Технология кислородной резки металла — определение, техника

Кислородная резка металла – это термический способ разрезания металла с помощью газового пламени. В подаваемой струе кислорода разрезаемый металл сгорает, одновременно с этим процессом сгорают и выделяемые оксиды. Для поддержания стабильного процесса используют горючие газы – ацителен, пропан-бутановую смесь, МАФ, а также в отдельных случаях – пары бензина и керосина. Время нагрева газа для низкоуглеродистой стали полностью зависит от толщины заготовки. Для эффективной резки металл должен быть с низким коэффициентом теплопроводности.

Технология кислородной резки

Исходя из особенностей обрабатываемой поверхности, ее формы и самой основы материала, различают несколько видов кислородной резки:

• • скоростная, нормальная и кислородно-флюсовая, предназначены для прямолинейной и фигурной резки;
• • строжка поверхности и канавок, обточка – используют в поверхностных обработках;
• • кислородное копье и струя – применяют в сверлении и прожигании.

В процессе резки металла необходимо соблюдать общие условия – температура плавления металла должна быть всегда выше температуры горения, шлаки легкоплавкими, стабильный и непрерывный нагрев. Механизированный процесс кислородной резки подходит для труб большого и малого диаметра, где важна высокая точность и качество. Ручной способ резки используется для листов и профильного проката. Качественный результат зависит не только от правильно подобранного режима, но и квалификации сварщика.

Резка металла кислородом под водой

Данный вид обработки используется только при необходимости проведения специальных операций: спасательных, строительных, аварийных, подъемных. Резаком для подводной резки можно кроить стальные сплавы толщиной до 70 мм, находясь при этом на глубине до 30 м. Бензокислородный резак может работать со сталью, толщина которой достигает 100 мм.

По типу разреза подразделяются на:

резку копьем;

разделительную;

поверхностную;

Особенности кислородной резки труб

Ручной способ кислородного раскроя применяется для обработки торцов трубопровода перед сварочными работами, для удаления дефектов. Операция может выполняться в любом пространственном положении. Для ее выполнения применяют вставные и универсальные резаки. Настройка режима зависит от толщины обрабатываемого изделия.

Классификация оборудования для резки кислородом

По способу обработки резка бывает ручная и механизированная. Существуют ручные резаки, работа которых характеризуется достаточно высокой точностьюю Они подразделяются на универсальные, специальные, для фигурного и прямого раскроя. При необходимости обработки больших объемов металла рационально использовать переносные аппараты «Гугарк», большие партии одинаковых изделий успешно вырезаются с помощью шарнирных машин АСШ-86. Промышленные предприятия чаще всего используют портально-консольные устройства.

Особенности рабочего процесса

Резка, как и другой рабочие процесс, требует внимательности и соблюдения техники безопасности:

• • запрещено проводить подогрев металла одним только сжиженным газом;
• • запрещено использовать жидкое горючее в газосварочных работах;
• • при работе в закрытых помещениях должны быть предусмотрены вентиляционные системы;
• • баллоны с сжиженным газом должны располагаться на расстоянии не менее 5 м от газосварочных работ.

Сталь	Характеристика разрезаемости
Высокоуглеродистая	При содержании углерода свыше 0,3% до 1% резка затруднена и требуется предварительный подогрев стали до 300-700С. При содержании углерода более 1-1,2% резка невозможна
Среднеуглеродистая	С увеличением содержания углерода от 0,3 до 0,7% резка осложняется
Низкоуглеродистая	При содержании углерода до 0,3% резка без затруднений

Как подготовить поверхность перед резкой

Перед проведением раскроя металла кислородом необходимо очистить поверхность от коррозии, грязи, масляных пятен и окалин. Если резка выполняется вручную, достаточно всего лишь очистить место реза плазменным резаком. Если процесс механизирован, то листы правят на вальцовочных аппаратах, а очищают с помощью химических или дробеструйных работ.

Чертеж устройства ручного ацетилено-кислородного резака

• 1 — головка резака;
• 2 — трубки;
• 3 — вентиль;
• 4 — кислородный вентиль;
• 5 — кислородный ниппель;
• 6 — ацетиленовый ниппель;
• 7 — рукоятка;
• 8 — корпус;
• 9 — ацетиленовый вентиль;
• 10 — инжектор;
• 11 — накидная гайка;
• 12 — смесительная камера;
• 13 — трубка.

Кислородная резка

Кислородная резка осуществляется вследствие нагрева металла до температуры воспламенения теплом газового пламени и экзотермической реакции окисления металла с последующим удалением оксидов кинетической энергией режущего кислорода. Ниже приведены условия разрезаемости металлов и сплавов.

1. Источник тепла должен быть достаточно мощным.
2. Температура горения металла должна быть ниже температуры его плавления, а также температуры плавления образующихся оксидов.
3. Оксиды и шлаки должны быть жидкотекучими и легко выдуваться струей режущего кислорода.

Всем этим условиям удовлетворяют титановые сплавы, низкоуглеродистые и низколегированные стали, однако содержание в сталях легирующих элементов влияет на разрезаемость их кислородным пламенем (табл. 27).

Таблица 27. Влияние легирующих элементов на разрезаемость стали при кислородной резке

Элемент	Разрезаемость стали
Марганец	При содержании до 0,6 % Mn стали разрезаются без затруднений, однако твердость поверхностей реза значительно повышается по сравнению с твердостью основного металла
Кремний	При малом содержании углерода хорошо разрезается сталь с содержанием до 4 % Si. При содержании свыше 0,2 % С удовлетворительно разрезаются стали, содержащие до 2,5 % Si
Хром	Хорошо разрезаются стали, содержащие до 0,7 % С и до 1,5 % Cr. При содержании в стали до 0,4 % С и до 5 % Cr необходим предварительный подогрев, который позволяет избежать закалки; при содержании свыше 6 % Cr сталь не разрезается
Никель	При содержании до 0,5 % С удовлетворительно разрезаются стали, в состав которых входит до 35 % Ni без значительных добавок других элементов
Вольфрам	Сталь при содержании до 0,7 % С и до 10 % W разрезается без затруднений. При содержании 10…15 % W резка возможна только с предварительным подогревом
Молибден	Содержание до 2 % Mo не влияет на процесс резки. При содержании свыше 3,5 % Мо резке поддаются только стали, которые содержат не более 0,3 % С
Медь	Содержание до 0,7 % Cu на процесс резки не влияет
Алюминий	Содержание до 0,5 % Al на процесс резки не влияет. При большем его содержании ухудшается процесс резки. При содержании свыше 10 % Al сталь не разрезается
Сера и фосфор	При общем содержании этих элементов до 0,1 % они на процесс резки влияния не оказывают

Для определения разрезаемости легированных сталей пользуются углеродным эквивалентом, который подсчитывается по формуле:

СЭ = С + 0,15Mn + 0,3(Si + Mo) + 0,4Cr + 0,2V + 0,04(Ni + Cu).

Пределы его изменения позволяют оценить разрезаемость легированных сталей (табл. 28).

Таблица 28. Разрезаемость углеродистых и низколегированных сталей при кислородной резке

Углеродный эквивалент стали, %	Ограничения при резке	Примеры марок сталей
До 0,6	Технологических ограничений нет, подогрев не требуется	08, 10, 20, 25, Ст1-Ст4, 15Г, 20Г, 10Г2, 15М, 15НМ
0,6…0,8	В летнее время допустима резка без подогрева. В зимнее время при резке больших сечений и вырезке деталей сложной конфигурации необходим подогрев до температуры 150 °С	35, 45, 30Г, 40Г, 30Г2, 15Х, 20Х, 15ХФ, 10ХФ, 15ХГ, 20М, 12ХН3А, 20ХН3А
0,8…1,1	Для предотвращения закалочных трещин необходим предварительный или сопутствующий подогрев деталей до температуры 200…300 °С	50, 70, 50Г, 70Г, 35Г2, 50Г2, 30Х, 50Х, 12ХМ, 35ХМ, 20ХГ, 40ХГ, 40ХН, 50ХН, 12Х2Н4А, 20ХН24А, 10ХФА, 5ХНМ, ШХ10, 35ХМФА
Свыше 1,1	Во избежание появления трещин необходимы предварительный подогрев до температуры 300…450 °С и выше и последующее замедленное охлаждение (в печи или под тепловой изоляцией). Углеродистая сталь, содержащая свыше 1,2 % С, не поддается кислородной резке	25ХГС, 50ХГС, 33ХС, 40ХС, 20Х3, 35ХЮА, 37ХН3А, 35Х2МА, 25ХНВА, 40ХГМ, 38ХМЮА, 45ХНМФА, 50ХГА, 50ХФА, 50ХГФА, 5ХНМ, 12Х2Н3МА ШХ15, ШХ15СГ

Ниже перечислены основные параметры кислородной разделительной резки.

Пламя — нейтральное, при резке металла толщиной более 400 мм — науглероживающее.

Мощность пламени зависит от толщины, состава и состояния металла. При ручной резке повышается в 1,5…2 раза по сравнению с механизированной; при резке литья увеличивается в 3…4 раза; определяется номером сменного мундштука (табл. 29).

Давление режущего кислорода зависит от толщины разрезаемого металла, формы режущего сопла и чистоты кислорода; необходимо руководствоваться указаниями и инструкциями по эксплуатации.

