 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Сибирь" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjf1Guop
| |
Сущность процесса поверхностной кислородной резки и области ее примененеия
Аппаратура для поверхностной кислородной резки
Основные сведения по технологии и механизации поверхностной резки
Сущность процесса поверхностной кислородной резки и области ее примененеия
Поверхностной кислородной резкой называется процесс снятия слоя металла с поверхности обрабатываемой детали, выполняемый посредством кислородной струи.
 В отличие от разделительной резки, при которой кислородная струя направляется перпендикулярно поверхности обрабатываемого металла или углом вперед с углом атаки φ = 45° и более, при поверхностной резке угол атаки меньше и составляет обычно 10-30°. В результате наклонного направления струи и малой скорости ее истечения в связи с применением относительно небольших давлений кислорода (редко выше 4-5 кгс/см2) и больших сечений выходных каналов для кислорода, струя, врезаясь в подготовленный в тепловом отношении металл, деформируется и выбрасывается в сторону той же поверхности, с которой она и была введена. На эту же поверхность выбрасывается и сожженный металл в виде расплавленного шлака. Если резак перемещать вперед с определенной для конкретных условий скоростью, то кислородная струя будет сжигать следующие объемы уже подогретого металла. При этом шлак в значительной степени облегчает тепловую подготовку металла, подлежащего резке кислородной струей, позволяя применять значительную линейную скорость резки и сжигать в единицу времени большее количество металла поверхностного слоя.
Шлак, получающийся при поверхностной кислородной резке, отличается от шлака при разделительной резке большим количеством несожженного железа, а его влияние на тепловую подготовку металла при установившемся процессе резки значительно сильнее, чем при разделительной. Общий вид процесса поверхностной кислородной резки представлен на рис. 118. Примеры применения поверхностной кислородной резки приведены на рис. 119.
Как правило, в результате поверхностной кислородной резки, в зависимости от ее режима, на поверхности металла образуются канавки, имеющие полукруглую, параболическую или почти прямоугольную форму в поперечном сечении.
При линейном (ручном или механическом) перемещении резака по отношению к обрабатываемой поверхности получается обработка, подобная строжке, которая может выполняться в виде выборки отдельных канавок (рис. 119, а, в, г, д) или снятия слоя со всей поверхности (рис. 119, б). Такая обработка носит название поверхностной кислородной строжки. Эта операция может выполняться в несколько проходов одной кислородной струей либо в один проход рядом струй, расположенных определенным образом.
При обработке тел вращения резак перемещается подобно резцу на токарном станке, а обрабатываемая деталь вращается в станке. Снятие поверхностного слоя кислородной струей называется поверхностной кислородной обточкой. Применяется она для грубой обработки поверхностного слоя или, реже, в качестве подготовительной операции при нарезке ленточной резьбы (рис. 119, е, ж).
Еще реже применяется выборка конусных углублений - кислородное сверление (рис. 119, з). Кислородное сверление выполняется подачей резака в направлении действия кислородной струи с применением колебательных движений.
Иногда является эффективным комбинированное применение строжки канавкой и разделительной резки (рис. 119, и), например, для получения разделок под сварку металла больших толщин.
Механизация поверхностной кислородной резки позволяет с успехом применять этот процесс в качестве замены черновой станочной обработки.
Поверхностная кислородная резка наибольшее распространение получила в металлургической промышленности, а как вспомогательный процесс применяется при ремонте литья и изготовления сварных конструкций. В металлургической промышленности она применяется для механизированной зачистки горячего и холодного металла перед прокаткой. Ручная поверхностная резка применяется для удаления поверхностных пороков литья перед их заваркой, а также для строжки корня шва перед наложением подварочных валиков. При этом хорошо выявляются внутренние пороки швов, которые легко могут быть удалены. Реже поверхностная резка применяется для создания разделки под сварку, иногда совместно с разделительной.
Аппаратура для поверхностной кислородной резки
Процесс кислородной поверхностной резки характеризуется большим расходом режущего кислорода - до 80 м3/ч на один резак. В связи с этим при резке для питания кислородом применяется следующая аппаратура: постовые вентили (при питании от трубопровода) с увеличенными проходными каналами; редукторы большой пропускной способности (обычно рамповые, в частности ДКР-250); шланги диаметром не менее 9,0 мм.
Резаки для поверхностной резки, как ручной, так и механизированной, имеют большие проходные сечения и диаметры выходных отверстий кислородной струи (в ручных резаках - круглое сечение диаметром 2,5-9,5 мм). Машинные резаки для строжки поверхностей иногда имеют отверстия щелевого типа. Подогревательное пламя применяется концентрированное, сфокусированное соответствующим сверлением отверстий для горючей смеси. В резаках для поверхностной резки используются как ацетилен (с расходом примерно 1-2 м3/ч), так и его заменители (с соответственно большим расходом).
Резаки для ручной поверхностной резки имеют, как правило, большую длину (800-1200 мм) и снабжены щитками для защиты руки резчика. В ряде случаев резаки устанавливаются на тележку, облегчающую поддержание необходимого угла атаки струи.
