Урок 16. Матеріали, які застосовують для киснево-флюсового різання. Функції флюсу (теплова та абразивна). Склад флюсу.

Сутність киснево-флюсового різання полягає в тому, що до місця різу (в щілину різу) разом з ріжучим киснем і подогревающим полум'ям вводиться порошкоподібний флюс.

Флюс, що подається в зону різання, виконує дві функції: теплову і абразивну. Теплова дія флюсу полягає в тому, що він згорає в щілини різу, внаслідок чого підвищується температура місця різу, тугоплавкі окисли стають жидкотекучими і під дією сили тяжіння і тиску кисневої струменя без труднощів видаляються. За допомогою флюсу вдається розрізати метал товщиною до 500 мм. Вдихається флюс утворює в щілини різу шлак з продуктів горіння. Цей шлак передає своє тепло нижнім верствам розрізає, нижні шари металу додатково підігріваються до температури спалаху і глибина різу зростає.

Сутність абразивного дії флюсу полягає в тому, що його частинки, що мають велику швидкість, ударних тертям стирають з поверхні різу тугоплавкі оксиди.

Склади флюсів. Для виділення додаткової кількості тепла при різанні в якості флюсу застосовують в основному залізний порошок. При згорянні залізного порошку утворюються легкоплавкі оксиди заліза, які, сплавляючись з оксидами поверхневої плівки, утворюють більш легкоплавкі шлаки, які відносно легко видаляються із зони різу.

Стійкий процес різання нержавіючих сталей протікає при утриманні в залізному порошку вуглецю до 04% і кисню (у вигляді оксидів) до 6%. Підвищення вмісту вуглецю і кисню в залізному порошку знижує температуру в зоні різу і погіршує якість його поверхні, збільшуючи витрату порошку.

Відповідно до ГОСТ 9849-74 застосовують п'ять марок залізного порошку: ПЖ 1 ПШ 2 ПШ 3 ПШ 4 і ПЖ 5 що містять відповідно заліза не менше 985; 980; 980; 960; 940; інші домішки: вуглець, кремній, марганець, сірка і фосфор.

Крім залізного порошку, застосовують різні суміші його з іншими компонентами. Наприклад, при різанні хромонікелевих сталей найбільшу ефективність отримують при додаванні до залізного порошку 10-15% алюмінієвого порошку. При згорянні цієї суміші в кисні утворюються легкоплавкі шлаки з температурою плавлення менше 1300 ° С. Легко здувається при поверхневій різанні шлак, якщо в залізний порошок додавати до 20% силикокальция (23-31% Са, 62-59% Si, 15-3% А1 і ін.).

Порошок пропускають через сита. При цьому кількість часток дрібніше 007 мм не повинно перевищувати 10%, а частинок більше 028 мм - 5%. Велика кількість великих часток може при * вести до нерівномірного надходження флюсу в різак. Флюс, що виконує тільки абразивну дію, є кварцовий пісок або суміш кварцового піску з мармуровою крихтою. Ці флюси не отримали промислового застосування з двох причин: низька продуктивність процесу різання і рясне виділення кварцового пилу, яка може викликати захворювання на силікоз.

Урок 18. Киснево-флюсове різання високолегованих сталей. Вибір режиму різання: тиск та витрати різального кисню, марка та витрати флюсу, потужність підігрівального полум’я, швидкість різання. Орієнтовні режими різання. Технологічні особливості киснево-флюсового різання.

