Сварка и свариваемые материалы. Том 2. Технология и оборудование

всего хрома приводит к тому, что в образующейся жидкой пленке на по­ верхности реза содержится большое количество тугоплавких оксидов хрома (до 20% ). Температура плавления хромистых железняков с таким содер­ жанием хрома составляет примерно 2000 °С, что значительно превышает температуру плавления разрезаемой стали. Для кислородной резки высоко­ легированных сталей необходимо обеспечить расплавление и перевод в шлак образующихся тугоплавких оксидов, что может быть достигнуто путем по­ вышения температуры в разрезе или переводом шлаков в более легкоплав­ кие соединения. Для резки высоколегированных хромоникелевых сталей, чу­ гуна, меди и ее сплавов применяется кислородно-флюсовая резка.

Сущность процесса кислородно-флюсовой резки заключается в том, что в зону реза вводится порошкообразный флюс, который, поступая на кромку разреза, сгорает в струе кислорода и значительно повышает температуру в разрезе. Кроме того, продукты его окисления сплавляются с оксидом по­ верхностной пленки и образуют шлаки с более низкой температурой плав­ ления, которые довольно легко удаляются из разреза.

В качестве флюса наиболее широко применяется железный порошок марки ПЖ5М по ГОСТ 9849—86 или его смеси с порошками магния, алю­

миния, силикокальция.

Тепловое воздействие на металл при кислородной резке характеризуется быстрым нагревом поверхности разреза и прилегающих к нему слоев и

высокой скоростью их охлаждения (до 2000 °С/с), что при резке конструк­ ционных, легированных сталей приводит к образованию закалочных струк­ тур на кромке реза.

Низкая пластичность металла кромки в сочетании с внутренними напря­ жениями, вызываемыми термическим циклом от источника тепла, могут при­ вести к потере технологической прочности металла на кромке (образование трещин), а в ряде случаев — к разрушению изделия.

Одним из способов устранения трещин при резке является предвари­ тельный подогрев заготовок, который снижает скорость охлаждения металла кромки и обеспечивает получение более пластичных структурных составляю­ щих [1]. Температура предварительного подогрева стали может быть опреде­ лена из следующей зависимости:

жет разрезаться в состоянии поставки. В случае невозможности подогрева заготовки должна быть снижена скорость резки:

со сваркой является одним из основных технологических процессов в ме­ таллообрабатывающих отраслях промышленности, металлургии, строитель­ стве. Она используется для резки заготовок из листа, профильного проката, труб, отрезки прибылей в литейном производстве, резки заготовок под по­ следующую ковку, штамповку, в ремонтных работах и др.

26.2. Технология резки

При кислородной разделительной резке стали в соответствии с технологиче­ скими особенностями различают резку металла малых толщин (до 5 мм), средних толщин (5—300 мм) и больших толщин (свыше 300 мм). Такоечде­ ление довольно условно, однако для каждого диапазона разрезаемых толщин существуют общие закономерности.

26.2.1. Кислородная резка стали средних толщин

Наиболее важными технологическими параметрами кислород­ ной резки являются расход режущего кислорода, мощность по­ догревающего пламени, скорость резки.

Для расчетов расходов режущего кислорода может быть ре­ комендована следующая формула, полученная на основании ре­ зультатов обработки данных ВНИИаатогенмащ и зарубежных

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДЛЯ РАСЧЕТА РАСХОДА ГАЗА

от 0,3 до 0,6 м), £р, kn, kM— см. табл. 26.1.

Подогревающее пламя нагревает поверхностные слои ме­ талла до температуры воспламенения в начале резки, а в про­ цессе резки — фронтальную поверхность металла. Мощность подогревающего пламени возрастет с увеличением толщины раз­ резаемого металла, расстояния между торцом резака и метал­ лом. При резке загрязненного металла мощность пламени не­ обходимо увеличивать. Мощность пламени определяется расхо­ дом горючего газа, его родом и соотношением расхода горючего газа и подогревающего кислорода. При кислородной резке в ка­ честве горючего используются газообразные и жидкие углево­ дороды. При сгорании указанных горючих в смеси с кислоро­ дом образуется высокотемпературное пламя.

В табл. 26.2 приведены сведения об основных свойствах го­ рючих газов.

Расходы горючего газа и подогревающего кислорода при

Т А Б Л И Ц А 26.S

КОЭФФИЦИЕНТ СКОРОСТИ РЕЗКИ *к В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КЛАССА ТОЧНОСТИ

фигурных деталей, наибольшие при прямолинейной раздели­ тельной кислородной резке металла в скрап (табл. 26.3).

26.2.2. Кислородная резка стали малых толщин

Своеобразие кислородной резки листового проката малых тол­

подогревающего пламени к режущему кислороду и охлажде­ нием металла за счет дополнительной подачи воздуха или воды в зону резки. Режимы резки тонколистовой стали приведены в табл. 26.4.

26.2.3. Кислородная резка стали больших толщин

Толщины стали более 300 мм принято называть большими. Ос­ новная особенность резки стали больших толщин состоит в том, что необходимо сформировать фронт окисления металла боль­ шой протяженности. Поэтому при резке металла большой тол­ щины требуется специальная режущая аппаратура и особые приемы резки. Для достижения стабильных показателей произ­ водительности, качества резки струя режущего кислорода должна сохранять окислительную способность и кинетическую энергию на возможно большой длине по толщине разрезаемого металла, а мощность подогревающего пламени должна быть такой, чтобы обеспечить подогрев шлаков в нижней части раз­ реза и защиту режущей струи от подсоса воздуха. Поэтому рас­ ход режущего кислорода и горючего газа предусматриваются намного большими, чем при кислородной резке стали обычных толщин. Резка выполняется, как правило, с использованием кислорода низкого давления, не более 392 кПа, мундштуки ре­ заков имеют обычные цилиндрические сопла большого диа­ метра. Скорость истечения струи невысока (близка к звуковой). Струя большого диаметра обеспечивает окисление соответст­ венно большего количества металла в верхней части разреза, чем улучшается прогрев металла в нижней части реза. Обра­ зующийся шлак заполняет раковины и пустоты, располагаю­ щиеся довольно часто в прибылях, в связи с чем кислородная струя не теряет устойчивости и не меняет направления при резке металла с внутренними дефектами [3].

Особое внимание рекомендуется уделять операциям, пред­ шествующим резке. Место начала резки следует хорошо подо­ греть, причем нагреваемая зона должна простираться ближе к низу торцовой поверхности, чем к верху вдоль линии предпо­ лагаемого разреза. При резке металла больших толщин боль­ шое значение имеет момент врезания струи кислорода в металл. Начало резки значительно облегчается, если угол атаки будет на 2—3° больше прямого (рис. 26.2). В конце резки необходимо снизить скорость тележки и наклонить резак в противоположную сторону, что обеспечивает прорезание нижнего угла заготовки.

Большое значение при резке металла больших толщин имеет подогревающее пламя. Для обеспечения прогрева шлаков в нижней части разреза и защиты струи кислорода от переме­