11 група    30.03.2020р.   Урок №129-130

ТЕМА №19.   Кисневе різання металів

Урок №129-130.  Техніка кисневого різання.

                               Роздільне та поверхневе різання.

План

            1. Техніка кисневого різання.  

             2. Роздільне кисневе різання листів.  

             3. Поверхневе кисневе різання.       

            

        Домашнє завдання : І.В.Гуменюк, О.Ф. Іваськів 

                                                   Обладнання і технологія газозварювальних робіт

                                                   ст.172-176. 

           Для вивчення теми уроків можна використати підручник або наступний матеріал

①

Техніка кисневого різання

Перед різанням поверхню металу зачищають від окалини, іржі, фарби і бруду полум'ям різака і металевою щіткою.

Розмічання виконують металевою лінійкою, рисувалкою і крейдою.

Листи вкладають горизонтально на опори. Величина вільного простору під листом повинна бути рівною половині товщини ме­талу плюс 100 мм.

Перед різанням необхідно встановити тиск газів на редукторах, підібрати номери зовнішнього і внутрішнього мундштуків (табл.1).

Таблиця 1. Режими ручного різання листового прокату

Товщина металу, мм	Номер мундштука		Тиск газів, кгс/см2		Швидкість різання, мм/хв
	зовнішнього	внутріш-нього	кисню	горючого газу
8-10	1	1	3	> 0,1	550-400
10-25	1	2	4		400-300
25-50	1	3	6		300-250
50-100	1	4	8		250-200
100-200	2	5	10		200-130
200-300	2	5	12		130-80

Перед початком різання підігрівне полум'я встановлюється на край металу для нагрівання кромки до температури оплавлення, після чого пускають ріжучий кисень.

Розташування різака залежить від товщини металу. При тов­щині металу до 50 мм різак спочатку встановлюють вертикально, а при більшій товщині металу — під кутом 5° до поверхні торця листа (рис, 1, а), а потім нахиляють на 20-30° у сторону, проти­лежну рухові різака (рис. 1, б). Таке розташування сприяє кра­щому підігріву металу по товщині та підвищенню продуктивнос­ті різання. Проте його використовують тільки для прямолінійно­го різання, тому що при фігурному різанні різак повинен бути розміщений строго вертикально. Початок різання проходить при збільшеному кутові і з поступовим зменшенням кута до перпен­дикулярного розташування різака всередині різа.

Рисунок 1. Розташування різака при різанні листового матеріалу 

а — на початку різання; б — у процесі різання

Рисунок 2. Розташування різака при різанні круглих заготовок

Для полегшення початку різання і прискорення нагрівання ме­талу доцільно зробити зарубку зубилом у початковій точці різа.

Для забезпечення високої якості різа відстань між мундштуком і поверхнею металу слід тримати постійною (табл.2). Для цьо­го різаки комплектуються візками, циркулями, направляючими лі­нійками тощо.

Таблиця 2. Залежність відстані між мундштуком і поверхнею металу від товщини металу

Товщина металу, мм	3-10	10-25	25-50	50-100	100-200	200-300
Відстань, мм	2-3	3-4	3-5	4-6	5-8	7-10

Примітка. При роботі на газах-замінниках ацетилену вказані відста­ні збільшують на 30-40%.

Ширина і чистота різа залежать від способу різання та товщи­ни металу (табл. 3). При машинному різанні одержують більш чисті кромки і меншу ширину різа, ніж при ручному.

Таблиця 3. Залежність між товщиною металу і шириною різа

Товщина металу, мм	5-15	15-30	30-60	60-100	100-150
Ширина різа, мм	2-2,5	2,5-3	3-3,5	3,5-4,5	4,5-5,5

При вирізанні деталей з листового металу всередині листа пробивають отвір. При невеликій товщині металу (до 20 мм) от­вір пробивають різаком. Після закінчення попереднього нагріван­ня металу до температури оплавлення, підігрівне полум'я вими­кається і на час пробивання отвору вмикається ріжучий кисень плавним відкриванням вентиля на різаку, після чого полум'я знову запалюється в розжареному металі. Така техніка пробиван­ня отворів виключає можливість виникнення хлопків і зворотних ударів.

При пробиванні отворів глибиною від 20 до 50 мм лист треба встановлювати похило або вертикально, щоб полегшити скапу­вання рідкого шлаку.

При товщині металу більше 50 мм початковий отвір свердлять.