Киснево-флюсове різання високолегованих сталей

Так само як і при звичайному газовому різанні, розрізаємо заготівлі в точці початку розрізу підігрітої до температури, достатньої для займання сталі в кисні (практично нагрів ведеться до початку оплавлення). Час нагрівання при кисневофлюсовому різанні приблизно таке ж, як і при звичайному різанні низьковуглецевої сталі. Різання починають від краю заготовки. Це скорочує час нагрівання початкової точки різу і виключає появу «зашлакувань» на початку процесу різання, тобто до моменту отримання наскрізного отвору. У тих випадках, коли різання починають всередині контуру листа, слід заздалегідь просвердлити отвір. У процесі різання відстань від поверхні заготовки до торця мундштука має становити 15 ... 20 мм, сам мундштук при цьому розташовують під прямим кутом до поверхні. У той же час деякі автори (Глізманенко Д.Л., Євсєєв Г.Б.) стверджують, що при прямолінійному різанні для забезпечення доброго контакту струменю флюсу з передньою гранню утвореного розрізу і більш повного використання флюсу доцільним є нахил різального сопла на кут 5 ° ... 10 ° у бік, зворотний напрямку різання. Швидкість різання в залежності від товщини металу, що розрізається, його хімічного складу та складу флюсу коливається в межах від 90 до 500 мм

Вибір режиму різання: тиск та витрати різального кисню, марка та витрати флюсу, потужність підігрівального полум’я, швидкість різання. Орієнтовні режими різання.

Основними показниками режиму різання є: потужність полум'я, тиск ріжучого кисню та швидкість різання. Від їх вибору багато в чому залежать продуктивність і якість різання.

Потужність полум'я визначається товщиною металу, що розрізає, складом і станом сталі (прокат або поковка). При ручній різанні через нерівномірність переміщення різака зазвичай доводиться в 1,2-2 рази збільшувати потужність полум'я в порівнянні з машинною. При різанні лиття слід підвищувати потужність полум'я в 3-4 рази, тому що поверхня виливків, як правило, покрита піском і пригаром.

Для різання сталі товщиною до 300 мм застосовують нормальне полум'я, а завтовшки понад 400 мм - підігріває полум'я з надлишком ацетилену (насичуватися вуглецем) для збільшення довжини факела і прогріву нижній частині різу.

Тиск ріжучого кисню залежить від товщини металу, що розрізає, форми ріжучого сопла і чистоти кисню. При підвищенні тиску понад нормативний швидкість різання зменшується, і якість поверхні реза погіршується. Відповідно збільшується витрата кисню.

Швидкість різання повинна відповідати швидкості окислення металу по товщині розрізається аркуша. Судити про правильний вибір швидкості різання можна за такими ознаками. При сповільненій швидкості відбувається розплавлення верхніх крайок розрізається листа і розплавлені шлаки (оксиди) вилітають з розрізу у вигляді потоку іскор в напрямку різання.

Занадто велика швидкість характеризується слабким вильотом пучка іскр з розрізу в бік, зворотний напрямку різання, і значним «відставанням» ліній різу від вертикалі. Можливо непрорезаеніе металу. При нормальній швидкості різання потік іскор і шлаку із зворотного боку розрізається листа порівняно невеликий і направлений майже паралельно кисневої струмені.

Технологічні особливості киснево-флюсового різання.

Підготовка поверхні. Перед різкою поверхню металу, що розрізає повинна бути ретельно очищена від окалини, іржі, фарби й бруду. Для ручного різання досить очистити полум'ям різака місце різу у вигляді вузької смуги (30-50 мм) з подальшою зачисткою металевою щіткою. Перед механізованої різанням на стаціонарних машинах листи зазвичай правлять на Листоправильні вальцях і очищають усю поверхню або хімічною, або механічним (дробеструйной обробкою) шляхом.

Листи укладаються горизонтально на опори. Вільний простір під листом має становити половину товщини металу, що розрізає плюс 100мм.

Положення і переміщення різака в процесі різання. Перед початком різання подогревающим полум'ям нагрівають крайку розрізає металу до температури оплавлення і потім включають ріжучий кисень.

Положення різака на початку різання залежить від товщини розрізаючої сталі. При прямолінійній різанні листової сталі товщиною до 50 мм різак встановлюється вертикально, а при великій товщині листа - під кутом 5 ^про до поверхні торця аркуша. Потім його нахиляють на 20-30 ^про убік, зворотну руху різака. Таке положення різака сприяє кращому прогріванню металу по товщині і підвищенню продуктивності різання. При вирізці фігурних деталей різак повинен бути строго перпендикулярний до поверхні металу, що розрізає.