Скорость резки должна соответствовать скорости окисления металла по толщине. При нормальной скорости поток искр и шлака с обратной стороны разрезаемого листа сравнительно спокойный и направлен почти параллельно кислородной струе. Зависит от толщины металла, требований к качеству поверхности реза и от степени чистоты кислорода (табл. 30—11.32).

Параметры режима ручной резки приведены в табл. 33, 34, а поверхностной кислородной строжки — в табл. 35.

Таблица 29. Выбор сменного мундштука при ручной кислородной резке

Номер сменного мундштука	Толщина разрезаемой стали, мм	Давление на входе в резак, МПа		Расход, м3/ч, не более
		кислорода	ацетилена	режущего кислорода	кислорода подогревающего пламени для		ацетилена
					ацетилена	пропанбутана и природного газа
0 1 2 3 4 5 6	3…8 8…15 15…30 30…50 50…100 100…200 200…300	0,25 0,35 0,40 0,42 0,50 0,75 1,0	0,001…0,1     0,01…0,1	1,3 2,6 4,0 6,8 11,5 20,5 30,0	0,6 0,6 0,7 0,8 0,9 1,25 —	1,25 1,5 1,8 1,9 2,3 2,5 3,2	0,4 0,5 0,65 0,75 0,9 1,25 —

Примечания.

1. Мундштуки рассчитаны для использования горючего газа в соответствии с исполнением резака.
2. Давление на входе в резак пропан-бутана и природного газа 0,02…0,15 МПа.
3. Расход пропан-бутана определяют умножением расхода кислорода подогревающего пламени на коэффициент 0,55…0,6.
4. Чистота кислорода не менее 99,5%.

Таблица 30. Зависимость скорости резки и ширины реза от толщины металла

s, мм	3…5	8…10	10…25	25…50	50…100	100…200	200…300
vрез, м/ч Ширина реза, мм	30…33 —	24…27 3…4	18…24 3…4	15…20 4…5	12…15 5…6	8…12 6…10	3…6 8…15

Примечание. Скорости указаны для фигурной резки по 1-му классу кислородом чистотой 99,5 %. При другом качестве газа и использовании кислорода другой чистоты эти значения скорости следует умножить на коэффициенты, приведенные в табл. 31 и 32.

Таблица 31. Зависимость скорости резки от качества поверхности реза

Класс качества	1	2	3	Без оценки
Коэффициент скорости резки	1	1,2	1,4	2

Таблица 32. Зависимость скорости резки от чистоты кислорода

Чистота кислорода	99,8	99,5	99,2	99	98,5	98
Коэффициент скорости резки	1,19	1	0,92	0,9	0,84	0,74

Таблица 33. Параметры режима резки углеродистых и низколегированных сталей

s, мм	Ширина реза, мм	Номер внутреннего мундштука	p, МПа		Расстояние между мундштуком и металлом, мм	vрез, м/ч
			кислорода	горючего газа
8…10	3…4	1	0,3	не менее 0,01	2…3	33…24
10…25	3…4	2	0,4		3…4	24…18
25…30	4…5	3	0,6		3…5	18…15
50…100	5…6	4	0,8		4…6	15…12
100…200	6…8	5	1,0		5…8	12…8
200…300	8…10	5	1,2		7…10	8…5

Таблица 34. Параметры режима ручной резки сталей больших толщин

s, мм	Диаметр канала режущего кислорода, мм	Давление кислорода перед мундштуком, МПа	Qг, м3/ч		Расстояне между мундштуком и металлом, мм	vрез, м/ч
			кислорода	ацетилена
300	6	1,2…1,6	34…42	1,3…2,0	20…30	6…8
400	7	1,2…1,7	45…56	1,6…2,4	25…40	5…6
500	8	1,2…1,6	50…70	1,9…2,9	30…50	4…6
600	8	1,6…2,2	67…88	2,3…3,3	35…60	3,3…4,2
700	9	1,5…2,1	78…97	2,5…3,8	40…70	3,0…4,0
800	9	1,9…2,5	90…110	2,8…4,2	45…80	2,7…3,3

Таблица 35. Параметры режима ручной поверхностной кислородной строжки

Номер мундштука	Размер канавки, мм		pO2, МПа	QO2 *, м3/ч	vрез, м/ч
	ширина	глубина
1 2 3	15…30 18…35 30…50	2…12 2…16 2…20	0,3…0,6 0,3…0,8 0,35…1,0	18…40 20…55 30…75	90…480 90…600 90…600

* Для ацетилена 0,9…1,0 м³/ч.

При использовании в качестве горючего вещества керосина или бензина возможна резка металла как на воздухе, так и под водой (табл. 36 и 37). При ручной резке используют типы инжекторных резаков согласно ГОСТ 5191-79 (табл. 38). Конкретные технические данные марок резаков, в том числе и вставных, приведены в табл. 39.

Механизированная резка осуществляется на резаках, приведенных в табл. 40, где р, МПа — давление газа, Q_г, м³/ч — расход газа.

Таблица 36. Параметры режима ручной керосино-кислородной резки

s, мм	Номер мундштука	p, МПа		Расход		vрез, м/ч
		кислорода	керосина	кислорода, м3/ч	керосина, кг/ч
До 20	1	0,4…0,5	1,5…3,0	5,4…7,6	0,7…0,8	27…18
20…50 50…100	2 3	0,5…0,7 0,7…0,9		7,6…9,8 9,8…20,2	0,8…0,9 0,9…1,0	18…9 9…6
100…200	4	0,9…1,1		20,2…32,6	1,1…1,3	6…4,5

Таблица 37. Параметры режима подводной ручной бензокислородной резки

s, мм	Расход		vрез, м/ч
	кислорода, м3/мин	бензина, л/мин
10	1,2	0,8	24…30
20	2,4	1,8	12…15
40	4,8	4,3	6,0…8,0
60	7,0	7,2	4,2…5,0
80	10,0	11,0	3,0…3,6
100	12,0	14,0	2,4…3,0

Таблица 38. Типы инжекторных резаков для ручной кислородной резки

Тип резака	Исполнение резака *	Толщина разрезаемой стали, мм	Номер сменного мундштука
Р1 — малой мощности РВ1 — вставной малой мощности	А ПГ ПБ	3…100	0; 1; 2; 3; 4
Р2 — средней мощности РВ2 — вставной средней мощности	А ПГ ПБ	3…200	0; 1; 2; 3; 4; 5;
Р3 — большой мощности	ПГ ПБ	3…300	0; 1; 2; 3; 4; 5; 6

* Применяемый горючий газ: А — ацетилен, ПГ — природный газ, ПБ — пропан-бутан.

Таблица 39. Технические характеристики резаков для ручной кислородной резки

Марка	Толщина металла, мм	Номер внутреннего мундштука	Давление, МПа		Расход, м3/ч		Масса, кг
			кислорода	газа или керосина	кислорода	газа или керосина
Р1 *	До 15	1	0,35	0,03…0,08 0,01…0,15	2/3,3	0,2/0,3	0,68
	15…50	2	0,45		4/5	0,3/0,35
	50…100	3	0,55		8,5/9	0,4/0,4
Р2	3…200	0…5	0,25…0,75	0,001…0,1	1,8…22	0,4…1,3	1,17
Р3 *	До 50	3	0,45	0,03…0,12 0,02…0,15	5,6/6,0	0,4/0,55	0,8
	50…100	4	0,55		10,4/10,8	0,45/0,65
	200…300	6	0,85		24,6/30	0,8/0,9
РК-02 **	До 20	2	0,35/0,40	0,15…0,30	2,3/4,0	0,7…0,8	1,2
	20…50 50…100	3 4	0,35/0,40 0,35/0,50		4,1/6,0 6,5/14	0,8…0,9 0,9…1,0
	100…200	5	0,50/0,60		15/28	1,1…1,3
Вставные резаки
РГС-70	3…70	—	0,3…0,6	Не меньше 0,001	3…10	0,4…0,6
РГМ-70	3…50	—	0,3…0,5	Не меньше 0,001	3…8	0,3…0,6
РАГ-70	3…20	—	0,2…0,3	Не меньше 0,001	2…3	0,3…0,4
РАО-70	5…50	—	0,3…0,5	Не меньше 0,001	3…8	0,3…0,6
РАЗ-70	—	—	0,3…0,6	0,005	4…10	0,4…0,6
РВ-1А-02	3…100	—	0,25…0,5	0,001…0,1	1,9…8,5	0,35…0,7
РВ-2А-02	3…200	—	0,25…0,75	0,001…0,1	1,9…17,0	0,35…1,1

* В числителе приведены данные для ацетилена, в знаменателе — для пропана-бутана.

** В числителе приведены данные для кислорода подогревающего пламени, в знаменателе — для режущего кислорода.

Таблица 40. Параметры режима фигурной механизированной кислородной резки (1-й класс качества поверхности реза, чистота кислорода 99,5 %)

s, мм	p, МПа		Qг, м3/ч			vрез, м/ч
	кислорода	ацетилена	режущего кислорода	подогревающего кислорода	ацетилена
3 5 8 10 15 20 30 40 50 60 80 100 150 200 250 300	0,15 0,25 0,35 0,40 0,30 0,35 0,30 0,35 0,40 0,35 0,40 0,45 0,70 0,80 0,70 0,80	Не ниже 0,03	0,7 1,0 1,3 1,5 3,0	0,4…0,6	0,3…0,5	3 30 27 24 23
			3,0 5,5 6,5 7,0	0,5…0,7	0,4…0,6	21 19 18 15
			9,5 11 12 19 23 25 28	0,6…1,2	0,5…1,2	14 13 12 10 8 6 5

Улучшить качество поверхности реза можно, используя специальную конструкцию каналов режущего кислорода (табл. 41), применяя кислород повышенной чистоты (табл. 42) или ведя процесс при большем давлении кислорода (табл. 43).

