Резка металла газовым резаком: как пользоваться, резать, работать, технлогия

Изделия из металла являются незаменимыми элементами современных зданий и сооружений, различных металлоконструкций, без которых сложно себе представить индустрию и инфраструктуру. Металлопрокат представлен широким ассортиментом листовой и сортовой продукции, труб, арматуры, прочих наименований. С ростом объемов производства, расширением инфраструктуры, увеличением потребности энергоносителей растет спрос на чугун, черный металл, нержавеющую сталь. Одним из ключевых этапов при работе с металлом является резка, которая осуществляется как на этапе производства, таки при сборке, строительстве, монтаже и демонтаже различных металлоконструкций и коммуникаций. Обладая высокой производительностью и универсальностью, а также экономической эффективностью высокой популярностью пользуется технология газовой резки стали.

• Газовая резка на станках ЧПУ
• Газовая резка стали
• Газовая резка арматуры
• Газовая резка труб
• Ручная газовая резка
• Газовая резка чугуна
• Газовая резка пропаном
• Газовая резка металлического листа
• Газовая резка нержавеющей стали

Основы работы с газовым резаком

Процесс резки газовым резаком происходит за счет сжигания металла в струе кислорода, подаваемого под давлением. Предварительно сплав должен быть разогрет до нужной рабочей температуры с помощью горящей смеси ацетилена с кислородом. Единственные металлы, которые можно резать этим способом – различные марки углеродистой и нелегированной стали. Нержавейку, цветные металлы и сплавы разрезать кислородно-ацетиленовым резаком нельзя.
Для выполнения данного вида работ помимо соответствующего комплекта газового оборудования потребуется следующее:

• Огнетушитель.
• Защитная экипировка: специальные очки; перчатки из толстой кожи; крепкая рабочая обувь с кожаной подошвой.
• Соответствующая одежда – рекомендуется надевать огнестойкую, однако если ее нет, то подойдет хорошо облегающая хлопчатобумажная. Нельзя надевать вещи из синтетических и легковоспламеняющихся тканей, свободного кроя, с рваными или поношенными краями.
• Инструменты для измерений и разметки: линейка, угольник и карандаш, изготовленный из мыльного камня.
• Зажигалка для газового резака – предназначена для правильного зажигания пламени резака. Обычными спичками, зажигалками пользоваться очень опасно.

Подготовка места и условий безопасной и удобной работы

Для обеспечения безопасного проведения работ с использованием газового резака требуется следовать следующим правилам и рекомендациям:

• Для выполнения работы выбирают только место в идеально проветриваемом помещении либо на открытом воздухе.
• Резать можно вдали от легковоспламеняющихся веществ и материалов.
• Пол в помещении должен быть бетонным или земляным.
• Поверхность земли или бетона должна быть очищена от любых посторонних предметов и материалов в радиусе не менее 5 м, так как искры от разрезаемого металла разлетаются на несколько метров и могут поджечь сухие ветошь, стружку, бумагу, высохшие растения или листья.
• Разрезаемый металл кладут на подходящую опору, чтобы пользоваться резаком на удобной рабочей высоте. Для этих целей лучше всего использовать стальной стол.
• Нельзя допускать касаний пламенем бетона (особенно если он свежий) – это вызовет его расширение и последующее интенсивное растрескивание с вылетанием из него мелких осколков бетона.
• Категорически запрещено в качестве рабочих использовать легковоспламеняющиеся поверхности, или на которых разлиты огне-, взрывоопасные материалы.
• Место разреза металла размечают как показано на видео.

Подготовка и настройка газового оборудования для резки

Чтобы работать с газовым резаком было безопасно, важно не только грамотно подобрать соответствующий комплект оборудования, но и правильно его подключить и настроить. Сначала к баллонам с кислородом и ацетиленом подсоединяют соответствующие трубки. Кислородные шланги и емкости обычно зеленого цвета, ацетиленовые – красные.

На обоих концах шлангов следует установить предохранительные затворы (приспособление, задерживающее обратные удары пламени).

Следующий шаг – проверка исправной работы подачи ацетилена. Сначала закрывают клапан регулирования подачи – Т-образную ручку вращают несколько раз назад. На баллоне, в верхней его части, открывают вентиль – поворачивают на 1 поворот кисти. Делают это в целях безопасности. Нельзя допускать, чтобы давление ацетилена в баллоне превышало 1 атм – в случае высокого давления этот газ становится нестабильным и даже может самопроизвольно взорваться или воспламениться. Чтобы проверить, что давление ацетилена отрегулировано правильно, выполняют следующие действия:

1. Главный клапан емкости отпирают, затем открывают регулирующий клапан, поворачивая ручку в направлении часовой стрелки. Делать это нужно очень медленно, следя за показаниями манометра, установленного на выходе низкого давления. Регулирующий клапан открывают, пока давление не станет 0,34–0,54 атм.
2. Затем продувают воздух из шланга – открывают ацетиленовый клапан резака до появления звука выходящего газа. После этого смотрят на показания манометра низкого давления. При продувке величина давления должна быть стабильной (если нет, то убеждаются в правильности установки регулятора).
3. Клапан на резаке закрывают.

Проверяют и настраивают подачу кислорода – отключают регулятор его подачи (скручивают вниз), а после этого настраивают давление. Для снижения подачи кислорода закручивают ручку манометра на несколько оборотов назад. Затем выполняют последовательность следующих шагов:

1. На баллоне для кислорода полностью отпирают главный клапан. Он двухседельный и в случае его частичного открытия из-за высокого давления в баллоне (150 атм) кислород выходит вокруг кольца уплотнения соединения штока клапана.
2. Медленно открывают регулятор подачи, следя за показаниями манометра, установленного на выходе низкого давления, до настройки давления кислорода в пределах 1,7–2,7 атм.
3. Продувают из шланга атмосферу – на резаке открывают кислородный вентиль. У резака 2 вентиля для кислорода: один ближе к шлангу, контролирует подачу в камеру, где кислород смешивается с ацетиленом для подогрева стали (горения смеси), а также для подачи в кислородную дюзу для резки; другой расположен дальше и подает кислород в отдельную дюзу резки (пока не открыт этот вентиль или не отпущен специальный рычажок резки кислород не должен выходить из мундштука резака). Сначала открывают первый вентиль – его несколько раз поворачивают, обеспечивая достаточный приток кислорода для осуществления обеих функций. После этого немного открывают второй (передний) вентиль – на время пока не очистится шланг (3–5 с для трубки длиной 7,5 м).
4. Передний вентиль закрывают.

Технология резки газом

Современная технология газовой резки металла несколько отличается от той, которая описана выше. К примеру, для работы с «легкими металлами» температуры в 1000 градусов за Цельсием и выше могут попросту разрушить металл, с которым вы работаете (расплавить и испарить).

В этих случаях сама резка производится с одновременным подогревом. Наконечник газового резака имеет форму пирамиды с 3 соплами.

Через два боковых подается подогревающая смесь, ну а по центру монтируется тонкое сопло для подачи кислорода под высоким давлением.

Технология кислородной резки

В современных резаках, кислород подается под давлением в 12 атмосфер! Проще говоря – под струей воздуха можно повредить даже кожу (имеется в виду не зажженная струя).

Флюс, который образовывается при такой резке, либо выбрасывается подогревающем пламенем в стороны, либо прожигается непосредственно через весь металл (если выполняется сквозная резка).

Не забывайте, что резка металла газом имеет большое преимущество перед электрической. Какое?

Но учитывайте, что резка металла кислородом не подразумевает использовать металлы, которые плавятся при температуре ниже 600 градусов за Цельсием. В этом случае будет выполняться простое удаление верхнего слоя металла, а не его резка.

Вот в таких случаях рекомендуется использовать так называемые мобильные нагреватели – обычные баллончики со сжатым газом и соплом на конце трубки.

Стандартная технология кислородной резки металла подразумевает использовать направляющий резак, которым управляет оператор. Подача газа регулируется при помощи двух вентилей (в некоторых моделях – одним общим).

Газовый резак

Сама рукоятка резака имеет две трубки, которые как раз и встраиваются в ручку. Первая рукоятка подает топливо для нагревателя, вторая (как правило — центральная) – подает кислород. То есть, к главному соплу подводятся аж 3 трубки!

Какой расход газа при резке металла? Это зависит от температуры, до которой разогревается сам металл при работе.

В стандартном резаке Р1-01 за один час работы в среднем расходуется порядка 10 кубических метров кислорода и 0,7 кубических метров ацетилена (при использовании пропана – 1 метр кубический топлива).

Видео:

А вот в резаке Р2-01 расход значительно больше – 21 м3 кислорода и 1,2 – ацетилена! Расход подогревателя зависит от температуры нагрева и плоскости, которая разрезается.

В «старших» резаках также используется так называемое направление сопел, которое т.акже частично влияет на расход (чем ближе к струе кислорода, тем приходится подавать большую струю).

