Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности резки сталей большой толщины

М.А. Тихонов

Введение

В зависимости от толщины стали, подвергаемой резке, ее разделяют на три группы:

1. Малая толщина. Как правило толщиной не более 12 мм. Чаще всего при резке применяется пакетная резка ( листы металла собираются в пакет до 50 и более листов и резка проходит за один проход кислородной струей).

2. Средняя толщина. От 12 мм до 300 мм. При резке этих толщин получается самое высокое качество реза. Не вызывает затруднений как при резке ручным способом, так и механическим.

3. Большая толщина. Свыше 300 мм. Об особенностях и проблемах резки сталей большой толщины будет рассмотрено ниже.

Сущность процесса кислородной резки

Смесь кислорода с горючим газом выходит из подогревательного мундштука резака и сгорает, образуя пламя, которое называют подогревающим . Когда металл нагревается до температуры начала горения, пор осевому каналу режущего мундштука подаётся технически чистый кислород. Он попадает на нагретый металл и зажигает его. В процессе горения выделяется значительное количество кислоты. Нижележащие слои металла нагреваются, и горение быстро распространяется в глубину, прожигая сквозное отверстие, через которое режущая струя кислорода выходит, наружу пробивая металл. Если перемещать резак с определённой скоростью, то металл будет разрезаться.

1.Условия резки

Кислородной резке подвергаются только те металлы и сплавы, которые удовлетворяют определённым условиям.

Температура воспламенения металла в кислороде должна быть ниже температуры его плавления. Этому требованию соответствуют низкоуглеродистые стали, температура воспламенения которых в кислороде около 1300о С, а температура плавления около 1500о С. Увеличение содержания углерода в стали сопровождается повышением температуры воспламенения в кислороде и понижением температуры плавления. Поэтому с ростом содержания углерода кислородная резка сталей ухудшается.

Температура плавления оксидов металлов, образующихся при резке, должна быть ниже температуры плавления самого металла. В противном случае тугоплавкие оксиды не будут выдуваться струёй режущего кислорода, что нарушит нормальный процесс резки. Этому условию не удовлетворяют высокохромистые стали и алюминий. При резке высокохромистых сталей образуются тугоплавкие оксиды с температурой плавления 2000о С, а при резке алюминия - оксид, температура плавления которого около 2050о С. Кислородная резка их невозможна без применения специальных флюсов.

Теплоты, которая выделяется при сгорании металла в кислороде, должно быть достаточно для поддержания непрерывного процесса резки. При резке стали около 70% теплоты выделяется в результате сгорания металла в кислороде и только 30% её поступает от подогревающего пламени резака. Образующиеся при резке шлаки должны быть жидкотекучими и легко выдуваться из места реза. Теплопроводность металлов и сплавов не должна быть слишком высокой, иначе теплота от подогревающего пламени и нагретого шлака интенсивно отводится от места реза, процесс резки становится неустойчивым и в любой момент может прерваться

Трудности при резке больших толщин

При газовой резке металла большой толщины (более 300 мм) технологической особенностью является недостаточный подогрев металла нижних слоев, неодинаковая ширина реза по толщине металла, причем последняя увеличивается книзу, снижение химической активности режущего кислорода в нижних слоях вследствие перемешивания его с продуктами горения подогревающего пламени, воздуха и пр. В этих случаях применяют кислород высокой чистоты с режущей струей цилиндрической формы длиной, превышающей толщину металла. Резку производят при высоком и низком давлении кислорода. При высоком давлении кислорода практически возможна резка металла толщиной до 600 мм резаками УБТ-600, УРР-600 и ПМР-600, причем длина режущей струи создается повышением рабочего давления. При низком давлении кислорода возможна резка металла толщиной до 1500--2000 мм резаком Р-100 и др. с использованием режущей струи цилиндрической формы.

В настоящее время различными научно-исследовательскими организациями разработаны и внедрены в производство несколько типов установок с резаками. К ним относятся установки УБТ-600, УРР-600, ПМР-600 конструкции ВНИИАвтогена и резаки Р-100, Р-100-1, Р-100-2 конструкции Киевского политехнического института.

Установка УБТ-600 состоит из резака, кислородной рампы на 10 баллонов с двумя редукторами (рамповым -- для питания резака режущим кислородом и постовым -- для питания резака подогревающим кислородом) и трехбаллонной водородной рампы с редуктором. Резак УБТ-600 ручной инжекторного типа. Кислород для резки подводится отдельно в бронированном шланге, так как давление достигает 25--30 атм. При резке металла толщиной до 450 мм используют ацетилено-кислородное пламя, свыше 450 мм -- водородно-кислородное.

Установка УРР-600 конструкции ВНИИАвтоген состоит из резака РР-600, десятибаллонной кислородной рампы, кислородного редуктора, трехбаллонной ацетиленовой рампы с обычным ацетиленовым редуктором. Резак РР-600 инжекторного типа, двухшла:нговый; режущее сопло цилиндрической формы весом 3,8 кг расположено соосно с подводящей трубкой.Техническая характеристика резаков РР-600 и РМ-600 приведена в табл. 1

Таблица 1

кислородный сталь резак

Резак Р-100 конструкции Киевского политехнического института предназначен для резки металла толщиной 300-2000 мм при низком давлении режущего кислорода, Общий вид установки для резки металла большой толщины приведен на фиг. 286. Кислород к резаку поступает либо от рампы, либо от кислородом провода с давлением свыше 5 атм. К рамповому редуктору РКР-47 или КРР-50 или к кислородопроводу последовательно подсоединяется специальный редуктор ПС-160, обеспечивающий большую пропускную способность при низком давлении кислорода.

2.Применение

кислородный сталь резак

За последние годы, благодаря созданию аппаратуры и установок, работающих на принципе использования кислорода низкого давления и высокой производительности процесса, кислородная резка металла большой толщины находит широкое применение в технологии тяжелого машиностроения как в отечественной промышленности, так и за рубежом. В частности, кислородная резка используется взамен обрезки на механических пилах, что сокращает время резки в 15--20 раз. Значительный экономический эффект кислородная резка металла большой толщины дает при вырезке заготовок длиной до 10 м и весом 12 т для мощных коленчатых валов (рис. 1). Время на механическую обработку сокращается в 7--12 раз и цикл изготовления последних на 20--25 дней. Причем при автоматической кислородной резке по шаблонам-копирам поверхность зубьев больше не подвергается последующей механической обработке.

Рисунок 1. Общий вид звездочки диаметром 1235 мм, вырезанной при помощи автоматической кислородной резки

Литература

1.http://delta-grup.ru/bibliot/3/194.htm (05.11.2020)

2.https://www.bestreferat.ru/referat-146865.html (05.11.2020)

Размещено на Allbest.ru