Резку можно осуществлять и с использованием газов-заменителей ацетилена (табл. 44).

Таблица 41. Параметры режима безгратовой резки сталей с использованием кислорода чистотой 99,5 %

s, мм	Размеры сечений каналов режущего кислорода в мундштуке, мм		Давление режущего кислорода, МПа	Qг, м3/ч		vрез, м/ч
	головного	выходного		кислорода	ацетилена
3	0,7	0,7	0,07	0,8…1,0	0,25…0,35	28…38
5	0,7	0,7	0,08	1,0…1,2	0,25…0,35	25…33
8	0,95	0,95	0,14	1,4…1,5	0,25…0,35	23…29
10	0,95	0,95	0,2	1,7…1,8	0,25…0,35	22…28
20	1,0	1,3	0,65	3,8…4,0	0,30…0,40	17…22
30	1,3	1,7	0,55	5,3…5,5	0,30…0,40	15…20
40	1,3	1,7	0,70	6,4…6,6	0,30…0,40	14…18
50	1,3	1,7	0,85	7,5…7,7	0,30…0,40	13…17
60	1,8	2,3	0,50	8,9…9,1	0,35…0,45	12…16
80	1,8	2,3	0,65	11,0…11,2	0,35…0,45	11…15
100	1,8	2,3	0,80	13,1…13,3	0,35…0,45	10…14

Таблица 42. Параметры режима механизированной безгратовой резки с использованием кислорода чистотой 99,8…99,9%

s, мм	Ширина реза, мм	Номер внутреннего мундштука	Давление * кислорода, МПа	vрез, м/ч
6	2,0	1	0,27…0,30	36…38
8	2,0	1	0,30…0,34	30…32
10	2,0	1	0,35…0,38	27…29
15	2,5	2	0,43…0,46	24…26
20	3,0	2	0,50…0,54	21…23
25	3,0	2	0,55…0,58	20…22
30	3,5	3	0,60…0,65	18…20

* Для ацетилена 0,01…0,03 МПа.

Таблица 43. Параметры режима механизированной безгратовой резки при давлении кислорода 1,5…1,8 МПа

s, мм	Ширина реза, мм	Характеристики внутреннего мундштука		p , МПа		vрез, м/ч
		номер	диаметр отверстия, мм	кислорода *	ацетилена
5	0,8…0,9	1	0,35	0,20…0,25 1,5…1,8	0,01	56…58
10	1,1…1,2	2	0,45	0,25…0,30 1,5…1,8	0,03	56…58
15	1,2…1,3	3	0,6	0,32…0,35 1,5…1,8	0,03	49…50
20	1,3…1,4	3	0,6	0,35…0,40 1,5…1,8	0,03	43…44
25	1,5…1,6	3	0,6	0,40…0,45 1,5…1,8	0,03	37…38
30	1,6…1,7	3	0,6	0,45…0,50 1,5…1,8	0,03	31…32
40	1,9…2,0	4	0,8	0,50…0,55 1,5…1,8	0,035	28…29
50	2,4…2,5	4	0,8	0,55…0,60 1,5…1,8	0,04	26…27
60	2,6…2,8	4	0,8	0,60…0,65 1,5…1,8	0,04	24…25
80	3,0…3,1	5	1,0	0,65…0,70 1,5…1,8	0,04	23…24
100	3,1…3,5	6	1,2	0,70…0,75 1,5…1,8	0,04	19…20

* В числителе — подогревающего, в знаменателе — режущего кислорода.

Таблица 44. Параметры режима механизированной резки с использованием газов — заменителей ацетилена

s, мм	Номер внутреннего мундштука	Ширина реза, мм	p , МПа		vрез, м/ч
			кислорода	газов-заменителей
Резка с использованием пропана-бутана
5	1	2,5	0,29…0,25	0,01…0,03	23…24
10	1	3,0	0,25…0,30	0,02…0,03	19…20
15	2	3,5	0,30…0,35	0,02…0,03	17…18
20	2	3,5	0,35…0,40	0,02…0,03	15…16
30	3	4,0	0,45…0,50	0,02…0,03	12…13
50	3	4,5	0,55…0,60	0,035…0,045	10…11
80	4	5,0	0,70…0,75	0,035…0,045	7…8
100	4	5,0	0,80…0,85	0,045…0,055	5…6
Резка с использованием природного газа
5	1	2,0	0,3…0,35	0,01…0,03	29…30
10	1	2,5	0,3…0,4	0,01…0,03	25…26
15	2	2,5	0,4…0,5	0,01…0,03	22…23
20	2	2,5	0,4…0,5	0,01…0,03	20…21
30	3	3,0	0,5…0,6	0,01…0,03	17…18
40	3	3,5	0,5…0,6	0,035…0,05	15…16
70	4	4,5	0,6…0,7	0,035…0,05	12…13
100	5	4,5	0,7…0,8	0,06…0,07	11…12

Повысить производительность резки, особенно, при необходимости получения большого количества деталей сравнительно небольшой толщины можно, используя пакетную резку.

Разрезаемые листы собирают в пакет, который стягивается струбцинами или специальными зажимными устройствами, и разрезают за один проход резака, применяя кислород низкого давления (табл. 45).

Таблица 45. Параметры режима механизированной пакетной резки

sл, мм	Количество листов в пакете, шт	Давление режущего кислорода, МПа	vрез, м/ч
1	2	3	4
4	15	0,1…0,11	12
6	12	0,1…0,12	11
10	8	0,12…0,14	10
12	6	0,12…0,14	11
16	6	0,12…0,14	10
20	4	0,12…0,14	10
24	3	0,12…0,14	11
30	3	0,12…0,15	9,5
60	2	0,14…0,17	9,0

Резка сталей больших толщин осуществляется специальными мундштуками кислородом низкого давления (табл. 46). С помощью специальных установок можно добиться высокой производительности при выполнении операций резки с односторонней разделкой кромок под сварку (табл. 47). Односторонняя разделка выполняется двумя резаками: первый осуществляет вертикальный рез и создает притупление, а второй — косой рез. Двухсторонняя разделка выполняется одновременно тремя резаками: первый осуществляет вертикальный рез и создает притупления, второй срезает нижнюю кромку, а третий — верхнюю кромку.

При этом мощность подогревающего пламени вертикального резака такая же, как и для однорезакового резания, а для боковых резаков этот показатель увеличивается в 1,5…2 раза. Технические характеристики резаков для механизированной резки и машин, на которых они установлены, приведены в табл. 48. Буквы и цифры в обозначении типа резака: РМ — резак механический, однозначное число — количество вентилей; И — инжекторный; РД — равного давления, трехзначное число — длина резака. Технические характеристики переносных газорезательных машин приведены в табл. 49.

Таблица 46. Параметры режима механизированной резки сталей большой толщины

s, мм	Диаметр выходного сопла режущего кислорода, мм	рО2, МПа	Qг, м3/ч		Расстояне между мундштуком и металлом, мм	vрез, м/ч
			кислорода	ацетилена
200	5	0,06…0,08	35	3	15…20	10…11
300	6	0,12…0,16	45	4	20…30	8…9
400	7	0,12…0,17	60	5	25…40	6…7
500	8	0,12…0,16	80	6	30…50	5…5,5
600	9	0,16…0,22	100	7	35…60	4…5
700	9	0,15…0,21	130	8	40…65	3…3,5
800	9	0,19…0,25	260	9	45…70	3…3,3
1000	12…14	0,20…0,25	300	11	50…75	2,5…3,0

Таблица 47. Параметры режима механизированной резки при подготовке кромок металла под сварку

s, мм	Давление режущего кислорода, МПа	vрез, м/ч	s, мм	Давление режущего кислорода, МПа	vрез, м/ч
С односторонней разделкой			С двухсторонней разделкой
10	0,45	29	—	—	—
20	0,45	24	20	0,45	22
30	0,45	20	30	0,45	19
40	0,55	17	40	0,55	16
60	0,60	14	60	0,60	13
80	0,75	11	80	0,75	11
100	1,05	10	100	1,05	9

Таблица 48. Технические характеристики резаков для механизированной резки

Марка	Машина, на которой установлен резак	Разрезаемый металл, мм		Рабочее давление кислорода * , МПа	Расход газов, м3/ч		Комплекты сменных мундштуков	Количество резаков в машине, шт	Масса резака, кг
		Толщина	Наибольшая ширина		кислорода	ацетилена
РМ-0-РД-450	«Одесса», «Черномор» «Днепр» «Юг»	5…300	2500	0,2…1,2	2…28	0,5…1,2	Внешний №1, 2 Внутренний №1…5	5…6	1,25
РМ-3-И-450	СГУ, СГФ	5…300	2000	0,2…1,2	2…28	0,3…1,2	Те же	4	1,25
РМШ-3-И-396	АСШ-2, АСШ-70	5…100	750	0,2…0,8	2…13	0,3…0,8	Внешний №1 Внутренний №3	1…3	1,3
РМ-2-И-330	«Радуга»	5…300	—	0,2…1,2	2…28	0,3…1,2	Внешний №1, 2 Внутренний №1…5	1…2	1,0
РМ-3-И-265	«Спутник»	5…50	—	0,2…0,6	2…8	0,3…0,8	Внешний №1 Внутренний №1…3	1…2	0,8
РМ-0-И-135	ПГО, УФВТ	5…60	—	0,2…0,6	2…9	0,3…0,8	Те же	1	0,44

* Рабочее давление ацетилена 0,01…0,03 МПа.

