ПЗ на контроль (Автосохраненный) (1210886), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Между наконечником устройства и электродом зажигают предварительную дугу. Эта стадия необходима, так как возбуждения дуги между разрезаемым материалом и электродом добиться практически невозможно. Указанная предварительная дуга выходит из сопла плазмотрона, соприкасается с факелом, и в этот момент создается уже непосредственно рабочий поток.

После этого формирующий канал полностью заполняется столбом плазменной дуги, газ, образующий плазму, поступает в камеру плазмотрона, где происходит его нагрев, а затем ионизация и увеличение в объеме. Описанная схема обуславливает высокую температуру дуги (до 30 тысяч градусов по Цельсию) и такую же мощную скорость истекания газа из сопла (около 3 километров в секунду).

На рисунке 2.12 представлен принцип работы плазмотрона.

Рисунок 2.12 – Принцип работы плазмотрона

Достоинства:

Сам принцип работы плазменной резки обуславливает преимущества и качество данной технологии перед газовыми методиками обработки неметаллических и металлических изделий. А к наиболее главным достоинствам использования плазменного оборудования можно отнести следующие факты:

• универсальность технологии: практически все известные материалы можно резать при помощи плазменной дуги, начиная от чугуна и меди и заканчивая алюминиевыми и стальными холоднокатаными листами;

• высокая скорость операции для металлов средней и малой толщины;

• резы получаются по-настоящему качественными и высокоточными, что нередко дает возможность не производить дополнительную механическую обработку изделий;

• минимальное загрязнение воздуха;

• отсутствие необходимости выполнять предварительный прогрев металла для его резки, что позволяет уменьшать (и существенно) время прожига материала;

• высокая безопасность выполнения работ, обусловленная тем, что для резки не нужны баллоны с газом, являющиеся потенциально взрывоопасными.

Недостатки:

• плазменная сварка имеет более низкий КПД по сравнению с дуговой сваркой;

• более сложное и дорогое оборудование;

• недолговечность горелок.

Область применения:

• при сварке тонколистового материала толщиной менее 1 мм, включая тугоплавкие металлы;

• при сварке металлов с неметаллами;

• для наплавки и нанесения покрытий путем расплавления электронной или дополнительно подаваемой в дугу присадочной проволоки;

• для пайки, разделительной резки и поверхностной обработки различных металлов;

• микроплазменную сварку успешно применяют при производстве тонкостенной емкости или трубы, приварке сильфонов и мембран к габаритным деталям, изготовлении ювелирных изделий и соединении фольги.

Газовая (кислородная) технология:

Сущность способа: Газовой называется сварка плавлением, при которой происходит, нагрев кромок соединяемых частей и присадочного материала за счет теплоты сгорания горючих газов в кислороде.

На рисунке 2.13 представлен процесс работы газовой резки.

Рисунок 2.13 – Процесс газовой резки: 1-присадочный пруток; 2-вентиль для кислорода; 3-сварочная горелка; 4-пламя;5-вентиль для газа; 6-свариваемое изделие; 7-баллон с горючим газом; 8-баллон с кислородом

Является наиболее распространенным и дешевым методом резки металла среди термических. Технология газовой резки, также называется кислородной. Принцип ее работы основан на нагревании металла, с последующим его окислением. Один из старейших способов термической резки металла, начал применяться ещё в конце 19 века. Газовая (кислородная) резка использует свойство металлов при нагреве до температуры, превышающей 1000 °С, сгорать в технически чистом кислороде. Направленная кислородная струя прожигает металл по линии разреза и одновременно происходит выдувание продуктов сгорания из полости реза. Газовая резка имеет преимущество перед плазменной и лазерной резкой только при обработке больших толщин металла от 50 мм до 2 м: позволяет осуществлять резку углеродистых низко- и среднелегированных сталей толщиной от 1 до 200 мм.[4]

Кислород, направленный мощной струей – удаляет оксид после окончания резки. Средняя температура металла при резке таким образом может достигать от 1000 до 1200 градусов. Лучше всего, он подходит для работы с углеродистой, низколегированной и среднелегированной сталью.

