ГлавнаяСтатьи

Кислородно-флюсовая резка

Цветные металлы и их сплавы, чугуны, нержавеющие хромистые и хромоникелевые стали невозможно разрезать обычной газокислородной резкой. Для этого надо использовать плазменно-дуговую, а лучше кислородно-флюсовую резку-Сущность последней состоит в том, что в зону резания с помощью специальной аппаратуры непрерывно поступает порошкообразный флюс совместно с режущим кислородом. Флюс сгорает и расплавляет образующиеся тугоплавкие оксиды-Кроме того, флюс переводит оксиды в жидкотекучие шлаки, легко вытекающие из места разреза.

Рис. 133. Положение инструмента при резке металла большой толщины: а — перед началом резки; б — перед окончанием резки

Данная резка применяется, главным образом, для работы с чугуном и высоколегированными сталями толщиной до 70 мм.

В качестве флюса применяется мелкогранулированный железный порошок марки ПЖ5М (ГОСТ 9849-74) с размерами частиц от 0,07 до 0,16 мм (используется для резки чугуна и меди). Для резки нержавеющих сталей к указанному порошку добавляют 10-12% алюминиевого порошка марки АПВ. Можно использовать и алюминиево-магниевый порошок (60-80%) в смеси с ферросилицием (20-40%). При резке хромистых и хромонике-левых сталей используется железный порошок ПЖ5М с добавкой 25-50% окалины. При резке чугуна можно добавить к этому порошку 30-35% доменного феррофосфора. Смесь железного порошка с алюминиевым порошком (15-20%) и феррофосфором U0-15%) применяется при резке меди и ее сплавов.

Данная резка осуществляется установкой УРХС-5, состоящей из резака и флюсопитателя Установка может разрезать ручным или машинным способом высоколегированные хромоникелевые и хромистые стали толщиной 10-200 мм при скорости резания 230-760 мм/мин. На 1 м разреза расход кислорода составляет 0,20-2,75 м3, ацетилена — 0,017-0,130 м3 и флюса — 0,20-1,3 кг. Чугун толщиной 50 мм режется со скоростью 70-100 мм/мин при расходе на 1 м разреза 2-4 м3 кислорода, 0,16-0,25 м3 ацетилена и 3,5-6 кг флюса. При резке сплавов меди получают приблизительно такие же параметры.

Следует учитывать, что мощность подогревающего пламени нужно повысить на 15-25% по сравнению с обычной газовой резкой, так как определенная часть теплоты этого пламени будет уходить на нагревание флюса. Пламя должно быть нормальным или с незначительным избытком ацетилена. От торца мундштука резака до поверхности металла должно быть расстояние в 15-25 мм. При малом расстоянии возможны хлопки и обратные удары пламени из-за отскакивания частиц флюса от поверхности и попадания их в сопло резака. Кроме того, может быть перегрев мундштука и вследствие этого нарушение процесса резки. Угол наклона инструмента следует сделать в 1-10° в сторону, обратную направлению к резки. Для облегчения процесса резки сплавы меди нужно предварительно подогревать до 200-50 “С, а хромистые и хромоникелевые стали — до 300-400 °С.

На практике довольно часто производится резка бетона и железобетона. Она выполняется 2 способами: кислородно-копьевой и порошково-копьевой резками.

Кислородно-копьевая резка очень хорошо прожигает отверстия в бетоне. Она позволяет получить отверстия глубиной до 4 м при диаметре до 1,2 м. Этой резкой можно с успехом прижигать отверстия в стальной заготовке.

При данном способе используется стальная труба (копье), один конец которой разогревается до температуры оплавления и приставляется к поверхности бетона. Через копье продувается кислород, который, взаимодействуя с раскаленным торцом трубы восстанавливается. При этом возникают жидкотекучие оксиды железа, реагирующие с бетоном и превращающиеся в шлаки, которые затем легко выдуваются. Продвигая трубу вперед, можно прожечь требуемое отверстие в бетоне.

В качестве копья можно использовать газовую тонкостенную трубу диаметром 10-20 мм, заполненную стальными прутками на 60-65% ее объема или обмотанную снаружи стальной проволокой диаметром 3-4 мм, а также цельнотянутую толстостенную трубу диаметром 20-35 мм. Проволока и прутки выполняют при такой резке ту же функцию, что и флюс при кислородно-флюсовой резке. Копье нагревается, как правило, угольным электродом или горелкой.

