11 група    14.05.2020р.   Урок №21-22

ТЕМА №2.  Кисневе і плазмове різання

Урок №21-22.  Киснево-флюсове різання.

                           Флюси для киснево-флюсового різання

                      

                                                                            

  План.

            1. Суть киснево-флюсового різання.

                 2. Флюси для киснево-флюсового різання.

         Домашнє завдання :   

                                                     І.В. Гуменюк, О.Ф. Іваськів

                                                 Обладнання і технлогія гзозварювальних робіт
                                                           ст. 183-184.

     Корисні посилання:

        https://www.youtube.com/watch?v=61tTyuD4AP4

     https://www.youtube.com/watch?v=nsmP2TawAJk

     https://www.youtube.com/watch?v=tOqCqKr_TWE

        https://www.youtube.com/watch?v=kjeC9CXpXhI

        
Для вивчення теми уроків можна використати підручник, або наступний     матеріал

1.    СУТЬ КИСНЕВО-ФЛЮСОВОГО РІЗАННЯ

Суть киснево-флюсового різання полягає в тому, що в щілину різа разом із ріжучим киснем і підігрівним полум’ям вводиться порошкоподібний флюс.

Флюс виконує дві функції: теплову і абразивну.

Теплова дія флюсу полягає в тому, що він згорає в щілині різа, внаслідок чого підвищується температура місця різа, тугоплавкі оксиди стають рідко текучими і під впливом сили тяжіння і тиску кисневого струменя без труднощів видаляються. Флюс у щілині різа утворює шлак, який передає тепло нижнім шарам металу і вони додатково нагріваються до температури спалаху і глибина різа збільшується.

Абразивна дія флюсу полягає в тому, що його частинки мають велику швидкість і ударним тертям стирають з поверхні різа тугоплавкі оксиди.

Якщо температура плавлення утворених при різанні оксидів буде вищою температури плавлення металу, то кисневе різання стаж неможливим.

Наприклад, хромисті сталі утворюють оксиди хрому з температурою плавлення 2270ºС. а хром плавиться при температурі 1903ºС. Це можна сказати й про нікель (1985 і 1452ºС) та інші метали.

Тугоплавка плівка виключає контакт між підігрітим до температури спалаху металом і кисневим струменем. Збільшується відведення тепла сусідніми ділянками металу, струмінь кисню охолоджує місце різа і процес різання припиняється.

Тугоплавка плівка утворюється в корозієстійких (нержавіючих) , жаростійких сталях, чавунах, міді та в її сплавах тощо.

2.    ФЛЮСИ ДЛЯ КИСНЕВО-ФЛЮСОВОГО РІЗАННЯ

При виборі флюсу для киснево-флюсового різання необхідно враховувати такі його властивості: 
- хімічний склад; 
- розмір зерен; 
- спорідненість з киснем при температурі різання; 
- теплота згоряння; 
- флюсуюча дія.

Таблиця 1. Хімічний склад залізних порошків (ГОСТ 9849-80)

Марки    залізних     порошків	Вміст елементів, %
	Залізо,     не менше	вуглець	кремній	марганець	сірка	фосфор	кисень
		не більше
ПЖ-1	98,8	0,03	0,10	0,10	0,020	0,020	0,20
ПЖ-2	98,8	0,03	0,10	0,30	0,020	0,020	0,20
ПЖ-3	98,5	0,08	0,15	0,40	0,020	0,020	0,50
ПЖ-4	98,0	0,12	0,25	0,50	0,030	0,030	1,0
ПЖ-5	97,0	0,10	0,25	0,60	0,030	0,030	2,0
ПЖ-6	96,0	0,25	0,45	0,70	0,050	0,050	-

Як вже сказано вище, основою всіх флюсів для КФР є залізний порошок марки ПЖ з розмірами часточок від 0,07 до 0,16мм.

Це пояснюється кількома причинами:

по-перше, відносною дешевизною і доступністю залізного порошку,

по-друге, виділенням досить великої кількості тепла при згоранні заліза, і

по-третє, відносно низькою температурою плавлення закису заліза, яка є основною складовою оксидів, що утворюються при горінні заліза. Крім того, оксиди заліза в розплавленому вигляді є досить рідкоплинні, отже, дають добру флюсуючу дію і легко видаляються із зони розрізу кисневим струменем. Залізний порошок є флюсом термомеханічної дії і в більшості випадків киснево-флюсового різання застосовується в чистому вигляді.

До флюсу механічної дії відносять кварцовий пісок, який плавиться в зоні реакції без виділення додаткової кількості теплоти, але пов'язує тугоплавкі окисли в більш легкоплавкі з'єднання, тобто надає чисто флюсуючу дію в процесі різання.

Крім цього, частки піску, проходячи через утворений розріз з великою швидкістю, сприяють механічному видаленню розплавлених шлаків. Змішування кварцового піску з залізним порошком призводить до утворення силікатних шлаків системи FeO - SiO _2 , які мають високу рідкоплинність, але тільки за умови утримання в них 30% SiO ₂ .

У деяких випадках для підвищення теплової ефективності до залізного порошку додають 5 - 10% алюмінію або, для поліпшення умов флюсування (розрідження утворених шлаків) - до 25% залізної окалини.

Таблиця 2. Флюси для різання

Різання	Склад флюсів, %
	залізний         порошок	алюмінієвий    порошок	алюмінієво-       магнієвий       порошок	силіко-       кальцій	фероси-       ліцій	феро-       фосфор	кварцо-          вий         пісок
Для корозієстійких сталей
Роздільне	100	20-10	-	-	-	-	-
	80-90	20-10	-	-	-	-	-
	-	-	60-80	-	40-20	-	-
Поверхневе	100	-	-	-	-	-	-
	-	-	2-30	75-70	-	-	-
Для чавуну
Роздільне	65-75	-	-	-	-	35-25	-
	65-75	10-5	-	-	-	-	25-20
Для кольорових металів
Міді	70-80	30-20	-	-	-	-	-
Латуні	70-80	10-5	-	-	-	-	20-15
Бронзи	70-80	10-5	-	-	-	20-15	-

У таблиці 3 на основі аналізу літературних даних наведені орієнтовні склади флюсів, використані при розрізанні різних матеріалів. Залізний порошок виробляється в Україні Казенним заводом порошкової металургії (Промвузол, м. Бровари, Київська область) марки ПЖР 3.315.28-30 ГОСТ9849-86 (зміна № 1) . В умовах лабораторії заводу «ДОНМЕТ» неодноразово проводилася розділове різання з використанням  як флюсу чистого залізного порошку марки ПЖР 3.315.28-30  для таких сталей і чавунів: 12Х17; 08Х18Н10Т;. Х18Н10Т; СЧ-20; СЧ-15 -32 та інших матеріалів.

Таблиця 3.  Склад флюсу для киснево-флюсового різання, % за масою

Призначення флюса	Залізний порошок	Алюмінієвий порошок	Кварцовий пісок	Залізна окалина	Доменний ферофосфор
Різання чавуну	100 65…75 75 65…75	- 5…10 - -	- 20…25 25 -	- - - -	- - - 25…35
Різання високолегованих сталей	100 90…95 75	- 5…10 -	- - -	- - 25	- - -
Різання міді	70…80	20…30	-	-	-
Різання латуней та бронзи	70…80 70…75	5…10 15…20	15…20 -	- -	- 10…15

Питання для самоконтролю.

1.   Які флюси використовують для киснево-флюсового різання?.

2.  У чому полягає теплова дія флюсу? 

3.  У чому полягає абразивна дія флюсу?