Технология кислородной резки металла

Технология кислородной резки металла

Кислородная резка металла – это термический способ разрезания металла с помощью газового пламени. В подаваемой струе кислорода разрезаемый металл сгорает, одновременно с этим процессом сгорают и выделяемые оксиды. Для поддержания стабильного процесса используют горючие газы – ацителен, пропан-бутановую смесь, МАФ, а также в отдельных случаях – пары бензина и керосина. Время нагрева газа для низкоуглеродистой стали полностью зависит от толщины заготовки. Для эффективной резки металл должен быть с низким коэффициентом теплопроводности.

Технология кислородной резки

Исходя из особенностей обрабатываемой поверхности, ее формы и самой основы материала, различают несколько видов кислородной резки:

  • • скоростная, нормальная и кислородно-флюсовая, предназначены для прямолинейной и фигурной резки;
  • • строжка поверхности и канавок, обточка – используют в поверхностных обработках;
  • • кислородное копье и струя – применяют в сверлении и прожигании.

В процессе резки металла необходимо соблюдать общие условия – температура плавления металла должна быть всегда выше температуры горения, шлаки легкоплавкими, стабильный и непрерывный нагрев. Механизированный процесс кислородной резки подходит для труб большого и малого диаметра, где важна высокая точность и качество. Ручной способ резки используется для листов и профильного проката. Качественный результат зависит не только от правильно подобранного режима, но и квалификации сварщика.

Резка металла кислородом под водой

Данный вид обработки используется только при необходимости проведения специальных операций: спасательных, строительных, аварийных, подъемных. Резаком для подводной резки можно кроить стальные сплавы толщиной до 70 мм, находясь при этом на глубине до 30 м. Бензокислородный резак может работать со сталью, толщина которой достигает 100 мм.

По типу разреза подразделяются на:

  • резку копьем;
  • разделительную;
  • поверхностную;
  • Особенности кислородной резки труб

    Ручной способ кислородного раскроя применяется для обработки торцов трубопровода перед сварочными работами, для удаления дефектов. Операция может выполняться в любом пространственном положении. Для ее выполнения применяют вставные и универсальные резаки. Настройка режима зависит от толщины обрабатываемого изделия.

    Классификация оборудования для резки кислородом

    По способу обработки резка бывает ручная и механизированная. Существуют ручные резаки, работа которых характеризуется достаточно высокой точностьюю Они подразделяются на универсальные, специальные, для фигурного и прямого раскроя. При необходимости обработки больших объемов металла рационально использовать переносные аппараты "Гугарк", большие партии одинаковых изделий успешно вырезаются с помощью шарнирных машин АСШ-86. Промышленные предприятия чаще всего используют портально-консольные устройства.

    Особенности рабочего процесса

    Резка, как и другой рабочие процесс, требует внимательности и соблюдения техники безопасности:

    • • запрещено проводить подогрев металла одним только сжиженным газом;
    • • запрещено использовать жидкое горючее в газосварочных работах;
    • • при работе в закрытых помещениях должны быть предусмотрены вентиляционные системы;
    • • баллоны с сжиженным газом должны располагаться на расстоянии не менее 5 м от газосварочных работ.

    Сталь Характеристика разрезаемости
    Высокоуглеродистая При содержании углерода свыше 0,3% до 1% резка затруднена и требуется предварительный подогрев стали до 300-700С. При содержании углерода более 1-1,2% резка невозможна
    Среднеуглеродистая С увеличением содержания углерода от 0,3 до 0,7% резка осложняется
    Низкоуглеродистая При содержании углерода до 0,3% резка без затруднений

    Как подготовить поверхность перед резкой

    Перед проведением раскроя металла кислородом необходимо очистить поверхность от коррозии, грязи, масляных пятен и окалин. Если резка выполняется вручную, достаточно всего лишь очистить место реза плазменным резаком. Если процесс механизирован, то листы правят на вальцовочных аппаратах, а очищают с помощью химических или дробеструйных работ.

    Чертеж устройства ручного ацетилено-кислородного резака

    • 1 — головка резака;
    • 2 — трубки;
    • 3 — вентиль;
    • 4 — кислородный вентиль;
    • 5 — кислородный ниппель;
    • 6 — ацетиленовый ниппель;
    • 7 — рукоятка;
    • 8 — корпус;
    • 9 — ацетиленовый вентиль;
    • 10 — инжектор;
    • 11 — накидная гайка;
    • 12 — смесительная камера;
    • 13 — трубка.