Таблица 49. Технические характеристики переносных газорезательных машин

Марка	Давление кислорода *1, МПа	Qг, м3/ч		vрез, м/ч	U, В	Масса, кг
		кислорода	ацетилена
«Радуга»	0,8	20	1,0	5,5…90	~110/127	4,5
«Смена»	0,8	20	1,0	6…240	36	4,2
«Микрон-2»	0,8	22	0,55	6…240	24	4,2
«Спутник-3» *2	0,6	12	0,65	9…45	24	16,6
«Орбита-2»	0,6	14	1,1	12…42	~220	18,4

*1 Для ацетилена 0,01…0,10 МПа.

*2 Оснащена одним резаком, остальные — двумя.

Просмотров: 221

Газокислородная резка металла: технология, виды, условия, процесс

В любой отрасли, изготовляющей, ремонтирующей или перерабатывающей металлические изделия, требуется резать металл. Для чернового раскроя и разборки неразъемных соединений металлических конструкций существует сравнительно несложная и недорогая технология — газокислородная резка металла. Газокислородный способ резания отличается высокой мобильностью. Для работы требуется несложное оборудование, необходимо тщательно соблюдать меры безопасности — способ пожароопасен.

Газокислородная резка металла

Технология резки газом

Газокислородная резка используется при раскрое стальных сплавов толщиной от 5 до 60 мм. Нагрев и плавление металла происходит за счет тепла, выделяемого при реакции окисления. В ходе реакции полоса металла сгорает с высокой скоростью в узком пучке пламени, направляемом на обрабатываемую поверхность. Продукты сгорания удаляются из зоны резания потоком газа.

При подготовке и проведении процесса газокислородной резки необходимо соблюдать следующие требования:

• Тщательно очистить поверхность по линии разреза и прилегающую к ней зону на 10-15 см. Необходимо удалить следы старой краска, масложировые пятна, смазочные материалы. Наличие таких загрязнений может стать причиной возгорания или даже взрыва. Следует также по возможности зачистить ржавчину. Она выступает в роли теплоизолятора и замедляет резание.
• Со стороны тыльной поверхности разрезаемой детали следует предусмотреть свободное пространство в 5-10 см. Через него должна выходить газометаллическая струя. Если она будет отражаться обратно на деталь, возникнет нежелательная турбулентность газового потока. Это отрицательно скажется на скорости резания и может привести к термической деформации заготовки.
• Нельзя отклонять резак от вертикали более чем на 5°. Это приведет к искажению формы факела, снижению точности реза и качества поверхности.
• Требуется высокая квалификация и значительный практический опыт газосварщика. Только тогда можно гарантировать высокую точность реза и достаточную производительность.

Технология газокислородной резки

Виды резки металла газом

Газокислородная резка имеет несколько разновидностей. Ученые и инженеры разработали эти методы, исходя из особенностей применения в конкретных условиях. Наиболее употребительны следующие методы резки:

• Пропаном. Этот довольно популярный способ применим для титановых, низколегированных сплавов и сталей с низким содержанием углерода. Для углеродистых и высокоуглеродистых сталей он не подходит. Для большей производительности и энергоэффективности пропан могут заменять на метан или ацетилен.
• Воздушно — дуговая. В дополнение к сгоранию материала в струе кислорода меду заготовками и встроенным в резак электродом возбуждается электродуга. Она плавит металл в районе линии реза, а газовый поток уносит его остатки. Метод не позволяет разрезать толстые изделия, зато дает возможность делать разрезы большой ширины. Это очень полезно при выполнении фасонного раскроя и позволяет существенно снизить трудоемкость операции.
• Кислородно-флюсовая. При данном методе в рабочую область подается флюсовый порошок. Этот компонент участвует в физико-химических процессах и обеспечивает повышенную пластичность и податливость материала во время резания. Способ применим для резания сплавов, на поверхности которых образуются прочные и термостойкие оксидные пленки. Применение флюса позволяет избавиться от них, сместив температурный баланс в зону более высоких температур. Особенно эффективен данный метод для чугунных, медных, бронзовых и латунных изделий, заготовок с высокой степенью зашлакованности и для железобетона.
• Копьевая. Применяется при разборке металлических конструкций, технологических отходов, разделке массивных крупногабаритных заготовок. Струя кислорода пропускается через тонкую стальную трубку — газовое копье. Копье является расходным материалом, оно сгорает в ходе процесса, повышая температуру и эффективность основной реакции и позволяет дополнительно концентрировать режущий факел. В результате скорость разделки существенно возрастает.

Технологически процесс газокислородной резки предполагает ведение резака газорезчиком вручную.

Подача газов управляется одним общим или двумя раздельными запорными вентилями. Применение раздельных вентилей позволяет точно настраивать состав смеси и оперативно перестраивать оборудование для другого вида работ.

Промышленная газокислородная сварка

Рукоятка резака снабжена тремя патрубками с разъемами. По ним подводится кислород, пропан (или ацетилен) и охлаждающая жидкость. Давление кислорода устанавливается на баллонном редукторе и может достигать 12 атмосфер.

После выполнения поджига в факел резака подается кислород. Сгорание пропана нагревает поверхность заготовки до такой температуры, что начинается химическая реакция его окисления. Она идет настолько интенсивно, что деталь прожигается насквозь струей режущего кислорода и газовый поток выносит сгорающие частицы металла в разрез.

Устройство резака

Условия для газокислородной резки

Для успешного применения газокислородной технологии резки металла следует соблюдать ряд обязательных условий:

• температура плавления (T_плав) материала должна превышать температуру горения (T_воспл) в кислородной среде. Разница должна составлять не менее 50 °С, чтобы исключить вытекание расплава и неоправданное расширение зоны разреза. Так, для конструкционных сплавов T_плав=1540 °C, а T_воспл= 1150 °С. С увеличением содержания углерода температура плавления понижается. Это затрудняет резание чугунов и высокоуглеродистых сплавов обычным резаком.
• T_плав разрезаемого материала должна превышать T_плав оксидных пленок на его поверхности. Тугоплавкая оксидная пленка будет препятствовать доступу кислорода к поверхности металла и реакция горения не сможет начаться. Так, оксиды хрома и конструкционная сталь 3 имеют температуры плавления соответственно 2270 и 1540 °С. Выходом из такой ситуации может быть применение флюсового порошка, вступающего в реакцию с оксидной пленкой и преобразующего ее в вещества с более низкой температурой плавления.
• Оксиды, возникающие в процессе резания, должны иметь высокую жидкотекучесть. Если текучесть низкая, то они облепляют кромки линии разреза, препятствуя горению основного материала. Специально подобранный флюсовый порошок также помогает решить эту проблему, повышая текучесть оксидов. Но это приводит к удорожанию процесса.
• Разрезаемый материал должен иметь низкую теплопроводность. В противном случае тепло будет отводиться из рабочей зоны и температуры возгорания металла в месте проведения работы будет не достичь. Реакция не сможет начаться либо будет протекать нестабильно, увеличивая расход газа, снижая точность и качество поверхности реза.

Условия для газокислородной резки

Расход газа при резке металла

Расход газа во время проведения операции зависит от сочетания нескольких факторов.

Определяющим из них является выбранный вид газокислородной резки. Так, воздушно-флюсовый метод при прочих равных параметрах расходует газа меньше, чем кислородно — дуговой.

Кроме того, на расход рабочего газа влияют следующие параметры:

• Навыки газорезчика. Опытный мастер будет расходовать газа на единицу длины реза существенно меньше, чем его начинающий коллега.
• Разрезаемый материал. Термостойкие сплавы требую большего расхода.
• Толщина материала. Чем толще раскраиваемая заготовка или разрезаемое при демонтаже изделие, тем выше будет расход.
• Ширина разреза.

Последним, но не маловажным фактором, влияющим на потребление газа, является общая исправность оборудования и его правильная настройка.

Неисправный вентиль или соединение, неотрегулированная горелка могут не только повысить расход на десятки процентов, но и стать причиной серьезной аварии.

Применение качественных промышленных газов с предписанной технологией степенью очистки от посторонних примесей также повышает производительность и снижает расход.

Преимущества и недостатки технологии

Газокислородная резка обладает целым рядом достоинств, делающим эту технологию экономически эффективной, а в ряде случаев — и просто незаменимой:

• Большая толщина разрезаемого материала.
• Выполнение разрезов любой сложности, в том числе многоступенчатых.
• Кроме сквозного реза, возможен рез на определенную глубину, что позволяет проводить фасонную обработку поверхности.
• Низкая себестоимость операции при достаточном качестве поверхности реза.
• Высокая производительность.
• Высокая мобильность делает метод незаменимым при демонтаже сложных промышленных конструкций и корпусов судов, а также при работе в труднодоступных местах.

Как и любой реально существующей технологии, есть у нее и минусы:

• Требует высокой квалификации и продолжительного набора опыта оператором резака. Начинающим доступны только самые простые операции типа прямого реза тонкого листа.
• Пожароопасность и взрывоопасность. Метод требует проведения ряда подготовительных операций для обеспечения безопасных условий работы и тщательного соблюдения требований безопасности в ходе ее выполнения.
• Невысокая точность раскроя, особенно при ручном резании. Как правило, необходима дополнительная механическая обработка заготовок для приведения размеров и формы в соответствие с чертежом.
• Температурное воздействие на материал может привести к деформациям — короблению, кручению и пр. Это не так важно при демонтаже, но привносит дополнительный риск при раскрое листов.