Для газовой сварки применяется следующее оборудование:

– ацетиленовый генератор или баллон с ацетиленом;

– кислородный баллон с редукторами

– сварочная горелка с набором наконечников.

На рисунке 2.14 представлено устройство генератора АСП -1,25-6.

Рисунок 2.14 – Устройство генератора АСП -1,25-6

На рисунке 2.15 представлена схема газосварочного поста с питанием от баллонов.

Рисунок 2.15 – Схема газосварочного поста с питанием от баллонов: 1–сварочная горелка; 2–гибкий шланг; 3–редуктор; 4–баллон с ацетиленом; 5–баллон с кислородом

Преимущества:

• Низкая стоимость газовой резки;

• Кромка реза не нуждается в обработке;

• Резка металла под любым углом;

• Возможность резки металлов с большой толщиной;

Газовые резки подразделяются:

• кислородная;

• кислородно-флюсовая;

• резка кислородным копьем.

1. При кислородной резке металл удаляется из зоны реза в результате его сгорания в струе чистого кислорода и выдувания этой струей образовавшихся оксидов.

2. При кислородно-флюсовой резке в область реза подается специальный порошок-флюс, облегчающий процесс резки за счет термического, химического и абразивного воздействия.

3. При кислородно-копьевой резке необходимая температура создается в результате сгорания металлического копья (трубы), через которое продувается струя кислорода.

Технология газовой резки предусматривает необходимость качественной очистки поверхности металлической детали от грязи, коррозии, окалины и лакокрасочных покрытий. При ручном разделении листов рекомендуется обдуть область реза на ширину не более 3–5 сантиметров (использовать пламя резака), после чего при помощи щетки из металла зачистить эту область.

При машинной резке, как правило, осуществляют очистку стальных листов на специальных агрегатах по дробеструйной либо химической методике. Дополнительно выполняют правку металлических заготовок на вальцах.[4]

К ключевым характеристикам режима резки относят:

• давление кислорода;

• мощность пламени;

• скорость выполнения операции.

Качество и производительность операции зависит именно от этих показателей. Давление кислородной струи зависит от чистоты используемого газа, формы сопла на режущем инструменте и толщины изделия, подвергаемого разрезанию. При увеличении давления выше нормативных величин отмечается ухудшение качества поверхности и скорости процедуры, что, естественно, приводит к повышенному расходу кислорода.

Мощность пламени зависит от состояния сплава (обычный прокат), его состава и толщины металла. Машинная резка выполняется на минимальном пламени, а вот для ручной его мощность необходимо повышать в 1,5–2 раза. Еще важный момент – при обработке изделий толщиной более 40 сантиметров следует использовать науглероживающее пламя (то, в котором имеется "лишний" ацетилен). В остальных случаях применяется стандартная мощность.

Достоинства:

• простота способа;

• несложность оборудования;

• отсутствие источника электрической энергии.

Недостатки:

• низкая производительность;

• сложность механизации;

• большая зона термического влияния;

• более низкие механические свойства, чем при дуговой сварке.

Газоэлектрическая резка:

Сущность: в способах газоэлектрической резки нагрев и плавление металла выполняются источником электрической энергии, а удаление расплава из зоны реза – газовой струей.

На рисунке 2.16 представлена установка для газоэлектрической сварки с использованием аммиака.

Рисунок 2.16 – Установка для газоэлектрической резки с использованием аммиака: 1-аммиачный баллон; 2-крекер; 3-регулировачный реостат крекера; 4-водоотделитель; 5-держатель-горелка;6-атомно-водородный аппарат

Технология обработки методом электрической эрозии основана на разрушении поверхностных слоев металла в результате внешнего воздействия электрических зарядов.

Воздушно-дуговая, ϶ᴛᴏ обычная воздушно-дуговая строжка угольным электродом.

При резке плазменно-дуговой дуга горит между изделием и электродом (вольфрамовым латунированным прутком диаметром от 3 до 8 мм). В различие от обыкновенной дуговой сварки либо резки тут дуговой ряд стабилизирован газовым потоком из аргона, технического азота͵ водорода, гелия либо их смесей, а время от времени воздуха. Регулирующий газ продувается через столб ряда, образуя плазму. Поток плазмы представляет собой узенький концентрированный высокотемпературный столб из заряженных частиц Он выплавляет металл по линии реза. Концентрация теплоты достигается обжатием столба дуги под действием струи стабилизирующего газа. [2]

Гидроабразивная резка (резка водой).

