16.1.1. Газокислородные резаки

Рис.16.2. Устройство газокислородного резака

В газокислородном резаке конструктивно объединены подогревательная и собственно режущая части. Подогревательная часть газокислородного резака по принципу устройства, конструкции и методам расчета аналогична сварочным горелкам. В зависимости от давления горючего газа подогревательная часть может быть инжекторной или безинжекторной. Инжектор необходим при использовании в качестве горючего газа ацетилена низкого давления. При ацетилене среднего давления или горючих газах, подаваемых под достаточным давлением, можно пользоваться резаками с безинжекторным подогревательным устройством. В промышленности обычно пользуются резаками с инжекторным подогревательным устройством независимо от давления применяемого горючего газа.

Главной особенностью бензореза (резак, работающий на жидком горючем) является наличие испарительной камеры, в которой горючее превращается в пары; поступающие в камеру смешения, где они образуют горючую смесь с подогревательным кислородом для питания подогревающего пламени. Также изготовляют специальные резаки для различных назначений - для срезки заклепочных головок, для вырезки жаровых труб в паровых котлах, для вырезки круглых отверстий малого диаметра, под сборочные болты, для строгания и поверхностной обработки металла и т. д.

16.2. Плазменная резка

Процессы плазменной резки отличаются от сварки лишь величиной отдельных параметров. Если увеличить ток в плазменной сварочной горелке и поток газа, то плазменная струя будет проплавлять насквозь металл небольшой толщины и процесс сварки перейдет в процесс резки, что иногда используется на практике.

16.2.1. Плазмотроны

Горелку для плазменной резки, или плазменный резак, в настоящее время называет плазмотроном.

Рис. 16.3. Плазмотрон

Плазмотрон для резки отличается от плазменной сварочной горелки размерами, большей электрической мощностью, большим расходом газа, обязательным охлаждением. Наиболее существенные части плазмотрона - электроды и сопло для выхода газа, образующего плазменную струю (рис. 16.1). До недавнего времени материалом электрода служил исключительно вольфрам. В отдельных конструкциях плазмотронов были попытки применять электроды угольные (графитные) и водоохлаждаемые медные, но значительного применения они не получили. С 1966 г. началось применение для электродов металла циркония. Электрод введен в металлический корпус плазмотрона и электрически изолирован от него. С другой стороны к корпусу присоединено сопло с калиброванным выходным обжимающим каналом для плазменной струи.

Сопло, изготовленное из меди, интенсивно охлаждается проточной водой. Диаметр выходного канала сопла при средних режимах 3 - 5 мм. Сопло (после электрода) - наиболее изнашивающаяся часть плазмотрона - постепенно обгорает под действием плазменной струи, брызг разрезаемого металла и пр. и довольно часто сразу выходит из строя при нарушениях нормальной работы плазмотрона. Поэтому сопло делают сменным ( конструкция его допускает быструю и удобную замену) и электрически изолируют от корпуса плазмотрона.

Рис. 16.4. Подача плазмообразующих газов:

а) – аксиально; б) - тангенциально

Электрически изолированное сопло можно присоединить к полюсу источника тока, а разрезаемый материал не включать в электрическую цепь. В этом случае снижается к. п. д. плазмотрона и увеличивается износ сопла, но зато появляется возможность резать неэлектропроводные материалы - стекло, керамику и т. п. Дуга стабилизируется, становится устойчивой и жесткой, плазменная струя формируется непрерывной подачей рабочего газа в плазмотрон в количестве нескольких кубических метров в час.

Плазмообразующий или рабочий газ, образующий плазменную струю, может подаваться или аксиально вдоль оси электрода, или тангенциально (рис. 16.4).

Простейшие плазмотроны для ручной резки находят промышленное применение на металлах, не поддающихся газокислородной резке.