Стационарные автоматизированные установки плазменной резки металла позволяют побороть большинство недостатков, но лишают процесс мобильности.

Качество резки

Качество газокислородной резки является весьма важным фактором и слабым местом технологии. Чтобы его обеспечить, необходимо контролировать следующие параметры:

• Подача кислорода. Необходимо точно выдерживать этот параметр. Недостаточная подача вызывает неполно окисление разрезаемого материала и накапливанию оксидом в рабочей зоне Переизбыток же охлаждает рабочую зону и выносит из нее тепло, приводя к нестабильности реакции горения.
• Чистота промышленного газа. Применение загрязненного кислорода приводит к скоплению шлаковых масс на нижней стороне разреза, снижению скорости резания и повышенному расходу газа.
• Мощность факела подогрева. Исходя из состава газовой смеси, различают три типа пламени. Окислительное применяется для работы с листом в 3-9 мм. Обычное — для заготовок от 10 до 100 мм. Для более толстого материала используют т.н. науглероживающее пламя подогрева.
• Длина факела. Факел должен быть длиннее, чем толщина детали. Это позволит эффективно выносить продукты горения за пределы рабочей зоны.

Качество резки металла

Опытный мастер должен быть способным одновременно контролировать все указанные параметры.

Скорость резки

Скорость газокислородной резки требуется выдерживать ровно такую, какая предусмотрена технологией.

В случае занижения скорости движения резака происходит перегрев материала и оплавление кромок.

При превышении может начаться частичный или полный непрорез металла, поскольку струя кислорода будет запаздывать и отклоняться.

Контролируют скорость визуально, по направлению факела и искр, вылетающих с тыльной стороны заготовки.

Зависит скорость также и от толщины разрезаемого металла.

Подготовка к резке металла

В ходе подготовительных операций линия резки и околоразрезная зона должны быть зачищены механическим способом от ржавчины, окалины, остатков лакокрасочных покрытий. Масложировые загрязнения следует удалить органическими растворителями.

Присутствие загрязнений в рабочей области приводит к снижению производительности и качества поверхности кромок.

Кроме того, загрязняющие вещества могут вступать в химические реакции при высокой температуре с образованием нежелательных соединений, налипающих на тыльную сторону разреза в виде шлаков.

Подготовка оборудования для газокислородной резки

Заготовку следует надежно закрепить в выбранном положении. Преимущество обычно остается за нижним положением — в нем облегчен доступ к детали и вынос сгоревшего металла с тыльной стороны разреза. Для этого нужно уложить заготовку на специальный раскроечный стол или подложить под нее негорючие подкладки.

Установка для газокислородной резки металлов

Перед тем как зажечь газокислородный  резак

Следует провести полную проверку оборудования:

• Осмотреть горелку, все разъемы, шланги, баллоны и арматуру на предмет отсутствия механических повреждений.
• На слух проверить отсутствие утечки газа. Проверять утечку зажженной спичкой недопустимо.
• Поверить инжекцию.

Осмотр резака

Особо опасной неисправностью, делающей невозможной дальнейшую работу, является обратный удар — распространение пламени в обратном направлении внутрь горелки. Если оператор слышит повторяющиеся хлопки или видит, как пламя втягивается внутрь горелки, он должен немедленно перекрыть подачу пропана, затем кислорода. Горелку следует остудить. Далее необходима прочистка и продувка инжектора, смесительной камеры и форсунок. Все соединения после продувки необходимо подтянуть. Категорически недопустимо:

• Продолжение резки при обратном ударе или нарушении регулировок состава газовой смеси.
• Удержание шлангов в руках или опора их на другие части тела.
• Движение с работающей газокислородной горелкой. При необходимости сменить рабочее место резак следует погасить и вновь разжечь на новом месте.
• Оставлять работающую горелку без присмотра.

Резак

Рабочая зона должна быть не захламлена и обеспечивать свободное перемещение оператора и шлангов.

Резка металла

Работа осуществляется в следующей последовательности:

• прогреть кромку, отклонив резак в сторону детали на 2-3°:
• поставить газокислородную горелку в вертикальное положение и подать кислород;
• снова отклонить резак на 2-3° в сторону реза;
• плавно, без рывков, вести горелку по линии разреза;
• перед окончанием линии немного снизить скорость и дорезать линию до конца.

Перед началом резания следует убедиться в том, что отрезаемый кусок конструкции надежно закреплен и не упадет на оператора или его коллегу

После окончания резки

Правильное завершение операции — это залог безопасности и качества работы. По окончании резания следует:

• Перекрыть подачу кислорода, а затем — горючего газа.
• Закрутить баллонные вентили.
• Открыть вентиль подачи кислорода на горелке и дать газу из шланга уйти в атмосферу, после чего закрутить его.
• Провернуть винт регулировки подачи кислорода, освободив его пружину.
• Очистить форсунки резака от шлаков и нагара.
• Отсоединить горелку от шлангов, свернуть их и подвесить в отведенном месте.
• Убрать газокислородную горелку в отведенное место хранения.

Резка металла газом

Перед тем, как покинуть рабочее место, следует убедиться в отсутствии задымления постороннего запаха и других признаков очагов возгорания.

Деформация материала при резке газом

Термические деформации часто сопутствуют технологическим операциям, связанным с нагревом заготовок до высоких температур. Чаще всего встречается изгиб и коробление.

Для снятия внутренних напряжений, возникших поле газокислородной резки, и восстановления формы деталей, применяют следующие приемы:

• термообработка методом отпуска или отжига;
• правка на правильных вальцах;
• прочное крепление проката перед раскроем и до полного остывания;
• повышенная скорость резания.

Кроме изменения формы, неравномерный нагрев может привести и изменению механических свойств заготовки. Их восстанавливают термообработкой.

Обратный удар при резке газом

Явление обратного удара заключается в изменении направления горения струи газовой смеси. При этом фронт горения втягивается в форсунку и далее начинает распространяться внутри горелки и по шлангам. В наихудшем случае он может привести к взрыву редукторов или даже баллонов с газом. Это серьезная угроза здоровью и жизни сотрудников и сохранности материальных ценностей. Во избежание печальных последствий резак оборудуется обратным клапаном, отсекающим подачу газа при изменении давления.

Обратный удар при резке металла

Пропан или ацетилен: что предпочесть?

Для кислородной резки используют несколько подогревающих газов. Наиболее часто применяют пропан. Это объясняется следующими его достоинствами:

• Низкая пожароопасность и взрывоопасность по сравнению с ацетиленом.
• Характерный запах меркаптановых добавок в пропане позволяет легко идентифицировать факт и место разгерметизации и утечки.
• Существенно более низкая стоимость пропана.

Ацетилен обладает своими достоинствами, которые в определенных обстоятельствах делают его более предпочтительным выбором. В их числе вдвое больший энергетический потенциал. При резке толстых конструкций или при необходимости обеспечить высокую скорость резания это становится определяющим фактором. Однако ацетилен более сложен в обращении, для него строже нормы безопасности и он существенно дороже.

Кроме того, ацетилен издает характерный неприятный запах, и в помещениях ограниченного объема он будет мешать другим работам.

Для работы в установке газокислородной резки не подходит бытовой газ. Там пропан смешан с бутаном, замедляющим или останавливающим процесс первичного нагрева. Промышленный пропан не содержит этой вредной примеси. При снижении температуры ниже 10 °С плотность пропана растет настолько, что изменяется скорость его подачи в горелку. Это приводит к снижению производительности и к повышенному износу деталей и узлов резака.

Кроме подогревающего газа, важно уделять внимание и держать под постоянным контролем узел подачи кислорода. Давление режущего кислорода — свыше 10 атмосфер, и при его утечке можно получить сильные ожоги.

Особенности выполнения ручной резки

Одна из самых распространенных ошибок резчика, приводящая к большому количеству дефектов — это запаздывание струи кислорода. Причинами этого явления служат неравные условия горения по глубине разреза. В средних и нижних слоях заготовки часть энергии факела растрачивается на непроизводительное нагревание соседних областей. Кроме того, часть энергии расходуется на образование окислов. Как следствие, факел отстает от горелки, и фронт разреза вместо вертикального становится наклоненным назад. Если идет раскрой листа и требуется высокая точность разреза, такой порок неприемлем. Для борьбы с этим нежелательным явлением форсунки горелки наклоняют немного назад. Часть факела отражается от фронта разреза, прогрев становится равномерным и обеспечивается требуемая точность, хоть и снижается скорость.

Кроме скорости движения резака, исключительно важна плавность этого движения. Рывки приводят к образованию термических напряжений и, в конечном счете — дефектов структуры. Не менее важно сохранение заданного угла наклона форсунок к разрезаемой поверхности.

Газокислородная резка не подходит для разделки металлов с низкой температурой плавления и высокой теплопроводностью. Детали из алюминия, например, просто расплавятся.

Точность ручной резки повышают с помощью использования шаблонов и лекал из материалов с высоткой температурой плавления.

Их накладывают на подлежащий раскрою лист и плавно обводят контуры горелкой. При этом повышается точность раскроя и качество поверхности среза, снижается и коэффициент отходов.

