11 група    1.04.2020р.   Урок №131-132

ТЕМА №19.   Кисневе різання металів  

Урок №131-132.  Різання металу різного профілю.  

                                 Точність та якість різання                                                           

План

             1. Різання труб.

             2. Різання сортового і профільного прокату.

             3. Точність і якість різання.

             4. Деформації при різанні.

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

                                             Обладнання і технологія газозварювальних робіт

                                                   ст.176-182. 

        Для вивчення теми уроків можна використати підручник, бо наступний матеріал

①

Різання труб

При кисневому різанні труб виконують обрізання торців труб для зварювання, вирізання отворів у трубах, обрізання труб та ін.

Труби можна різати в будь-яких просторових положеннях. Для труб малого діаметра різання виконується з неповоротною тру­бою. При різанні неповоротних труб великого діаметра різак переміщується по направляючій, а при різанні поворотних труб ви­користовують спеціальні роликові стенди і каретки (рис. 1).

Швидкість різання труб із товщиною стінок 6-12 мм не пере­вищує 800 мм/хв.

Для підвищення швидкості різання різак установлюють під ку­том 15-25° до дотичної в точці перетину осі різака з поверхнею труби (рис. 2). При цьому збільшується зона взаємодії кисню з металом і утворений в процесі різання шлак нагріває нову ділян­ку труби, завдяки цьому покращується окиснення металу. Але час попереднього підігріву збільшується до 60-70 с. Для зменшення часу нагрівання і практично миттєвого початку процесу необхід­но ввести в зону реакції сталевий пруток. Середня швидкість рі­зання труб 0 300-1200 мм з товщиною стінки до 12 мм становить 1,5-2,5 м/хв, тобто підвищується в 2-3 рази порівняно з різанням із перпендикулярним розташуванням різака.

              Рисунок 1. Схема роликового стенду для різання труб

                                  1 — різак; 2 — труба; 3 — привідні ролики

Рисунок 2. Схема розташування різака при швидкісному різанні труб

Різання виконують універсальними або вставними різаками. Режими встановлюють залежно від товщини металу відповідно до паспортних даних різаків.

          ②

  Різання сортового і профільного прокату

Різання сортового прокату

При різанні прутків круглого і квадратного перерізів необхід­но враховувати невелику довжину лінії різа. При різанні круглих прутків мундштук у початковий момент розташовують перпенди­кулярно до поверхні металу. Після нагрівання металу відкривають вентиль ріжучого кисню і переміщують різак у нап­рямку різання, підтримуючи постійну відстань між тор­цем мундштука і поверхнею металу (рис. 3, а).

Для підвищення продук­тивності при різанні прутків застосовують метод врізан­ня з одного прутка на ін­ший без зупинки (рис. 3, б). Заготовки квад­ратного перерізу починають різати з кута. Після нагрі­вання до температури спа­лаху головку різака перево­дять у вертикальне поло­ження і починають різання.

Наприкінці різання, щоб у першу чергу прорізати ниж­ній кут, різак нахиляють на 5-10° в сторону, протилеж­ну напрямку різання. Послідовність операцій різання залежить від профілю прокату. Різання кутника починають з кромки полички (рис. 4).

Різак установлюють перпендикулярно до полички на початку кромки і переміщують до обушка. Потім плавно розвертають, встановлюю­чи перпендикулярно до другої полички і прогрівають кутник до кінця за один прохід.

Рисунок 3. Різання прутків:

а — круглої заготовки (1-6 — розташуван­ня різака);

б —декількох круглих загото­вок

Рисунок 4. Послідовність різання кутника: 

а — різання кутника за один прохід: 1— розташування різака при різанні першої по­лички; 2 — розташування різака при різанні другої полички; 

б — різання кутника з обушка: 1 — розташування різака; 2 — розташування різака при різанні першої полички; З — розташування різака при різанні другої полички

Різання профільного прокату

Різання двотаврових балок починають із різання поличок, а потім прорізають стійку. При переході до стійки швидкість різан­ня зменшують (рис. 5).

При різанні швелера різак можна розташовувати з внутрішньої або із зовнішньої поверхні швелера.

Рисунок 5. Схема різання двотаврової балки:

1,2 — розташування різака при обрізанні поличок; 3 — при обрізанні стійки

③

Точність і якість різання

Точність газового різання характеризується відповідністю розмірів вирізаної деталі до розмірів креслення.

Якість різання характеризується шорсткістю поверхні різа, наявністю шлаку і задирок на нижній кроці, рівномірністю ширини різа по всій товщині металу, ступенем оплавлення верхньої кромки.