Поджигание резака и нагревание металла

Перед зажиганием резака требуется:

• убедиться в герметичности всех соединений (клапанов, манометров, шлангов, другой арматуры) – любая протечка газа может моментально вызвать пожар;
• проверить еще раз место работы на предмет отсутствия легковоспламеняющихся материалов, посторонних людей (особенно детей), животных;
• убедиться в готовности к работе;
• надеть защитные очки и перчатки.

Затем открывают на резаке клапан ацетилена, позволяя выйти кислороду, который находится в камере-смесителе. На это достаточно нескольких секунд. Потом закручивают вентиль, пока не станет слышно, что ацетилен еле выходит. Перед резаком располагают специальную зажигалку для него как показано на видео, чтобы ее внутренняя часть касалась мундштука. Затем надавливают на рычаг зажигалки. Когда производимые искры подожгут ацетилен, перед мундштуком должно образоваться маленькое пламя желтого цвета.

Подкручивая клапан подачи газа, увеличивают длину пламени примерно до 25 см. Факел должен начинаться у самого мундштука резака. Пламя будет отрываться от него или прыгать, когда ацетилена подается чересчур много.

Медленно открывают передний кислородный вентиль. При этом пламя должно поменять цвет с желтого на голубой – в этот момент будет обеспечена подача такого количества кислорода, которого достаточно для полного сжигания ацетилена. Подачу кислорода следует увеличивать, пока внутренний язычок голубого пламени не уменьшится и сожмется в направлении мундштука.

Кислородный клапан открывают еще больше – увеличивают размер факела, пока у внутреннего пламени длина не станет едва больше толщины разрезаемой стали (для листовой холоднокатаной толщиной 9,5 мм достаточно превышения длины пламени на 1,3 мм). Когда слышно «сопение» или кажется, что голубое пламя перистое и неустойчивое, то это означает слишком большую подачу кислорода. Ее снижают, пока все пламя не стабилизируется, а внутреннее – не примет форму четкого конуса.

Внутреннее пламя самым кончиком подносят к поверхности обрабатываемой стали. Ее греют до образования в месте соприкосновения лужицы расплавленного светящегося металла. Кончик пламени надо держать неподвижно на расстоянии примерно 10 мм от поверхности стали как показано на видео, чтобы все тепло концентрировалось на одном участке.

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.

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)

После очистки заготовки её поверхность разогревается до температуры 1000…1200С, после чего включают подачу кислорода. При таких температурах в зоне реза кислород быстро воспламеняется, образуя узконаправленную струю пламени, которая и производит разрезку металла.

Схема процесса газоплазменной резки

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

Резка стали газовым резаком

Ручку клапана газовой резки медленно отпускают вниз – подают струю кислорода, поджигающую расплавленный металл. Если сразу начинает происходить бурная реакция, то сталь загорелась и можно продолжать постепенно увеличивать давление кислорода, пока его струя не прорежет материал насквозь. Когда реакция не идет – металл разогрет недостаточно, чтобы возгореться в струе кислорода. Необходимо в нагревающее пламя добавить кислорода и дать ему возможность разогреть сталь.

Когда струя кислорода начнет резать, мундштук резака начинают медленно передвигать вдоль линии реза. При этом почти все продукты обработки (расплавленный шлак, искры) сдуваются струей к задней стороне зоны разрезания как показано на видео. Если этот поток возвращается обратно или замедляется, то надо уменьшить скорость перемещения резака или остановить его и прогреть материал еще больше (работать лучше очень медленно, нежели пытаться резать слишком быстро). Резку продолжают до завершения намеченного отреза или разделения металла.

Виды газовой резки

Классификация разделяет резку газом на различные типы, в зависимости от особенностей технологии. Наиболее распространены:

• Кислородно-пропановая (метановая, бутановая, ацетиленовая и т. д.). Применяется, если содержание кислорода или легирующих добавок не превышает 1%.
• Кислородно-флюсовая. Применяется для тех типов металла и стальных сплавов, для которых неэффективна обычная пропановая технология (высоколегированных, высокоуглеродистых сталей, чугуна и тому подобных). При использовании данного способа к месту разреза подается не только чистый кислород, но и флюс – специальный порошок. Он имеет тройное действие.
• Термическое: повышает температуру в области обработки, благодаря чему снижается процент образования тугоплавких окислов.
• Абразивное: несгоревшие частицы порошка очищают кромки среза от тугоплавких окислов ударным воздействием.
• Химическое: вступает в реакцию с тугоплавкими окислами, преобразуя их в текучее состояние, после чего они легко удаляются из среза струей кислорода.
• Копьевая. Данная технология используется для прожигания отверстий в стали или разрезании металла большой толщины. При этом способе кислород к месту разреза подается через стальную трубку, иногда для повышения температуры в точке приложения в трубку дополнительно вводится низкоуглеродистый прут, проволока или вместе с кислородом подается железный порошок. Копье прижимается к нужной точке и температура на его конце достигает в среднем 2000°C. Это позволяет прожечь даже сталь, образующую тугоплавкие окислы.
• Воздушно-дуговая. Данный способ предполагает сгорание стали под воздействием электрической дуги, а выдувание шлаков – струей воздуха.

Преимущества и недостатки

Резка металла пропаном обладает рядом достоинств, среди которых можно выделить следующие:

1. Газовая резка востребована в ситуации, когда возникает необходимость в разрезании металла значительной толщины или создании изделий по шаблонам, предусматривающим изготовление криволинейного реза, который нельзя выполнить при помощи болгарки. Также не обойтись без газового резака и тогда, как стоит задача по вырезанию диска из толстого металла или выполнению глухого отверстия на 20-50 мм.
2. Газовый резак является очень удобным в работе инструментом и отличается малым весом. Всем домашним мастерам, которые имели опыт обращения с бензиновыми моделями, известны неудобства, связанные с большим весом, размерами и шумом. Помимо того, что значительные неудобства создает вибрация, оператор вынужден обеспечить серьезное давление во время работы. Газовые же модели представляются более привлекательной альтернативой за счет отсутствия у них всех вышеобозначенных минусов.
3. Использование резки металла газом позволяет в 2 раза ускорить работы, что невозможно сделать при помощи аппарата, оснащенного двигателем на бензине.
4. Среди большинства газов, включая и бензин, пропан выделяется более низкой ценой. По этой причине он лучше подходит для выполнения значительного объема работ, например, если возникла задача по резке стали на металлолом.
5. При использовании пропановой резки удается создать более узкую кромку среза, нежели при работе с ацетиленовыми резаками. При этом рассматриваемый метод позволяет создать более чистый срез, чем тот, который можно выполнить при помощи бензиновых горелок или болгарки.

Среди недостатков, которыми обладают пропановые резаки, следует выделить лишь единственный: их можно использовать лишь для ограниченного круга видов металлов. Они подходят для резки исключительно низко- и среднеуглеродистых сталей, а помимо этого, и ковкого чугуна.

Особенности использования

Подобные инструменты не подходят для резки высокоуглеродистых сталей по той причине, что они имеют достаточно высокую температуру плавления, которая почти не отличается от температуры пламени. Это приводит к тому, что вместо выброса окалины, имеющей вид столпа искр, с обратной стороны листа, происходит ее смешивание с расплавленным металлом по краям разреза. В результате кислород не может достичь толщи металла, из-за чего ему не удается прожечь материал.
Трудности во время резки чугуна создает форма зерен, а также графит между ними. Правда, это не относится к ковкому чугуну. Не получается решить поставленную задачу, если приходится иметь дело с алюминием, медью и их сплавами.

Важно остановиться на следующем моменте: категорию низкоуглеродистых сталей представляют марки от 08 да 20Г, среднеуглеродистых — марки от 30 до 50Г2. Характерной особенностью марок углеродистых сталей является наличие в их названии спереди буквы У.

Преимущества метода

Резка газом имеет массу преимуществ перед другими видами обработки металла. Это:

• ровный и аккуратный шов (при соблюдении всех правил);
• возможность резки стали толщиной до 80 мм, разрезания других металлических изделий толщиной до 200 мм;
• выполнение работ повышенной сложности;
• автономность, возможность вести работы в «полевых» условиях;
• универсальность, использование для большого количества сортов проката;
• возможность поверхностной обработки металла без повреждения глубоких слоев;
• высокая скорость резки (по сравнению с методом плавления);
• отсутствие вероятности попадания продуктов распада внутрь металла;
• оптимальное соотношение цены и качества.

Резаком можно работать с металлами любой толщины, осуществлять прямой, прямолинейный, контурный или произвольный рез.

После отрезания металла пламя тушить не нужно. В результате этого удается избежать значительных теплопотерь. По необходимости процесс резки можно быстро остановить. Достаточно потушить пламя, и металл охладится за короткое время.

С помощью кислородной резки можно делать сложные по форме изделия, при этом отсутствует вероятность рваных швов.

Резка газом подходит для разделки под сварку, удаления поверхностного слоя, устранения дефектов, изготовления заготовок и раскроя листа металлопроката.