    Один из способов обработки металла, применяемого в строительстве, производстве техники, изготовлении ограждений и для многих других целей, — кислородная резка. Ее суть заключается в сгорании материала под действием струи газа. Процесс предполагает также обязательное удаление шлаков, которые неизбежно образуются при работе.

    Существуют разные технологии кислородной резки. Например, низколегированные и углеродистые стали рассекаются только чистым кислородом, а для сплавов меди, чугуна или высоколегированных сталей предполагается использование специальных флюсов. Осуществляют резку вручную или при помощи соответствующего оборудования.

    Принцип технологии кислородной резки металла

    Технология кислородной резки металла предполагает использование максимально чистого газа. От его концентрации зависит расход. Чем качественнее газовая смесь, тем меньше ее требуется для выполнения реза. Обычно берется кислород чистотой 98–99 %. При снижении показателя на процент не только возрастает расход, но и падает скорость рассекания металла.

    Подробнее о технике кислородной резки

    1. Кислород вместе с горючим газом выходит из мундштука, начинается горение и образуется пламя, называемое подогревающим.
    2. Металл нагревается до температуры горения. Подаваемый чистый кислород зажигает материал. Горение быстро распространяется в глубину заготовки.
    3. Образуется сквозное отверстие. Резак перемещается, рассекая металл.

    Принцип резки кислородом базируется на следующих процессах: подогрев металла, сжигание материала в кислороде и выдувание шлака. Обычно подогревательное пламя не тушат. Оно горит на протяжении всей работы. Если его загасить, металл охладится, кислород перестанет поддерживать горение, резка остановится.

    Рисунок 1 — Технология резки металла кислородом

    Условия кислородной резки

    Основные условия кислородной резки:

    1. температура плавления выше температуры воспламенения материала в кислороде (металл должен гореть в твердом состоянии, тогда срез получится ровным, его поверхность — гладкой, продукты горения легко удалятся струей кислорода);
    2. температура плавления шлаков ниже температуры горения металла (жидкотекучие шлаки легко удаляются со среза);
    3. выделяемого тепла должно хватать для поддержания горения;
    4. уровень теплопроводности металла не должен быть высоким (поступающее тепло от места рассекания материала отводится, что препятствует процессу резки);
    5. окислы, возникающие при резке, не должны быть чересчур вязкими (например, наличие хрома и кремния в составе металла приводит к образованию плохо выдуваемого шлака и затруднению технологического процесса).
    Читайте также:  Отделить икру от пленки в дом условиях

    Перечисленным условиям кислородной резки отвечают нелегированные и низколегированные стали. Алюминий, медь и серый чугун этим критериям не соответствуют.

    Виды металлов для кислородной резки

    Металлы в разной степени подходят для кислородной резки. Как уже было отмечено, лучше всего таким способом рассекаются низкоуглеродистые стали, в которых содержание углерода не превышает 0,3 %. Если уровень этого вещества более 0,7 %, то процесс идет тяжело. Высокоуглеродистые заготовки можно распилить только с помощью кислородно-флюсовой резки. Флюсы — специальные порошкообразные добавки, подаваемые вместе с газом. Их задача состоит в превращении шлаков из тугоплавких в жидкотекучие.

    Высоколегированные стали также режутся с флюсами. Алюминий и сплавы алюминия кислородную резку не приемлют. Для них лучше использовать плазменно-дуговой метод.

    Рисунок 2 — Кислородная резка

    Латунь, медь, бронза режутся только с флюсами. Известный компонент флюсовой смеси — железный порошок (ПЖ) с частицами 0,07–0,16 мм. Для рассекания нержавейки к нему добавляют алюминиевый порошок (А1IB). Также активно применяются ферросилиция и алюминиево­магниевый состав.

    Дополнительные условия кислородной резки при использовании флюсов:

    • повышение на 20 % мощности подогревающего пламени;
    • согласование скорости резки с количеством флюса;
    • увеличенное расстояние между мундштуком и металлом.

