Билет № 20

Вопрос 1. Кислородно-флюсовая резка металла.

Высоколегированные хромистые, хромоникелевые стали, чугун и цветные металлы не могут подвергать­ся обычной кислородной резке, так как они не удов­летворяют основным условиям резки.

Хромистые и хромоникелевые нержавеющие стали на поверхности реза образуют тугоплавкие оксиды хрома с температурой плавления около 2000 'С, кото­рые препятствуют нормальному протеканию процесса резки. Поэтому кислородная резка этих сталей требу­ет применения особых способов.

Чугун имеет температуру плавления ниже темпе­ратуры воспламенения, поэтому при обычной резке чугун будет плавиться, а не сгорать в кислороде. Со­держащийся в чугуне кремний образует тугоплавкую окись кремния, которая также препятствует резке.

Цветные металлы (медь, алюминий, латунь, брон­за) имеют большую теплопроводность, образуют ту­гоплавкие окислы и также не поддаются обычной га­зовой резке. Удалить тугоплавкие окислы можно либо переводом их в легкоплавкие, либо введением в зону реза дополнительной теплоты.

Резку высоколегированных сталей можно обеспе­чить наложением вдоль линии реза низкоуглеродис­той стальной полосы, при сгорании которой выделив­шаяся теплота, а также переходящее в шлак расплав­ленное железо и его оксиды способствуют разжиже­нию оксидов хрома. Этим способом можно резать не­ржавеющие стали толщиной до 20 мм, однако при этом рез получается широким, а скорость резки низкая.

Для резки хромистых, хромоникелевых нержаве­ющих сталей, чугуна и цветных металлов применяют способ кислородно-флюсовой резки. Сущность его зак­лючается в том, что в разрез вместе с режущим кис­лородом вводится порошкообразный флюс, при сгора­нии которого выделяется дополнительная теплота и повышается температура в зоне реза.

Кроме того, продукты сгорания флюса, взаимодей­ствуя с тугоплавкими оксидами, образуют жидкотекучие шлаки, которые легко удаляются из зоны реза, не препятствуя нормальному протеканию процесса.

Основным компонентом порошкообразных флюсов, применяемых при кислородно-флюсовой резке метал­лов, является железный порошок. Железный порошок при сгорании выделяет большое количество теплоты — около 1380 кДж/кг.

При выборе железного порошка необходимо иметь в виду, что процесс резки зависит от его химическо­го состава и его грануляции. При использовании по­рошков, содержащих до 0,4% углерода и до 0,6% кислорода, процесс резки нержавеющей стали про­текает устойчиво. Дальнейшее увеличение содержания углерода и кислорода в порошке приводит к увеличению расхода порошка и ухудшению качества поверхности реза.

При резке нержавеющих сталей содержание кис­лорода в порошке не должно превышать 6%. Кисло­род присутствует в порошке в виде оксидов, которые замедляют процесс резки, так как требуют дополни­тельной теплоты для их нагрева.

Основными критериями при выборе грануляции железного порошка являются обеспечение его наилуч­шей транспортировки и регулирование расхода. Опытами установлено, что лучшие результаты при кисло- 1 родно-флюсовой резке дает железный порошок с размерами частичек от 0,07 до 0,16 мм. Опытами также установлено, что лучшие результаты при резке нержа­веющих хромоникелевых сталей достигаются при до­бавлении к железному порошку 10-15% алюминие­вого порошка. Смесь железного и алюминиевого по­рошков дает жидкотекучий шлак, температура плав­ления второго не превышает 1300°С. Для резки не­ржавеющих сталей применяется алюминиевый поро­шок марки АПВ.

Основная задача флюса при резке чугуна состоит в разбавлении флюса железом в области реза, сниже­нии в сплаве содержания углерода, а также разжиже­ния шлака, в котором содержится повышенное содер­жание кислорода. В состав флюсов для резки чугуна входят железный и алюминиевый порошок, кварце­вый песок и феррофосфор.

Цветные металлы и сплавы подвергают только кис­лородно-флюсовой резке с применением флюсов.

Установки для кислородно-флюсовой резки состо­ят из двух основных частей: флюсопитателя и резака (ручного или машинного).

По конструкции флюсопитатели подразделяются на инжекторные, циклонные и с механической подачей. Применяют три схемы установок для кислородно-флюсовой резки: с внешней подачей флюса, с одно-проводной подачей флюса под высоким давлением и с механической подачей флюса.

По первой схеме, подачи флюса флюс из бачка ин­жектируется кислородом и подается к резаку, укомп­лектованному специальной головкой. Газофлюсовая смесь, выходящая из отверстий специальной голов­ки, засасывается струей режущего кислорода и в сме­си с ним поступает в зону реза. При эксплуатации установки с внешней подачей флюса работают устой­чиво и экономично (рис. 52, а).

Однопроводная схема подачи флюса под высоким давлением. В этом случае железный порошок из бач­ка флюсопитателя инжектируется непосредственно струей, режущего кислорода. Смесь флюса с кислоро­дом по рукаву подводится к резаку через централь­ный канал мундштука и поступает к разрезаемому металлу (рис. 52, б).

По схеме с механической подачи флюса флюс, со­стоящий из смеси алюминиево-магниевого порошка, из бачка с помощью специального устройства подает­ся к головке резака, где увлекается струей режущего кислорода (рис. 52, в).

Рис. 52. Схема подачи флюса: а — с внешней подачей; б — однопроводная под высоким давлением; в — с механической подачей; 1 — газофлюсовая смесь; 2 — флюс; 3 — флюсонесущий газ; 4 — кислородно-флюсовая смесь; 5 — режущий кислород