14.2. Кислородо-флюсовая резка

При этом способе в зону резки вместе с режущим кислородом вдувают порошкообразный флюс на железной основе. При сгорании флюса в кислородной струе выделяется дополнительное количество тепла, образуется более легкоплавкий и жидкотекучий шлак. Кроме того,железный порошок, двигаясь с большой скоростью, механически удаляет из зоны реза тугоплавкие оксиды.

Флюс – это мелкогранулированный железный порошок марки ПЖ5М. При резке хромистых и хромоникелевых сталей в порошок добавляется 25–50% окалины,при резке чугуна добавляют 30–35% доменного феррофосфора. При резке меди и ее сплавов флюс включает железный порошок, алюминиевый порошок (15–20%) и пороршок феррохрома (10–15%). Тепловая мощность пламени при этом – на 15–25% выше, чем при газовой резке. Иногда перед резкой стальные заготовки подогревают до 300–400 С, сплавы на основе меди – до 200–350 С. Для кислородно-флюсовой резки используют специальную аппаратуру: резак (несколько другой конфигурации), снабженный флюсопитателем, флюс в который поступает из бункера. Скорость резки серого чугуна –70–100 мм/мин; расход кислорода – до 4 м³ на 1 м реза; расход ацетилена – до 0,25 м³; расход флюса –3,5–6 кг.

14.3. Воздушно-дуговая резка

При монтажных работах для резки металла небольшой толщины (до 10 мм) иногда используют электродуговую резку угольным или стальным электродом при повышенных токах обратной полярности или переменным током. Благодаря высокой температуре электрической дуги металл плавится и вытекает из зоны реза под действием сил гравитации и небольшого давления дуги (разбрызгивание металла). Однако качество реза и производительность способа невысокие.

Воздушно-дуговая резка – это процесс разделительной или поверхностной резки за счет энергии электрической дуги и теплоты, выделяемой при горении металла в кислороде (рис. 14.1. в). Резка производится угольным (неплавящимся) электродом 1 на постоянном токе обратной полярности. Расплавленный металл сгорает под действием потока сжатого воздуха, который направляется соплом 4 вдоль электрода. Давление воздуха – 0,2–0,6 МПа.

Процесс применяют в основном для поверхностной обработки и резки низко- и среднеуглеродистой сталей. Резка этим способом высокоуглеродистых и высоколегированных сталей, а также цветных металлов неэффективна (низкая производительность, высокая шероховатость в зоне реза). Резку выполняют при всех пространственных положениях.

14.4. Плазменная резка

Плазменную высокотемпературную резку выполняют струей дуговой плазмы (дуга косвенного действия), либо проникающей дугой. В качестве плазмообразующих газов используют смесь аргона с водородом (до 35%), азот, кислород или воздух. Резак называется плазматроном. Плазма – это электропроводный газ, содержащий в своем составе электроны, ионы и нейтральные молекулы. При резке используют термическую плазму с температурой 5000–30000 С. Плазменная резка состоит в непрерывном проплавлении материала заготовки струей плазмы, перемещаемой по заданной линии, при сопутствующем удалении его расплава с образованием полости реза. Однако, при плазменной резке косвенного действия тепловой КПД не превышает 7%, что экономически нецелесообразно. При плазменной резке прямого действия КПД повышается до 20–30%.

В нашей стране наибольшее применение имеет воздушно-плазменная резка прямого действия. Использование воздуха в качестве плазмообразующего газа позволяет снизить стоимость процесса, повысить качество поверхности реза, увеличить скорость, резать керамику, любые сплавы, в том числе цветные на основе меди и алюминия. Недостаток воздушной резки – насыщение металла азотом с образованием пористости. Способ применяют для черновой ручной и машинной резки практически всех металлов и сплавов. Расход воздуха – до 120 л/мин. Толщина заготовок – до 100 мм, ток резки – до 400 А. Для чистовой резки цветных металлов и сплавов используют аргон. Главное достоинство плазменной резки – универсальность.

При подводной резке в качестве плазмообразующего газа используют водородно-кислородную смесь. Однако процесс резки вызывает значительные изменения микроструктуры и механических свойств металла. При резке средне- и высокоуглеродистых и легированных сталей образуются троостит и мартенсит и, соответственно, холодные трещины. Стали с высоким содержанием углерода и легирующих добавок склонны к образованию горячих трещин.