    Влияние легирующих элементов на разрезаемость стали при кислородной резке

    Обычно наличие легирующих элементов затрудняет процесс кислородной резки. Эти компоненты влияют на работу по-разному:

    • кремний (Si), если его содержание ниже 4 %, затрудняет процесс;
    • марганец (Mn), если его содержание выше 4 %, затрудняет процесс;
    • хром (Cr), если его содержание выше 5 %, затрудняет процесс, вызывает самозакалку кромок, уменьшает антикоррозийную стойкость материала;
    • никель (Ni), если его содержание выше 7 %, затрудняет процесс, вызывает образование трещин на кромках;
    • титан (Ti) хорошо влияет на разрезаемость;
    • вольфрам (W), если его содержание выше 10 %, затрудняет процесс, повышает хрупкость и твердость стали.

    Особенности резки

    К каждой металлической заготовке нужен свой подход. Остановимся на особенностях резки листов, поковок и труб.

    Резка листов

    Ручная техника кислородной резки металлов применяется для обработки листов. В качестве горючего газа в этом случае часто используют ацетилен, пропан-бутан и природный газ. Первый вариант предпочтительнее, поскольку при его применении время разогрева заготовки минимально.

    Листы толщиной 3–300 мм рассекаются резаками Р2А-01 или РЗП-01. Для материала толщиной до 800 мм необходимы специализированные инструменты типа РЗР-2.

    При резке стали малой толщины возможны перегревы, коробление металла и оплавление кромок. Чтобы не допустить этого, лучше применять резку с последовательным расположением пламени и кислорода. Мощность пламени должна быть минимальная, а скорость работы — максимальная.

    При использовании ручной кислородной резки актуальны следующие технологические приемы:

    • безгратовая резка (позволяет получить срезы без грата (заусенцев, избыточного выдавленного металла) на кромках, подразумевает использование сопла с расширением на выходе и кислорода чистотой более 99,5 %);
    • пакетная резка (позволяет получать качественные срезы тонких листов, подразумевает стягивание в одну пачку заготовок толщиной 1,5–2 мм).

    Рисунок 3 — Резка листового металла

    Резка поковок и отливов

    Как и в случае с листами, здесь важно правильно выбрать резак для ручной кислородной резки. Для поковок и отливов подходит модель РЗР-2, работающая на пропане-бутане с кислородом. Допустимая толщина раскраиваемых изделий — 300–800 мм. В этом случае важно следить за скоростью и положением резака. Так, в начале работы он размещается под прямым углом к поверхности. К концу реза скорость следует снижать, а угол наклона увеличивать в сторону, обратную движению.

    Резка труб

    Кислородная резка труб актуальна для обработки торцов изделий под сварку, удаления дефектов и проделывания отверстий. Горючий газ — ацетилен или его заменители. Вручную трубы режут во всех пространственных положениях. Для работы используют универсальные и вставные резаки. Режимы устанавливают в соответствии с толщиной металла.

    Другие нюансы газовой резки

    Описанные технологии используют не только для листов и труб, часто технику кислородной резки применяют для профильного проката. Последовательность операций зависит от типа профиля. Уголки режут от кромки, двутавры — от полок к стойке.

    Оборудование для кислородной резки

    Поскольку для работы часто используют ацетилен, то в качестве оборудования для кислородной резки нередко берут установки для ацетиленовой сварки. Вместо сварочных горелок там применяются газовые резаки. Наиболее распространенный вариант — резак инжекторного типа.

    По своей конструкции резаки существенно отличаются от горелок. Они имеют дополнительные трубки, через которые подается режущий кислород, и наконечники с мелкими отверстиями для смеси газов. Центральное отверстие предусмотрено для подачи режущего кислорода.

    Рисунок 4 — Схема установки для кислородной резки

    Принцип работы машины для кислородной резки:

    1. заготовка располагается горизонтально, вентили резака закрыты;
    2. открывается кислородный вентиль, а после — вентиль горючего газа;
    3. смесь воспламеняется и регулируется по мощности;
    4. металл нагревается по площади реза;
    5. открывается вентиль с режущим кислородом, активирующим горение при достижении разогретого металла;
    6. в процессе появляются окислы, они удаляются струей кислорода;
    7. при окончании работы сначала закрывают вентиль режущего кислорода, потом горючего газа, в завершении — горелки.