Порошково-копьевая резка характеризуется тем, что при ней используется железо-алюминиевый порошок в соотношении 85 : 25. Как и флюс, этот порошок вдувается струей кислорода в зону резания. Параметры выполняемой работы при этом могут быть следующими. Так, например, при прожигании отверстия диаметром 50 мм и глубиной 500 мм, скорость продвижения составит 120—160 мм/мин при давлении кислорода 0,7 МПа, расходе порошка 30 кг/ч и расходе копья (трубы) 4 мм на каждый метр длины отверстия.

При глубине отверстия 1,5 м и том же диаметре скорость углубления уменьшится до 40-70 мм/мин при давлении кислорода 1,0-1,2 МПа, расходе флюса 30 кг/ч и расходе копья 6 мм на 1 м длины отверстия.

Поверхностная резка — разновидность кислородной резки. Она предназначена для вырезания на поверхности металла рельефа в виде одной или нескольких, раздельных или совмещенных канавок. В сварочных работах эта резка часто используется для вырезки дефектных участков швов. При данной Резке источником нагрева металла будет являться и пламя резака, и расплавленный шлак, который при своем растекании подогревает глубоколежащие слои металла.

Для этого вида работ хорошо подходят резаки типа РПА и РПК. Режим резки и угол наклона инструмента играют важную роль в эффективности поверхностной резки.

На начальном этапе нужно прогреть область разреза д температуры воспламенения. Резак следует располагать пр этом под углом 70-80° к поверхности металла. Перед подаче режущего кислорода инструменту необходимо придать на клонное положение под углом 15-45”. В процессе резки возни кает очаговое горение металла; тем самым обеспечиваете эффективная зачистка металлической поверхности, в том чи . ле и за счет равномерного продвижения инструмента по ли нии намечаемого разреза.

Положение резака при данном виде резки детально п< казано на рисунке 134.

Ширина и глубина канавки уменьшаются при увелич нии скорости резки. Кроме того, глубина канавки становится, меньше, когда уменьшается угол наклона мундштука инструмента и при падении давления режущего кислорода. Ширина канавки зависит от диаметра струи кислорода. Во время поверхностной резки нужно сделать ширину канавки в 5-6 раз больше ее глубины, чтобы предупредить возникновение закатов на поверхности.

Рис. 134. Схема поверхностной кислородной резки: 1 — мундштук; 2 — шлак; 3 — канавка

Если необходимо зачистить многочисленные дефекты на большой площади, то в этом случае следует произвести резку «елочкой» за один или несколько проходов с использованием колебательных движений резака.

Для резки высоколегированных хромистых и хромоникелевых сталей, чугуна и цветных металлов, которые не поддаются обычной кислородной резке, применяется кислородно-флюсовая резка.

Сущность процесса кислородно-флюсовой резки заключается в том, что в зону резки дополнительно подают порошкообразный флюс. Часть флюса при горении в струе кислорода выделяет дополнительно большое количество тепла, способствующего расплавлефнию тугоплавких окислов железа, которые сильно разжижают шлаки на поверхности реза. Другая часть порошка способствует механическому удалению расплавленных шлаков с полости реза.

Для кислородно-флюсовой резки применяют специальную аппаратуру, состоящую в основном из флюсопитателя и резака с приспособлениями для подачи флюса.

Наибольшее распространение в промышленности получили установки типа УРХС (установка резки хромистых сталей) конструкции ВНИИАвтогенмаш.

Установка УРХС-5 (рис. 39) предназначена для ручной разделительной кислородно-флюсовой резки одним резаком высоколегированных хромистых и хромоникелевых сталей толщиной 10—200 мм. Установка работает по схеме внешней подачи флюса к резаку и состоит из следующих основных частей: флюсопита-теля ФП-1-65 и резака РАФ-1-65. Резак РАФ-1-65, в свою очередь, состоит из серийного резака Р2А-01, флюсовой приставки и тележки с циркульным устройством. Резак Р2А-01 в установке служит для образования горючей смеси (подогревающего пламени) и подачи режущего кислорода в зону реза. В качестве горючего газа для подогревающего пламени служит ацетилен. Можно использовать пропан-бутан и природный газ с теплотворной способностью не ниже 34000 кДж/м3. В этом случае применяется резак РЗП-01.

Флюсовая приставка предназначена для включения и выключения подачи флюса в зону реза, который, воспламеняясь и сго-ргя в месте реза, значительно повышает температуру и образует шлаки с более низкой температурой плавления, менее вязкие, легко удаляемые из разреза.