Целесообразным является клапанное включение и перекрытие кислородной струи (например, в резаках РП-51) вместо вентильного. Приспособления для подачи прутка в начале процесса себя не оправдали ни при механизированном устройстве, ни при подаче вручную, так как это увеличивает вес резаков.
В резаках для механизированной резки наиболее сильно нагревающиеся части обычно охлаждаются проточной водой, а у ручных резаков медные мундштуки бронируются жаропрочной сталью в месте их контакта с разрезаемым металлом.
Технические характеристики резаков ВНИИавтогенмаша для ручной поверхностной кислородной резки приведены в табл. 23.
Основные сведения по технологии и механизации поверхностной резки
Процесс поверхностной резки, так же как и разделительной, требует начальной тепловой подготовки металла до температуры его воспламенения в кислороде.
При больших скоростях поверхностной резки (до 10 м/мин) сокращение длительности предварительного подогрева является весьма важным. Наиболее эффективным методом сокращения этого времени является подача к начальной точке реза стального прутка диаметром 4-6 мм, который, быстрее нагреваясь и воспламеняясь, дает дополнительное тепло для начала резки. Так как устройства для подачи такого прутка утяжеляют резак, эта операция часто осуществляется подсобным рабочим, выполняющим и ряд других вспомогательных операций (очистку от шлака, подготовку деталей и пр.). В ряде случаев подача присадки заменяется созданием начальных зарубок зубилом, особенно в случае, если начало резки не совпадает с кромкой детали. При начальном подогреве резак устанавливают почти вертикально, а в момент включения режущего кислорода поворачивают в соответствующее положение (с углом атаки 10-30°).
При меньшем угле атаки канавки получаются шире и мельче, а при большем угле - глубже и уже.
При поперечно-колебательных движениях резака, выполняемых одновременно с линейным его перемещением, канавки имеют периодические выступы (в плане имеют вид, получивший название елочки). Этот способ резки (хотя он и производительней снятия металла гладкими канавками) может скрыть пороки в месте зачистки и поэтому имеет ограниченное применение.
Весьма важным для производительности резки является сокращение расстояния от оси канала резака до поверхности металла (а1 на рис. 120). Так, например, при диаметре канала кислорода 5мм, расходе кислорода 20 м3/ч, скорости резки 6 м/мин и угле атаки φ = 20° увеличение расстояния а1 с 7 до 20 мм уменьшает размеры канавки по глубине с 9 до 7 мм, а по ширине с 21 до 16 мм.
При прямолинейной и равномерной подаче режущего кислорода поверхность канавки может получаться либо ровной, либо волнистой, что определяется скоростью резки и режимом кислородной струи (рис. 121).
Весьма важной при поверхностной резке является чистота кислорода, причем снижение чистоты от 99 до 98% уменьшает производительность и повышает удельный расход кислорода примерно на 15%. Резка кислородом чистотой ниже 95% вообще невозможна.
В результате напряженного состояния и структурных изменений металла, вызываемых тепловым воздействием поверхностной резки, при некоторых составах сталей вблизи реза образуются трещины, в связи с чем в ряде случаев резка применяется с предварительным подогревом.
Не требуют подогрева при резке углеродистые стали с содержанием С до 0,5% и низколегированные стали 15М, 15ХМ, 20ХМ, 20Х2Н4А и др. Предварительный подогрев до 120° С требуется только при резке в зимнее время для сталей 25ХН4, 30Н, 30ХМА, 35Х и др. Всегда требуют предварительного подогрева до 120-300° С стали углеродистые с содержанием С более 0,6%, а также низколегированные 30Г2, 30ХГСА, 35ХМА, 38ХМЮА, 50ХГ и др. Еще больший нагрев (300-450° С) требуется для сталей марок от У9 до У13, 55С2, ШХ6, ШХ15, 9ХВГ и др.
Глубокая выборка металла может осуществляться путем удаления металла в несколько проходов. Последовательность выполнения такой резки показана на рис. 122.
Для повышения производительности при необходимости последовательного снятия канавок ручную резку выполняют без переходов, т. е. резчик, заканчивая канавку, поворачивает резак и продолжает резку в противоположном направлении по уже подогретому металлу.
Принцип предварительного подогрева посредством специального подогревательного пламени, располагаемого параллельно резаку, используется и в станке для кислородной строжки СКС-54 конструкции ВНИИавтогенмаша. Этот станок автоматически обеспечивает заданный продольный ход, холостой переход в исходное положение (с большей скоростью и с выключенным кислородом) и поперечное перемещение на заданный шаг. Пульт управления позволяет легко регулировать станок на заданные режимы. Производительность станка СКС-54 (с учетом только машинного времени) 8-12 м2/ч при глубине снимаемого за каждый проход слоя металла 2-5 мм.
Весьма сложными являются специализированные машины для снятия загрязненного слоя с поверхностей слябов и блюмов. Такие машины устанавливаются в рабочей линии стана. Машина для очистки обжимает блюм со всех сторон газорежущими головками и при их относительном перемещении снимает одновременно со всех сторон слои металла, глубина которых задается пультом управления.
Поверхностная кислородная резка может дать значительный производственный эффект при ее правильном применении, в частности взамен пневматической рубки. | 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