Особенности резки

Резак надо вести плавно вдоль линии разреза и следить за углом наклона, который отклоняется на 5—6 градусов против движения инструмента. При толщине металла более 0,95 м отклонение увеличивают, прорезав металл на глубину около 20 мм, угол отклонения опять уменьшается. Как резать резаком, чтобы срез был ровным, мы уже подробно объясняли в предыдущем разделе.

Сколько расходуется газа

Расход газов при резке металла пропаново-кислородным резаком, зависит от толщины конструкции и конфигурации разреза. Для наглядности приводим расположенную ниже таблицу:

Расход газов существенно снижается, когда выполняется наплавка или пайка.

Нюансы

Главная задача исполнителя — правильно выдерживать скорость:

• нормальный режим — искры летят под прямым углом относительно поверхности заготовки;
• малая скорость — разлет от исполнителя и угол менее 85 градусов.

После окончания процесса вначале перекрывается подача кислорода, а пропан — отключают в последнюю очередь.

Негативная деформация

Начинающих сварщиков волнует вопрос, как надо правильно пользоваться резаком пропан кислород, чтобы не произошло коробления поверхности детали. Вначале нужно разобраться — какие же факторы способствуют возникновению этих дефектов:

• при неравномерном нагреве поверхности;
• была выбрана высокая скорость движения резака;
• произошло резкое охлаждение места нагревания.

Чтобы исключить возникновение перечисленных факторов на заготовки, их предварительно надежно закрепляют и прогревают, а скорость наращивают постепенно. Если же коробление всё-таки произошло, то вернуть первоначальную форму можно при помощи обжига или отпуска, а листы править на вальцах.

Опасность обратного удара

При неправильном режиме горения струи происходит хлопок и пламя втягивается вовнутрь изделия, что приводит к взрыву, т. к. огонь распространяется по шлангам и доходит до емкостей с газами. Чтобы предотвратить опасную ситуацию, резак оборудуется обратным клапаном, который отсекает пламя и не допускает его распространения.

Правила использования

Они аналогичны технике безопасности при проведении сварки, но имеют специфические дополнения:

1. Средствами защиты пренебрегать не рекомендуется, т. к. это приводит к получению травм в виде ожога кожи или повреждения роговицы глаз разлетающимися искрами, поэтому обязательны очки и перчатки с длинными раструбами до локтя.
2. Одежда и обувь исполнителя изготавливается из негорючего материала.
3. Баллоны с газами располагаются не ближе пяти метров от места проведения резки.
4. Пламя резака направляется только в противоположную от шлангов сторону.
5. Резка производится в помещениях, оборудованных сильной вентиляцией или на открытых площадках.

При длительном простое оборудования нужно провести профилактические работы, прежде чем использовать резак по назначению.

Газокислородная резка металла

Газокислородная резка заключается в следующем. Перед тем как начать рез металлической заготовки, обязательно нужно предварительно разогреть место, где будет производиться резка до такой температуры, при которой металл будет воспламеняться. Это выполняется за счет подогревательного пламени резака, без включения в работу режущего кислорода.

В зависимости от того, насколько толстый металл, какой вообще вид металла используется, за счет состояния его обрабатываемой поверхности, нагрев также будет разным. В целом, он может длиться от 5 до 45 секунд. Как только будет достигнут достаточный нагрев, в работу подают кислород. После того, как плазменная струя прорежет весь металл по толщине, начинается равномерное перемещение инструмента (резака), вдоль линии реза. В работе, кислород выполняет несколько функций – прежде всего, режет нагревшийся металл, и, во-вторых, он удаляет оксиды, которые образуются на поверхности режущего металла. Также, за счет большого количества выделяющейся теплоты, в обрабатываемом металле подогреваются его соседние слои.

Стоит отметить, что во время работы, сопла резака должны находиться на одинаковом расстоянии от металла, а точнее его поверхности. Нельзя наверняка сказать, каким должно быть это расстояние точно, ведь это зависит от множества факторов. Поэтому, как правило, это расстояние подбирается на основании опыта.

Недостатком данного способа также является сравнительно большая ширина реза, вдоль которого всегда будут оставаться наплывы и окислы, а также образовываться грат. Плохое качество реза, а также невозможность, или сложная возможность прохода резаком по криволинейным поверхностям и контурам небольших радиусов. Значительное термическое воздействие на металл, также может давать некоторые последствия (например, металл может стать хрупким). Неравномерный нагрев во время газокислородной резки приводит к напряжению внутри металла, а также его деформации. Поэтому в случаях, когда необходима геометрическая точность и качество, такой способ не подойдет.

74. Электродуговая и плазьменно – дуговая резка.

Электродуговая резка металлов позволяет разделять их на части путем выплавления металла в месте реза угольными или металлическими электродами. При резке угольным электродом диаметром 10-20 мм применяют прямую полярность; сила тока равна 400-1000 А. Резку материала толщиной до 20 мм можно производить на переменном токе при силе тока 280 А. Применение металлических электродов с толстой обмазкой повышает качество резки, уменьшает ширину реза и дает более ровные кромки. Дуговую резку применяют при разборке старых металлоконструкций, магистральных трубопроводов, разделке металлического лома, удалении литниковой системы, резке цветных металлов, стали и чугуна, прожигании отверстий, а также при выполнении ремонтных и монтажно-сборочных работ. Воздушно-дуговую резку стали и цветных металлов осуществляют на постоянном токе с обратной полярностью угольным электродом при давлении воздуха 0,2-0,6 МН/м2(МПа). Эта резка основана на расплавлении металла и выдувании его струей сжатого воздуха. Струя сжатого воздуха 2

поступает в резак
1
и вытекает вдоль электрода
3

Плазменно-дуговая резка является прогрессивным высокопроизводительным способом резки металлов. Она осуществляется путем глубокого проплавления металла сжатой дугой в зоне резания и удаления частиц расплавленного металла газовым потоком. На рис. 80 представлена схема процесса. Дуга возбуждается и горит между вольфрамовым электродом / и разрезаемым металлом 5. Ток постоянный прямой полярности. Электрод находится внутри охлаждаемого медного мундштука 2. В канал мундштука под давлением подается плазмообразующий газ, струя которого сжимает столб дуги 3, Под действием дуги газ разогревается до высокой температуры, образуя плазму с температурой > 10000°G. Струя плазмы 6, имея высокую температуру и большую скорость истечения, проплавляет металл по линии реза 4 и выдувает расплавленный металл из зоны резания.? Плазменно-дуговую резку можно применять для резки легированных и углеродистых сталей, чугуна, цветных металлов и их сплавов. Наиболее рационально и экономично ее применение при резке высоколегированных сталей, цветных металлов и их сплавов. Электроды изготовляют из лантанированного вольфрама ВЛ-10или торированного вольфрама ВТ-15. Плазмообразующими газами служат чистый аргон высшего сорта (ГОСТ 10157-73), технический азот 1-го сорта (ГОСТ 9293-59), смеси аргона с техническим водородом, воздух. Источниками питания дуги являются однопостовые сварочные преобразователи ПСО-500 и выпрямители ВКС-500. Для обеспечения повышенного напряжения холостого хода используют последовательное включение двух-трех преобразователей на одну дугу.

75. Наплавка и метализация поверхностей

Наплавка – это нанесение с помощью сварки плавлением слоя металла на поверхность изделия. Наплавку применяют как при ремонте изношенных деталей для восстановления их исходных размеров (восстановительная наплавка, ремонтная наплавка), так и при изготовлении новых изделий (наплавка слоёв с особыми свойствами, например, коррозионно-стойких, антифрикционных, особо твёрдых, электропроводных слоёв). Масса наплавленного металла обычно не превышает нескольких процентов от общей массы изделия. Проплавление основного металла и его перемешивание с наплавленным металлом должны быть минимальными для сохранения механических свойств наплавляемого слоя.

Для наплавки используют большинство известных способов сварки плавлением. Самым простым способом наплавки является ручная дуговая наплавка. Также применяют автоматическую дуговую наплавку под флюсом, многоэлектродную наплавку, при которой одновременно плавятся несколько электродных проволок, иногда заменяемых широкой лентой малой толщины. Для наплавки большого количества металла (толщина наплавляемого слоя не менее 5 мм) используют электрошлаковую наплавку. Существует много разновидностей наплавки с использованием плазменной дуги или газового пламени. В последнее время очень широко применяется лазерная наплавка, позволяющая, в частности, эффективно исправлять точечные дефекты и практически не приводящая к деформации изделия после наплавки.

Металлизация – это нанесение металлического покрытия на поверхность изделия путём осаждения на ней жидкого металла, распыляемого газовой струёй. При подаче металлической проволоки к источнику нагрева происходит её быстрое расплавление, и жидкий металл под давлением газовой струи (обычно, сжатого воздуха, хотя при напылении коррозионно-стойкими сталями и алюминиевыми сплавами, как правило, используют азот) порядка 0,5 МПа распыляется на частицы размером 0,001…0,2 мм, которые подхватываются этой струёй и с большой скоростью, доходящей до 300 м/с, ударяются о поверхность детали, соединяясь с ней.