Механизированная газопламенная резка

Еще больше улучшить точность и коэффициент использования металла позволяют механизированные и автоматизированные установки газоплазменной резки. Их основные достоинства следующие:

• Высокая скорость реза с сохранением точности.
• Ниже требования к квалификации и опыту газорезчика.
• Автоматический контроль и коррекция параметров работы, включая скорость движения, наклон резака, подачу газов, ширину и длину факела. Это позволяет снизить непроизводительные потери металла.
• Входной контроль качества газов. При превышении допустимого содержания примесей установка блокирует работу.
• Совместимость с компьютерными программами оптимизации раскроя заготовок позволяет избежать процедуры разметки. Это повышает коэффициент использования металла и снижает себестоимость раскроя.
• Функция предварительного прогрева листа позволяет снизить термические напряжения в нем и уменьшить коробление. Предварительный прогрев также сокращает время выполнения основной операции.
• Вспомогательные устройства удаляют с поверхности листа шлаки и нагар, причем без остановки основной операции.

Рабочие параметры современных автоматических установок для раскроя достигают:

• скорость резания — до 0,6 метра в минуту;
• ширина разреза- 1-2 мм;
• точность соблюдения размеров — до 1 мм.

Механизированная газопламенная резка

Имеет автоматическая газокислородная резка и ряд недостатков. Это, прежде всего, ограничения по размеру раскраиваемого листа. Установка строго стационарна и не может использоваться в мобильном варианте, ее монтаж и наладка занимают несколько недель.

Сущность кислородной резки, классификация и области применения

---

Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

---

Кислородная резка — один из наиболее распространенных технологических процессов термической резки. Это процесс интенсивного окисления металла в определенном объеме с последующим удалением жидкого оксида струей кислорода. Резку начинают с нагрева верхней кромки металла подогревающим пламенем до температуры воспламенения металла в кислороде, которая в зависимости от химического состава стали составляет 1323… 1473 K. По достижении температуры воспламенения на верхней кромке металла на нее из режущего сопла подают струю кислорода. Сталь начинает гореть в кислороде с образованием оксидов и выделением значительного количества теплоты, обеспечивающей разогрев металла у верхней кромки до температуры плавления.

Образовавшийся на верхней кромке расплав оксидов и железа перемещается по боковой кромке металла струй  кислорода и осуществляет нагрев нижних слоев металла, которые последовательно окисляются до тех пор, пока металл не будет прорезан на всю глубину. Одновременно с этим начинают перемещать резак с определенной скоростью в направлении резки. На лобовой поверхности реза по всей толщине образуется непрерывный слой горящего металла. Окисление металла начинается сверху и последовательно передается нижним слоям металла.

При кислородной резке (рис. 14.1) струя кислорода перемещается в разрезе со скоростью ω_г и окисляет жидкий металл в слое толщиной h’_ж. За счет его окисления выделяется определенное количество теплоты, которая расплавляет металл в слое толщиной h

ж — h’_ж и подогревает твердый металл впереди, по фронту резки. Окисление слоев расплавленного металла осуществляется при интенсивном перемешивании струей расплава на лобовой поверхности реза.

Для протекания процесса кислородной резки необходимы:

• контакт между струей кислорода и жидким металлом;
• подогрев неокисленного металла до температуры воспламенения;
• выделение продуктами горения определенного количества теплоты, достаточного для создания на поверхности реза слоя расплавленного металла;
• достаточная вязкость жидкого расплава для обеспечения возможности перемешивания жидкого металла струей кислорода.

Приведенные условия определяют требования к металлу, обрабатываемому кислородной резкой.

Прежде всего, температура плавления оксидов должна быть ниже температуры плавления металла. В противном случае струя кислорода не сможет окислить расплавленный металл. Помимо этого температура воспламенения металла должна быть выше температуры его плавления, иначе металл начнет плавиться и выдуваться струей кислорода без последующего его окисления (плавильный процесс). Этот процесс требует значительных энергетических затрат.

При малой теплоте образования оксида лобовая поверхность реза не прогревается до температуры плавления, и процесс резки прерывается. По той же причине отрицательно сказывается на возможности подвергать металл кислородной резке его высокая теплопроводность. Значительная вязкость расплава не обеспечивает его турбулизации в поверхностном слое, что уменьшает выделение теплоты на кромке реза.

Среди чистых металлов кислородной резкой хорошо обрабатываются железо, титан и марганец. Так, температура плавления железа равна 1808 К, температура воспламенения — 1323 К; температура плавления FеO составляет 1643 К.

Тепловой эффект реакции горения железа довольно высок (269 МДж/моль). Поскольку теплопроводность железа невелика, лобовая поверхность реза разогревается при резке до высоких температур (1873 …2273 К).

Реакция горения титана сопровождается более значительным тепловым эффектом (906 МДж/моль), тогда как теплопроводность титана ниже, чем у железа. Температура лобовой поверхности при резке титана превышает 2773 К. Поэтому он разрезается с более высокой скоростью, чем сплавы железа.

Нельзя разрезать обычным кислородным способом Ni, Сu, Аl, Mg, Сr и Zn.

В технике за редким исключением применяют не чистые металлы, а их сплавы, причем наиболее широко используют сплавы железа и углерода — сталь и чугун. Для придания стали высоких прочностных характеристик, пластичности, коррозионной стойкости в различных средах, жаропрочности и других свойств в ее состав вводят различные легирующие элементы — Mn, Si, Сr, Ni, Ti, Аl и др. Наличие примесей влияет на возможность обработки стали кислородной резкой, поскольку в слое жидкого расплава, выдуваемого из реза кислородной струей, образуются тугоплавкие оксиды. Они уменьшают жидкотекучесть расплава и препятствуют интенсивному теплообмену между расплавом и кислородом режущей струи. Элементы, расположенные в ряду химической активности по отношению к кислороду за железом, снижают активность окисления расплава. При окислении расплава, перемещаемого струей кислорода вдоль лобовой поверхности реза, их содержание в расплаве увеличивается, что приводит к торможению процесса окисления стали.

Остановимся более подробно на влиянии легирующих примесей на процесс кислородной резки стали.

Увеличение содержания углерода в стали, с одной стороны, приводит к повышению температуры ее воспламенения в струе кислорода, а с другой — к снижению температуры плавления. При содержании углерода не более 1 % практически все стали (низкоуглеродистые, конструкционные, в том числе инструментальные) обрабатывают кислородной резкой без затруднений. Кроме того, повышение содержания углерода в стали снижает ее вязкость. Именно этим обстоятельством можно объяснить более низкие скорости резки армко-железа, содержащего сотые доли процента углерода. Увеличение содержания углерода в стали (более 1 %) вызывает повышение температуры ее воспламенения и снижение температуры ее плавления (рис. 14.2), что приводит к нарушению одного из условий осуществимости кислородной резки (см. выше). В связи с этим чугуны не могут подвергаться обычной кислородной резке.

Марганец и медь в количествах, обычно встречающихся в сталях, практически не влияют на технологические параметры кислородной резки. Этим способом можно разрезать стали, содержащие до 18 % марганца.

Кремний, хром, алюминий и никель при увеличении их содержания в стали ухудшают процесс резки. В низколегированных сталях кремний обычно содержится в небольшом количестве (до 2 %), что почти не сказывается на скорости резки. При содержании в сталях до 2 % хрома их также разрезают с использованием режимов, принятых для низкоуглеродистых сталей. Увеличение содержания хрома до 6 % приводит к снижению скорости резки. При еще более высоком содержании хрома из-за образования тугоплавких оксидов хромистые стали не могут быть обработаны обычной кислородной резкой. В этом случае в разрез вводят специальные флюсующие материалы.

Стали с высоким содержанием никеля (до 30 %) можно разрезать кислородным способом, если содержание углерода в них не превышает 0,35 %, иначе резка затрудняется и требуется предварительный подогрев.

Кислородная резка стали, содержащей до 10 % вольфрама, осуществляется без затруднении. При более высоком содержании вольфрама в разрезе образуется большое количество вязких тугоплавких оксидов вольфрама, препятствующих удалению расплава из реза. В этом случае необходимо применять специальные способы кислородной резки.

Следует отметить, что приведенные данные по влиянию легирующих примесей на способность стали подвергаться кислородной резке относятся лишь к отдельным компонентам. В стали, как правило, имеется несколько составляющих, которые при окислении могут образовывать в разрезе шлаки сложного химического состава, существенно влияющие на возможность кислородной резки стали.

По типу образующихся разрезов различают разделительную кислородную резку, при проведении которой металл окисляется струей кислорода на всю толщину, после чего одна часть металла отделяется от другой, и поверхностную, позволяющую удалять слои металла с поверхности изделия.

Низкоуглеродистые, конструкционные и низколегированные стали подвергают обычной кислородной резке, тогда как заготовки из высоколегированных сталей, чугуна и цветных сплавов — кислородно-флюсовой.

Существуют особые способы кислородной резки — подводная, выполняемая, как правило, при ремонтных работах под водой, копьевая и электрокислородная.

В настоящее время кислородная резка наряду с дуговой сваркой является одним из основных технологических процессов в заготовительном производстве и находит широкое применение в металлургии, металлообрабатывающих отраслях промышленности и строительстве.

По степени механизации процесса кислородная резка подразделяется на ручную и механизированную.

Ручная кислородная резка используется на тех предприятиях, где объем перерабатываемого металла невелик и применение средств механизации экономически неоправданно. Она служит для вырезки заготовок под последующую ковку и штамповку по разметке из листа, резки профильного проката и труб, отрезки прибылей и литников в литейном производстве, а также при проведении ремонтных работ.