    Основной инструмент комплекта кислородной резки — резак. Существуют классификации этих элементов:

    • по виду горючего газа (резаки для жидких горючих смесей, ацетилена, газов-заменителей);
    • степени автоматизации (ручные, машинные);
    • назначению (специальные и универсальные);
    • смешиванию газов (безинжекторные и инжекторные);
    • мощности пламени (большая, средняя, малая).

    Преимущества кислородной резки

    Технология кислородной и кислородно-флюсовой резки имеет массу преимуществ. Среди них:

    1. большие толщины рассекаемого металла (до 500 мм), ограниченные лишь конструктивными особенностями установок кислородно-флюсовой резки;
    2. низкая себестоимость;
    3. высокое качество (современные машины позволяют достичь приемлемой ширины реза, отсутствия конусности реза, чистых кромок, не требующих обработки);
    4. возможность использования многорезаковых схем.
    Читайте также:  Как связать коврик из ненужных вещей

    Качественную кислородную резку осуществляют специалисты «МетиСтр», в арсенале которых — высокоточные станки и богатый опыт.

    Итак, [газовая резка металла] является сейчас самой популярной. Почему?

    Потому что выполняется она крайне просто, не нужно при этом использовать никаких фазо-инверторов (как в электрическом резаке), не приходится соблюдать обязательные норма помещения (наличие центрального кабеля заземления).

    Да и практически все газовые резаки являются мобильными, то есть, их можно транспортировать обычным транспортом.

    При резке, газовый резак использует два газа – непосредственно кислород, при помощи которого и выполняется процесс разделения металла, а также подогреватель, в качестве которого чаще всего выступает пропан или ацетилен.

    Нагреватель разогревает поверхность, которую планируется разрезать, до температуры в 1000-1200 градусов, после чего – подается струя кислорода. От соприкосновения об нагретую поверхность, струя воспламеняется.

    Фото газовой резки

    Получается – горящая струя, которая легко разрезает металл. При этом, самое главное – это соблюдать беспрерывную подачу кислорода.

    Если будет прерывание, то пламя попросту может погаснуть, после чего снова придется проводить разогрев поверхности.

    Стандартная кислородная резка металла выполняется при помощи резака Р1-01П. Он наилучшим образом подходит для работы с каленной сталью, в том числе – и с чугуном!

    В качестве сварочного аппарата данный резак — не используется.

    Зато он подходит для точного разрезания трубы – для этого используется специальная шарнирная накладка РФ7, которая изготавливается из стали, но покрывается слоем вольфрама.

    Кстати, в последнее время [газовая сварка] и резка металлов выполняется еще при помощи соединения ацетилена и пропана. Но такое оборудование используется исключительно для работы с металлами повышенной прочности (к примеру, сталь для копулировочных ножей).

    Оборудование, которое поддерживает работу с таким газом, стоит не дешево! Так что о нем говорить особо не будем…

    Технология резки газом

    Современная технология газовой резки металла несколько отличается от той, которая описана выше. К примеру, для работы с «легкими металлами» температуры в 1000 градусов за Цельсием и выше могут попросту разрушить металл, с которым вы работаете (расплавить и испарить).

    В этих случаях сама резка производится с одновременным подогревом. Наконечник газового резака имеет форму пирамиды с 3 соплами.

    Через два боковых подается подогревающая смесь, ну а по центру монтируется тонкое сопло для подачи кислорода под высоким давлением.

    Технология кислородной резки

    В современных резаках, кислород подается под давлением в 12 атмосфер! Проще говоря – под струей воздуха можно повредить даже кожу (имеется в виду не зажженная струя).

    Флюс, который образовывается при такой резке, либо выбрасывается подогревающем пламенем в стороны, либо прожигается непосредственно через весь металл (если выполняется сквозная резка).

    Не забывайте, что резка металла газом имеет большое преимущество перед электрической. Какое?

    Не создается «рваного» шва. А если дополнительно использовать накладки (трафаретки, как их называют профессиональные сварщики), то шов резки получается очень аккуратным!

    Но учитывайте, что резка металла кислородом не подразумевает использовать металлы, которые плавятся при температуре ниже 600 градусов за Цельсием. В этом случае будет выполняться простое удаление верхнего слоя металла, а не его резка.

