18 Кислородно-флюсовая резка

Сущность процесса кислородно-флюсовой резки состоит в том, что в зону реза, подогретую газовым пламенем, вместе со струей режущего кислорода вводят порошок флюса, который сгорает в кислороде, выделяя теплоту, повышающую температуру в зоне реза, - это термическое воздействие флюса. Продукты сгорания флюса образуют с тугоплавкими окислами разрезаемого материала жидкотекучие шлаки, которые удаляются из реза струей режущего кислорода - это химическое действие флюса. И, наконец, частицы порошка флюса сгорают не сразу и, перемещаясь в процессе горения в глубину реза, ударным трением стирают с поверхности кромок тугоплавкие окислы, способствуя их удалению из реза, - это абразивное действие флюса.

Схемы установок

- С внешней подачей флюса

- С однопроводной подачей флюса под высоким давлением

- С механической подачей флюса

Смотри раздаточный материал.

Резаки

В зависимости от схемы подачи флюса на два типа:

- Флюс подаётся в смеси с режущим кислородом к центральному каналу мундштука

- Выполнены по схеме с внешней подачей

По принципу смешения горючего газа и кислорода6

- Инжекторные

-с внутресопловым смещением.

При резке кислородом хромистых и хромоникелевых легированных сталей образуются тугоплавкие окислы хрома. Пленка этих окислов, покрывая частицы металла, препятствует его сгоранию в струе кислорода

Кислородная резка чугуна без флюса также затруднена, потому что температура плавления чугуна ниже температуры горения железа в кислороде и чугун начинает раньше плавиться, чем гореть в кислороде

Цветные металлы (медь, латунь, бронза) обладают высокой теплопроводностью и при их окислении кислородом выделяется количество тепла, недостаточное для дальнейшего развития процесса горения металла в месте реза. При кислородной резке этих металлов также образуются тугоплавкие окислы, препятствующие процессу резки. Поэтому кислородная резка чугуна, бронзы и латуни возможна только с применением флюсов.

А так у данного способа такие же недостатки и преимущества, что и у газокислородной.

И при кислородно-флюсовой резке мощность пламени должна быть в два раза больше, а режущее сопло — на один номер больше по сравнению с применяющимися при резке без флюса. Это обусловлено затратой дополнительного тепла на плавление флюса и добавочной энергии режущей струи на удаление большего количества шлаков из места разреза.

19 Способы газоэлектрической резки

Газоэлектрическая резка заключается в использовании подогревающего действия электрической дуги, которая горит между электродом и разрезаемым изделием. Источником тепловой энергии во всех способах электрической резки служит электрический дуговой разряд, происходящий в газовом промежутке между электрическим или угольным электродами

Кислородно-дуговая резка применяется для резки углеродистых сталей и отличается от дуговой тем, что на нагретый до плавления металл подают струю технически чистого кислорода, которая интенсивно окисляет металл и удаляет из разреза образующие окислы. При сгорании металла в струе кислорода образуется дополнительное тепло, которое ускоряет процесс резки металла. В качестве электродов используют стальные трубки наружным диаметром 8 мм, длиной 340—400 мм

Для перехода от сварки к резке сварщику не нужно менять электрододержатель, электрод и режим. Может применяться как переменный, так и постоянный ток

Кислородно-дуговой резкой можно резать углеродистые, легированные, коррозионно-стойкие стали, чугун и цветные металлы. По чистоте получаемого реза он не уступает газокислородной, а по производительности в некоторых случаях превосходит ее.

К недостаткам этого процесса можно отнести:

высокие требования к подготовке водолаза-резчика;

значительный расход кислорода (0,2 - 2,5 м³ на 1 м реза;

частый выход резака из строя при плохой подготовке электрода или неплотном его контакте с токоподводящим элементом (образуется дуга между зажимной цангой и непокрытой частью электрода).

Воздушно-дуговая резка основана на расплавлении металла в месте реза теплом электрической дуги, горящей между угольным или графитизированным электродом и металлом, с непрерывным удалением жидкого металла струей сжатого воздуха

Простота, дешевизна и высокая производительность

Недостатком этого способа является науглероживание поверхностного слоя металла на кромках реза, высокий удельный расход электроэнергии, высокое напряжение холостого хода, создающее опасность при смене электрода, а также высокая стоимость источников питания постоянного тока

Удешевление способа воздушно-дуговой резки возможно при использовании переменного тока. Однако при резке на переменном токе с использованием обычных сварочных трансформаторов дуга часто сдувается воздушной струей и гаснет в момент перехода тока через нулевое значение

Плазма — это газ, состоящий из положительно и отрицательно заряженных частиц в таких пропорциях, что общий заряд равен нулю, т. е. плазма представляет собой смесь электрически нейтральных молекул газа и электрически заряженных частиц, электронов и положительных ионов. Наличие электрически заряженных частиц делает плазму чувствительной к воздействию электрических полей.