Для полегшення різання і прискорення прогрівання металу доцільно робити зарубку зубилом в початковій точці різу.

Пробивання отворів. Техніка пробивання отворів у листової сталі має особливості. При невеликій товщині металу (до 20 мм) і виконанні різання вручну пробивання отворів усередині контуру листа проводиться різаком. Після попереднього нагрівання металу до температури оплавлення Підігріває полум'я вимикається і на час пробивання отвору за допомогою вентиля на різаку включається подача ріжучого кисню, після чого полум'я знову запалюється в розпеченому металі. Така техніка пробивання отворів виключає можливість виникнення ударів і зворотних ударів.

При пробиванні отворів у металі товщиною від 20 до 50 мм лист слід встановлювати в похилому положенні або вертикально для полегшення стікання утворюється шлаку.

При пробиванні отворів у металі товщиною більше 50мм спочатку свердлінням виконується невеликий отвір.

Машинна різання допускає можливість пробивання отворів різаками в металі товщиною до 100 мм. Для цього після нагріву місця пробивки до температури оплавлення повільно збільшують тиск ріжучого кисню до необхідного значення з одночасним включенням різака (машини), швидкість якого повинна складати 150-600 мм / хв. Завдяки такому прийому бризки металу не потрапляють на торець різака, зменшується ймовірність пострілів і зворотних ударів. Отвори можна пробивати як з контуру, так і поблизу його.

У процесі різання відстань від торця мундштука до металу слід підтримувати постійним. При ручній різанні це досягається використанням спеціальних візків, що прикріплюються до голівки різака, а при машинної - укладанням листа в строго горизонтальне положення і застосуванням супортів з плаваючою кареткою (обробка листів, що не піддавалися редагуванню).

У разі різання листів товщиною до 100 мм відстань від торця мундштука до поверхні металу, що розрізає повинна бути на 2 мм більше довжини ядра полум'я. Прирізці сталі завтовшки більше 100 мм і роботи на газах-замінниках ацетилену вказану відстань збільшують на 30-40%, щоб уникнути перегріву мундштука.

ручна розділова киснева різка.

Різка листів. Ручна розділова різання застосовується для різання листів, поковок профільного прокату і скрапу. При різанні в якості пального газу використовується як ацетилен, так і гази-замінники ацетилену (пропан-бутан, природний газ та ін.) В останньому випадку збільшується час попереднього підігріву металу до початку процесу різання, тому краще використовувати ацетилен (де це можливо). Різка скрапу переважно проводиться із застосуванням рідкого пального (гас, бензин та їх суміші).

Для різання листів товщиною від 3 до 300 мм використовуються універсальні ручні різаки Р2А-01, РЗП-01, а до 800 мм - спеціалізовані різаки типу рзр-2.

Різка стали малої товщини супроводжується значним перегрівом, оплавленням крайок і викривленням металу, що розрізає. При цьому на різаках встановлюється внутрішній мундштук № 0 з мінімальним отвором для ріжучого кисню і зовнішній мундштук № 1. Кращі результати дає різання з послідовним розташуванням полум'я, що підігріває і ріжучого кисню. Різання ведуть з максимальною швидкістю і мінімальною потужністю полум'я, що підігріває. Мундштук різака нахиляють під кутом 15-40 ^о до поверхні реза в бік, зворотний напрямку різання.

Перед початком різання потрібно покласти лист на опори, очистити місце різу і встановити на різаку мундштуки в залежності від товщини розрізаючої сталі. Потужність полум'я і тиску газів (кисню і пального) регулюють при відкритому вентилі ріжучого кисню. Підігрів листа починається з кромки і триває зазвичай 3-10 с. Якщо різання починають з середини листа, тривалість підігріву збільшується в 3-4 рази.

Точність і якість ручної різання залежать від правильного вибору режимів і кваліфікації різьбяра. Щоб підвищити точність, різання виконують по розмітці і направляють (при прямолінійною різанню). Якість різання в значній мірі залежить від своєчасного пуску ріжучого кисню, рівномірного переміщення різака і підтримки постійного відстані між різаком і поверхнею аркуша. Для цього використовують найпростіші пристосування: циркуль для вирізки фланців і отворів, візок для підтримки постійного відстані між різаком і поверхнею листа; напрямну лінійку або куточок для прямолінійних різів і т. д.

Існують особливі технологічні прийоми підвищення якості ручної різання. До них відносяться, наприклад, безгратовая і пакетна різка.

Безгратовая різання застосовується для отримання поверхні розрізування без грата на нижніх крайках. При цьому використовують кисень чистотою не нижче 99.5 і сопло ріжучого кисню з розширенням на виході (для різання металу товщиною понад 12 мм).

Пакетна резка дозволяє отримувати якісний рез тонких аркушів (товщиною 1,5-2 мм). Листи складаються в пакет і стягуються струбцинами. Максимальна товщина кожного аркуша 8-10 мм, а загальна товщина пакета - не більше 100 мм. Режими різання встановлюються за сумарною товщині пакету, однак швидкість їй повинна бути трохи нижче, ніж для одношарової стали тією ж товщини.

Пакетну резку можна здійснювати без щільного прилягання листів (з зазорами між ними до 3-4 мм). У цьому випадку пакет закріплюють з одного боку і виконують різання киснем низького тиску (0,3-0,5 МПа) з розсвердлюванням горлового каналу мундштука на 0,3-04 мм. Полегшує початок процесу різання збірка листів з невеликим зсувом. Пакетну резку використовують і при машинної різанні.

Різка поковок і відливів. Виробляється ручним різаком типу рзр-2, які працюють на пропан-бутані в суміші з киснем. Цей різак ріже поковки і виливки товщиною від 300 до 800 мм. Для забезпечення якісної різання заготовок такої товщини важливе значення мають положення різака і швидкість його переміщення. На початку різання різак розташовують під прямим кутом до поверхні, що розрізає або під кутом 5 ^про убік, зворотну руху. Після попереднього підігріву місця початку різання і пуску ріжучого кисню необхідно переконатися в повному прорізанні металу по всій товщині і потім почати переміщення різака. До кінця різу слід трохи знизити швидкість різання і збільшити кут нахилу різака в бік, зворотний руху, до 10-15 ^о для забезпечення повного прорізання кінцевої ділянки та зменшення відставання ліній різу.

Різка труб. Ручна кисневе різання використовується для обрізки торців труб під зварювання, вирізки дефектних ділянок і отворів в трубопроводах і т.д. Різка виконується з використанням в якості пального газу ацетилену або газів-замінників. Труби можна різати в будь-яких просторових положеннях. Різка труб невеликого діаметра виконується без їх повороту. При різанні неповоротних труб великого діаметра різак переміщається по напрямній косинцю, а при різанні поворотних труб використовуються спеціальні каретки і роликові стенди.

Швидкість різання труб з товщиною стінок 6-12 мм не перевищує 800мм/мін. Для підвищення швидкості різання різак встановлюють під кутом 15-25 ^о до дотичної в точці перетину осі різака з поверхнею труби. При цьому збільшується зона взаємодії кисню з металом і утворюється в процесі різання шлак нагріває лежить попереду ділянку труби, завдяки чому поліпшується окислення металу. Однак час попереднього підігріву поверхні труби до температури запалення збільшується до 60-70С. Щоб уникнути цього, необхідно ввести в зону реакції сталевий пруток (або залізний порошок). У цьому випадку середня швидкість різання труб діаметром 300-1020 мм з товщиною стінки до 12 мм становить 1,5-2,5 м / хв, тобто підвищується в 2-3 рази в порівнянні з різкою при перпендикулярному розташуванні різака.

Різка виробляється універсальними або вставними різаками. Режими її встановлюються в залежності від товщини металу згідно з паспортними характеристиками різаків.

Різка профільного прокату. Послідовність операцій різання залежить від профілю металу, що розрізає. Різання куточка починають з кромки полки. Різання двотаврових балок починають з різання полиць, а потім прорізають стійку.