Точність різа визначається відхиленням його лінії або площини від заданої. Відхилення лінії різа відбувається внаслідок зміщення осі різака або деформації листа при різанні.

Відхилення площини різа від заданої може бути викликане зміною кута нахилу різака д поверхні лита і розширенням ріжучого струменя кисню.

Шорсткість поверхні різа визначається кількістю і глибиною рівчаків, залишених струменем кисню. Глибина їх залежить від тиску кисню, виду горючого газу, швидкості і переміщення різака.

При різанні природним газом поверхня різа більш рівна, без оплавлень. Оплавлення верхніх кромок залежить від потужності підігрівного полум’я. чим більша потужність підігрівного полум’я і менша швидкість, тим більше оплавлення верхніх кромок.

Встановлено 3 класи якості поверхні:

- 1-й (вищий);

- 2-й (підвищений);

- 3-й (звичайний)

При виконанні кисневого різання необхідно враховувати, які вимоги пред'являються до точності різання і якості поверхні деталі, що вирізується. Чим нижче ці вимоги, тим менше витрачається кисню і пального і тим більшою може бути швидкість порізки.

Наприклад, при обробному різанні (різання в брухт) якість поверхні і точність різання не мають значення. Тому різання ведеться вручну при найбільшій можливій швидкості.

При заготівельному різанні (вирізує заготівля, з якого механічною обробкою виготовляється деталь) якість порізу також не має значення, але повинний бути витриманий визначений розмір заготовки при найменших припусках на механічну обробку. Різання здійснюється вручну. При цьому часто застосовуються найпростіші пристосування (опорні ролики, циркуль, що направляють візки і т.п.), за допомогою яких легше витримати припуски, що задаються.

Порізка під зварювання повинна здійснюватися так, щоб була чиста поверхня порізу і були дотримані задані розміри деталі. Вимоги підвищуються, коли деталі підготовляються під автоматичне зварювання. У цьому випадку застосовується звичайно механізована порізка.

Чистова вирізка круглих і фасонних деталей, що будуть використані без наступної механічної обробки, виробляється тільки автоматами.

Таким чином, у залежності від виду кисневого розділового різання необхідно домагатися визначеної якості порізу.

Мал.1. Показники, що характеризують якість порізу:

а — відхилення від площини порізу; б — оплавлення верхньої крайки; у — відставання струменя, що ріже.

Якість порізу визначається наступними показниками.

Відхиленням лінії порізу, від наміченої (не виходить прямолінійний рез, замість окружності вийшов еліпс і т.д.). Це відхилення викликається зсувом чи різака листа, що розрізається, деформацією листа в процесі різання.

Відхиленням від заданого кута порізу (мал.1, а), що спостерігається при зміні кута нахилу різака, при зміні форми струменя кисню, що ріже, чи при неправильно обраній швидкості різання.

Ступенем оплавлення верхньої крайки (мал.1, б), що відбувається при зайвій потужності полум'я, що підігріває, чи заниженої швидкості різання.

Глибиною і скривленням борозенок на поверхні порізу. Ці борозенки звичайно мають криволінійний обрис (мал.1, в), що порозумівається відставанням струменя кисню, що ріже. Відставання стає особливо помітним при занадто високій швидкості чи різання при занадто низькому тиску кисню.

Глибина борозенок також залежить від швидкості переміщення різака і тиску кисню. Утворенню борозенок сприяє нерівномірна швидкість пересування різака і коливання його, а також засмічення отвору мундштука, що ріже.

Техніка різання. Перед початком різання лист потрібно укласти на підкладки, щоб безперешкодно віддалялися шлаки з місця порізу. Зазор між підлогою і нижньою площиною листа повинний бути не менш 100— 150 мм. Потім лист по передбачуваній лінії порізу необхідно очистити від окалини, іржі, фарби й інших забруднень. При кисневому різанні металу з забрудненою поверхнею різко погіршується якість різання і зменшується продуктивність.

Зачищення поверхні виробляється сталевою щіткою. Для видалення окалини, фарби й олії варто повільно провести по лінії порізу полум'ям чи різака пальника. Під дією тепла окалина відокремиться від поверхні металу, фарба й олія згорять. Після цього поверхню зачищають сталевою щіткою.

Розмітка листа виробляється за допомогою креслярки або крейди. Перед початком різання газорезчик підбирає і встановлює на різаку потрібні для заданої товщини металу номера, що розрізається, мундштуків, перевіряє редуктори, водяний затвор, шланги, різак, вентилі балонів, приєднує шланги і надійно їхній закріплює на різаку і джерелі газів.

Установивши необхідний тиск газів, роблять запалювання різака і регулювання полум'я. Склад, властивості і будівля підігрівального полум'я такі ж, як і в зварювального.

