Резка металла ацетиленом и кислородом

Содержание

Виды резки металла газом

Резка металла газом подразделяется на разделительную, поверхностную и ударную.

Разделительная резка. Когда выполняется резка металла пропаном и кислородом, он полностью разделяется при нагревании смесью газов и сгорает, образующиеся окислы выдуваются режущим кислородом. Находит свое применение при обработке форматного металла и металлопроката, изготовлении заготовок.

Поверхностная резка. Применяется при необходимости удалить часть металла, например, изготовить канавку, убрать поверхностные дефекты т. д.

Для того чтобы сделать отверстие в металле, применяется ударная резка кислородным копьем. Толстостенные трубки из низкоуглеродистой стали нагревают до температуры воспламенения металла, затем включают подачу кислорода. От контакта с нагретым рабочим концом трубки он воспламеняется, затем трубку вдавливают в металл, и появляется отверстие. Если нужно прожечь отверстие большой толщины, подразумевается, что нужно так закрепить заготовку, чтобы облегчить удаление шлаков.

Выполнить газовую резку металлов можно ручным, автоматическим и полуавтоматическим способами.

Ручная газовая сварка и резка металлов подразумевает применение одного и того же оборудования для выполнения работ, хотя при этом кислородно-пропановая сварка не получила широкого применения, т.к. при смешивании с кислородом наибольшую температуру сварочного пламени дает другой газ – ацетилен. Горелку заменяют на резак, газ берется из баллонов, в которых он находится в сжиженном виде. Используется этот способ, как правило, на небольших предприятиях или в частном порядке и предполагает небольшой расход газа.

Особенности резки металла пропаном и кислородом

Одним из самых распространенных способов обработки металла является резка металла пропаном и кислородом. Она достаточна проста, не требует приобретения дорогостоящих станков, доступна для работ в так называемых полевых условиях.

Газовая резка металла – это процесс, когда кислород смешивается с пропаном (подходят и некоторые другие горючие газы, например, ацетилен) и подогревает поверхность, которую нужно разрезать, до температуры начала горения данного металла. Затем подается струя режущего кислорода и воспламеняется при контакте с нагретой поверхностью. Так происходит разделение.

Применение такого способа резки ограничено требованиями к обрабатываемому металлу.

Металл должен иметь температуру горения меньше, чем температура его плавления. Если не соблюдать это правило, расплавленный, но несгоревший металл тяжело удаляется из полости реза.

Оксиды, образующиеся в полости реза при воздействии режущего кислорода, должны иметь температуру плавления ниже, чем аналогичный параметр самого металла. Это также необходимо для облегчения удаления их из полости реза.

Высокий тепловой эффект образования окислов, т. к. при резке наибольшее количество теплоты образует именно окисление металла. Это нужно для нагревания участков металла, примыкающих к зоне резки, и обеспечения непрерывности процесса.

Низкая теплопроводность металла. При высоких значениях этого показателя теплота быстро уходит из области резки, и возникают трудности с подогреванием до температуры горения.

Подробные значения для этих параметров можно уточнить в справочниках. Как правило, их включают и в рефераты.

Исходя из этого, кислородно-пропановая резка и сварка металла может применяться для низкоуглеродистых и низколегированных сталей и титановых сплавов. Стали, содержащие больше 1% углерода, можно резать таким способом только при добавлении специальных порошкообразных флюсов. Они вдуваются в зону резки вместе с режущим кислородом. Сгорая, флюс выделяет недостающее тепло, а также образует оксиды, которые взаимодействуют с оксидами обрабатываемого металла и разжижают их, облегчая удаление. В качестве добавок во флюс используют порошок алюминия, кварцевый песок и др.

резка, металл, ацетилен, кислород

Не подходит резка газом для обработки чугуна по причине высокой температуры горения и низкой температуры плавления. Высоколегированные стали и алюминий образуют при газовой резке тугоплавкие оксиды и шлаки. Медь имеет небольшую теплоту сгорания.

Подготовка поверхности и сама резка

В первую очередь с поверхности металла убирают ржавчину и прочие загрязнения. Заготовку или лист нужно установить в такое положение, чтобы обеспечить свободу для выхода струи режущего газа сквозь нее.

В начале операции резки поверхность металла подогревается в месте реза до температуры горения металла (1200 – 1350°С) смесью кислорода и горючего газа. Затем подается режущий кислород, который воспламеняется от контакта с нагретой поверхностью и кроит металл. Особенно важно в этом процессе обеспечить непрерывную подачу кислорода, чтобы пламя не погасло, иначе придется снова разогревать поверхность.

Производительность и качество резки тем выше, чем больше процент чистоты применяемого кислорода. Когда струя кислорода врезается в толщу металла, скорость и мощность подачи падает, и происходит ее искривление. Чтобы это исправить, нужно струю наклонить.

Кроме того, режущая струя имеет форму конуса, расширяясь в нижней части. Это приводит к повышению ширины реза при обработке толстолистового металла и образованию оKalina снизу. Чтобы этого избежать, нужно увеличить мощность пропорционально толщине металла, но не слишком увлекаясь, т. к. это приведет к повышенному расходу кислорода и появлению оKalina на верхней кромке реза.

Первостепенные параметры резки – давление кислорода и скорость резки.

Давление кислорода в значительной степени влияет на качество резки. Слишком высокое давление приведет к ухудшению качества реза, также увеличивается и расход. Недостаточно высокое давление не позволит прорезать всю толщину металла и затруднит удаление окислов.

Эффективность работы напрямую зависит от скорости резания. Она выбирается исходя из свойств металла. Контролируют этот параметр по тому, как идет выброс искр и шлаков. Если скорость выбрана верно, искры направлены вниз под углом 85 – 90°. Если фонтан искр опережает движение резания, то скорость меньше чем нужно. Завышенная скорость характеризуется отставанием потока искр от резака и не позволяет разрезать заготовку насквозь.

При горении углерода образуется окись СО, при реакции с железом это повышает углерода на поверхности реза и приводит к образованию закаленных структур в металле. Края нагреваются неравномерно, это приводит к появлению напряжения и несколько укорачивает их, из-за чего возникают деформации и образование трещин.

Для предупреждения этого процесса производится газовая сварка с предварительной очисткой поверхности реза механическим способом.

Достоинства и недостатки метода

Преимущества ручной резки металла газом:

  • Нельзя резать металлопрокат свыше 80 мм, включая и нержавеющую сталь.
  • Ограниченность в применении (режут только углеродистые стали и чугун).
  • Большие линейные отклонения реза, достигающие 7 – 8 мм на 1 п. м.
  • Низкое качество кромки (окалина, неровный край).
  • Детали требуют последующей механической обработки.
  • Значительная ширина реза для толстолистового металла (до 3 мм)
  • Большая зона термического воздействия.
  • Низкая производительность, необходимость в дополнительных инструментах и приспособлениях.

Автоматическая и полуавтоматическая резка распространена на промышленном производстве средних и крупных масштабов, там, где нужно гарантировать высокое качество и требуется большая производительность.

Специализированная техника позволит выполнить криволинейные резы любой сложности, изготовить фланцы, диски, подготовить кромки для сварки, минимизировать последующую обработку деталей.

Технологический процесс

Строение режущего аппарата сконструировано таким образом:

  • газовая горелка;
  • два баллона;
  • смеситель;
  • регулятор давления;
  • шланги.

Газовая горелка состоит из головки с несколькими соплами, в основном достаточно трех. Через два боковых подается горючее вещество, через третий, который размещается посредине, подается кислород. Баллоны предназначены непосредственно для газа и кислорода, в зависимости от объемов предполагаемой работы подбираются соответствующие по вместительности баллоны.

Для обеспечения одного часа непрерывной работы будет расходоваться в среднем 0,7 м 3 ацетилена (1 м 3 пропана) и 10 м 3 кислорода. В целом необходимое количество исходного сырья будет зависеть от плотности металла и необходимой температуры для его нагрева. Сократить расход пропана можно за счет специальных насадок на сопла, которые фиксируют подачу газа в определенном направлении, чем ближе будет подача к кислородной струе, тем возрастет расход топлива.

Регулятор давления необходим для обеспечения разных режимов и скоростей резки. Подавая меньшее количество топлива можно обеспечить низкую температуру, которая необходима для тонкой стали или металла невысокой прочности, а также сократить расход сырья.

Еще одной важной функцией редуктора является поддержание равномерного уровня давления. Если в процессе резки будет прервана подача газа, металл быстро охладеет и дальнейшая обработка станет невозможной.

Кислородная резка стали средних толщин

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек – в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки – в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

При кислородной разделительной резке стали в соответствии с технологическими особенностями различают резку металла малых толщин (до 5 мм), средних толщин (5—300 мм) и больших толщин (свыше 300 мм). Такое, деление довольно условно, однако для каждого диапазона разрезаемых толщин существуют общие закономерности.

Наиболее важными технологическими параметрами кислородной резки являются расход режущего кислорода, мощность подогревающего пламени, скорость резки.

Для расчетов расходов режущего кислорода может быть рекомендована следующая формула, полученная на основании результатов обработки данных ВНИИавтогенмаш и зарубежных фирм,

где Vкр — расход «режущего» кислорода, м 3 /с; k2 — коэффициент, учитывающий состояние металла перед резкой (k2 = 0,3 — для проката; k2=0,6 — для литья и поковок толщиной от 0,3 до 0,6 м), kр, kп, kм — см. табл. 26.1.

Подогревающее пламя нагревает поверхностные слои металла до температуры воспламенения в начале резки, а в процессе резки — фронтальную поверхность металла. Мощность подогревающего пламени возрастет с увеличением толщины разрезаемого металла, расстояния между торцом резака и металлом. При резке загрязненного металла мощность пламени необходимо увеличивать. Мощность пламени определяется расходом горючего газа, его родом и соотношением расхода горючего газа и подогревающего кислорода. При кислородной резке в качестве горючего используются газообразные и жидкие углеводороды. При сгорании указанных горючих в смеси с кислородом образуется высокотемпературное пламя.

В табл. 26.2 приведены сведения об основных свойствах горючих газов.

Расходы горючего газа и подогревающего кислорода при резке могут быть определены из нижеследующих зависимостей:

где VR.r — расход горючего газа, м 3 /с; Vк.п — расход подогревающего кислорода, м 3 /с; δ — толщина разрезаемого металла, м. Значения входящих в приведенные уравнения коэффициентов для разных условий резки приведены в табл. 26.1 и 26.2. Расход железного порошка (qф, кг/с) при резке высоколегированных сталей определяется по формуле:

При заданных расходах газов скорость резки уменьшается по экспоненциальному закону с увеличением толщины разрезаемого металла, так как динамическое воздействие струи на расплав резко сокращается по мере удаления от среза сопла. Скорость резки увеличивается с ростом температуры подогрева металла вследствие возрастания толщины жидкой прослойки металла в разрезе, чистоты кислорода и давления кислорода перед соплом. Повышение давления «режущего» кислорода перед соплом способствует увеличению скорости его потока и его динамического воздействия на окисляемый металл. Наибольшее увеличение скорости потока кислорода (до 90%) наблюдается в интервале давления на входе в сопло от 98 до 2940 кПа, дальнейшее повышение давления кислорода перед соплом от 2940 до 9800 кПа позволяет увеличить скорость кислородного потока лишь на 8 %.

READ  Как Выбрать Аккумулятор Для Шуруповерта

На основании обобщения экспериментальных данных получена следующая зависимость для определения скорости резки:

где v — скорость резки, м/с; δ — толщина разрезаемого металла, м; kд — коэффициент скорости резки, зависящий от давления «режущего» кислорода,

где рk — давление «режущего» кислорода, кПа; кч — коэффициент скорости резки, зависящий oт чистоты кислорода,

где ε — чистота кислорода, %; kт, kм, kр выбираются в соответствии с табл 26.1.

Меньшие скорости резки выбираются при точной вырезке фигурных деталей, наибольшие при прямолинейной разделительной кислородной резке металла в скрап (табл, 26.3).

Волченко В.Н. “Сварка и свариваемые материалы”.

Расход кислорода на 1 метр реза

Разновидности термической резки металла.

Рассмотрим три основных способа терморезки. Первый по распространению тип – это кислородно-автогенная резка. Область применения – раскрой листового и сортового углеродистого, низколегированного металлопроката, обрезка лишних выступов и кромок, которые образовались во время литья, подготовка деталей под сварку, разделка металлолома и прочее. Данный способ не применяется для разделения нержавеющих высоколегированных сталей, цветных металлов и чугуна.

Следующий тип – это плазменно-дуговая резка. Область применения – это также раскрой, но в данном случае низко- и высоколегированных сталей, а также алюминия, меди и их сплавов.

И последний тип, который мы рассмотрим в данной статье – это лазерная резка, которая является одним из инновационных методов резки металлов. Этот способ значительно расширяет область применения газовой резки и, благодаря этому, можно эффективно разделять тонколистный прокат, специальный профильный прокат, тонкостенные трубы, как из металлических, так и не из металлических деталей. Расход газового топлива в различных способах (кислород, ацетилен, пропан) на разделение определяется по специализированным таблицам в зависимости от режима резки, а также от толщины разрезаемого металла.

При вышеупомянутых типах резки по видам топлива номинируется расход газов, которые используются для разогрева разрезаемой конструкции, для резки, а также для образования плазмы. Повторим, что к таким относятся: кислород, газы-заменители (пропан- бутан, природный газ и др.), ацетилен, а также азот. Кроме этих газов, используются водород и аргон, но их область и популярность применения не значительна, поэтому включать в статьи мы их не будем.

Во время работы с плазменно-дуговым прибором важно заранее планировать количество сменных специальных электродов (катодов), с циркониевыми или гафниевыми вставками. Нормы расхода данных электродов меняются в зависимости от интенсивности рабочего процесса и в общем, не превышают 4 стержней за одну смену. Более точное нормирование расхода стержней будет указано в инструкции по эксплуатации данного агрегата.

Расход газов на резку металла: нормы.

Расхода кислорода на резку металла, как и расход других газов, рассчитывается по специальной формуле:

И в этом уравнении Н – это нормативы расхода во время рабочего процесса, кубический метр газа на метр реза. L – величина разреза или вырезаемой детали, метр. Kh – это коэффициент, который учитывает множество особенностей рабочего процесса: расход газа на начальном этапе резке, продувка и регулировка, зажигание плазменной дуги, на прогрев металла, и, как правило, он равняется 1.1 при единичном производстве, или 1.05 – при промышленном производстве.

Норма расхода кислорода на резку металла и прочих газов (Н, кубический метр на один метр разреза) во время разделения в зависимости от мощностей оборудования и режима резки, высчитывается по следующей формуле:

Где Р – это допустимый расход газов, который указан в технических характеристиках используемого оборудования, метр кубический на час, а V – это скорость разделения метр на час.

Основные значения газового расхода по различным диапазонам скорости резки для некоторых типов оборудования, которые можно применять для расчётов крупного масштаба в промышленном производстве, приведены в следующей таблице.

Расход ацетилена и кислорода при резке металла

Основными показателями режима кислородной резки являются:

– вид горючего газа;
– мощность подогревающего пламени;
– давление режущего кислорода;
– расход режущего кислорода;
– давление горючего газа;
– скорость резки.

Все эти показатели связаны с толщиной разрезаемого металла, химического состав стали, чистоты кислорода и конструкции резака.

При газовой резке происходит подогрев металла только до температуры горения, поэтому могут использоваться все горючие газы.
Однако газы, имеющие более низкую температуру пламени, требуют большего времени на подогрев металла перед резкой. Ацетилен обеспечивает получение пламени с самой высокой температурой. Поэтому нагрев металла в начале резки с использованием ацетиLenovoго пламени происходит значительно быстрее, чем с использованием других горючих газов. Однако при резке металла большой толщины и длинных резов относительные потери времени не так велики, поэтому горючие газы – заменители, имеющие более низкую стоимость, также широко применяются при газовой резке. АцетиLenovoе пламя наиболее эффективно использовать при газовой резке тонкого металла и в случае большого количества коротких резов, требующих подогрева детали.

Мощность подогревающего пламени выбирается в зависимости от толщины разрезаемого металла. При резке сталей используется нормальное пламя. Мощность пламени определяется номером наружного наконечника.

При ручной резке обычно используется 2 номера наружного наконечника:

Давление режущего кислорода выбирается в зависимости от толщины разрезаемого металла. Величина давления режущего кислорода указывается на наружном наконечнике, выбираемом в зависимости от толщины разрезаемого металла. Чем больше толщина металла, тем больше должно быть давление режущего кислорода.

Если давление режущего кислорода слишком маленькое, то струя кислорода не сможет выдуть шлаки с места реза и металл не будет прорезан на всю толщину.

Если давление режущего кислорода слишком большое, то расход его возрастает и разрез получается недостаточно чистым.

Расход режущего кислорода должен быть достаточен для окисления косильной лески реза. Расход кислорода зависит от величины давления режущего кислорода и диаметра отверстия внутреннего мундштука, которые выбираются в зависимости от толщины металла.

Давление горючего газа устанавливается в пределах 0,5 – 1,0 бар в зависимости от толщины металла. Чем больше толщина металла, тем больше давление горючего газа.

Скорость резки должна соответствовать скорости окисления металла.

При малой скорости происходит плавление верхней кромки реза, а при большой скорости образуются не прорезанные участки и возможно нарушение непрерывности резки.

Скорость резки, в основном, зависит от толщины разрезаемого металла. А также на скорость резки оказывают влияние:

  • степень механизации процесса (ручная или машинная резка);
  • форма косильной лески реза (прямолинейная или фигурная);
  • качество поверхности реза (разделочная, заготовительная с припуском на механическую обработку, заготовительная под сварку, чистовая)

Установлено, что уменьшение чистоты кислорода на 1% снижает скорость резки в среднем на 20%. Поэтому применять кислород чистотой ниже 99% нецелесообразно из-за снижения скорости и качества поверхности реза. Кислород должен быть чистотой 99,5% и более.

На практике необходимую скорость резки можно определить по направлению потока искр и шлака при резке.

Скорость резки мала; 2. Оптимальная скорость резки; 3. Скорость резки велика (3)

Ацетилен часто используется в качестве главного горючего газа в том случае, если перед вами встает задача провести газовую сварку. Также он применяется и при резке металла. Востребованность ацетилен получил благодаря возможности достижения высокой температуры при проведении работ. При использовании ацетилена производительность существенно возрастает.

Ацетилен часто используется в качестве главного горючего газа в том случае, если перед вами встает задача провести газовую сварку. Также он применяется и при резке металла. Востребованность ацетилен получил благодаря возможности достижения высокой температуры при проведении работ. При использовании ацетилена производительность существенно возрастает.

Газ поставляется в специальном баллоне. Стандартный вариант хранения ацетилена — баллоны по 40 литров. Может использоваться как газообразный ацетилен, так и растворенный марки «Б».

Ацетилен подается на горелку вместе с кислородом. Соотношение двух газов может изменяться и в зависимости от этого меняется и сам состав пламени. Сварщик может менять свойства пламени, изменяя уровень расхода различных газов в смеси.

На конечный уровень потребления будут влиять многие параметры — от толщины металла до типа используемого наконечника. Для примера, возьмем такие варианты горелок, как Г2 «Малютка» и «Звездочка». Расход смеси для них указан в таблице ниже.

Условия для резки металла газом

Для качественной работы установки необходимо обеспечить постоянную подачу газа, поскольку кислороду необходимо постоянное количество теплоты, которая поддерживается в основном (на 70%) за счет сгорания металла и лишь 30% обеспечивает пламя газа. Если его прекратить, металл перестанет вырабатывать тепло и кислород не сможет выполнять возложенные на него функции.

Максимальная температура ручных газовых резаков достигает 1300 о С, это достаточная величина для обработки большинства видов металла, однако, есть и такие, которые начинают плавиться при особо высоких температурах, например, окисел алюминия – 2050 о С (это почти в три раза больше чем температура плавления чистого алюминия), сталь с м хрома – 2000 о С, никеля – 1985 о С.

Если металл достаточно не разогрет и не начат процесс плавления, кислород не сможет вытеснить тугоплавкие окислы. Обратная этой ситуация, когда металл имеет низкую температуру плавления, под воздействием горящего газа он может просто расплавиться, так, нельзя применять данный способ резки для чугуна.

Расход кислорода и пропана на резку металла

Поэтому мы начнем нашу статью с описания способов резки.

Техника безопасности

Осуществление резки металла с помощью газовой установки лучше доверить опытному специалисту, поскольку при неаккуратном обращении последствия могут быть достаточно печальными.

Техника безопасности предполагает выполнения следующих условий:

Соблюдение этих простых условий обеспечит безопасную и эффективную работу по резке металла газовой установкой.

Расход сварочных материалов

Расход горючего газа: при толщине материала s = 1 мм 100 л/ч ацетилена (из 1 кг карбида кальция получают 300 л ацетилена; для полного разложения 1 кг карбида кальция необходимо 10л воды).

Расход сварочной проволоки при газовой сварке в зависимости от толщины металла (при V-образной разделке кромок с углом раскрытия 50°)

Максимально допустимый отбор газа из баллона: ацетилена 1000, кислорода 10 000 л/ч из каждого баллона.

Рабочие давления, регистрируемые манометром редуктора: для ацетилена 0,2, для кислорода 2,5 — 3,5 кг/см².

Горючие газы для газовой сварки

Параметр Ацетилен С2Н2 Бытовой газ Водород h3 Пропан С3Н8Мощность пламени, ккал/(см². с) Температура пламени при использовании кислорода, °С

Концентрация, обеспечивающая воспламенение, % (объемн.)

Минимальная температура воспламенения в кислороде, °С

Условия хранения

Цвет маркировки баллона

10,7 3,03 3,34 2,56
3200 2000 2100 2750
2,8 — 82 6,5 — 35 4,1 — 75 2,1 — 9,5
2,8 — 93 4,5 — 95 3,0 — 45
300 450 450 490
1,171 0,680 0,090 2,004
В стальном баллоне под давлением до 15 кг/см² Отбор из городской сети В стальном баллоне под давлением до 150 кг/см² В стальном баллоне
Желтый Красный Красный

Гранулометрия зерен карбида (по TGL 11649, лист I):

резка, металл, ацетилен, кислород

Принцип сварки

Расплавление металла при газовой сварке происходит, под воздействием локализованного газо-кислородного или газо-воздушного пламени (рис. 1.1). Из различных температурных областей факела наибольший интерес представляет область, расположенная В зоне сварки (рис. 1.2).

Расчёт расхода газа, Расход газа при сварке и резке метала

представляет собой процесс соединения деталей плавлением соединяемых поверхностей, нагрев которых производится теплом пламени, образующегося в момент сгорания смеси газов, выходящих из горелки. Технология газовой сварки состоит в соблюдении определенной последовательности процессов обработки металлов газовым племенем, имеющим высокую температуру. При этом необходимо соблюдение определенного состава горючей смеси, которая оказывает влияние на свойства пламени сварки. Путем изменения соотношений кислорода стакими газами как ацетилен, пропан или МАФ, получают различные виды сварочного пламени. Они находятся в зависимости от состава соединяемых изделий и происходящим при этом процессов окисления и восстановления. Сварка в среде защитных газов обеспечивает сварочной ванне и зоне дуги защиту от окисления. Применяется сварка в среде газов для соединения отдельных деталей в летательных аппаратах, трубопроводах, при сварке тугоплавких и цветных металлов. Сварка в газовой среде позволяет исключить появление на поверхности сварочного шва оксидов и шлаковых включений Часто нам задают такой вопрос. Отвечаем; Точного расчёта при расходе газа не существует и по определению быть не может, так как всё зависит в первую очередь от опытности сварщика, от целостности и качества комплектующего оборудования и, конечно же от толщины и марки металла с которым предстоит работать. Но для того что бы максимально приблизить Вас к подсчётам, читайте созданные для Вас таблицы и покупайте наши учебные материалы по газосварке. Расход газа при проведении сварки находится в зависимости от его вида, состава, и толщины металла. Сварка с ацетиленом в качестве горючего газа

READ  Как Сделать Параллельный Упор Для Циркулярного Стола
При пробивании отверстия кислородной струей,

Сварка с пропан — бутаном в качестве горючего газа

При пробивании отверстия кислородной струей,

Кроме сварки и резки пламя газа используется для наплавки и пайки, при которых его расход ниже. Газовая сварка и резка металлов находит свое применение для соединения стальных изделий, имеющих небольшую толщину, а также для сварки цветных металлов, изделий из чугуна. Газовая сварка и резка широко используется при проведении монтажных и ремонтных работ, поскольку сварка газовой горелкой не требует больших затрат на установку оборудования. Сварка газовых труб производится путем нагрева пламенем кромок труб до их расплавления. В созданном потоке пламени расплавляется присадка, которая заполняет зазор, образованный между торцами соединяемых труб. Сварку производят главным образом кислородом и с такими газами как ацетилен, пропан и газ МАФ. При изготовлении изделий машин и сооружений применяется газовая сварка металлов, которая дает возможность получить неразъемные соединения, обеспечивающие высокую прочность и надежность в эксплуатации в условиях высоких температуры и давления. Газовая сварка оборудование, которое для нее требуется, не отличается большими габаритами. В него входят водяные затворы, баллоны для хранения сжатых газов, вентили и редукторы к ним, сварочные горелки.

Редуктор кислородный БКО-50 Редуктор для горючего газа пропан БПО-5 Ацетиленовый БАО-5 редуктор на баллон Проведение работ требует неукоснительного соблюдения правил безопасности. В их число входит запрещение пользования открытым огнем в аппаратном помещении, установка вентиляции в помещении, наличие у каждого баллона поверочного клейма с актуальными датами поверки и регулярная их проверка на предмет устарения. Обязательная проверка редукторов, обеспечение надежного крепления рукавов к редукторам и горелкам, соблюдение строгой последовательности зажигания пламени горелки и резака.Редуктор для баллона выбрать

Огнепреградительные клапана фото Огнепреградительный клапан обратный Сетевой огнепреградительный клапан Читать зачем нужны огнепрекрадительные клапана С такими вопросами сталкивается каждый в момент заправки и использования газа. Во первых некто не хочет чувствовать себя обманутым или хочет рассчитать примерное количество расхода средств при выполнении определённого типа работ. Особенно трудно приходится с метчикам которые пишут смету по расходам при строительстве или производстве. И так рассмотрим пример количества газа на кислородном баллоне. Параметры и размеры баллонов из углеродистых и легированных сталей можно посмотреть по ГОСТу 949-73 «Баллоны стальные малых и средних объёмов для газов с рабочим давлением в баллоне не более на Рр ≤ 19,7МПа». Самыми популярными баллонами всегда были с объемами 5, 10 и 40 литров. По ГОСТ 5583-78 «Газ кислород в газообразном виде, технический и медицинский» (приложение 2), объем газа кислород в баллоне (V) в кубических метрах при нормальных условиях вычисляют по формуле: Vб — вместимость баллона, дм3; K1 — коэффициент для определения объема кислорода в баллоне при нормальных условиях, вычисляемый по формуле Формула расчета газа в баллоне Р — давление газа в баллоне, измеренное манометром, кгс/см2; 0,968 — коэффициент для пересчета технических атмосфер (кгс/см2) в физические; t — температура газа в баллоне, °С; Z — коэффициент сжигаемости кислорода при температуре t.

Значения коэффициента К1 приведены в таблице 4, ГОСТ 5583-78.

Посчитаем объем кислорода в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 40л с рабочим давлением 14,7МПа (150кгс/см2). Коэффициент К1 определяем по таблице 4, ГОСТ 5583-78 при температуре 15°С: Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40л = 6,36м3 Необходимо отметить, что комплектующие, необходимые для проведения газовой сварки, должны быть высокого качества, что обеспечит надежность создаваемого соединения.

Границы применимости

Толщина свариваемых материалов: применение газовой сварки экономически целесообразно для материалов толщиной до 10 мм.

Типы материалов: нелегированные и легированные стали, стальное литье, серый чугун, цветные металлы.

Область использования: сварка тонкостенных металлических изделий, сельскохозяйственное и транспортное машиностроение, монтаж и ремонт трубопроводов.

Параметры: скорость плавления стали 0,2 — 0,5, алюминия 0,15 — 0,2 кг/ч.

Выбор характеристики пламени: нейтральное пламя (соотношение горючий газ: кислород = 1: 1) применяют при сварке стали, окислительное пламя (избыток кислорода) — при сварке латуни, восстановительное пламя (избыток горючего газа) — при сварке алюминия и алюминиевых сплавов.

Положение шва при сварке: нижнее, горизонтальное, горизонтальное на вертикальной поверхности, полупотолочное, потолочное, вертикальное (снизу вверх и сверху вниз).

Газовая сварка

Сварка, пайка, склейка и резка материалов

Оборудование

Для выполнения газовой сварки используют сварочные устройства, установки для выработки ацетилена, сварочную арматуру и вспомогательное оборудование.

Резка кислородом

Резка кислородом базируется на свойстве металла сгорать под действием струи кислорода, а также на удалении струей образующихся продуктов горения. Резку материала начинают с нагрева металла в начале реза посредством подогревающего пламени резака до тех пор, пока в струе кислорода не образуется температура воспламенения металла.

После этого подается режущий кислород, который, в свою очередь, приводит к непрерывному образованию окислов металла по всей толщине, после чего резак перемещается по косильной лески реза. Кислородная резка применяется по отношению только к тем металлам и сплавам, которым под воздействием кислорода присущи следующие качества:

  • Температура ниже, чем этот показателя при их плавлении;
  • Температура плавления окислов металла, которые образуются во время резки, ниже температурного показателя плавления самого металла;
  • Количество тепла, выделяемое при сгорании в кислороде, достаточно велико для того, чтобы поддерживалась постоянная кислородная резка;
  • Шлаки, появившиеся в результате резки, должны быть жидкотекучими, а также достаточно легко выдуваться из места, где применялась кислородная резка;
  • Теплопроводность сплавов и металлов не слишком высока.

Разделительная резка

В наше время разделительная кислородная резка металла (возможна с пропаном) заслужила особое распространение. Технология кислородной резки позволяет использовать методику практически повсеместно. Осуществляется кислородная процедура при помощи струи, перпендикулярной к поверхности (разрезаемой) или наклонной (для скоса кромок).

Резка кислородом начинается с подогрева кромки. При получении необходимой температуры (1050 – 3000 гр. С – температуры воспламенения), пускается струя режущего кислорода (начинается расход кислорода), после чего начинается перемещение резака (при помощи механизированного привода или вручную).

Резка кромок металлических листов кислородом с подготовкой для сварки может производиться тремя резаками одновременно. Стоит обратить внимание на то, что при этом обе кромки в одночасье получают необходимый Х-образный скос. Процедура (расход кислорода и применение резки) протекает достаточно производительно, поскольку работа наклонных резаков проводится в облегченных условиях, разогревая металлическую деталь, прогретую вертикальным (идущим впереди) резаком. Расход кислорода — важный момент, требующий внимания.

Отметим, что скорость разделительной резки пропаном с применением кислорода в случае применения резака специальной формы может быть значительно увеличена, но при этом понадобится, чтобы резак направлял режущую струю под углом к плоскости разрезаемого листа металла, а не перпендикулярно. При удлинение пути прохождения струи в металлической детали наблюдается подогрев кромки, возникающий вследствие перемещения по ней расплавленного шлака. Производительность работы при этом повышается в несколько раз.

Для того чтобы произвести разделение металлических деталей с высоким м легирующих примесей на части, применяют кислородно-флюсовую резку. Стоит отметить, что разрезание легирующих сталей или чугуна, к примеру, содержащих хром в составе на уровне 7%, посредством обычных методов кислородной резки практически невозможно.

При резке кислородом (как только начат расход баллона) образуются окислы, которые имеют высокие температуры плавления, заставляют шлак густеть, а также отвратительно удаляются и создают препятствия окислению слоев металла (при резке), лежащих снизу. Во время применения кислородно-флюсовой резки металла из специального бункера в струю кислорода (режущего) подается порошкообразный флюс. Не забывайте про расход кислорода.

Резка кислородом: виды и тонкости рабочего процесса

Поверхностная обработка

Этот способ производится газокислородной струи с целью реального создания канавок для того, чтобы наложить сварной шов, а также ликвидировать пороки в отливках, сварных швах и поковках.

Отличие поверхностной обработки от разделительной резки металла заключается в том, что мундштук резака располагается перпендикулярно по отношению к поверхности обрабатываемого изделия (во время поверхностной обработки угол составляет 35° и больше). Практически любая поверхностная резка кислородом приводит к образованию желобка, который характеризуется шириной, кривизной и глубиной поверхности.

При строжке поверхности и дальнейшей обработке немаленьких поверхностей желобок выходит большой протяженности, сечения по длине. Резак при резке перемещают посредством механизма.

Удаление пороков материала, а также строжка канавок производится при помощи ручного способа. В поверхностной обработке металлических деталей применяются специальные резаки для кислородной резки с увеличенной мощностью пламени, а также особым наконечником. Мундштук резаков имеет шесть концентрических отверстий для пламени (подогревающего) вместо кольцевого канала, предназначенного для режущего кислорода.

Угол между обрабатываемой поверхностью и осью мундштука находится в пределах 15-25 гр. с учетом расстояния от конца мундштука до обрабатываемой поверхности 1-2 миллиметра (не более). Стоит отметить, что у резака удлиненная рукоятка. Во время обточки цилиндрических изделий резак располагают в вертикальном положении на суппорте, в то время как изделие поворачивается в центрах.

Сверление

С помощью газового резака выполняются отверстия. Также предоставляется возможность прожигать отверстия в целом поверхности металла или начиная от начального маленького отверстия, просверленного для исходного нагрева кромки.

Фактически такая процедура представляет собой газокислородную резку, направленную по окружности малого диаметра. Результатом прожигания может стать неправильная форма отверстия. Отверстие удается прожечь в том случае, когда имеется небольшая толщина металла (не более 8 миллиметров).

Для прожигания отверстия большого диаметра в болванках и отливках в металлургической промышленности используют разновидность процесса, именуемую резкой копьем.

Виды резки кислородом

Существуют несколько видов кислородной резки. Эти разновидности зависят от формы, материала детали, а также от места разреза.

Первая группа — Разделительная кислородная резка (прямолинейная, фигурная, резка с применением кислорода со скосом кромок под сварку):

  • Скоростная кислородная резка;
  • Нормальная кислородная резка;
  • Кислородно-флюсовая.

Вторая группа — Поверхностная обработка:

  • Строжка поверхности;
  • Строжка канавок;
  • Обточка.

Третья группа — Сверление (или прожигание отверстий);

  • Кислородным копьем;
  • Обычной струей.

Четвертая группа — Специальные процедуры резки кислородом (электрокислородная, подводная кислородная резка и т. д.).

READ  Направляющая для болгарки для резки

Теперь нужно разобраться со всеми группами, которые относятся к такому понятию, как кислородная резка.

