Введение

Газорезка металлов - это один из наиболее популярных современных методов, посредством которого осуществляется резка металлических изделий. При этом необходимо также отметить, что данный метод резки основан на одном из свойств металлов. Это свойство заключается в том, что нагретые до температуры воспламенения металлы, имеют свойство гореть в технически чистом кислороде. Процесс газорезки металлов выглядит следующим образом, а именно: на металл, подвергнутый нагреванию до 1200-1300 градусов по Цельсию, направляется струя кислорода, под воздействием которой он прожигается и, соответственно, прорезается. При этом образованные в данном случае окислы такого материала, как железо, в нагретом состоянии вытекают и при этом выдуваются из полости реза. Следует также отметить, что посредством этого способа подвергаются изделия, выполненные из низко-, а также среднелегированных сталей. Толщина таких изделий, как правило, варьируется от одного до трехсот миллиметров. Кроме того, в настоящее время есть возможность осуществлять газорезку металлов, толщина стали которых достигает максимум двух миллиметров.

Процесс газорезки металлов осуществляется посредством использования специального резака, который представляет собой сварочную горелку, имеющую дополнительное устройство, предназначением которого является подвод кислорода. На сегодняшний день существует несколько видов газорезки: ацетиленокислородная, водородно-кислородная, а также бензинокислородная. Выбор вида газовой резки напрямую зависит от того, какой был при этом использован горючий газ, а также механическая либо автоматическая резка металла.Еще одним видом газорезки является флюсокислородная резка. Посредством этого вида резки разрезаются металлы, трудно поддающиеся данному процессу.Газорезка широко используется в черной, а также цветной металлургии. Кроме того, она применяется в строительстве и многих-многих других сферах деятельности человека.Широкая сфера использования обусловлена качественностью, а также экономичностью данного способа разрезания металлов.

Назначение и применение газокислородной резки

Газокислородная резка делится на разделительную поверхностную и резку кислородным копьем. Разделительная резка применяется при раскрое листовой стали, резке профильного материала, вырезке различных деталей, отрезке прибылей литых деталей, разделке поковок, подгонке при монтаже сварных конструкций и пр.

Газокислородная резка основана на сгорании металла в струе технически чистого кислорода и удалении этой струей из реза образующихся шлаков.

Основные условия резки следующие:

Температура воспламенения металла должна быть ниже температуры его плавления.

Температура плавления окислов металла должна быть ниже температуры плавления самого металла.

Теплота, образующаяся при сгорании металла, должна быть достаточной для ведения непрерывного процесса резки.

Образующиеся окислы должны быть жидкотекучими.

Теплопроводность металла должна быть возможно низкой.

Содержание углерода в долях должно быть не более 0,7%. Этим условиям отвечают металлоуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,7%. Температура их плавления равна 1535º, а температура воспламенения 1300º. У стали, содержащей 1,2% С, температуры плавления и воспламенения равны, поэтому резка ее производится при условии предварительного подогрева до 650—700°.

Обычным способом не режутся следующие металлы: чугун, высоколегированные стали, медь, магний, алюминий и их сплавы.

Процесс разделительной резки начинается с нагревания разрезаемой детали в начальной точке реза подогревательным пламенем выходящим из подогревательного мундштука , до температуры воспламенения металла. Затем пускается режущий кислород через канал режущего мундштука . Струя режущего кислорода вступает в контакт с нагретым металлом и зажигает его. При горении выделяется значительное количество тепла, которое подогревает нижележащие слои, и горение распространяется на всю толщину, прожигая отверстие. Если перемещать резак с соответствующей скоростью, то металл будет разрезаться. Образующиеся шлаки выдуваются кислородной струей из полости реза.

Резак состоит из рукоятки с двумя ниппелями для шлангов и , корпуса, к которому при помощи накидной гайки 1 при соединен наконечник со смесительной камерой и инжектором . В передней части наконечника имеется головка резака , в которую впаяна также трубка режущего кислорода . Для подачи газов в головку резака имеются вентили .

При резке не обязательно применять ацетилен, его можно заменить более дешевыми газами: коксовым, метаном, водородом, светильным, нефтяным, а также жидкими горючими — керосином и бензином.

Режим кислородной резки характеризуется мощностью подогревательного пламени, давлением и расходом режущего кислорода и скоростью резки, от которых зависит качество и ширина реза. Длительность нагрева в начальной точке реза подогревающим пламенем определяется толщиной металла, его составом, мощностью пламени, родом горючего и пр.

Скорость резки определяется по приближенной формуле

V = 40000/50 + δ ּ мм/мин,

где δ — толщина разрезаемого металла в мм.

Резку начинают с кромки листа. Сначала зажигают подогревательное пламя и затем, когда металл нагреется до белого каления, пускают режущий кислород. Если резка начинается на середине листа, то в этом месте засверливают отверстие диаметром равным ширине реза. Скорость резки определяется толщиной разрезаемого листа, расходом и давлением режущего кислорода. Расстояние от мундштука резака до поверхности металла требуется поддерживать всегда постоянным. При резке стали толщиной 5 — 10 мм резак устанавливается или вертикально, или под углом 5 — 10° к поверхности металла в сторону, обратную направлению резки. Для толщин выше 100 мм резак устанавливается вертикально по отношению к поверхности изделия.

При резке металла толщиной более 300 мм изделие следует подогревать в печи до температуры 300 — 500°. Резка металла больших толщин производится специальными резаками типа УБТ-600 (толщиной до 600 мм) и Р-100 (толщиной до 2000 мм). Последний резак отличается от стандартных большей длиной кислородопровода и наличием так называемого расширяющегося сопла. Такое сопло способствует большей скорости истечения газа, чем сопло обычного резака. В результате образующиеся при резке окислы выдуваются из реза даже при давлении кислорода в пределах 3—4 аmu.

К основным изменениям, происходящим в металле в зоне реза за счет тепловых и химических воздействий, относятся изменения структуры и твердости. Для среднеуглеродистой стали (содержание С более 0,3% толщиной 80 мм) ширина зоны термического влияния достигает 5 — 8 мм.