    Вот в таких случаях рекомендуется использовать так называемые мобильные нагреватели – обычные баллончики со сжатым газом и соплом на конце трубки.

    Стандартная технология кислородной резки металла подразумевает использовать направляющий резак, которым управляет оператор. Подача газа регулируется при помощи двух вентилей (в некоторых моделях – одним общим).

    Сама рукоятка резака имеет две трубки, которые как раз и встраиваются в ручку. Первая рукоятка подает топливо для нагревателя, вторая (как правило — центральная) – подает кислород. То есть, к главному соплу подводятся аж 3 трубки!

    Через две подается пропан, через третью – кислород. В более старых моделях резаков использовалось два наконечника, которые работали аналогичным образом.

    Какой расход газа при резке металла? Это зависит от температуры, до которой разогревается сам металл при работе.

    В стандартном резаке Р1-01 за один час работы в среднем расходуется порядка 10 кубических метров кислорода и 0,7 кубических метров ацетилена (при использовании пропана – 1 метр кубический топлива).

    А вот в резаке Р2-01 расход значительно больше – 21 м3 кислорода и 1,2 – ацетилена! Расход подогревателя зависит от температуры нагрева и плоскости, которая разрезается.

    В «старших» резаках также используется так называемое направление сопел, которое т.акже частично влияет на расход (чем ближе к струе кислорода, тем приходится подавать большую струю).

    Оборудование для газовой резки

    Итак, в России, еще со времен СССР самым распространенным считался резак Р1-01. Он является ручным с инжекторным соплом, что дает струю под высоким давлением, которая и режет металл «как горячий нож масло».

    Более мощные модели – это Р2-01 и Р3-01П. Их основное отличие – это размер сопла, рабочее давление кислорода в системе, рабочее давление подачи нагревательной смеси.

    Также существуют автономные столы – это газовое оборудование для резки металла в автоматическом режиме, которое производится без участия оператора.

    Управление таким столом является чисельно-программным. То есть, человек просто задает параметры резки.

    Такое оборудование для кислородной резки металла используется исключительно на листовых металлах, где выполняется либо ровная резка, либо дуговая.

    Стоит отметить, что моделей данных столов – огромное количество, но практически все они являются аналогами АН-01, который был разработан Шепелевым еще в СССР!

    Схема кислородного резака

    Таковыми, к примеру, являются «Смена», «Орбита», «Secator», «Quicky-E». Во всех у них рабочая температура в диапазоне 1000-3200 градусов по Цельсию. Работают как с ацетиленовым, так и с пропановым нагревателем.

    В моделях Quicky используется также смешанное – ацетиленово-пропановое нагревание. В этом случае, сопло используется только раздвоенное. То есть, на одно из них подается ацетилен, на второе – пропан.

    Читайте также:  Подогрев крыши от снега

    Кстати, стоит отметить, что в такой резке нагревательная смесь поддается от центра (то есть, от кислородной струи).

    Также еще отмечаются так называемые стационарные резаки для газовой резки металла.

    От мобильной они отличаются, не сложно догадаться, тем, что они встраиваются в специальную нишу-станок, которую как раз и может двигать оператор устройства.

    Такие резаки являются более удобными для работы, но стоят весьма дорого. Зато их режущей мощности более чем достаточно для того, чтобы разрезать толстый слой высокопрочного металла!

    Это стало возможным из-за того, что в таких резаках используется дополнительный нагнетатель, при помощи которого что нагреватель, что кислородная струя подается под еще большим давлением.

    Работает дополнительный компрессор на электричестве, к тому же – трехфазном (380 Вольт). Из-за этого он и не может быть мобильным! Используется такой резак исключительно на профессиональных предприятиях.

    Портативный резак — Гугарк

    Гугарк – это самый популярный представитель таких резаков.

    Кстати, газовая горелка для резки металла также бывает двух видов – так называемая прямая и гнутая:

    • Первая – это та, которую вы все привыкли видеть. Представляет из себя букву Г и работает при помощи операторского направления.
    • Ну а вторая, прямая – это горелка типа сопло, которая используется на столах-резаках.

    Стоит также отметить, что в прямых соплах используются спаренные наконечники для того, чтобы при движении не нарушить угол наклона сопла один к одному.

