Послідовність оформлення звіту
Сформулювати мету й завдання роботи.
Описати хід роботи й методику вибору параметрів режимів різання та налагодження обладнання.
Навести розрахунки продуктивності різання й витрат матеріалів для різання.
Зробити висновки за результатами роботи.
Контрольні запитання
Для яких металів призначене киснево-флюсове різання?
2. Яке обладнання застосовують для процесу киснево-флюсового різання?
3. Перелічіть технологічні параметри процесу киснезо-флюсового різання.
4. Для чого потрібен флюс у процесі киснево-флюсового різання?
5. Що входить до складу флюсу для киснево-флюсового різання?
6. Сформулюйте сутність різання кисневим і киснево-флюсовим списом.
Лабораторна робота №8 Визначення технологічних параметрів плазмового різання
Мета роботи – опанування практичних навичок плазмового різання та вибору параметрів технологічного процесу різання; визначення впливу товщини та складу матеріалу, який піддають різанню, на процес різання.
Завдання роботи:
Визначити технологічні параметри плазмового різання.
Опанувати методику налагодження установки для плазмового різання.
Дослідити вплив розмірів і марки матеріалів на процес плазмового різання.
Дослідити вплив параметрів процесу на продуктивність плазмового різання.
Теоретичні відомості
Газотермічне різання металів поділяють на газокисневе й газоелектричне.
Досить широкого розповсюдження набули такі способи газоелектричного різання: дугове, повітряно-дугове, киснево-дугове та різання плазмовою дугою й плазмовим струменем.
Основними параметрами в плазмових способах різання є сила струму, напруга, діаметр електродів і витрати повітря чи інших плазмотвірних газів, діаметр сопла плазмотрона.
Орієнтовні режими плазмово-дугового різання наведено в табл.. 8.1 – 8.3.
Таблиця 8.1. Орієнтовні режими повітряно-плазмового різання низьковуглецевих сталей на апараті типу «Київ»*
Сила струму дуги, А |
Швидкість різання сталі м/хв, для товщини листа, мм |
|||
6…15 |
15…25 |
25…40 |
40…60 |
|
300 |
5,0…2,5 |
2,5…1,5 |
1,5…0,8 |
0,8…0,3 |
*Діаметр сопла 3,0 мм, витрати повітря 2,4…3,6 м3/год.
Таблиця 8.2.Орієнтовні режими повітряно-плазмового машинного різання корозійностійких сталей на апараті типу «Київ»
Товщина металу,який піддають різанню, мм |
Діаметр сопла,мм |
Сила струму, А |
Витрати повітря, м3/год |
Напруга, В |
Швидкість, м/хв |
5…15 |
2 |
250…300 |
2,4…3,0 |
140…160 |
5,5…2,6 |
16…30 |
3 |
250…300 |
2,4…3,0 |
160…180 |
2,2…1,0 |
31…50 |
3 |
250…300 |
2,4…3,0 |
170…190 |
1,0…0,3 |
Таблиця 8.3. Орієнтовані режими плазмового різання кольорових металів
Товщина металу,який піддають різанню, мм |
Діаметр сопла,мм |
Сила струму, А |
Напруга, В |
Витрата газу, м3/год |
Швидкість різання, м/год |
|||
аргону |
азоту |
водню |
повітря |
|||||
Алюмінієві сплави |
||||||||
10 |
2 |
200 |
170…180 |
– |
5,0 |
– |
– |
350 |
15 |
3 |
250 |
140…160 |
0,7 |
– |
0,5 |
– |
60 |
30 |
5 |
250 |
180…200 |
– |
1,5 |
1,0 |
– |
36 |
50 |
5 |
450 |
160…180 |
– |
1,5 |
1,0 |
– |
27 |
80 |
5 |
450 |
160…180 |
– |
1,7 |
1,5 |
– |
25 |
Мідь |
||||||||
5 |
3 |
300 |
75 |
– |
2,2 |
– |
– |
90 |
15 |
4 |
300 |
90 |
– |
1,9 |
– |
– |
40 |
25 |
4 |
350 |
90 |
1,0 |
– |
1,5 |
– |
15 |
40 |
7 |
700 |
120 |
0,4 |
– |
4,0 |
10 |
35 |
100 |
7 |
700 |
145 |
0,4 |
– |
4,0 |
10 |
10 |
Латунь |
||||||||
6 |
3 |
260 |
70 |
– |
4,2 |
– |
– |
105 |
30 |
4 |
350 |
85 |
– |
3,6 |
– |
– |
15 |
90 |
5 |
500 |
140 |
– |
2,0 |
1,0 |
– |
22 |
Рис.8.1. Схема утворення розрізу в процесі плазмово-дугового різання: δ – товщина матеріалу, який піддають різанню; VP– швидкість різання; В1 та В2 – ширина верхньої та нижньої частин розрізу
Оптимальні параметри режиму різання можна вибрати, виходячи з балансу теплової потужності, яка витрачається на випаровування й розплавлення металу в об’ємі, що дорівнює об’єму утвореного розрізу за одиницю часу:
(8.1)
де:
– ККД використання потужності дуги, %;
,
– струм і напруга на дузі;
– густина металу, г/см3;
Всер=(В1+В2)/2
– середня ширина розрізу розплавленого
металу, який видалено з порожнини
розрізу, Дж/г;
– максимальна швидкість різання, см/с.
Значення
залежить від коефіцієнта теплопровідності
λ
металу, який піддають різанню. У
розрахунках приймають
Кількість теплоти, витраченої на розплавлення й випаровування металу, визначається формулою:
,
(8.2)
де:
,
– середня
теплоємність металу в діапазонах
температур
і
,
Дж/(г∙К);
,
,
– відповідно початкова температура
металу, температура його плавлення та
кипіння, К;
,
– прихована теплота плавлення та кипіння
металу, Дж/г; k
–
частка
випаровуваного
металу (у розрахунках беруть k
=
0,05…0,10
см3/Дж)
За правилом Трітона:
(8.3)
де: А – атомна маса металлу.
Для визначення швидкості різання плазмово-дуговим способом , см/с можна застосувати таку формулу:
(8.4)
Теплофізичні характеристики матеріалів, які піддають різання плазмовими способами, наведено в табл. 8.4.
Таблиця 8.4. Характеристики матеріалів, які піддають різанню
Метал |
Ik,А |
ρ,г/см3 |
Tпл,К |
Tкип,К |
Ср0, Дж/г (за 293 К) |
, Дж/г |
λ,
Дж/(см |
к 10-6, см3/Дж |
Алюміній |
27,0 |
2,70 |
930 |
2670 |
0,50 |
350 |
2,34 |
95 |
Мідь |
63,5 |
8,96 |
1356 |
2850 |
0,34 |
212 |
3,84 |
17 |
Сталь |
55,9 |
7,86 |
1810 |
3170 |
0,46 |
270 |
0,73 |
44 |
с
К)