Розташування різака при різанні заготовок круглого перерізу показано на рис.3.

Початок різання по контуру повинен завжди знаходитись на прямій, що забезпечує одержання чистого різа на заокругленнях.

У прямокутному внутрішньому контурі початок різання може бути вибраний в будь-якому місці, крім кутів.

При вирізуванні фланців спочатку вирізають внутрішню час­тину, яка йде у відхід, а потім вирізують контур. Місце початку різання зовнішнього контура треба вибирати так, щоб проходило легке відокремлення металу, що йде у відхід.

Зовнішній контур вирізають в останню чергу. Це забезпечить вирізання деталей з меншими відхиленнями від розмічених кон­турів. Внутрішні напруги спотворюють контури різа. їх усувають різанням по внутрішньому контуру.

При різанні зі скосом кромки поверхні різа неоднакові за якіс­тю — один кут оплавлюється сильніше, ніж другий (протилежний).

②

Розділове кисневе різання листів

Різання сталі малої товщини проходить із значним перегріван­ням, оплавленням кромок і жолобленням металу.

Для різання тонколистової сталі встановлюють внутрішній мундштук №0 і зовнішній №1. Краще різати з послідовним роз­ташуванням підігрівного полум'я. Мундштук нахиляють під ку­том 15-40° до поверхні різа в сторону, протилежну напрямку рі­зання. Для одержання різа без задирок на кромках, необхідно ви­користовувати кисень чистотою не менше 99,5%.

Кращу якість при кисневому різанні малих товщин, особливо при масовому різанні однакових деталей, забезпечує пакетне рі­зання (рис. 3). Суть процесу полягає у тому, що листи склада­ють в пакет, стягують струбцинами або спеціальними пристосу­ваннями і розрізають за один прохід різака. Максимальна товщи­на листа не більше 4-6 мм, загальна товщина — не більше 100 мм. Необхідно, щоб листи були добре очищені і щільно прилягали один до одного.

Рисунок 3. Пакетне різання листів сталі:

а — із щільним притисканням пакета; б— із затисканням пакета зі сторони, протилежної початку різання

Потужність полум'я, витрати і тиск ріжучого кисню встанов­люють за сумарною товщиною пакета. Швидкість різання пакету трохи менша швидкості різання одношарового різання сталі такої ж товщини. Верхній лист пакету при малій товщині жолобиться, тому на пакет накладають лист більшої товщини.

Пакетне різання рекомендують виконувати киснем низького тиску. У цьому випадку не треба примусового стискання листів (зазори між листами можуть досягати 3-4 мм). Пакет закріпля­ють з однієї сторони. Після різання поверхню зачищають від ока­лини і шлаків сталевою щіткою, а утворені напливи з нижньої кромки металу зрубують зубилом.

Кисневе різання сталей середньої товщини від 10 до 100 мм не викликає труднощів. Виконують звичайною апаратурою як ручним, так і механізованим способами при тиску кисню 2,5-6 кгс/см².

Різання сталей великої товщини використовують у металургії і машинобудуванні (таблиця 7).

Таблиця 7. Режими різання сталі великої товщини

Товщи­на мета­лу, мм	Тиск кисню перед різа­ком, кгс/см2	Витрати газу, мя/год		Швидкість різання, мм/хв	Відстань від кінця мундштука до по­верхні металу, мм
		кисню	ацетилену
300	1,2-1,6	45	4	120-150	20-30
400	1,2-1,7	60	5	100-130	25-40
500	1,2-1,8	80	6	90-110	30-50
600	1,6-2,2	100	7	60-80	35-60
700	1,6-2,3	130	8	50-65	40-65
800	1,9-2,5	200	9	50-60	45-70
900	2-2,5	260	11	40-50	50-75

Примітка. Для різання сталі товщиною до 800 мм доцільно вико­ристовувати різак РЗР-2.

Сталі товщиною до 300 мм ріжуть звичайними універсальни­ми різаками. Основні труднощі пов'язані із застосуванням висо­кого тиску кисню, необхідністю прогрівання нижніх шарів мета­лу і видаленням шлаку на значній відстані від різака.

Сталі товщиною більше 300 мм ріжуть спеціальними різаками, мундштуки яких мають збільшені прохідні отвори для ріжучого кисню.

Для зменшення нагрівання мундштука в процесі різання ста­лей великої товщини і зменшення забруднення його каналів, від­стань від торця мундштука до поверхні металу беруть більшу, ніж при звичайному різанні.

