих процесс кислородной резки. Металл должен быть плотным, без раковин и пор, поверхность его должна быть чистой.

Всем перечисленным условиям полностью удовлетворяют железо и сталь с содержанием углерода не свыше 0,7%, а также в достаточной степени легированная сталь некоторых марок. Другие металлы или вовсе не подвергаются обычной кислородной резке или требуют специальных методов.

Кислородная резка основана на сгорании (интенсивном окислении) металла в струе технически чистого кислорода и принудительном удалении этой струей образующихся оксидов.
По характеру образуемых резов кислородную резку разделяют на:
- разделительную (образующую сквозные разрезы, отделяющие одну часть метала от другой);
- поверхностную (удаляющую некоторый поверхностный слой металла в виде канавок полукруглого сечения или слоя некоторой глубины);
- резку копьем (приводящую к прожиганию в металле глубоких отверстий).
Кислородная разделительная резка является наиболее распространенной и применяется при раскрое листового металла, при вырезке различных деталей, изготовляемых из листов, при резке профильного материала, а также при отрезке прибылей литых деталей, резки поковок под обработку более мелких деталей, для различных подгонок при монтаже стальных конструкций.
Схема процесса разделительной газокислородной резки представлена на рис. 1. Смесь кислорода с горючим газом выходит из внешнего (подогревающего) мундштука резака и сгорает, образуя подогревающее пламя. Этим пламенем металл нагревается до температуры начала его горения (окисления). После этого по осевому каналу внутреннего (режущего) мундштука подается струя режущего кислорода. Кислород попадает на нагретый металл и зажигает его. Начинается горение металла, выделяющее значительное количество тепла, которое, совместно с подогревающим пламенем, разогревает нижележащие слои металла, и горение быстро распространяется в глубину на всю толщину металла, прожигая сквозное отверстие, через которое режущая струя кислорода выходит наружу, производя пробивание металла. Если перемещать далее резак по прямой или кривой линии с надлежащей скоростью, то сжигание металла будет происходить по этой линии, производя разрезание металла.

Рис. 1 Схема процесса газокислородной резки

Для возможности успешного проведения кислородной резки разрезаемый металл должен удовлетворять следующим требованиям:
- температура воспламенения металла в кислороде должна быть ниже температуры его плавления, то есть металл должен гореть в твердом нерасплавленном состоянии;
- температура плавления окислов металла должна быть ниже, чем температура плавления самого металла, и обладать хорошей жидкотекучестью. В этом случае окислы легко выдуваются из полости реза, и режущий кислород получает беспрепятственный доступ к нижележащим слоям металла.
- тепловой эффект образования оксидов должен быть высоким, иначе требуется слишком мощное подогревающее пламя;
- металл не должен иметь высокой теплопроводности. Высокая теплопроводность усиливает охлаждение зоны резки и затрудняет необходимый подогрев металла.
Хорошо поддаются резке низкоуглеродистые стали (табл. 1).

Табл. 1 - Классификация сталей по разрезаемости их кислородной резкой и технологические особенности процесса резки.

Технологические особенности процесса резки

Стали углеродистые обыкновенного качества марок Ст1-Ст5 по ГОСТ 380-88

Резка без технологических ограничений

Стали углеродистые качественные марок 05-30 по ГОСТ 1050-88

Стали низколегированные марок 09Г2С; 14Г2; 09Г2СД; 15ГФ и др. по ГОСТ 19282-73

Стали легированные марок 15Х; 20Х; 15Г; 15ХМ; 12ХН2 и др. по ГОСТ 4543-71

Углеродистые стали Ст6; Сталь 35-50 по ГОСТ 1050-88, ГОСТ 380-88

Предварительный или сопутствующий подогрев до 150 °С, охлаждение на воздухе. Возможна резка без подогрева на пониженной скорости с последующим отжигом или отпуском.

Легированные стали марок 30Х; 35Х; 18ХГ; 25ХГТ; 25ХГМ и др. по ГОСТ 4543-71

Сталь 55; 60; 38ХА; 40Х-50Х; 35Г2; 45ХН; 38Х2Ю; 35ХГСА

Предварительный подогрев до 250-350 °С, последующее медленное охлаждение под асбестовым полотном или в песке.

35ХС; 38ХС; 40ХС; 50ХГСА; 50ХГФА; 12Х2Н3МА и др.

Предварительный подогрев 350 °С, последующим охлаждением в печи.

При резке стали основное количество теплоты (70 . 95 %) образуется при окислении металла. Этим условиям удовлетворяют низкоуглеродистые и низколегированные стали, титановые сплавы. Чугун не режется кислородом вследствие низкой температуры плавления и высокой температуры горения; медь - из-за высокой температуры плавления и малой теплоты сгорания; алюминий - из-за высокой тугоплавкости образующихся оксидов. Высоколегированные стали (хромистые, хромоникелевые и т.д.) не режутся ввиду образования тугоплавких, вязких шлаков.

Поверхность разрезаемого металла должна быть очищена от ржавчины и других загрязнений. Металл устанавливается в положение, лучше всего в нижнее, но так, чтобы был свободный выход режущей струи с обратной стороны. Операция резки начинается с предварительного подогрева в месте реза при температуре горения металла (1200 . 1350 °С). Устанавливаемая мощность подогревающего пламени зависит от рода горючего газа, толщины и состава разрезаемого металла.

Начинают резку обычно с кромки металла. При толщинах до 80 . 100 мм можно прорезать отверстие в любом месте листа. Ядро подогревающего пламени находится на расстоянии 2 . 3 мм от поверхности металла. Когда температура подогреваемого металла достигнет необходимой величины, пускают струю режущего кислорода. Чем выше чистота режущего кислорода, тем выше качество и производительность резки. По мере углубления режущей струи в толщу реза уменьшается скорость и мощность струи режущего кислорода. Поэтому наблюдается ее искривление (рис. 2), для уменьшения которого дается наклон режущей струи. При резке толстого металла ширина реза увеличивается к нижней кромке из-за расширения струи режущего кислорода. На кромках с их нижней стороны остается некоторое количество шлака.

Рис. 2. Отставание режущей струи (а); резак, наклоненный для уменьшения отставания струи (б)

В металле, на поверхности реза, повышается содержание углерода. Причина этого в том, что при горении углерода образуется окись углерода СО, при взаимодействии которой с железом в нем и повышается содержание углерода. Возможна и диффузия углерода к кромке реза из близрасположенных участков металла.
Если производится последующая сварка для предупреждения повышения углерода в металле шва (образование закаленных структур), следует производить механическую обработку или зачистку поверхности реза. В процессе реза происходит термообработка металла кромок реза, соответствующая закалке. Ширина зоны термического влияния (до 6 мм) зависит от химического состава и возрастает с увеличением толщины разрезаемого металла.
Для кислородной резки пригодны горючие газы и пары горючих жидкостей, дающие температуру пламени при сгорании в смеси с кислородом не менее 1800 °С. Особенно важную роль при резке имеет чистота кислорода. Для резки необходимо применять кислород с чистотой 99,5 - 99,8 %. С понижением чистоты кислорода очень сильно снижается производительность резки и увеличивается расход кислорода.
Примерные режимы резки низкоуглеродистой стали приведены в табл. 2-4.

Табл. 2 - Режимы ручной газовой резки с применением в качестве горючего газа ацетилена.

Читайте также: