Кислородная резка стали — это термический процесс, при котором металл достигает нагрева, соответствующего температуре горения, но не превышающего температуру плавления. Струя раскаленного газа прожигает металл в области реза, она же выдувает образующиеся при горении окислы.
Основу газовой смеси составляет кислород, поддерживающий реакцию горения. В качестве резака используется газовая горелка, в которую подается сжатый кислород из баллонов. Для предварительного разогрева заготовки применяются горючие газы: водород, ацетилен, пары бензина.
Последовательность и необходимые условия процесса кислородной резки
Раскрой начинают от кромки листа, направляя режущую струю перпендикулярно или под острым углом к поверхности.
Вначале смесь кислорода с горючим газом создает подогревающее пламя, раскаляющее металл до температуры воспламенения. В нагретую точку подается струя режущего кислорода, начинающего процесс горения. Выделяющееся при этом значительное количество тепла разогревает соседние слои металла, и горение распространяется на всю толщину листа, прожигая сквозное отверстие. При перемещении резака по заданной траектории с определенной скоростью металл разделяется по линии горения. Обращенная в окислы часть металла выдувается струей кислорода.
Метод кислородной резки эффективен при обработке сталей, так как эти сплавы удовлетворяют основным условиям стабильности процесса резки:
- Температура горения металла ниже температуры плавления, металл не расплавляется и не стекает до выгорания;
- Окислы плавятся при более низкой температуре, чем металл и легко отделяются в процессе обработки;
- Малая теплопроводность обеспечивает локализацию нагрева в области реза;
- Выделяемого при горении тепла достаточно для непрерывного прогрева, обеспечивающего равномерность процесса.
Влияние химического состава
Возможности кислородной резки стали зависят от содержания углерода и химического состава примесей в стали. Хорошо режутся низкоуглеродистые стали, содержащие до 0,3% углерода. Наличие серы, фосфора и молибдена не влияет на характеристики процесса.
Затрудняет процесс кислородной резки содержание углерода в сталях свыше 0,7%. Наличие в стали углерода в количестве от 0,3% до 0,7% приводит к закаливанию кромки реза. Содержание углерода свыше 0,2% ухудшает условия резки для сталей с добавками кремния из-за образования тугоплавких окислов.
Осложняет резку нахождение в составе сплава более 6% марганца и более 7% никеля.
Хром, как и кремний, при наличии 2-3% в стали способствует зашлаковыванию кромок реза. При содержании в стали хрома от 1,5 до 5% возможна резка с предварительным подогревом. При более высоком содержании хрома хромистые и нержавеющие стали можно резать только кислородно-флюсовым способом.
Введение в зону реза порошкообразных флюсовых материалов увеличивает количество выделяемой теплоты при резании. Кислородно-флюсовая резка позволяет обрабатывать тугоплавкие легированные стали.
Характеристики режима кислородной резки:
- Давление кислорода.
- Скорость резки.
- Мощность пламени.
Выбор давления режущего кислорода определяется толщиной металла и чистотой кислорода. Увеличение давления усиливает интенсивность сдувания шлаков и доступ кислорода к металлу, что повышает скорость резки. Однако при чрезмерном давлении рез получается менее чистым, а расход кислорода увеличивается. Недостаточное давление не позволяет газовой струе удалять все шлаки и создаёт опасность неполного прорезания металла.
Скорость движения резака должна соответствовать скорости прогорания металла по толщине.
При низкой скорости кромки реза оплавляются.
На слишком большой скорости струя как бы скользит по поверхности и может разрезать лист насквозь.
При оптимальной скорости рез ровный, шероховатость кромки незначительна и грат легко отделяется.
Мощность пламени влияет на прогрев металла и регулируется в зависимости от толщины заготовки и факторов, затрудняющих достаточный нагрев.
Для резки сталей толщиной до 300 мм применяют нормальное пламя, а при толщине металла свыше 400 мм наряду с увеличением давления кислорода подают больше ацетилена для увеличения длины факела с целью прогрева нижней части реза.
Мощность подогревающего пламени должна быть тем выше, чем выше содержание углерода в сплаве.
Более мощное пламя используется при ручной резке по сравнению с машинной, чтобы компенсировать неравномерность движения резака.
Рекомендуем почитать