Для різання сталей великої товщини застосовують навуглецьо-ване підігрівне полум'я, тому що воно буде довшим.

Для підвищення стійкості процесу різання в момент урізання кисневого струменя в метал мундштук нахиляють під кутом 2-3° до вертикалі в сторону різання.

③

Поверхневе кисневе різання

Поверхневе кисневу різання застосовують тоді, коли потрібно зняти шар металу з оброблюваної поверхні. Знімається метал згоряє та видаляється у формі рідкого шлаку. Pіжучий кисневий струмінь направляється під малим кутом до оброблюваної поверхні (зазвичай близько 10º) і не прорізає металу наскрізь, а лише ковзає по його поверхні.

Поверхнева кисневе різання відрізняється від розділового різання тим, що замість наскрізного розрізу на поверхні оброблюваного металу утворюється канавка. Профіль їїзалежить від форми і розмірів вихідного каналу для ріжучого кисню в мундштуці, а також режимів різання і розташування (кута нахилу) різака щодо листа. Сутність процесів розділової та поверхневої різання однакова. Джерелом нагріву металу є нетільки підігріває полум'я різака, але і розплавлений шлак, який, розтікаючись по поверхні аркуша вздовж лінії різу, підігріває нижележащие шари металу. Отже, при поверхневій різанні краще використовується теплота, що виділяється в результаті оксидуваннязаліза, ніж при розділової різанні.

Поверхнева кисневе різання знайшло велике поширення в металургійній промисловості для видалення поверхневих дефектів литва, в зварювальному виробництві для вирізки дефектних ділянок швів і при виконанні ремонтних робіт. Процес поверхневого кисневого різання протікає стійко тільки в тому випадку, якщо напрямок переміщення різака збігається з напрямком кисневого струменя. При рівномірному переміщенні різака в напрямку утворюваної канавки підігріваюче полум'я може бути вимкнено.

Рис. 4. Схема поверхневого кисневого різання

Поверхневе кисневе різання застосовують для зняття великої кількості металу або видалення поверхневих дефектів литва і прокату. Використовувані для цього спеціальні ручні або машинні різаки відрізняються збільшеним перерізом каналів для виходу підігрівальної суміші та ріжучого кисню. При виконанні поверхневого різання кут нахилу осі ріжучого мундштука по відношенню до оброблюваної поверхні виробу не перевищує 30º; тому наскрізного пропалювання не відбувається, а утворюється лише канавка з плавними обрисами. Кількість металлу, що видаляється при цьому, може досягати до 4 - 4 5 кг /хв.

Поверхневе кисневе різання технічно чистого заліза і маловуглецевих киплячих сталей із вмістом вуглецю до 0 1% утруднюється тим, що утворюється шлак на кромках різу, міцно приварюється до них і може бути відокремлений лише з великими труднощами. Заходи боротьби з цим явищем в даний час в достатній мірі не розроблені. Для всіх інших сталей, включаючи високохромисті (при киснево-флюсовому різанні) поверхневе кисневе різання протікає цілком успішно і дає високий економічний ефект.

Поверхнева кисневе різання застосовується, наприклад, для грубого стругання і обточування. При струганні різак здійснює поступальні прямолінійні рухи, в результаті яких з поверхні вирізується канавка округлої форми. Зняття шару з поверхні металу може вироблятися як за кілька проходів одного різака, так і за один прохід декількох різаків, закріплених в супорті механізованого пристрою. Глибина і ширина канавки можуть бути різні, в залежності від застосовуваного режиму різання і нахилу різака до поверхні металу.

Поверхнева кисневе різання може бути використане для зачистки дефектів на поверхні високолегованих сталей. У цьому випадку слід використовувати киснево-флюсове різання в поєднанні з поверхневим різаням. Для цих цілей застосовують різаки типу PПА або інші з киснево-флюсовим оснащенням і установкою типу УГПP.

Поверхневе кисневе різання є ефективним методом обробки сталі, який широко застосовується в промисловості та з кожним роком отримує все більше поширення, особливо на металургійних заводах при зачистці чорнового прокату.

Питання для самоконтролю.

1.   Назвіть види кисневого різання.

2.   Як розташовується різак при різанні листового металу?

3.  Як здійснюють вирізання деталі з листового металу?

4.  В чому суть пакетного різання?

5.   Чим роздільне різання відрізняється від поверхневого?

6.  Для чого використовується поверхневе різання?