4.4.1. Кислородная резка

Кислородной резкой обрабатываются металлы у которых:

1. температура плавления металла выше температуры воспламенения его в кислороде и выше температуры плавления окислов, образующихся в процессе резки;

2. тепловыделения при образовании окислов металла достаточны для прогрева глубинных слоев металла (до температуры воспламенения), так как подогревательное пламя резака выделяет только 5-30% теплоты от всего количества, необходимого для процесса резки;

3. жидкотекучесть окислов и шлаков достаточна для удаления их из полости реза динамическим напором режущей струи кислорода;

4. теплопроводность металла невысокая, чем обусловливается быстрый и концентрированный его нагрев.

Указанными свойствами в значительной степени обладают малоуглеродистые и низколегированные стали. Температура плавления стали около 1530 °С, а температура воспламенения в струе кислорода составляет 1350 – 1360 °С. Температура плавления образующихся при резке окислов около 1350 – 1400 °С, при этом выделяемое количество теплоты достаточно для необходимого нагрева участков металла по всей глубине реза; жидкотекучесть окислов позволяет удалять их из полости реза струей кислорода.

Сущность процесса резки представлена на рисунке 4.6.

Рис. 4.5. Схема процесса резки металла

Смесь горючего газа с кислородом выходит из зазора между внутренним и наружным 4 мундштуками и сгорает, образуя подогре­вательное пламя 5. Когда металл нагреется до температуры воспла­менения, по осевому каналу внутреннего мундштука 1 подается струя режущего кислорода 2 высокого давления. Начинается горение металла с выделением тепла, количество которого в 6 - 8 раз боль­ше, чем от подогревательного пламени. Горение быстро распространяет­ся в глубину на всю толщину металла 3, прожигая в нем сквозное отверстие . Струя кислорода выходит наружу и выталкивает шлаки 6. Подогревательное пламя не выключают, так как тепла может не хватить, а резак с необходимой скоростью резания перемещают вдоль линии реза.

Кислородной резке достаточно хорошо поддаются низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и низколегированные стали при содержании углерода до 0,3%.

4.4.2. Дуговые способы резки

Интенсивный нагрев металла электрической дугой успешно используется в технике не только для сварки, но и для резки металла. Нашли применение следующие способы дуговой резки: ручная дуговая резка неплавящимся и плавящимся покрытымиэлектродами; воздушно-дуговая и кислородно-дуговая.

Ручная дуговая резка неплавящимся и плавящимся электродами используется как вспомогательная операция. При дуговой резке неплавящимся электродом применяются угольные и графитовые электроды. Резка обеспечивается за счет выплавления металла из зоны реза, а не за счет сгорания в струе кислорода, как при газовой резке. Бла­годаря высокой температуре нагрева могут резаться материалы, не подвергающиеся кислородной резке (чугун, высоколегированные стали, цветные металлы). Расплавленный металл и образующиеся шлаки под дествием силы тяжести вытекают из прорези.

При воздушно-дуговой резке металл расплавляется теплом электрической дуги, а затем выдувается сжатым воздухом из зоны реза. При этом небольшая часть металла сгорает в кислороде, содер­жащемся в воздухе. Этот способ применяют для удаления дефектных мест под заварку при разделительной резке нержавеющей стали толщи­ной до 20 мм. Резку проводят на постоянном токе неплавящимся элек­тродом с помощью специальных резаков обычно с боковой подачей сжа­того воздуха под давлением 0,4-0,5 МПа.

Кислородно-дуговая резка заключается в том, что разрезаемый металл разогревается с помощью электрической дуги, а затем сжи­гается струей кислорода. Окислы, получаемые при сгорании металла, выдуваются из места реза этой же струей кислорода. Способ исполь­зуется ограниченно.