За последние годы достигнуты серьезные успехи в разработке и выпуске средств механизации процесса кислородной резки, и прежде всего координатных портальных и портально-консольных машин с фотоэлектронным и числовым программным управлением. Использование многорезаковых машин обеспечило значительное повышение уровня механизации газорезательных работ, рост производительности труда в заготовительном производстве и  экономию материалов. В настоящее время в ведущих отраслях промышленности, таких, как тяжелое, транспортное, энергетическое и химическое машиностроение, связанных с переработкой наибольшего объема металла, уровень механизации газорезательных работ составляет 70… 80 %.

    

Высокий уровень механизации процесса резки на современных машинах с фотоэлектронным и особенно с числовым программным управлением создал предпосылки для разработки и внедрения в производство поточных комплексно-механизированных и гибких автоматизированных линий термической резки листовой стали, на которых механизированы не только процесс резки, но и подготовка листа, его подача к режущей машине, разборка вырезанных заготовок, их разметка и складирование.

Экономичным технологическим процессом зарекомендовала себя кислородная резка в металлургии при удалении прибылей, местных дефектов в отливках, сплошной огневой зачистке слябов и блюмов на специальных машинах с целью удаления дефектного поверхностного слоя перед прокаткой. Кислородная резка является одним из основных технологических процессов при непрерывной разливке стали и служит для разделения слябов и блюмов на мерные заготовки.

Кислородно-флюсовая резка коррозионно-стойких сталей, чугуна и цветных металлов нашла широкое применение для обработки отливок, листовой стали и труб в различных отраслях экономики.

Полевой Г.В. «Газопламенная обработка металлов»

Технология кислородной резки. Сварочные работы. Практический справочник

Технология кислородной резки

Суть кислородной резки заключается в сгорании разрезаемого металла под воздействием струи кислорода и удалении из разреза шлаков, образованием которых неизбежно сопровождается этот процесс (рис. 95).

Рис. 95. Схема выполнения газовой резки: 1 – рез; 2 – газовая смесь; 3 – внутренний мундштук; 4 – наружный мундштук; 5 – струя режущего кислорода; 6 – грат (излишек металла)

Углеродистые, а также низколегированные стали режут с помощью исключительно чистого кислорода, а высоколегированные стали, чугун и сплавы меди, помимо кислорода, требуют применения специальных флюсов.

Резка осуществляется вручную или машинным способом. При этом необходимо обеспечить соблюдение определенных условий:

– температура плавления металла должна быть выше температуры, при которой он воспламеняется в кислороде. При нарушении этого условия металл будет расплавляться еще до того, как он начнет гореть в струе кислорода. Низко– и среднеуглеродистые стали удовлетворяют данному условию, поскольку имеют температуру плавления 1500 °C, а для горения в кислороде достаточно довести их до 1300–1350 °C. Повышенное содержание углерода в стали снижает температуру ее плавления и затрудняет резку. То же самое относится к сталям, в которых имеются такие трудно окисляющиеся легирующие элементы, как хром и никель;

– температура плавления шлаков должна быть ниже температуры горения металла в кислороде. Кроме того, шлаки должны быть жидкотекучими и без проблем удаляться при воздействии на них давления режущей струи;

– в процессе сгорания металла выделяющейся теплоты должно быть достаточно для поддержания горения металла в кислороде;

– теплопроводность металла не должна быть чересчур высокой, чтобы не препятствовать поддержанию высокой температуры на кромке разреза.

Перечисленным условиям соответствуют стали, в которых содержание углерода не превышает 0,5 %, хрома – 5 %, марганца – 4 %. Что касается остальных примесей, они не оказывают существенного влияния на процесс резки.

До начала резки сталь нагревают до температуры ее воспламенения в кислороде. От общего количества тепла, необходимого для выполнения резки, приблизительно 54 % идет на доведение температуры стали до температуры воспламенения; 22 % – на нагрев шлака; 24 % – на покрытие потерь.

Для осуществления резки требуется кислород, причем максимально возможной чистоты, поскольку от этого зависит его расход: чем качественнее газ, тем меньше его потребуется. Как правило, для резки используют кислород чистотой 98,5-99,5 %. При снижении этого показателя даже на 1 % падает скорость резки и возрастает расход кислорода.

Кислородная резка бывает двух типов (рис. 96):

Рис. 96. Схема выполнения различных видов резки: а – разделительной; б – поверхностной

– разделительная, посредством которой вырезают различные заготовки, раскраивают листовой металл и осуществляют разделку кромок под сварку. Собственно процесс резки состоит в том, что материал вдоль линии предполагаемого реза доводят до температуры его воспламенения в кислороде. Металл сгорает в режущей струе, которая одновременно вытесняет из зоны разреза образующиеся оксиды.

– поверхностная. Для этого предназначаются специальные резаки, с помощью которых с металла снимают поверхностный слой. При небольшом угле наклона резака к металлу (15–20°) его поверхностный слой сгорает в кислородной струе, оставляя после себя углубление овального сечения. Для выполнения такой резки скорость истечения кислорода должна быть меньше, а скорость перемещения резака выше, чем при осуществлении разделительной резки. Этот вариант резки используют для удаления трещин, различных пороков сварных швов, литья и пр. Например, резак РАП-62 делает канавку шириной 6-20 мм и глубиной 2–6 мм со скоростью 1–6 пог. м/мин.

При резке изделие подогревается горючими газами – заменителями ацетилена. Обычно это природный, коксовый, нефтяной, пиролизный газ, пропан или пары керосина.

Резка невозможна без специального инструмента – универсального инжекторного резака (рис. 97), основные технические характеристики которого представлены в таб. 45.

Рис. 97. Схема устройства инжекторного резака: 1 – головка; 2 – трубка; 3, 4 – вентиль; 5 – кислородный ниппель; 6 – ацетиленовый ниппель; 7 – наружный мундштук; 8 – внутренний мундштук; 9 – инжектор; 10 – кислород; 11 – ацетилен; 12 – горючая смесь; 13 – режущий кислород

Таблица 45. ПАРАМЕТРЫ УНИВЕРСАЛЬНОГО РЕЗАКА

В отличие от инжекторной горелки в резаке имеется дополнительная трубка с вентилем, через которую подается режущий кислород.

Мундштуки резаков бывают двух типов (рис. 98):

Рис. 98. Схема устройства мундштуков для кислородной резки: а – щелевой; б – многосопловый; 1 – внутренний; 2 – наружный

– щелевыми, состоящими из наружного и внутреннего мундштуков, при смене которых можно регулировать расход газов и мощность подогревающего пламени. В промежуток между ними поступает смесь газов подогревающего металл пламени, а режущий кислород проходит по центральному каналу.

– многосопловыми, в которых выход отверстий подогревательного пламени не параллельный, а фокусируется в точке, которая находится примерно в 12 мм от торца. При этом пламя всех выходов ориентировано на одну зону, благодаря чему скорость резки возрастает.

Мундштук – самая главная деталь резака. Для качественной резки необходимо заботиться о герметичности соединений и не допускать прилипания к нему металлических брызг. В связи с этим лучшим материалом для изготовления мундштуков является бронза БрХ0,5. Наличие в ней хрома препятствует оседанию капель металла на поверхности мундштука.

При необходимости переходить от сварки к резке, что нередко требуется при монтажных или ремонтных работах, применяют вставные резаки. По своей конструкции они однотипны, основное отличие заключается в устройстве мундштуков. Вставные резаки подключают к стволу газовой горелки, предварительно сняв сменный наконечник. Вставной универсальный инжекторный резак РГС-70 массой 600 г используют для ручной раздельной резки стали толщиной от 3 до 70 мм.

Резаки бывают малой, средней, а также большой мощности, которые предназначаются для резки металла толщиной 3-100, 100–200 и 200–300 мм соответственно. Последние используют исключительно газы – заменители ацетилена, поскольку имеют большие проходные каналы для них. К каждому резаку прилагается набор мундштуков с номерами от 0 до 6.

При отсутствии горючего газа для кислородной резки применяют пары керосина, и такие устройства называются керосинорезами (рис. 99). В комплект к нему входит бачок для керосина, работающий по тому же принципу, что и садовый опрыскиватель.

Рис. 99. Устройство керосинореза РК-71: 1 – гайка крепления головки; 2 – асбестовая набивка; 3 – гайка; 4 – кожух-экран; 5 – трубка-испаритель; 6 – инжекторная трубка; 7 – вентиль

При работе с резаками необходимо соблюдать несколько правил:

1. Перед использованием резака, следует внимательно прочитать прилагающуюся инструкцию.

2. Проверить исправность инструмента, правильность подсоединения всех шлангов, инжекцию в каналах горючих газов и герметичность соединений (при необходимости подтянуть их).

3. Установить рабочее давление ацетилена и кислорода согласно инструкции.

4. Зажечь резак, для чего на четверть оборота открутить кислородный вентиль и создать разряжение в газовых каналах, после чего открыть вентиль подачи газа и зажечь горючую смесь.

5. Прогреть металл (он должен окраситься в соломенный цвет), открыть кислородный вентиль и выполнить рез.

6. В процессе работы надо поддерживать нормальное подогревающее пламя. Для охлаждения мундштука можно использовать воду, при этом следует закрыть только газовый вентиль (кислородный должен быть открыт).

7. Чтобы прекратить резку, надо перекрыть сначала вентиль горючего газа, а потом кислородный.