Специальные процессы резки кислородом

Этот вариант также является одним из способов понятия, более известного как кислородная резка. Широко применяется в водолазном деле или во время ремонта частей судна, находящегося под водой. Также применение способ находит во время проведения гидротехнических работ, разборки затонувших суден.

Газокислородное пламя, расход которого требует внимания, под толщей воды имеет свойство отлично гореть, но при условии, что вокруг него будет создана некая защитная оболочка. В свою очередь, защитная оболочка, способствующая газокислородной резке – продуваемый воздух продукты горения (расход). В роли горючего газа, расход которого достаточно велик, во время проведения подводной резки исполняет преимущественно водород. Также может применяться ацетилен, однако, только на небольших глубинах (до 10 метров).

При подводной резке металлов применяется жидкое горючее: бензол, бензин и т. д. Резак для подводной резки предусматривает три мундштука: через первый мундштук (внутренний) подается кислород, по второму проходит горячая водородно-кислородная смесь, а третий мундштук (наружный) служит колпаком для образования защитного воздушного слоя.

В соответствии с этим к резаку подводятся шланги от трех баллонов: кислородного, воздушного, водородного. Во время подводной резки давление кислорода устанавливается в пределах 5-10 атмосфер (расход достаточный). Разжигание смеси, а также дальнейшая регулировка пламени производились на воздухе. Сегодня для этого применяются специальные подводные электрические зажигалки низкого напряжения. Такие зажигалки напитываются от батарей щелочных аккумуляторов.

В последнее время в подводной резке металла получил широкое применение кислородно-дуговой процесс, во время протекания которого металлическая деталь буквально сжигается кислородом, если расход достаточен. При этом подогрев осуществляется посредством дуги. Также применятся стальной трубчатый электрод, во внутреннюю часть которого вдуваются объемы кислорода.

Подача кислорода (расход) производится сзади от перемещающейся дуги. Способ предполагает использование сплошного угольного или металлического электрода. В покрытие таких электродов сделан канал, который подводит порции кислорода. Кислородно-дуговой процесс резки металла зачастую применяется при резке на открытом воздухе.

Вместе с тем производительность и качество резки ниже, чем у обычной газокислородной резки. Кислородно-дуговое воздействие на металлическую деталь целесообразно для тех сплавов и металлов, которые не поддаются кислородной резке обычным способом. Пропаном в этих целях не пользуются.

Нужно отметить важность соблюдения правил техники безопасности при газовой резке, а также других процедурах кислородной обработки металлов. Огромное внимание стоит уделять взрывоопасности горючих газов. Помимо всего, необходимо брать во внимание то, что наличие кислорода, интенсифицирующего горение, имеет все шансы способствовать возгоранию посторонних материалов (тканей, краски и т. д.). В особенности это касается работы в закрытых отсеках суден, котлах и т. п. Поэтому прежде чем приступить к работам по резке, и с баллонами сжатого газа, следует внимательно изучить необходимые инструкции. Работа с пропаном и прочими газами опасна для жизни, поэтому стоит относиться к резке и применению опасных предметов с высокой осторожностью. Расход кислорода должен соответствовать нормам.

Технология и оборудование для газокислородной резки

Слесарное дело, а также практика единичного раскроя листовых заготовок иногда требуют применения универсального разделительного оборудования. Если нет особых требований к точности реза, а факт наличия оплавленных кромок на изделии некритичен, то разделение металла газопламенным инструментом вполне подходит для этих целей – такая технология проста, универсальна и не затратна.

Газовый резак

Газопламенная резка применяется также для первичной разделки металлоконструкций, массивных чугунных чушек или узлов домонтируемого оборудования при подготовке их к утилизации на предприятиях системы Вторчермета.

Особенности выполнения ручной резки

При резке с использованием немеханизированного инструмента часто наблюдается нежелательное для результирующего качества операции явление отставания режущей струи. Происходит это из-за того, что условия для горения кислорода по толщине металла неодинаковы: по мере углубления в толщу заготовки часть тепла пламени расходуется на прогревание смежных участков заготовки. При этом часть энергии пламени идёт на окислообразование. В результате пламя не успевает за резаком, и вместо перпендикулярного среза формируется наклонный. Если дело касается высокоточной газопламенной резки, то такой дефект недопустим.

Чтобы уменьшить такой дефект, поступают следующим образом. Мундштук резака наклоняют относительно направления его перемещения. В результате часть энергии пламени отражается от разделяемой поверхности. Температура в струе при этом снизится, но не настолько, чтобы рез прекратился, в то же время интенсивность окислообразования уменьшается, и процесс происходит более устойчиво.

На качество ручной резки кислородом влияет на только скорость перемещения резака, но и её равномерность. Если инструмент двигается медленно, то увеличивается вероятность оплавления металла на кромке, а при слишком большой скорости часть металла разрушается не от плавления, а от возникающих термических напряжений. Срез получается грубым, с явно заметными трещинами.

Следует отметить, что резка при помощи газов – кислорода и пропана/ацетилена — не подходит для разделения листов из легкоплавких металлов, например, алюминия и его сплавов; вместо реза будет происходить плавление заготовки, с удалением её поверхностных слоёв.

Пропан или ацетилен – что предпоHonor?

Используя ручную газопламенную резку обычным резаком, предварительный подогрев заготовки можно производить как пропаном, так и ацетиленом. Тем не менее, в большинстве случаев для резки применяется именно пропан. Основанием для такого выбора является:

  • Меньшая взрывоопасность пропана.
  • Возможность быстрого обнаружения утечек, поскольку при заполнении баллонов к пропану добавляют ртутьсодержащие добавки, специфический запах которых позволяет легко обнаруживать место разгерметизации.
  • Значительно меньшая себестоимость пропана.

Таблица совместимости газов и металлов

Сторонники ацетилена отмечают, что теплотворная способность этого газа более чем вдвое превышает аналогичный показатель для пропана. Однако это существенно при сварке, а не при резке (где глубина зоны необходимого прогрева металла значительно меньше). Важно, что ацетилен требует значительно более тщательного соблюдения правил техники безопасности (слесарное дело это обеспечивает далеко не во всех случаях). Кроме того, резкий запах ацетилена не всегда приемлем, особенно, если резка происходит в обычной мастерской, где трудятся и другие работники.