Роль підігрівального полум'я при розділовому кисневому різанні різна в залежності від товщини сталі, що розрізається, умов різання і вимог, пропонованих до поверхні порізу.

При різанні стали товщиною до 80 мм на швидкість різання головним чином впливає потужність підігрівального полум'я: чим могутніше полум'я, тим більше швидкість. Кількість тепла, виділювана підігрівальним полум'ям, чи більше дорівнює кількості тепла, одержуваного при спалюванні металу під час різання. Однак збільшувати в значній мірі підігрівальне полум'я не можна, тому що починають помітно оплавлятися верхні крайки порізу. Тому в даному випадку вигідніше брати полум'я, що підігріває, з надлишком кисню, при якому виходить висока концентрація тепла на поверхні листа, що нагрівається.

При різанні стали товщиною 80—300 мм найкращий стан поверхні забезпечується при нормальному підігрівальному полум'ї.

При різанні стали товщиною понад 300 мм кількість тепла, виділювана підігрівальним полум'ям, значно менше кількості тепла, одержуваного при згорянні металу в місці порізу. У цьому випадку варто брати підігрівальне полум'я з надлишком ацетилену.

4

Деформації при різанні

У результаті місцевого нагрівання з великим перепадом температур при кисневому різанні виникає значне коробление листа, з якого вирізує деталь. Одночасно можливо коробление самої деталі, що може викликати зміну форми деталі.

Мал. 2. Деформування листа в процесі різання (а) і після охолодження листа (б): 1 — шлях різака; 2 — початкове положення крайки листа.

При відрізку смуги від краю листа деформації приводять до вигину листа і самої смуги — обрізи ( мал.2, а).

Після різання й охолодження листа остаточна форма його буде мати вид, зображений на мал.2, б.

Якщо відрізати смугу з протилежної першому порізу сторони, то відбудеться зменшення прогину листа. Тому при вирізці ряду смуг щодо невеликої ширини з довгих аркушів рекомендується застосовувати порядок різкі, зазначений цифрами на мал.3.

Мал.3. Послідовність вирізки смуг з листа великої довжини.

Слід зазначити, що при різанні по позначці чи вручну приладами типу ПП для ряду великогабаритних деталей виходить велика точність розмірів і форм деталі, чим при різанні машинами по прямолінійному копіру. Це порозумівається тим, що машина в даному випадку не може врахувати деформації листа і деталі, що вирізується.

Тому для усунення перекручування форми деталі необхідно надійно закріплювати лист на стелажі (розкроєчної столі). При цьому різання необхідно виконувати в напрямку «до закріплення » (мал.4, а). Різання «від закріплення» буде тільки збільшувати перекручування форми (мал.4, б).

n>невеликої ширини з довгих аркушів рекомендується застосовувати порядок різкі, зазначений цифрами на мал.3.

Мал.4. Вплив напрямку різання на форму деталі, що вирізується:

а — різання «до закріплення» (правильно); б — різання «від закріплення» (неправильно).

Точність розмірів деталей, що вирізуються, значно підвищиться, якщо попередньо обрізати обидві подовжні крайки листа, з якого будуть вирізувати деталі.

Найбільш ефективною мірою одержання високої точності виготовлення прямолінійних деталей є застосування багатопорізних машин, для того щоб лист розрізався одночасно двома чи великою кількістю паралельно переміщаються різаків, розставлених на необхідну ширину чи смуги заготівлі. При цьому не можна допускати відставання одного різака від іншого. При вирізці деталей невеликих габаритів важливо, щоб обріз не міг вільно деформуватися. З цією метою залишають «замок» (5, б) чи перемички (фіг. 5, в). Перемички перерізаються після повного остигання листа, що розрізається. Застосування цих способів виключає загальний відхід обрізу і перекручування ще не відрізаної частини листа. На фіг. 100, а показано як деформується відрізана частина, якщо не застосовуються зазначені Перемичка являє собою шматок нерозрізаної частини листа. Довжина перемички дорівнює 6—10 мм; залишаються через 500-800мм по довжині порізу.

Мал.5. Деформації і способи їхнього зменшення при вирізці деталей замкнутого контуру:

а —деформація відрізаної частини; б — закріплення обрізу замком;

в — залишення перемичок; г — закріплення клинами (1-4).

Питання для самоконтролю.

1.   Від чого залежить глибина рівчаків при кисневому різанні?

2.   Назвіть класи якості поверхні.

3.  Чим визначається якість різання?

4.  Як здійснюється різання труб?

5.   Як здійснюється різання двотавра?

6.  Як попередити виникнення деформацій при різанні?