Плазма вследствие наличия в ней электрически заряженных частиц является электропроводной, и при действии электрических полей в плазме возникают электрические токи. Чем выше степень ионизации, тем выше электропроводность плазмы. Токи в ней отклоняются под действием магнитных полей. Ускорения, сообщаемые заряженным частицам действием электрических и магнитных полей путем соударения передаются нейтральным частицам газа, и весь объем плазмы получает направленное движение, образуя струю, поток или факел горячего газа.

Плазменно-дуговая резка основана на способности сжатой дуги глубоко проникать в металл, проплавляя его по линии реза дуговым разрядом. Под действием высокой температуры сжатой дуги газ , проходя через дуговой разряд, сильно ионизирует, образуется струя плазмы, которая удаляет расплавленный металл из места реза. Дуга возбуждается между разрезаемым металлом и неплавящимся вольфрамовым электродом , расположенным внутри головки резака . Дуговую газоразрядную плазму называют низкотемпературной (ее температура 5000— 20 000°С)

Электрическая дуга постоянного тока образуется между неплавящимся вольфрамовым электродом и разрезаемым металлом . Электрод расположен внутри медного охлаждаемого водой мундштука , в канал которого подается под давлением плазмообразующий газ: аргон, азот, водород или их смеси, воздух. Струя газа сжимает столб дуги, придавая ей вытянутую форму.

Для возбуждения дуги, горящей между электродом и металлом, используется вспомогательная (дежурная) дуга между электродом и мундштуком. Ток, обеспечивающий горение вспомогательной дуги, от сварочного генератора к мундштуку подводится через добавочное сопротивление. Для облегчения зажигания дуги и повышения устойчивости ее горения используется осциллятор .

Струя плазмы имеет высокую скорость истечения и оказывает механическое действие, удаляя из места реза расплавляемый ею металл. В металле образуется полость реза, по стенке которого опускается активное пятно дуги. При перемещении резака по направлению резки пятно остается на лобовой стенке реза и вместе со столбом плазменной дуги и факелом струи плазмы обеспечивает проплавление металла по всей толщине при одновременном удалении из полости реза расплавленного и испаренного металла.

Положительными свойствами процесса плазменно-дуговой резки являются: высокая скорость резки; малая зона теплового влияния на металл; отсутствие заметного коробления листов при резке; возможность сварки листов непосредственно после резки; сравнительная легкость механизации процесса резки. Наиболее экономична, резка алюминия и его сплавов, меди и высоколегированных сталей (нержавеющих)

Плазменная резка отличается от плазменно-дуговой резки тем, что разрезаемый металл не включен в цепь дуги и резка материала производится косвенной дугой, имеющей кинжалообразную форму.

Рабочий орган аппарата называется плазмотрон.

Постоянный ток от источника подводится: минус — к вольфрамовому электроду , конец которого заточен на конус, плюс — к формирующему дугу медному соплу . Под действием потока газа (аргона, азота, водорода или их смесей), продуваемого через мундштук, образуется кинжалообразный язык плазмы , используемой для проплавления разрезаемого материала . Мундштук и совмещенное с ним сопло охлаждаются водой. Установка для резки состоит из баллона с рабочим газом, источника постоянного тока, распределительного устройства с аппаратурой управления процессом и резака.

Плазменная резка преимущественно используется для резки металлов сравнительно небольшой толщины (3—5 мм) и неэлектропроводных материалов.

Преимущества

обрабатываются любые металлы — черные, цветные, тугоплавкие сплавы и т. д.

скорость резания малых и средних толщин в несколько раз выше скорости газопламенной резки

небольшой и локальный нагрев разрезаемой заготовки, исключающий ее тепловую деформацию

высокая чистота и качество поверхности разреза

безопасность процесса (нет необходимости в баллонах с сжатым кислородом, горючим газом и т. д.)

возможна сложная фигурная вырезка

отсутствие ограничений по геометрической форме.

Недостатки

Относительно скромная максимально допустимая толщина реза, которая даже у мощных аппаратов редко превышает 80-100 мм. В случае же с кислородной резкой максимально допустимая толщина реза для стали и чугуна может достигать 500 мм.

Довольно жесткие требования к отклонению от перпендикулярности реза. В зависимости от толщины детали угол отклонения не должен превышать 10-50°. При выходе за эти пределы наблюдается значительное расширение реза и, как одно из следствий, быстрый износ расходных материалов.

Сложность рабочего оборудования делает практически невозможным одновременное использование двух резаков, подключенных к одному аппарату, что с успехом применяется при резке штучным электродом.