Особое внимание при газокислородной резке уделяют качеству самого пропана. При наличии в газе хотя бы 10% бутана процесс подогрева металла перед резкой резко замедляется. То же касается и температуры окружающего воздуха.

Дело в том, что при температурах ниже 10 0 С, плотность пропана возрастает. Это приводит к снижению скорости струи газа, которая выходит из мундштука. Ручная резка заготовки в таких случаях будет происходить гораздо медленнее, а износ элементов резака заметно ускоряется.

Последовательность газопламенной резки

Важная особенность газопламенной резки – необходимость в двух газах, один из которых – кислород – выполняет собственно разделение металла, а второй – пропан или ацетилен – подогрев зоны реза. Такой подогрев требуется для того, чтобы повысить температуру металла в зоне разъединения постепенно, и избежать, таким образом, нежелательного изменения структуры поверхности заготовки в результате быстрого нагрева.

Оборудование для газоплазменной резки

Избежать этого, впрочем, не удаётся. Поэтому одним из важных показателей процесса газокислородной резки считается глубина зоны термического влияния – части толщины заготовки, в которой происходят изменения её макро- и микроструктуры. Такие изменения чаще упрочняют заготовку, а это отрицательно сказывается на её последующей обработке (неважно, механической или деформационной).

Непременным условием качества процесса резки газопламенным резаком является непрерывность подачи кислорода. В противном случае поверхность быстро остывает, а в месте разрыва струи образуются натёки застывшего металла. Дело в том, что окружающая поверхность имеет значительно меньшую температуру, а включение подачи пропана и разогрев происходят медленнее, чем остывание металла. Именно поэтому в особо ответственных случаях такой способ резки реализуется на специализированном оборудовании, оснащённом средствами автоматического контроля процесса.

Процесс предварительного подогрева по времени зависит от:

  • Толщины металла;
  • Марки разделяемого материала (например, нержавеющая сталь обладает пониженной теплопроводностью, а потому медленнее нагревается);
  • Качества поверхности (обезжиренная заготовка прогревается быстрее).

Допустимое время прогревания не должно превышать 30…40 сек.

Сам процесс начинают от кромки листа, там, где условия для выхода струи будут наилучшими. Особенно это важно при резке ручным резаком толстолистового металла (более 50…60 мм). Далее равномерно перемещают мундштук по поверхности разделения, соблюдая постоянное расстояние между головкой и поверхностью заготовки.

Суть процессов газопламенной резки

Воздушно-термическая резка применяется при разделке сталей и сплавов толщиной от 6 до 50 мм. Источником тепла является прохождение термических окислительных реакций при сгорании газа с большой теплотворной способностью в узконаправленном пламени, которое направляется на поверхность разделения.

Оборудование для ручной плазменной резки металла

Из соображений безопасности преимущественно используется резка пропаном, склонность которого к самопроизвольному взрыву минимальна. Более строгие правила техники безопасности существуют при технологических процессах резки кислородом, однако такая технология обладает и рядом преимуществ. Основное из них — отсутствие вредных побочных продуктов реакции горения.

Для успешного разделения листового металла кислородом или пропаном необходимо соблюдение ряда условий:

Процесс газоплазменной резки

  • Тщательная очистка поверхности от следов легковоспламеняющихся веществ: жира, масел, краски и т.п. (при резке кислородом несоблюдение этого правила может привести даже к взрыву). Желательна очистка заготовки и от ржавчины, низкая теплопроводность которой замедляет процесс нагрева металла, и, следовательно, снижает производительность.
  • С противоположной от резака (или режущей головки станка) стороны заготовки должно предусматриваться свободное место для выхода газопламенной струи. В противном случае поток отражается от преграды, образуя ненужные завихрения, которые отрицательно сказываются на качестве реза.
  • Угол наклона, создаваемый резаком при разделении металла, должен отличаться от вертикали не менее чем на 5 0. В противном случае наблюдается так называемое явление отставания струи, которое сопровождается нежелательным отклонением зоны реза от перпендикулярности.
  • Высокая квалификация газорезчика, от опыта которого зависит качество поверхности раздела и производительность процесса.
резка, металл, ацетилен, кислород

Механизированная газопламенная резка

Проблема высококачественного разделения металла решается применением специальных станков газопламенной резки. Их эксплуатационными преимуществами являются:

Плазменная резка (промышленная)

  • Увеличение допустимой скорости реза без ухудшения его качества.
  • Отсутствие влияния квалификации газорезчика на стабильность процесса. Дело в том, что все параметры реза полностью контролируются автоматикой.
  • Оптимизируются параметры самого реза, в частности, ширина струи, что определяет минимальные потери металла при механизированной резке.
  • Контролируются параметры и применяемого кислорода. Например, при пониженной чистоте газа (менее 99%) процесс резки на современных станках не начнётся вовсе. Газоплазменный станок
  • Ряд конструктивных исполнений такого оборудования имеют специальные узлы подогрева стального листа (для других материалов наилучшая температура также может быть подобрана). Это сокращает подготовительно-заключительное время, позволяет увеличить производительность газопламенной резки, а также уменьшает коробление заготовки, которая подвергается разрезанию.
  • Наличие устройств, которые производят своевременное удаление с поверхности частиц флюса, образующегося при резке (для ручной резки это приходится делать рабочему, периодически прекращая процесс).

Тем не менее, и процесс механизированной резки имеет свои ограничения. Дело связывается, в основном, с уровнем возникающих термических напряжений, а также с обезуглероживанием поверхности сталей.

Современные установки газопламенной резки обеспечивают достижение таких эксплуатационных показателей:

  • Скорость реза, мм/мин – до 500;
  • Ширина реза, мм – 1.5…2,0;
  • Размерная точность, мм – 1…2;
  • Отклонение от прямолинейности, мм/м – до 1.5.