Сущность: базируется данная технология на принципе влияния эрозионного плана абразивных твердых элементов и водяного направленного высокоскоростного потока на материал, подвергаемый резке. С точки зрения физики процесс обработки заключается в отрыве частиц материала из полости реза скоростной струей частиц, находящихся в твердой фазе.

На рисунке 2.17 представлена схема работы гидроабразивной резки металла.

Рисунок 2.17 – Схема работы гидроабразивной резки: 1-подача воды под высоким давлением; 2-сопло; 3-подача абразива; 4-смесительная камера; 5-смесительная трубка; 6-защитный кожух; 7-струя воды и абразива; 8-разрезаемое изделие; 9-слой для гашения энергии струи

Эффективность данной операции, а также стабильность ее протекания зависят от грамотного подобранных значений:

• размера и расхода абразивных элементов;

• расхода и давления воды.

Резка металла производится сжатой под давлением до 5000 Атм. струёй воды с примесью абразивов (кварцевого песка), что приводит к разрушению материала на молекулярном уровне. Применяется для изготовления деталей сложной конфигурации с минимальными погрешностями. Являясь альтернативой термическим способам, гидроабразивная резка не изменяет физико-механические свойства металла, исключает сваривание краёв, оплавление, деформацию и обеспечивает хороший конечный результат. Резка возможна всех видов металлов и сплавов толщиной до 350 мм. Гидроабразивная резка своими руками ничем не отличается от процесса, предлагаемого в наши дни многими фирмами или предприятиями.

Для обработки материала нужно приобрести специальное оборудование, которое функционирует по следующему принципу:

1. в режущую головку агрегата при помощи нагнетательного механизма подается вода под давлением от 1000 до 1600 атмосфер;

2. через дюзу малого сечения (от 0,08 до 0,5 мм) вода на сверхзвуковой либо близкой к ней скорости (около 1200 м/с) идет в устройство, где происходит ее смешивание с карбидами кремния, частицами электрокорунда или песка, иного материала с высокой твердостью;

3. из смесительного отсека, который имеет диаметр (внутренний) сопла, полученная смесь подается на материал и разрезает его.

Достоинства:

• отличное качество реза, обеспечивающее показатель 1,6 Ra (средняя величина шероховатости обработанной кромки материала);

• абсолютная взрыво- и пожаробезопасность операции;

• малые потери материалов при обработке;

• отсутствие в легированных и высоколегированных сталях и сплавах на их основе явления выгорания легирующих добавок;

• отсутствие выделений газов при резке, как следствие, экологическая "безупречность" процесса;

• в зоне обработки нет воздействия (материал в данной области нагревается максимум до 90 градусов по Цельсию);

• большой спектр толщин материалов, которые можно разрезать (до 30 сантиметров включительно);

• высокая производительность (допускается упаковывать материалы небольшой толщины в общую связку и производить их разрезание за один проход потока);

• нет пригорания и плавления металлов в прилегающей к зоне реза областях, как, впрочем, и непосредственно в месте обработки;

• режущая головка делает минимум холостых ходов, что увеличивает общую эффективность применения технологии.

Недостатки:

• ограниченный ресурс режущей головки, отдельных комплектующих;

• скорость обработки тонколистовой стали недостаточно высока;

• высокая стоимость расходного материала (абразива);

• создание условий для коррозии металла.

Описываемая резка признается оптимальной для изделий из меди, алюминия, латунных сплавов, которые имеют высокую теплопроводность. При других вариантах их обработки необходимо применять мощные нагревающие источники, что влечет за собой повышение стоимости работ. Даже лазерная резка медных и алюминиевых конструкций не так эффективна, как гидроабразивная.

В настоящее время различается много различных способов резки, однако наиболее эффективной является плазменная резка.

Характеристики

Список файлов ВКР