Металлизация дает возможность покрывать поверхности деталей почти из всех металлов независимо от формы поверхностей. Толщина наносимого слоя металла может колебаться от 0,02 до 10 мм и более. Поскольку металлизация вызывает лишь небольшой нагрев покрываемой поверхности (обычно не более 70°С), то она не приводит к структурным изменениям в покрываемом материале, благодаря чему можно наносить слой покрытия на любые материалы: металл, пластмассу, дерево, резину и т. п.

Металлизацию применяют для защиты от изнашивания, коррозии, а также в декоративных целях для таких изделий, как цистерны, бензобаки, мосты, изнашивающиеся части валов, подшипников и других деталей машин. По сравнению с наплавленным слоем металлизированный (металлизационный) слой имеет меньшую прочность и плотность, поэтому его нельзя применять для восстановления изношенной детали ответственной прочности, а можно применять лишь для восстановления размеров малонагруженных деталей. Металлизация практически не повышает прочность деталей, особенно при работе в условиях ударных или знакопеременных нагрузок, но может значительно повысить поверхностную твёрдость. При металлизации поверхностей, работающих в условиях повышенного трения, следует учитывать сравнительно малую сцепляемость металлизированного слоя с основным металлом. Многочисленные испытания показывают, что при сухом трении металлизированный слой работает на истирание, как правило, значительно хуже, чем основной металл. В условиях жидкостного и полужидкостного трения металлизированный слой работает удовлетворительно.

76.—————-

77. Электроэрозионная обработка, электроимпульсная обработка

Электроэрозия представляет собой изменение структуры и формы металла путем воздействия электрического разряда. Она возникает при создании напряжения между электродами. Одним из них служит изделие из металла, а вторым – рабочий электрод.

Если по электродам пропускать ток, то в пространстве между ними возникнет напряжение за счет электрического поля. При сближении расстояния между электродами до критического возникнет разряд, служащий проводящим каналом электричества.

Чтобы повысить силу разряда электроды помещаются в жидкость, являющуюся диэлектриком, в качестве которой используют различные масла минерального характера или керосин. Проходящий по образованному каналу ток, нагревает диэлектрическую жидкость, доводя ее до кипения и последующего испарения с образованием газового пузыря. Внутри этого пузыря возникает мощный разряд, сопровождающийся потоком электронов и ионов.

Бомбардируя электрод, они создают плазменный поток. В результате в зоне разряда температура повышается до 10000–12000°C и мгновенно расплавляет металл с образованием эрозионного углубления в виде лунки. Значительная часть расплава испаряется, а на поверхности металла в лунке после его остывания остается слой, состав которого отличается от состава исходного металла.

Электроимпульсная обработка металлов относится к одному из электроэрозионных методов. Многие семинары выставки посвящены именно этому.

Различают такие электроэрозионные методы:

1.электроискровой,

2.электроимпульсный, 3.высокочастотный электроискровой,

4.высокочастотный электроимпульсный,

5.электроконтактная обработка.

Во время проведения электроимпульсной обработки металлов получают дуговой разряд от применения электрических импульсов очень большой длительности (500 – 10 000 мкс).

Следует обратить внимание на то, что на соблюдение точности параметров и шероховатости поверхностей, которые обрабатываются, влияет выбранный метод обработки. Так, например, для обработки штампов целесообразнее применять электроимпульсную обработку. В ходе этой обработки снятие металла осуществляется в десятки раз быстрее, чем во время электроискровой обработки. Однако максимально эффективен электроимпульсный метод при выполнении работ по обработке небольших отверстий сложной формы.

Отличительной особенностью электроимпульсной обработки металлов является использование однополярной формы импульсов, что способствует концентрации всей энергии исключительно на процессе разрушения металла обрабатываемой детали. Это позволяет повысить активность процесса обработки, снизить расход электродов, а также существенно снижает температуру межэлектродного пространства, а значит, дает возможность применить графитированные электроды, которые обеспечивают высокий уровень обработки. В этом можно убедиться после ознакомления с тематическими выставочными стендами.

78. Электрохимическая обработка

Электрохимическая обработка (ЭХО) — способ обработки электропроводящих материалов, заключающийся в изменении формы, размеров и (или) шероховатости поверхности заготовки вследствие анодного растворения её материала в электролите под действием электрического Механизм съема (растворения, удаления металла) при электрохимической обработке основан на процессе электролиза. Съем металла происходит по закону Фарадея, согласно которому количество снятого металла пропорционально силе тока и времени обработки. Один из электродов (заготовка) присоединен к положительному полюсу источника питания и является анодом, а второй (инструмент) — к отрицательному; последний является катодом.

Особенностями электролиза являются пространственное окисление (растворение) анода и восстановление (осаждение) металла на поверхности катода. ПриЭХО применяют такие электролиты, катионы которых не осаждаются при электролизе на поверхности катода. Этим обеспечивается основное достоинство ЭХО перед электроэрозионной обработкой — неизменность формы электрода-инструмента. Для стабилизации электродных процессов при ЭХО и удаления из межэлектродного промежутка продуктов растворения (шлама) применяют принудительную подачу в рабочую зону электролита, то есть прокачивают его с определенным давлением.

тока.

79. Электроконтактная обработка

Один из видов электрофизической и элекрохимической обработки металлов. Электроконтактная обработка основана на локальном нагреве заготовки в месте контакта с электродом-инструментом и удалении размягченного или расплавленного металла из зоны обработки механическим способом: относительным движением заготовки или инструмента.

Источником теплоты служат импульсные дуговые разряды.

Этот вид обработки рекомендуется для крупных деталей из углеродистых и легированных сталей, чугуна, цветных сплавов, тугоплавких и специальных сплавов.

Этот метод применяют для зачистки отливок от заливов, отрезки литниковых систем, зачистки проката, шлифования коррозионных деталей из труднообрабатываемых сплавов.

45- Анодно-механическая обработка

способ обработки металлов комбинированным электрохимическим и электроэрозионным воздействием электрического тока на изделие в среде электролита. Разработан в СССР в 1943 инженером В. Н. Гусевым.

Обрабатываемое изделие (анод) и электрод-инструмент (катод) включают, как правило, в цепь постоянного тока низкого напряжения (до 30 в). Электролитом служит водный раствор силиката натрия Na2SiO3 (жидкого стекла), иногда с добавлением солей других кислот. В качестве материалов для электродов-инструментов применяют малоуглеродистые стали (08 кп, 10, 20 и др.). Под действием тока металл изделия растворяется и на его поверхности образуется пассивирующая плёнка (см. Пассивирование). При увеличении давления инструмента на изделие плёнка разрывается и возникает электрический разряд. Его тепловое действие вызывает местное расплавление металла. Образующийся шлам выбрасывается движущимся инструментом. Изменяя электрический режим и давление, можно получить изделия с различной шероховатостью поверхности (до 9-го класса чистоты).

Работа по съёму металла при А.-м. о. осуществляется электрическим током в межэлектродном зазоре почти без силовой нагрузки на узлы анодно-механического станка в противоположность металлорежущим станкам, в которых эти узлы сильно нагружены. Интенсивность съёма металла практически не зависит от механических свойств обрабатываемых металлов и инструмента (твёрдости, вязкости, прочности), поэтому А.-м. о. целесообразно применять для изделий из высоколегированных сталей, твёрдых сплавов и т. п. Высокий технико-экономический эффект А.-м. о. даёт именно при обработке таких материалов: увеличивается производительность, уменьшаются количество отходов и расход энергии, резко снижаются затраты на инструмент. При доводочных работах А.-м. о. позволяет получить высокое качество поверхности.

Одним из самых популярных и ранее, и сегодня, видом резки металла, является газокислородная резка. Столь высокую популярность этот вид приобрел за счет своего высокого коэффициента производительности. Этот высокий показатель обеспечивается благодаря тому, что способ имеет совершенно иной принцип действия, нежели иные виды резки металла – это принцип нагревания, плавления и горения металла.

Газокислородная резка заключается в следующем. Перед тем как начать рез металлической заготовки, обязательно нужно предварительно разогреть место, где будет производиться резка до такой температуры, при которой металл будет воспламеняться. Это выполняется за счет подогревательного пламени резака, без включения в работу режущего кислорода.

В зависимости от того, насколько толстый металл, какой вообще вид металла используется, за счет состояния его обрабатываемой поверхности, нагрев также будет разным. В целом, он может длиться от 5 до 45 секунд. Как только будет достигнут достаточный нагрев, в работу подают кислород. После того, как плазменная струя прорежет весь металл по толщине, начинается равномерное перемещение инструмента (резака), вдоль линии реза. В работе, кислород выполняет несколько функций – прежде всего, режет нагревшийся металл, и, во-вторых, он удаляет оксиды, которые образуются на поверхности режущего металла. Также, за счет большого количества выделяющейся теплоты, в обрабатываемом металле подогреваются его соседние слои.

