6 (Лекции по термической резке (часть 1)), страница 2

В процессе пакетной резки оплавляется в основном верхний лист пакета; в мень­шей степени, главным образом при малой толщине отдельных листов пакета, за счет стекающих шлаков возможны чрезмерный нагрев и оплавление и нижнего листа.

Для защиты верхнего, а иногда и нижнего листа пакета от оплавления пламенем целесообразно применять пакеты с на­кладками из низкоуглеродистой стали, используя при этом обрезы (отходы) производства.

Мощность подогревающего пламени, а также расход и давле­ние режущего кислорода при пакетной резке устанавливают по суммарной толщине пакета. Скорость резки пакета несколько меньше скорости однослойной резки стали той же толщины.

Независимо от способа газовой пакетной резки (кислородом низкого или относительно высокого давления) пакетная резка имеет весьма ограниченное применение в промышленности. Объяс­няется это тем, что, с одной стороны, этот способ требует специ­альных зажимных приспособлений, а с другой - повышает возможность получения высокого процента брака, так как даже при незначительном отклонении кислородной струи или возникновении хлопков и обратных ударов пламени, приводящих к выплескам металла и прекращению процесса резки, дефектными могут ока­заться не один лист, а все листы пакета.

Резка кислородом низкого (пониженного) давления

Применение высокого давления режущего кислорода, достигаю­щего при резке стали большой толщины 2 МПа (20 кгс/см²) и более, требует бронированных шлангов, вызывает опасность срыва их во время работы, а также связано с сильным охлаждающим действием струи на металл вследствие имеющего место дроссель-эффекта. Кроме того, при высоком давлении кислорода при мгновенном открытии кислородного вентиля на резаке в начале процесса резки, как правило, наблюдаются выплески металла, снижающие качество кромок реза.

Давление кислорода в рабочей камере редуктора, а следова­тельно, и на входе в режущее сопло может быть существенно пони­жено, при условии увеличения проходных сечений на всем протяже­нии кислородопровода - от присоединительного вентиля на маги­страли или рампе - до режущего сопла резака. В этом случае струя кислорода имеет ламинарное истечение, обеспечивающее спокойное (без выплесков металла) начало резки и устойчивый процесс резки стали относительно большой толщины (100 - 700 мм).

Удельный расход кислорода и скорость резки при низком дав­лении примерно такие же, как и при высоком давлении кислорода. Однако при толщине стали менее 100 мм расход килорода при пониженном давлении больше, чем при обычном. При пониженном давлении кислорода уменьшается возможность замерзания редук­тора в процессе работы и отпадает необходимость в бронированных шлангах.

Сталь толщиной 100 - 300 мм можно разрезать на пониженном давлении кислорода серийно выпускаемыми резаками при условии расширения проходных сечений в вентиле на магистрали или рампе и применения шланга внутренним диаметром 12 мм.

Особенности резки стали большой толщины

Основная трудность газовой резки стали большой толщины обычными резаками связана с необходимостью применения высоких давлений кислорода.

При цилиндрических или ступенчато-цилиндрических режущих соплах без увеличения проходных сечений всего кислородопровода, при избыточном давлении кислорода на рамповом редукторе или на магистрали свыше 1,2-1,4 МПа (12-14 ат), расширение кислород­ной струи становится особенно сильным, и конусность струи, наблюдаемая даже при избыточном давлении кислорода 0,5-0,6 МПа (5-6 ат), - особенно большой.

В связи с изложенным, при резке стали больших толщин приме­няют обычно конусные суживающиеся или профилированные расши­ряющиеся сопла, работающие на пониженном давлении кислорода, при расширенных каналах всего кислородопровода (от рампового редуктора или магистрального вентиля до входа в режущее сопло резака).

Н а процесс резки существенно влияет химическая неоднород­ность стали по толщине. Слои металла, содержащие больший процент углерода, имеют более низкую температуру плавления и более высокую температуру воспламенения в кислороде, в связи с чем окисление и удаление жидких окислов в-этих слоях запаз­дывает по отношению ко всему объему Направление резки, стальной отливки или поковки.

Не меньшее влияние на процесс резки оказывает неравномерный нагрев металла по толщине. Стальные заготов­ки большой толщины всегда целесооб­разно подвергать резке в нагретом со­стоянии (непосредственно после литья или ковки, или предварительно подогретые в печи); наружные слои предварительно нагретой заготовки охлаждаются быстрее чем внутренние. В результате процесс резки внутренних слоев металла протекает с большей скоростью, что приводит к уширению реза в середине заготовки, образованию так называемых карма­нов (впадин), искажающих направление струи и потока стекаю­щих шлаков, замедляющих процесс резки и ухудшающих качество кромок реза.

Для устранения неравномерного нагрева металла по толщине процесс резки необходимо начинать и вести немедленно после по­ступления обрабатываемой нагретой заготовки на резку.

Весьма существенное влияние на процесс резки стали боль­шой толщины оказывает также положение резака в начале и в про­цессе резки и скорость его перемещения. Особенно большое значе­ние имеет начало резки, когда для стабильного удаления шлаков необходимо полное прорезание металла по толщине.

Если грань, от которой начинается процесс резки, не про­резается на всю толщину металла, то шлак под действием кисло­родной струи выносится в сторону, обратную направлению резки, как это показано на рис. 127. В результате этого по мере продви­жения резака вперед рез зашлаковывается и процесс резки прекра­щается. Во многих случаях газовой резки большой толщины стали это приводит к порче дорогостоящей стальной отливки или поковки.

Необходимое качество кромок реза стали большой толщины может быть достигнуто лишь при соблюдении следующих условий:

а) в начале и в течение всего процесса резки сопло резака должно быть установлено с наклоном к вертикали, в сторону, обратную направлению резки, на угол около 5 - 10°;

б) после подогрева ме­талла в начальной точке реза до температуры воспламенения в кис­лороде и пуска режущей кислородной струи перемещать резак вдоль линии реза можно только после достижения сквозного прорезания металла на всю толщину;

в) в связи со значительной величиной отставания (в случае резки стали большой толщины) процесс резки необходимо заканчивать на заниженной скорости при наклоне режущего сопла на угол около 10 - 15° в сторону, обратную на­правлению резки. Снижать скорость резки на 25 - 50% и накло­нять режущее сопло следует плавно.

Сталь толщиной до 600 мм целесообразно разрезать на пониженном давлении кислорода с помощью установки УРР-700, состоя­щей из переносной десятибаллонной кислородной распределительной рампы и ручного резака с расширенными каналами кислородопровода и цилиндрическим или суживающимся режущим соплом. Бла­годаря расширенным каналам кислородопровода, снижающим по­тери давления газа, максимальная величина давления кислорода перед соплом при резке стали толщиной до 700 мм не превышает 0,25 - 0,3 МПа (2,5 - 3 кгс/см²), при давлении в рабочей камере редуктора (при закрытом вентиле) 0,5 - 0,8 МПа (5 - 8 кгс/см²).

Качество кромок реза в этом случае достаточно высокое, ско­рость резки и расход кислорода примерно такие же, как и при обычном давлении кислорода.

Приведенные выше условия резки стали большой толщины в полной мере распространяются и на резку стали сверхбольших толщин – 1000 - 1500 мм и более.

Методические рекомендации:

- обобщить наиболее важные, существенные вопросы лекции;

- сформулировать общие выводы;

- поставить задачи для самостоятельной работы;

- ответить на опросы студентов.

Лекция разработана «___»________200__г.

_______________________И.Н.Гейнрихс