    Кстати, учитывайте, что каждый из резаков имеет свой коэффициент работы и мощности с каждым металлом.

    К примеру, при использовании стандартного Р1-01, чтобы разрезать медь, достаточно коэффициента 0,5 ацетилена, а вот для алюминия потребуется аж 0,7.

    Больше всего, конечно же, уйдет на вольфрам – аж 1,4! При этом разогрев будет в районе 3800 градусов по Цельсию (используйте при этом только специализированные наконечники)!

    Популярные на рынке услуги

    Если вам необходимо произвести резку металла, то самый простой способ – нанять мастера или специалиста, который окажет вам необходимые услуги. Ведь не у каждого дома в гараже стоит резак с двумя баллонами кислорода и нагревателя.

    Более того, работать с таким оборудованием очень опасно без опыта! Если не умеете, то лучше и не браться за это дело – доверьте работу профессионалам!

    Ну а в среднем, цена газовой резки металла складывается из следующих показателей: металл, с которым необходимо будет как раз работать, используемый резак, толщина металла, качество и вид среза.

    К примеру, обычная листовая резка является самой дешевой. Трубная резка – стоит гораздо дороже, так как при такой работе используются дополнительные накладки!

    А вот резка в глубину – дорогостоящее удовольствие, так как при этом используется дорогостоящее оборудование.

    Более того, если выполняется такая работа «на выезде», то это будет стоить очень дорого. Автомобили, которые могут перевозить станции резочные, необходимо дополнительно переоборудовать.

    Кислородная резка металла — видео:

    Ну а газовая резка листового металла может выполняться даже обычным газовым паяльником. Если вы используете алюминий или медь, то его должно быть вполне достаточно для такой работы.

    В некоторых случаях, можно воспользоваться газовой сваркой. Вот только вместо углекислого газа подается пропан, ацетилен или бутилен (не каждая газовая сварка поддерживает использование такого газа, будьте внимательными)!

    Самой дорогой листовой резкой металла является та, которая выполняется по заготовленному контуру резки. В этом случае используется станок ЧПУ, услуги которого как раз и оплачиваются не дешево!

    Кстати, если вам необходимо выполнить не резку, а вырезание, то в некоторых случаях намного проще и дешевле будет использовать именно нож для резки металла, а не газовый резак. Более подробно по этому поводу вы можете узнать непосредственно у мастера, которому желаете доверить выполнение работы.

    Сейчас многими предприятиями предлагается газовая резка металла с выездом.

    Вот она, оценивается по следующим параметрам:

    • металл, с которым необходимо будет работать;
    • сложность выполнения работы;
    • используемый резак.

    Кстати, рекомендуется самостоятельно покупать баллоны с газом! Многие компании его продают по слишком завышенной стоимости (порядка 1000 рублей за баллон ацетилена, хотя его рыночная стоимость – порядка 400 рублей).

    Также учитывается, сколько работа будет требовать времени. В среднем, час работы мастера оплачивается примерно в 300 рублей. Вот заранее можете и подсчитать, во сколько вам обойдутся услуги по резке металла!

    Ну и напоследок следует рассказать о тех случаях, когда выполняется некачественная работа. Очень часто многие используют вместо ацетилена – его дешевый аналог пропан или пропилен. Или же пользуются более дешевыми резаками, чем были ими же заявленные.

    К примеру, вместо Р2-01 используется Р1-01 или тому подобное. Это, кстати, самая частая проблема! Отличить эти два резака между собой можно при помощи визуального осмотра.

    У модели Р1-01 сдвоенное сопло с золотым креплением (золотистого цвета), а вот в Р2-01 – стальное крепление (имеет черный или медный оттенок).

    Кстати, стоит резак Р1-01 не так уж и дорого, так что можете его даже приобрести! Средняя стоимость – в пределах 900-1000 рублей за штуку. Ну, конечно же, необходимо будет приобрести два баллона – с кислородом и нагревателем, ну и транспортный воз.

    В среднем – весь комплект вам обойдется в 3000 рублей, не дороже. Его достаточно будет для 3 часов резки металла. Для домашних потребностей – это более, чем достаточно.

    И при работе с газовым резаком, обязательно соблюдайте правила безопасности! А это – использование защитной маски, комбинезона и перчаток. Перчатки – обязательный элемент!

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock detector