Стоит отметить, что во время работы, сопла резака должны находиться на одинаковом расстоянии от металла, а точнее его поверхности. Нельзя наверняка сказать, каким должно быть это расстояние точно, ведь это зависит от множества факторов. Поэтому, как правило, это расстояние подбирается на основании опыта.

Среди недостатков данного способа является то, что далеко не все металлы поддаются резке, или поддаются, так сказать, «удобной» резке. К примеру, у вас не получится с помощью газокислородного резака, разрезать заготовку из алюминия, из элементарных соображений. Дело в том, что температура плавления алюминия, составляет всего 660°С, а температура горения материала, составляет всего 900°С. В результате, при попытках разрезать алюминиевый лист или заготовку, в месте реза вы не сможете получить желаемую, стабильную форму, так как алюминий просто начнет течь. К тому же, во время горения, алюминий будет образовывать большое количество оксидов, температура плавления которых составляет 2500°С. Поэтому, данный окисел получится слишком твердым и удалить его будет крайне сложно. И, заключающим фактором невозможности газокислородной резки алюминия является то, что этот материал очень эффективно и хорошо проводит тепло. Поэтому, чтобы резать алюминий, нужна очень высокая концентрация мощности устройства, а также очень большой расход газа. По тем же причинам, резке не поддаются металлы, имеющие высокую степень легирования, а также высокоуглеродистые или хромоникелевые стали.

Недостатком данного способа также является сравнительно большая ширина реза, вдоль которого всегда будут оставаться наплывы и окислы, а также образовываться грат. Плохое качество реза, а также невозможность, или сложная возможность прохода резаком по криволинейным поверхностям и контурам небольших радиусов. Значительное термическое воздействие на металл, также может давать некоторые последствия (например, металл может стать хрупким). Неравномерный нагрев во время газокислородной резки приводит к напряжению внутри металла, а также его деформации. Поэтому в случаях, когда необходима геометрическая точность и качество, такой способ не подойдет.

74. Электродуговая и плазьменно – дуговая резка.

Электродуговая резка металлов позволяет разделять их на части путем выплавления металла в месте реза угольными или металлическими электродами. При резке угольным электродом диаметром 10-20 мм применяют прямую полярность; сила тока равна 400-1000 А. Резку материала толщиной до 20 мм можно производить на переменном токе при силе тока 280 А. Применение металлических электродов с толстой обмазкой повышает качество резки, уменьшает ширину реза и дает более ровные кромки. Дуговую резку применяют при разборке старых металлоконструкций, магистральных трубопроводов, разделке металлического лома, удалении литниковой системы, резке цветных металлов, стали и чугуна, прожигании отверстий, а также при выполнении ремонтных и монтажно-сборочных работ. Воздушно-дуговую резку стали и цветных металлов осуществляют на постоянном токе с обратной полярностью угольным электродом при давлении воздуха 0,2-0,6 МН/м2(МПа). Эта резка основана на расплавлении металла и выдувании его струей сжатого воздуха. Струя сжатого воздуха 2

поступает в резак
1
и вытекает вдоль электрода
3
Плазменно-дуговая резка является прогрессивным высокопроизводительным способом резки металлов. Она осуществляется путем глубокого проплавления металла сжатой дугой в зоне резания и удаления частиц расплавленного металла газовым потоком. На рис. 80 представлена схема процесса. Дуга возбуждается и горит между вольфрамовым электродом / и разрезаемым металлом 5. Ток постоянный прямой полярности. Электрод находится внутри охлаждаемого медного мундштука 2. В канал мундштука под давлением подается плазмообразующий газ, струя которого сжимает столб дуги 3, Под действием дуги газ разогревается до высокой температуры, образуя плазму с температурой > 10000°G. Струя плазмы 6, имея высокую температуру и большую скорость истечения, проплавляет металл по линии реза 4 и выдувает расплавленный металл из зоны резания.? Плазменно-дуговую резку можно применять для резки легированных и углеродистых сталей, чугуна, цветных металлов и их сплавов. Наиболее рационально и экономично ее применение при резке высоколегированных сталей, цветных металлов и их сплавов. Электроды изготовляют из лантанированного вольфрама ВЛ-10или торированного вольфрама ВТ-15. Плазмообразующими газами служат чистый аргон высшего сорта (ГОСТ 10157-73), технический азот 1-го сорта (ГОСТ 9293-59), смеси аргона с техническим водородом, воздух. Источниками питания дуги являются однопостовые сварочные преобразователи ПСО-500 и выпрямители ВКС-500. Для обеспечения повышенного напряжения холостого хода используют последовательное включение двух-трех преобразователей на одну дугу.

75. Наплавка и метализация поверхностей

Наплавка – это нанесение с помощью сварки плавлением слоя металла на поверхность изделия. Наплавку применяют как при ремонте изношенных деталей для восстановления их исходных размеров (восстановительная наплавка, ремонтная наплавка), так и при изготовлении новых изделий (наплавка слоёв с особыми свойствами, например, коррозионно-стойких, антифрикционных, особо твёрдых, электропроводных слоёв). Масса наплавленного металла обычно не превышает нескольких процентов от общей массы изделия. Проплавление основного металла и его перемешивание с наплавленным металлом должны быть минимальными для сохранения механических свойств наплавляемого слоя.

Для наплавки используют большинство известных способов сварки плавлением. Самым простым способом наплавки является ручная дуговая наплавка. Также применяют автоматическую дуговую наплавку под флюсом, многоэлектродную наплавку, при которой одновременно плавятся несколько электродных проволок, иногда заменяемых широкой лентой малой толщины. Для наплавки большого количества металла (толщина наплавляемого слоя не менее 5 мм) используют электрошлаковую наплавку. Существует много разновидностей наплавки с использованием плазменной дуги или газового пламени. В последнее время очень широко применяется лазерная наплавка, позволяющая, в частности, эффективно исправлять точечные дефекты и практически не приводящая к деформации изделия после наплавки.

Металлизация – это нанесение металлического покрытия на поверхность изделия путём осаждения на ней жидкого металла, распыляемого газовой струёй. При подаче металлической проволоки к источнику нагрева происходит её быстрое расплавление, и жидкий металл под давлением газовой струи (обычно, сжатого воздуха, хотя при напылении коррозионно-стойкими сталями и алюминиевыми сплавами, как правило, используют азот) порядка 0,5 МПа распыляется на частицы размером 0,001…0,2 мм, которые подхватываются этой струёй и с большой скоростью, доходящей до 300 м/с, ударяются о поверхность детали, соединяясь с ней.

Металлизация дает возможность покрывать поверхности деталей почти из всех металлов независимо от формы поверхностей. Толщина наносимого слоя металла может колебаться от 0,02 до 10 мм и более. Поскольку металлизация вызывает лишь небольшой нагрев покрываемой поверхности (обычно не более 70°С), то она не приводит к структурным изменениям в покрываемом материале, благодаря чему можно наносить слой покрытия на любые материалы: металл, пластмассу, дерево, резину и т. п.

Металлизацию применяют для защиты от изнашивания, коррозии, а также в декоративных целях для таких изделий, как цистерны, бензобаки, мосты, изнашивающиеся части валов, подшипников и других деталей машин. По сравнению с наплавленным слоем металлизированный (металлизационный) слой имеет меньшую прочность и плотность, поэтому его нельзя применять для восстановления изношенной детали ответственной прочности, а можно применять лишь для восстановления размеров малонагруженных деталей. Металлизация практически не повышает прочность деталей, особенно при работе в условиях ударных или знакопеременных нагрузок, но может значительно повысить поверхностную твёрдость. При металлизации поверхностей, работающих в условиях повышенного трения, следует учитывать сравнительно малую сцепляемость металлизированного слоя с основным металлом. Многочисленные испытания показывают, что при сухом трении металлизированный слой работает на истирание, как правило, значительно хуже, чем основной металл. В условиях жидкостного и полужидкостного трения металлизированный слой работает удовлетворительно.

76.—————-

77. Электроэрозионная обработка, электроимпульсная обработка

Электроэрозия представляет собой изменение структуры и формы металла путем воздействия электрического разряда. Она возникает при создании напряжения между электродами. Одним из них служит изделие из металла, а вторым – рабочий электрод.

Если по электродам пропускать ток, то в пространстве между ними возникнет напряжение за счет электрического поля. При сближении расстояния между электродами до критического возникнет разряд, служащий проводящим каналом электричества.

Чтобы повысить силу разряда электроды помещаются в жидкость, являющуюся диэлектриком, в качестве которой используют различные масла минерального характера или керосин. Проходящий по образованному каналу ток, нагревает диэлектрическую жидкость, доводя ее до кипения и последующего испарения с образованием газового пузыря. Внутри этого пузыря возникает мощный разряд, сопровождающийся потоком электронов и ионов.