Флюсопитатель ФП-1-65 состоит из бачка, вмещающего 20 кг железного порошка марки ПЖ4М и ПЖ5М (ГОСТ 9849—74), циклонного регулировочного устройства и редуктора. Работает флюсопитатель следующим образом. Кислород поступает из баллона (трубопровода) в тройник флюсопитателя, где разветвляется на три потока. Основная часть кислорода подается по шлангу в резак, другая часть поступает в редуктор, после которого дополнительно разветвляется на два направления: в верхнюю часть бачка для создания давления на флюс и через вентиль в циклонное регулировочное устройство. Из бачка флюс под давлением осыпается в циклонную камеру, где увлекается кислородом и подается в флюсовую приставку на резаке. Для обеспечения нормальной работы флюсопитателя необходимо оставлять в бачке не менее 2 кг флюса. Флюсопита-тель рекомендуется устанавливать «а расстоянии не более 10 м от места резки. Перед засыпкой флюс необходимо просеять через сетку для удаления частиц крупнее 0,16 мм.

Установку УРХС-5 можно использовать и для механизи-рованнон резки, оснастив машинный резак флюсовой приставкой, чертежи которой приведены в инструкции по эксплуатации установки.

Рис. 39. Установка УРХС-5 для кислородно-флюсовой резки:
1 — флюсопитатель; 2 — циклонное устройство; 3 — рукав для подачи флюса; 4 — рукав кислорода; 5 — рукав горючего газа; 6 — резак; — вентиль для регулироьвния подачи флюса

Для резки стали толщиной от 200 до 600 мм применяется установка УРХС-6. Она комплектуется флюсопитателем ФП-2-65 и резаком РАФ-2-65. Устройство ее аналогично устройству установки УРХС-5. Бачок флюсопитателя вмещает 35 кг флюса. Кислород подается от рампы из десяти баллонов, ацетилен — от рампы из трех баллонов.

Техника кислородно-флюсовой резки в основном не отличается от обычной кислородной. Она может быть как ручной, так и механизированной. При механизированной резке кислородно-флюсовые резаки устанавливают на любую серийную газорезательную машину. Применяют как разделительную, так и поверхностную кислородно-флюсовую резку. Лучше всего кислородно-флюсовой резке поддаются хромистые и хромоникелевые стали, в этом случае достигается наилучшее качество реза.

При кислородно-флюсовой резке чугуна в зоне резки происходит отбел и возникают поверхностные трещины из-за большого содержания углерода и быстрого охлаждения разрезаемых кромок детали. Для улучшения качества резки необходим предварительный подогрев чугуна и замедленное остывание его после резки.

Хуже поддаются резке медь и ее сплавы (латунь, бронза). При кислородно-флюсовой резке меди необходим предварительный подогрев до температуры 800—900 °С участка, с которого на-тинается резка. Без предварительного подогрева резка меди из-за ее высокой теплопроводности невозможна. Сплавы на основе меди также требуют предварительного подогрева до температуры 400—500 °С участка, с которого начинается процесс резки.

Высоколегированные, хромистые и хромоникелевые нержавеющие стали не могут подвергаться кислородной резке обычным способом, так как на поверхности реза образуются тугоплавкие окислы хрома с температурой плавления около 2000° С, препятствующие процессу резки. До появления кислородно-флюсового способа резки нержавеющих сталей использовали способ, основанный на создании участков металла с высокой температурой нагрева для расплавления тугоплавкой окиси хрома (рис. 52).

Это достигается путем наложения вдоль линии реза стальной полоски или наплавкой стальным электродом валика. При сгорании стальной полоски или валика выделившееся тепло способствует растворению и удалению окислов хрома. Данным способом можно резать нержавеющую сталь толщиной до 20 мм при низкой производительности труда.

Лучшие результаты резки достигаются путем ввода в зону резки прутка из низкоуглеродистой стали диаметром 10—15 мм. Выполнять резку данным способом могут только два рабочих, это является существенным недостатком данного метода резки. Рез получается шнро-ним, скорость резки низкая, качество поверхности реза плохое.

При кислородно-флюсовой резке в струю режущего кислорода непрерывно вводят порошкообразный флюс, при сгорании которого выделяется дополнительное тепло с повышением температуры в месте реза. Взаимодействуя с продуктами сгорания флюса, тугоплавкие окислы образуют жидкие шлаки, которые не препятствуют резке и легко вытекают из места реза.