Бомбардируя электрод, они создают плазменный поток. В результате в зоне разряда температура повышается до 10000–12000°C и мгновенно расплавляет металл с образованием эрозионного углубления в виде лунки. Значительная часть расплава испаряется, а на поверхности металла в лунке после его остывания остается слой, состав которого отличается от состава исходного металла.

Электроимпульсная обработка металлов относится к одному из электроэрозионных методов. Многие семинары выставки посвящены именно этому.

Различают такие электроэрозионные методы:

1.электроискровой,

2.электроимпульсный, 3.высокочастотный электроискровой,

4.высокочастотный электроимпульсный,

5.электроконтактная обработка.

Во время проведения электроимпульсной обработки металлов получают дуговой разряд от применения электрических импульсов очень большой длительности (500 – 10 000 мкс).

Следует обратить внимание на то, что на соблюдение точности параметров и шероховатости поверхностей, которые обрабатываются, влияет выбранный метод обработки. Так, например, для обработки штампов целесообразнее применять электроимпульсную обработку. В ходе этой обработки снятие металла осуществляется в десятки раз быстрее, чем во время электроискровой обработки. Однако максимально эффективен электроимпульсный метод при выполнении работ по обработке небольших отверстий сложной формы.

Отличительной особенностью электроимпульсной обработки металлов является использование однополярной формы импульсов, что способствует концентрации всей энергии исключительно на процессе разрушения металла обрабатываемой детали. Это позволяет повысить активность процесса обработки, снизить расход электродов, а также существенно снижает температуру межэлектродного пространства, а значит, дает возможность применить графитированные электроды, которые обеспечивают высокий уровень обработки. В этом можно убедиться после ознакомления с тематическими выставочными стендами.

78. Электрохимическая обработка

Электрохимическая обработка (ЭХО) — способ обработки электропроводящих материалов, заключающийся в изменении формы, размеров и (или) шероховатости поверхности заготовки вследствие анодного растворения её материала в электролите под действием электрического Механизм съема (растворения, удаления металла) при электрохимической обработке основан на процессе электролиза. Съем металла происходит по закону Фарадея, согласно которому количество снятого металла пропорционально силе тока и времени обработки. Один из электродов (заготовка) присоединен к положительному полюсу источника питания и является анодом, а второй (инструмент) — к отрицательному; последний является катодом.

Особенностями электролиза являются пространственное окисление (растворение) анода и восстановление (осаждение) металла на поверхности катода. ПриЭХО применяют такие электролиты, катионы которых не осаждаются при электролизе на поверхности катода. Этим обеспечивается основное достоинство ЭХО перед электроэрозионной обработкой — неизменность формы электрода-инструмента. Для стабилизации электродных процессов при ЭХО и удаления из межэлектродного промежутка продуктов растворения (шлама) применяют принудительную подачу в рабочую зону электролита, то есть прокачивают его с определенным давлением.

тока.

79. Электроконтактная обработка

Один из видов электрофизической и элекрохимической обработки металлов. Электроконтактная обработка основана на локальном нагреве заготовки в месте контакта с электродом-инструментом и удалении размягченного или расплавленного металла из зоны обработки механическим способом: относительным движением заготовки или инструмента.

Источником теплоты служат импульсные дуговые разряды.

Этот вид обработки рекомендуется для крупных деталей из углеродистых и легированных сталей, чугуна, цветных сплавов, тугоплавких и специальных сплавов.

Этот метод применяют для зачистки отливок от заливов, отрезки литниковых систем, зачистки проката, шлифования коррозионных деталей из труднообрабатываемых сплавов.

45- Анодно-механическая обработка

способ обработки металлов комбинированным электрохимическим и электроэрозионным воздействием электрического тока на изделие в среде электролита. Разработан в СССР в 1943 инженером В. Н. Гусевым.

Обрабатываемое изделие (анод) и электрод-инструмент (катод) включают, как правило, в цепь постоянного тока низкого напряжения (до 30 в). Электролитом служит водный раствор силиката натрия Na2SiO3 (жидкого стекла), иногда с добавлением солей других кислот. В качестве материалов для электродов-инструментов применяют малоуглеродистые стали (08 кп, 10, 20 и др.). Под действием тока металл изделия растворяется и на его поверхности образуется пассивирующая плёнка (см. Пассивирование). При увеличении давления инструмента на изделие плёнка разрывается и возникает электрический разряд. Его тепловое действие вызывает местное расплавление металла. Образующийся шлам выбрасывается движущимся инструментом. Изменяя электрический режим и давление, можно получить изделия с различной шероховатостью поверхности (до 9-го класса чистоты).

Работа по съёму металла при А.-м. о. осуществляется электрическим током в межэлектродном зазоре почти без силовой нагрузки на узлы анодно-механического станка в противоположность металлорежущим станкам, в которых эти узлы сильно нагружены. Интенсивность съёма металла практически не зависит от механических свойств обрабатываемых металлов и инструмента (твёрдости, вязкости, прочности), поэтому А.-м. о. целесообразно применять для изделий из высоколегированных сталей, твёрдых сплавов и т. п. Высокий технико-экономический эффект А.-м. о. даёт именно при обработке таких материалов: увеличивается производительность, уменьшаются количество отходов и расход энергии, резко снижаются затраты на инструмент. При доводочных работах А.-м. о. позволяет получить высокое качество поверхности.

Принципиальная конструкция газового резака

Особенности конструкции резака.

Инжекторный или двухтрубный резак

Это самая популярная модель по своей конструкции. Название «двухтрубный» происходит из-за разделения технического кислорода на два потока. Это делается для функционального разделения работы кислорода.

Верхний поток кислорода с высокой скоростью идет сквозь сопло внутреннего мундштука. Это чрезвычайно важная часть аппарата – она отвечает за непосредственно фазу резки металла. Регулируется этот поток специальным вентилем, который обычно выносится на наружную панель.

Второй поток кислорода идет прямиком в инжектор. Порядок работы в камере инжектора следующий: кислород поступает в камере под большим давлением и с высокой скоростью, в результате чего в этом пространстве образуется зона разреженного давления. Кислород является в данном случае инжектируемым.

Через специальные боковые отверстия в стенках камеры в нее втягивается горючий газ – он является в данном случае эжектируемым. Происходит смешение газов, скорости выравниваются, в итоге на выходе из камеры формируется поток из смеси газов, у которого скорость ниже, чем у инжектируемого кислорода, но выше, чем у эжектируемого горючего газа.

На следующем этапе сформированная смесь газов поступает в наконечник – сначала в его головку, а затем через сопло между мундштуками выходит и образует то самое пламя в виде факела, которое разогревает металл до температуры его горения. Все потоки газов регулируются собственными вентилями на внешней стороне корпуса – для подачи кислорода и отдельно для подачи горючего газа в инжектор.

Безинжекторный или трехтрубный газовый резак

В данном случае устройство газового резака сложнее. Кислород в него попадает по двум трубкам, третью трубку по праву занимает горючий газ. В этом сварочном резаке газы смешиваются внутри головки, никакой камеры здесь нет. Такая система является более безопасной, чем двухкамерная модель.

Дело в том, что здесь нет риска для так называемого «обратного удара», который заключается в весьма неприятном и опасном явлении: проникновении горящих газов в каналах и трубках аппарата в обратном направлении.

У этой модели стоимость значительно выше. Кроме этого недостатка у трехтрубного резака имеется еще один нюанс: в работе с ним необходимо очень высокое давление горючего газа – выше, чем с инжекторным аппаратом.

Процесс резки

Перед началом резки нужно убрать ржавчину с металла.

При резке заготовка должна располагаться так, чтобы выходящая струя легко проходила сквозь нее.

В самом начале процедуры, поверхность материала разогревается до температуры горения металла. Используется кислород и горючий газ. После достижения нужной температуры, подается кислород, который будет воспламеняться, вследствие контакта с горячей поверхностью и именно он будет резать.

В этом моменте важно достигнуть непрерывности подачи кислорода, в ином случае, пламя погаснет и поверхность быстро остынет, а затем ее придется нагревать заново.

В процедуре резки прослеживается четкая корреляция – чем чище применяемый кислород, тем выше качество резки. А также иногда возникает ситуация, при которой струя кислорода резко врезается в металл и мощность резки падает, начинается искривление потока. Для того чтобы избежать такой ситуации, нужно немного наклонить струю.

Важно понимать, что струя имеет конусовидную форму, расширяется ближе к нижней части. Из-за этого ширина реза увеличивается при приближении к завершению резки и образовываются окалины.

Исправить ситуацию можно при помощи увеличения мощности резака, но не стоит слишком увлекаться, если перестараться, то окалины возникнуть на верхней части металла.

На качество резки сильно влияет давление кислорода. Высокое давление неизбежно приводит к плохому резу, да и расход кислорода становится просто огромным. Малое давление не даст прорезать металл и удалить окислости будет тяжело. Поэтому нужно соблюдать средние показатели, которые индивидуальны для каждого металла, и регулировать подачу кислорода из кислородного баллона.

Пошаговая инструкция для работы с газовым инжекторным резаком

Стандарты и габариты

Сварка при помощи сварочной горелки с газом.
Все стандартные измерения, касающиеся газовых резаков, оговорены в ГОСТе 5191-79. Естественно, что вес и размеры аппаратов напрямую связаны с их мощностью. Вес, например, бывает только в двух значения: резаки моделей Р1 и Р2 весят 1,0 кг, а модель высокой мощности Р3 весит 1,3 кг и ни граммом больше или меньше.

Кстати, с мощностью и размерами связан и вид горючего газа. Если мощные резаки Р3 работают только на смеси кислорода с пропаном, то аппарата поменьше типа Р1 и Р2 вполне могут функционировать с любым видом газа.

Вставные газовые резаки:

Кроме классических моделей с разной мощностью существует отдельная категория – так называемые вставные газовые резаки с особой маркировкой РВ. По ГОСТу они называются очень странно: наконечники к газовой горелке для резки металла. В общем-то они отличаются от традиционных резаков: смешивание горючей смеси и кислорода проводится в самом наконечнике.

По весу эти устройства значительно легче резаков. РВ1 весит 0,6 кг, а РВ2 и РВ3 – всего по 0,7 кг. Но пусть эта кажущаяся изящность не вводит вас в заблуждение. Не будем забывать, что это наконечники к горелке, в комплекте с которой они будут весить ничуть не меньше, чем обычные резаки. В чем тогда преимущество?

В том, что их можно докупить к уже имеющейся горелка и, таким образом, сэкономить кое-какие деньги. И компактность всего комплекта, упакованного в специальный кейс. И еще одна немаловажная деталь, которая касается природы горючего газа. Дело в том, что ацетилен значительно дороже пропана.

Но для сварки металла намного желательнее именно ацетилен: горелка с ним дает пламя с температурой выше на 400°С, чем такая же со смесью кислорода с пропаном.

Портативные модели: малому кораблю – малое плавание

Встречаются, конечно, и портативные модели «профессионального» ряда – цанговые резаки, дающие температуру факела выше – до 2000 – 2500°С, что в общем-то близко по показателям к классическому кислородно-пропановому резаку. Но физика есть физика: даже в этих моделях нет главного компонента, который режет металл – кислородной струи, которая окисляет этот самый металл.

Где хорош портативный газовый резак? При резке легко плавких металлов или сплавов типа олова, латуни, бронзы, меди. Но даже эти «детские» варианты не режутся, а плавятся. Поэтому компактные насадки – резаки используются больше для пайки или сварки маленьких заготовок из цветных металлов. Это могут быть детали бытовых устройств типа холодильника или кондиционера. Сварка, а не резак, одним словом.

В любом случае будьте внимательны при выборе таких моделей далеко не всегда их предлагаемая «портативность» в итоге оправдана.

Популярные на рынке услуги

Если вам необходимо произвести резку металла, то самый простой способ – нанять мастера или специалиста, который окажет вам необходимые услуги. Ведь не у каждого дома в гараже стоит резак с двумя баллонами кислорода и нагревателя.

Более того, работать с таким оборудованием очень опасно без опыта! Если не умеете, то лучше и не браться за это дело – доверьте работу профессионалам!

К примеру, обычная листовая резка является самой дешевой. Трубная резка – стоит гораздо дороже, так как при такой работе используются дополнительные накладки!

А вот резка в глубину – дорогостоящее удовольствие, так как при этом используется дорогостоящее оборудование.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Продольная резка металла — станки, линии, агрегаты

Более того, если выполняется такая работа «на выезде», то это будет стоить очень дорого. Автомобили, которые могут перевозить станции резочные, необходимо дополнительно переоборудовать.

Кислородная резка металла — видео:

Ну а газовая резка листового металла может выполняться даже обычным газовым паяльником. Если вы используете алюминий или медь, то его должно быть вполне достаточно для такой работы.

В некоторых случаях, можно воспользоваться газовой сваркой. Вот только вместо углекислого газа подается пропан, ацетилен или бутилен (не каждая газовая сварка поддерживает использование такого газа, будьте внимательными)!

Кстати, если вам необходимо выполнить не резку, а вырезание, то в некоторых случаях намного проще и дешевле будет использовать именно нож для резки металла, а не газовый резак. Более подробно по этому поводу вы можете узнать непосредственно у мастера, которому желаете доверить выполнение работы.

Сейчас многими предприятиями предлагается газовая резка металла с выездом.

Вот она, оценивается по следующим параметрам:

• металл, с которым необходимо будет работать;
• сложность выполнения работы;
• используемый резак.

Кстати, рекомендуется самостоятельно покупать баллоны с газом! Многие компании его продают по слишком завышенной стоимости (порядка 1000 рублей за баллон ацетилена, хотя его рыночная стоимость – порядка 400 рублей).

Также учитывается, сколько работа будет требовать времени. В среднем, час работы мастера оплачивается примерно в 300 рублей. Вот заранее можете и подсчитать, во сколько вам обойдутся услуги по резке металла!

Ну и напоследок следует рассказать о тех случаях, когда выполняется некачественная работа. Очень часто многие используют вместо ацетилена – его дешевый аналог пропан или пропилен. Или же пользуются более дешевыми резаками, чем были ими же заявленные.

У модели Р1-01 сдвоенное сопло с золотым креплением (золотистого цвета), а вот в Р2-01 – стальное крепление (имеет черный или медный оттенок).

Кстати, стоит резак Р1-01 не так уж и дорого, так что можете его даже приобрести! Средняя стоимость – в пределах 900-1000 рублей за штуку. Ну, конечно же, необходимо будет приобрести два баллона – с кислородом и нагревателем, ну и транспортный воз.

В среднем – весь комплект вам обойдется в 3000 рублей, не дороже. Его достаточно будет для 3 часов резки металла. Для домашних потребностей – это более, чем достаточно.

И при работе с газовым резаком, обязательно соблюдайте правила безопасности! А это – использование защитной маски, комбинезона и перчаток. Перчатки – обязательный элемент!

Оборудование

Основным оборудованием для газовой резки является резак. В комплект к нему входят: насадка для сварки и плавки.

Благодаря резаку можно контролировать дозировку газовой смеси и кислорода. Также с помощью этого оборудования осуществляется воспламенение горючей смеси, подача пламени к месту обработки.

Резак состоит из двух блоков: режущего и подогревающего. Первый представлен трубкой выхода струи кислорода, вентилем и мундштуком внутреннего типа.

Подогревающий блок включает вентили, которые предназначены для регулировки давления газовой смеси и кислорода. Также есть трубка подачи, мундштук наружного вида, камера смешивания и инжекторная ячейка.

Резаки бывают ручными и машинными. Последние являются стационарными, поэтому для ремонтных работ предпочтительнее использовать ручные.

Дополнительно используется следующее газорезательное оборудование:

• редуктор – предназначен для снижения давления;
• прибор для изменения давления;
• стальной баллон с газом и кислородом;
• соединительные шланги.

Перед использованием оборудования важно проверить его исправность во избежание взрыва баллона или редуктора. Резак предварительно продувается кислородом.

Требуемое оборудование

Для того чтобы воспользоваться газовым резаком нужно иметь хоть один баллон пропана и кислорода, шланги, предназначенные для высокого давления, резак. Каждый баллон идет в комплекте с редуктором, при помощи которого можно осуществлять регулировку потока газа. Баллон с пропаном имеет обратную резьбу, поэтому невозможно использовать другой редуктор на нем.

Разные резаки для резки металлов не сильно различаются. Все имеют по 3 вентиля:

• один для подачи пропана;
• второй – регулирующего кислорода;
• третий – режущего кислорода.

Все кислородные вентили – синего цвета, а для пропана – красные.Металл разрезается при помощи струи пламени.

Газовым резаком можно разрезать металл с толщиной до 300 мм. Устройство очень легко ремонтируется, так как многие части аппарата сменные.

Требования безопасности

Газовое оборудование, которое используется в процессе резки металлов, а именно кислородно-ацетиленовый резак, относится к категории взрыво- и огнеопасных. Поэтому перед тем, как пользоваться газовым резаком, следует выполнить все обязательные рекомендации по соблюдению техники безопасности.

Для этого рабочее место следует снабдить:

• огнетушителем. Использование газового резака сопровождается открытым пламенем и высокими температурами, поэтому средства пожаротушения должны присутствовать на посту;
• защитной спецодеждой, состоящей из: х/б костюма, по возможности, пропитанного огнезащитным составом;
• перчаток или краг из брезента или достаточно толстой кожи;
• ботинок с кожаной подошвой;
• защитных очков с встроенными светофильтрами.

При работе с резаком ни в коем случае не следует надевать предметы одежды из синтетики или других с легкостью воспламеняющихся тканей, а также неприлегающие плотно к телу или имеющие сильно изношенные края. Все это может привести к возгоранию и, соответственно, опасности для здоровья и жизни.

Резать газом можно только различные марки и виды нелегированной углеродистой стали. Нержавеющая сталь, цветные металлы и разнообразные сплавы разрезать пропановым резаком не получится.

Недостатки обработки

Для газовой резки наиболее подходит низкоуглеродистая сталь, а вот средне- и высокоуглеродистая сталь – не совсем подходящий материал для резки. Из-за высокого содержания углерода повышается температура воспламенения и снижается температура плавления. А это условие затрудняет процесс резки.

Разрезать металл при помощи газовой смеси тяжело, если у него низкая теплопроводность. Поэтому такие виды материала не подходят для обработки.

Газовая резка металла должна выполняться только квалифицированным и опытным специалистом. Важно соблюдать все ключевые факторы правильной обработки: давление кислорода и скорость процедуры. Необходимо учитывать толщину изделия и диаметр сопла резака. Если скорость окисления и резки металла не соответствуют друг другу, то получится некачественная обработка.

Кислородная резка предполагает использование взрывоопасных веществ. При несоблюдении правил безопасности высока вероятность взрыва газовоздушной смеси, необходимо следить за состоянием газового оборудования. Для защиты от ожогов нужно пользоваться средствами индивидуальной защиты.

Существенным недостатком является возможность деформации металла и низкая точность резания.

Видео по теме: Резка металла резаком

Полезные статьи

Как выбрать резак получше?

• Ниппели бывают латунными алюминиевыми. Латунные варианты долговечнее.
• Если есть возможность, выбирайте модели с алюминиевыми, а не пластиковыми ручками, Какой бы не был пластик теплоустойчивым, он «поплывет» в любом случае быстрее, чем алюминий.
• Рукоятка должна быть достаточно массивной: диаметр не меньше 40 мм.
• Вентили должны хорошо работать. Это значит – проворачиваться без особых усилий.
• Аппараты с рычажным управлением более удобны и экономны в использовании, они экономят газ.
• Вентильные шпиндели должны быть обязательно из нержавеющей стали, а не из латуни, которые слишком недолговечные. Бывают «комбинированные» варианты, они по своей долговечности занимают серединную позицию.
• Лучшим материалом для корпуса резака являются металлы: латунь, медь, нержавеющая сталь.
• Мы помним, что ацетиленовые резаки стоят дороже. Следим за материалом, из которого выполнены детали имеющие прямой контакт с горючим газом перед смешением в камере. Внимание! Они не должны быть сделаны из меди или ее сплавов, где содержание меди не меньше 65%.
• Если конструкция устройства разборная, это лучше: его легче чистить и ремонтировать.
• Только медь! Только медный наружный мундштук!
• Правильный внутренний мундштук на газовый резак ацетиленового типа тоже должен быть из меди. А вот в кислородном резаке по металлу – из латуни. Вот такие нюансики.
• Обязательно проверяйте у продавца состояние дел с запасными частями и расходным материалом.

Советы бывалых: как пользоваться

Инструкции, как пользоваться газовым резаком, можно разделить на общие положения и профессиональные «мелкие» замечания, которые на самом деле являются ценнейшими практическими помощниками.

Сначала общие положения:

• Только в маске! Только в маске сварщика или специальных очках проводим любые работы с любым газовым резаком. Работа с автогеном – занятие с морем рисков, технику безопасности выполнять по-настоящему и не по-детски.
• Одежду и перчатки выбираем с огнеупорными свойствами. Если таковых нет, что же: по крайней мере, минимальное требование – не одевать одежду из синтетики.
• На рабочем месте обязательно должен быть огнетушитель со всеми правильными сроками годности и т.п. Средства пожаротушения также нужно разместить неподалеку по правилам пожарной безопасности.
• Перед работой нужно запастись:
• линейкой, специальным карандашом, угольником и рулеткой;
• специальной зажигалкой, которая обычно есть в комплекте с оборудованием.
• Во время работы важно выбрать правильно расположение. Пламя факела должно быть расположено фронтально по отношению к подводящим шлангам. Шланги, в свою очередь, расположить так, чтобы они не мешали вам по ходу процесса.
• Еще одно правило из техники безопасности: газовые баллоны не должны быть ближе 5-ти метров к вам во время работы.
• Проветривание должно быть отличным в течение всей резки, лучше всего работать на открытом воздухе.
• Пол в мастерской должен быть или бетонным, или земляным.
• Если вы давно не работали со своим резаком, либо начинаете использовать новый аппарат, проверьте каналы: они должны быть чистыми. Кроме того, всегда проверяйте уровень разреженности в камере, которая формируется кислородом. Сначала снимите шланг с пропаном – делать это нужно при закрученных вентилях и на резаке, и на баллоне. Затем на баллоне открываете вентиль кислорода и газа при рабочем давлении. Инжектор проверяется просто: прикладываете палец к ниппелю газа, если все правильно, вы почувствуете подсасывание воздуха в этом ниппеле. Закрываете кислород, все вентили и затем шланг с горючим газом подключаете к резаку: работать можно.

1. Сначала баллон с кислородом: выставляем рабочее давление.
2. Потом баллон с горючим газом: также выставляем рабочее давление. Ориентир – давление кислорода. Давление пропана должно быть меньше примерно в десять раз. Если аппарат трехтрубный, то разница будет составлять пять раз.
3. Медленно открываем вентиль кислорода и газа, поджигаем газ и формируем с помощью вентилей напор факела разогревающего пламени.
4. Ручной газовый резак готов к работе, теперь собственно резка металла резаком.
5. К месту горения начинает поступать струя поджигающего кислорода. Если металл нагрет в достаточной степени, нужная реакция начнется немедленно. В этом случае давление подачи кислорода можно еще увеличивать до тех пор, пока металл не будет прорезан в полной степени.
6. Теперь автоген можно двигать в нужном направлении – по линии запланированного разреза. Скорость движения нужно определять по ходу дела, она будет зависеть от того, как искры и шлак стекали или сдувались вниз от горелки.
7. После выполнения резки осмотрите внимательно рабочий участок на предмет оставшихся кусков расплавленного металла. Не дай бог наступить на такие – прожгут даже толстую подошву ботинок.
8. Охлаждение деталей проводится или с помощью воды, или естественным образом.
9. После окончания резки нужно закончить рабочий процесс, что не менее важно, чем начать работу.
10. Сначала закручиваем вентиль кислорода.
11. Следующими перекрываются вентили пламени – первым вентиль пропана, следующим – вентиль кислорода.
12. Закручиваем вентили на баллонах.
13. Освобождаем шланги от газа: открываем и затем поочередно закрываем вентили разогревающей смеси на аппарате.

Источники

• https://tutmet.ru/polzovatsja-rezat-rabotat-gazovym-rezakom-nastrojka.html
• https://stanok.guru/oborudovanie/raznoe/rezka-metalla-kislorodno-propanovym-rezakom.html
• https://printeka.ru/metally/kak-pravilno-rezat-gazovym-rezakom-metall.html
• https://tutsvarka.ru/oborudovanie/gazovyj-rezak
• https://msmetall.ru/instrument/kak-rezat-relsy-rezakom.html
• https://WikiMetall.ru/oborudovanie/kak-polzovatsya-rezakom.html

Приступаем к работе

5 атмосфер, газовый — 0,5
После этого нужно взять пропановый резак и слегка приоткрыть пропан, а затем поджечь его. Сопло резака нужно расположить таким образом, чтобы оно упиралось в металл, после чего нужно не спеша открыть регулирующий кислород. Далее следует настроить эти вентили один за другим, тем самым будет обеспечена требуемая сила подачи пламени. Во время подобной настройки нужно последовательно открывать газ, кислород, газ, кислород.

При выборе силы пламени необходимо ориентироваться на толщину металла. С увеличением толщины листа придется увеличить силу пламени, что приведет к повышению расхода кислорода и пропана. После настройки силы пламени можно приступать к резке металла. Сопло необходимо держать по отношению к краю металла таким образом, чтобы оно было удалено от разрезаемого предмета на расстоянии 5 мм, а само оно должно располагаться под углом 90 градусов. В некоторых случаях может понадобиться прорезать лист или изделие в центре. В этом случае за стартовую точку выбирают то место, от которого пойдет разрез.

Суть процедуры сводится к разогреву верхней кромки до температуры 1000-1300 градусов Цельсия. Точная температура определяется с учетом металла. На практике подобная работа будет иметь вид, когда поверхность как будто «намокает». На сам разогрев потребуется не более 10 секунд. Дождавшись воспламенения металла, нужно открыть вентиль режущего кислорода, после чего начнет поступать мощная узконаправленная струя.

Особенности резки

исключите риск обратного удара

Сперва его выдерживают величиной 90 градусов, после чего необходимо создать незначительное отклонение на 5-6 градусов в направлении, которое противоположно движению резака. Если приходится иметь дело с металлом, толщина которого составляет более 95 мм, то разрешается увеличить отклонение до 70 градусов. После того как прорез в металле достигнет 15-20 мм, угол наклона начинают увеличивать до 20-30 градусов.