Рис. 52. Способы ручной кислородной резки нержавеющих сталей
а — пути наложения вдоль линии реза полоски из низкоуглеродистой стали; б — при помощи наплавки вдоль линии реза валика из низкоуглеродистой стали; в — введением в место реза прутка из низкоугле-роднстой стали

В качестве флюса применяют железный порошок с зернами 0,1—0,2 мм с добавлением некоторых других компонентов. При резке высокохромистых сталей добавляют кварцевый песок, флюс ФХ-4, ФХ-5 и ФХ-7; при резке чугуна — феррофосфор, флюс ФЧ-3 и ФЧ-4, при резке меди, латуни и бронзы — феррофосфор и алюминий, флюс ФЦ-3, ФЦ-4 и ФЦ-5.

Температура плавления чугуна ниже температуры горения железа, поэтому кислородная резка чугуна“без применения флюса затруднена. При резке чугуна кремний, сгорая, дает тугоплавкую окисную пленку, препятствующую резке. А углерод при сгорании загрязняет режущий кислород, препятствуя тем самым сгоранию железа.

Резать чугун можно без флюса, но при этом необходимо применять мощное ацетилено-кислородное пламя с избытком кислорода. При этом расходуется гораздо больше металла, кислорода и ацетилена, чем при резке стали. Рез получается слишком широкий, неровный, с оплавленными кромками. Поэтому iiyryH режут с применением флюса.

При резке меди, латуни и бронзы, обладающих большой теплопроводностью, образуются также тугоплавкие окислы, поэтому резать их можно только кислородно-флюсовой резкой. Цветные металлы (медь, латунь, бронзу) необходимо резать с подогревом до 200—400 °С.

Для кислородно-флюсовой резки применяют установку УРХС-4 (рис. 53) разработки ВНИИАвтогенмаш. Установка работает по принципу внешней подачи флюса к резаку.

Ацетилен через водяной затвор, а кислород из баллона через редуктор поступают в резак по шлангам. Через тройник часть кислорода поступает в редуктор и через вентиль поступает во флюсопитатель и штуцер циклонной камеры, в которую по каналу поступает порошкообразный флюс из флюсопитателя. Кислород, проходя по каналу, засасывает флюс и подает его по шлангу в резак, затем через вентиль и трубку он поступает в сопла головки резака, а затем засасывается в струю режущего кислорода. По шлангу режущий кислород поступает в резак.

При подаче порошков марок ПЖ1М, ПЖ2М и ПЖЗА1, во избежание спекания этих порошков в флюсопроводах, следует применять только азот или сухой сжатый воздух.

Рис. 53. Установка для кислородно-флюсовой резки УРХС-4

С 1967 г. взамен установки УРХС-4 выпускают установку УРХС-5 и УРХС-6, разработанные ВНИИАвто-генмашем, с той же технической характеристикой и с тем же принципом работы. Установка УРХС-5 комплектуется резаком РАФ-1-65 и флюсопитателем ФП-1-65, несколько отличающимися некоторыми конструктивными особенностями от флюсопитателя установки УРХС-4.

Резку нержавеющих сталей толщиной 200—500 мм производят установкой УРХС-6, укомплектованной резаком РАФ-2-65 и флюсопитателем ФП-2-65. Мощность подогревательного пламени при кислородно-флюсовой резке в два раза больше, чем при резке низкоуглеродистых сталей.

При резке флюсопитатель должен быть установлен на расстоянии не более 10 м от места резки. Во избежание забивания шлангов кислородно-флюсовой смесью их укладывают без резких перегибов. Перед засыпкой флюса в бункер необходимо проверить, имеется ли подсос в инжекторе флюсопитателя.

Расстояние от конца мундштука до поверхности разрезаемого металла принимается равным 30—50 мм. Это делается для того, чтобы частицы флюса успели нагреться до температуры воспламенения. Также уменьшается вероятность хлопков пламени.

Если произошло спекание флюса в резаке или в шланге, то быстро перекрывают его подачу, выключают и охлаждают резак, прочищают каналы головки, инжектора и шлангов. Если этого сделать нельзя, то резак и шланг заменяют.

По окончании работы вначале выключают подачу флюса, затем перекрывают ацетиленовый, потом кислородный вентиль и вентиль режущего кислорода.



Читать далее:
Сварочные флюсы
Сварочные электроды
Общие сведения о сварке арматуры
Противопожарные мероприятия при сварке
Безопасность труда при сварке технологических трубопроводов
Безопасность труда при сварке строительных металлических и железобетонных конструкций
Защита от поражения электрическим током при сварке
Техника безопасности и производственная санитария при сварке
Управление качеством сварки
Статистический метод контроля



  1. Спасибо, я поумнел на тонну!

    — Толик · авг 23, 22:22 · #

Ваш отзыв


 



Главная