То, насколько качественным получится рез, зависит от положения резака. При резке стали толщиной 50 мм действуют следующим образом:

1. Разогревают кромку до температуры плавления, направив на нее подогревающее пламя горелки.

2. Держат мундштук строго под прямым углом к поверхности металла, чтобы подогревающее пламя, а потом и струя режущего кислорода были направлены вдоль вертикальной оси листа. Только прогрев металл, открывают кислородную струю.

3. Прорезав металл сначала на всю толщину, резак перемещают вдоль линии реза. При этом угол наклона устройства изменяют на 30° (10–15°, если режут сталь толщиной 100200 мм) в сторону, противоположную направлению движения, а скорость движения уменьшают.

При резке важно выдерживать ширину разреза, что также свидетельствует о качестве работы. Каждой толщине металла соответствует определенная ширина реза: 5-50 мм – 3–5 мм; 50-100 мм – 5–6 мм; 100–200 мм – 6–8 мм; 200–300 мм – 8-10 мм.

Если требуется разрезать несколько листов, прибегают к пакетированию (рис. 100), уложив их таким образом, чтобы кромки располагались под углом.

Рис. 100. Газовая резка пакетированных листов стали Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Кислородно-флюсовая резка металла — процесс, теория, описание

В отличие от других способов техника кислородно-флюсовой резки на 15-20% результативнее благодаря мощности пламени, а также отсутствия дополниельного прогрева маталла и сплавов. Данный метод значительно эффективнее ранее применяемых способов. Высокая скорость обработки, используемая в данной технологии позволяет получить чистый срез высокого качества. Чаще всего используют флюс с термомеханическими или механическими свойствами. В отдельных случаях для улучшения теплоотдачи в железную стружку добавляют 10% алюминия.

Сущность процесса

В момент образования кислородной струи медленно и непрерывно подается флюс, чаще всего – железный порошок. Сгорая, порошок выделяет необходимое дополнительное количество тепла, тем самым повышая температурный диапазон резки. Такой способ позволяет образовавшимся окислам не затвердевать. Кислородную резку с использованием флюса применяют для:

• • высоколегированных сталей с содержанием хрома и никеля, компоненты которых в процессе сварки образуют тугоплавкие окислы, не ликвидирующиеся кислородной струей;
• • работы с чугуном и цветными металлами, чувствительным к температурным колебаниям.

Виды флюсов – железный и алюминиевый порошки, кварцевый песок, силикокальций и ферросилиций – керамические флюсы (для низколегированной стали), феррофосфор (для чугуна).

Виды кислородно-флюсовой резки

Технологией кислородно-флюсовой резки производят обработку металлов напором газового пламени, смешанного со струёй кислорода, которая выполняет функцию «режущего пламени». Таким способом резку прочных металлов можно делать и вручную, и как механически. Для автоматической кислородно-флюсовой резки используют газорезательные устройства, в которые устанавливают резаки. Аппаратами мастер может делать поверхностную резку или разделительную. При ручном раскрое используют специальные держатели, в которых также под напором подаётся газ и кислород. И ручным, и машинным способами можно обработать высокопрочные металлы толщиной до двухсот миллиметров на большой скорости (около 300-700 мм/мин).

Аппараты для кислородно-флюсовой обработки металлов

Обработку металлоизделий кислородно-флюсовым способом совершают на специальных устройствах. В конструкции аппарата предусмотрены такие элементы как резак, флюсопитатель, передатчик флюса в резак. Металлорежущий инструмент в устройстве имеет больший диаметр, по сравнению с аналогичным аппаратом для резания только кислородом. В роли горючего сырья выступают окислители, пропан, азот, флюсонесущие газы, СО2. В ручном процессе разрезания помогает аппарат копьедержатель «КД-1». Машинную резку флюсом и кислородом осуществляют на портальных автоматических устройствах и установках УКФР-6М. Аппаратами для ручной и автоматической резки обрабатывают такие материалы как стали, чугун, бетон, алюминий, различные сплавы цветмета.

Процесс кислородно-флюсовой резки высокохромистых сталей

Изделия из высокохромистой и хромоникелевой стали невозможно обработать одним кислородом из-за того, что, окисляясь, хром становится тугоплавким, и его сложно удалить из среза заготовки. Для таких материалов была изобретена технология кислородно-флюсовой резки. Стальные заготовки с высоким содержанием хрома режут струёй кислорода, в которую добавлен порошок (флюс). Порошковое вещество сгорает, соприкасаясь с кислородом, тепловая отдача усиливается, и хромистая сталь начинает плавиться точно в местах резки. Работа по такой технологии получают чистую поверхность разреза.

Кислородно-флюсовая резка чугуна

Чугунные изделия плавятся при очень высоких температурах, поэтому для чугуна также применяют процесс обработки кислородным флюсом. Кислородная резка не подойдет из-за того, что в составе чугуна содержится кремний, который образует под воздействием СО2 прочную плёнку. Расплавить её, чтобы получить аккуратный рез на изделии можно только с добавлением флюсового порошка. Кислородно-флюсовая резка чугуна предотвращает загрязнение кислородной струи и не даёт произойти окислению в местах разреза.

Кислородно-флюсовая резка цветных металлов

Затруднение обработки цветных металлов (таких как латунь, бронза, медные сплавы) состоит в высокой теплопроводности этих материалов. Кислород не выделяет столько тепла, чтобы справиться с деталями из цветмета. Резку цветного металла кислородом и флюсом совершают, добавляя в порошок вещество – феррофосфор. Кроме того, процесс резки начинают производить только после предварительного нагрева до 300-400 градусов по Цельсию. Мастера при работе с кислородно-флюсовой технологией надевают респираторные маски, так как выделяющиеся в процессе вещества вредны для человека.

Кислородная резка стали | Сварка и сварщик

Процесс кислородной резки стали зависит от содержания углерода и химического состава примесей в стали. Хорошо режутся низкоуглеродистые стали, содержащие до 0,3% углерода. При содержании углерода в сталях свыше 0,3% поверхность реза закаливается, а при содержании его свыше 0,7% резка становится затруднительной. Кремний при содержании его в сталях до 4% и одновременном содержании углерода до 0,2% процесс резки не затрудняет. При более высоком содержании углерода процесс резки ухудшается в связи с образованием тугоплавкого окисла кремния.

Марганец при содержании в стали до 6% на процесс кислородной резки не влияет, при более высоком содержании марганца процесс резки затрудняется. Сера и фосфор в тех количествах, в которых они содержатся в стали, на процесс резки не влияют. Хром, так же как и кремний, повышает в стали вязкость шлака и при содержании 2-3% способствует зашлаковыванию кромок реза. При содержании в стали хрома от 1,5 до 5% возможна резка с предварительным подогревом. При более высоком содержании хрома хромистые и нержавеющие стали можно резать только кислородно-флюсовым способом. Никель обладает низким сродством к кислороду и поэтому окисляется кислородной струей при резке очень слабо. Никель при содержании его в стали до 6-7% процессу кислородной резки не препятствует, при более высоком содержании никеля процесс резки затрудняется. Молибден при содержании в стали 0,15-0,25% на процесс резки не влияет.

Кислородной резке подвергаются стали толщиной не менее 3 мм. Резка стали малых толщин сопровождается значительным перегревом, оплавлением кромок и короблением разрезаемого металла. При резке тонколистовой стали на резаках устанавливается внутренний мундштук с минимальным отверстием для режущего кислорода и наружный мундштук № 1. Лучшие результаты при резке сталей малых толщин дает резка с последовательным расположением подогревающего пламени и режущего кислорода. Резку ведут с максимальной скоростью и минимальной мощностью подогревающего пламени. Мундштук резака наклоняют под углом 15-40° к поверхности реза в сторону, обратную направлению резки. Для получения резов без грата на разрезаемых кромках необходимо применять кислород чистотой не ниже 99,5%.

Лучшее качество при кислородной резке малых толщин, особенно при массовой вырезке одинаковых деталей, дает пакетная резка. Сущность процесса кислородной пакетной резки заключается в том, что разрезаемые листы складывают в пакет, стягивают струбцинами или специальными зажимными приспособлениями и разрезают за один проход резака. Максимальная толщина каждого листа не более 4-6 мм, общая толщина пакета не более 100 мм. При этом способе необходимо, чтобы листы были хорошо очищены и плотно прилегали друг к другу. Мощность подогреваемого 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. Верхний лист пакета при малой толщине коробится, поэтому на пакет накладывают лист большой толщины. Пакетную резку рекомендуется выполнять кислородом низкого давления. В этом случае не требуется принудительное сжатие листов (зазоры между листами иногда достигают 3-4 мм). Пакет закрепляют с одной стороны. По окончании пакетной резки поверхность металла очищают от окалины и остатков шлака стальной щеткой. Образующиеся в процессе пакетной резки наплывы с нижней кромки металла срубают зубилом.

а — с плотным зажатием пакета, б — с зажатием пакета со стороны, противоположной началу резки

Рисунок 1 — Пакетная кислородная резка листов стали

Кислородная резка сталей средних толщи от 10 до 100 мм не вызывает затруднений. Она выполняется обычной аппаратурой как ручными, так и механизированными способами. Резку сталей средней толщины выполняют при давлении кислорода 0,25-0,6 МПа.

Кислородную резку сталей большой толщины применяют в металлургической промышленности и на предприятиях тяжелого машиностроения. Стали толщиной до 300 мм разрезают обычными универсальными резаками.

При резке металла большой толщины требуется специальная аппаратура и особые приемы резки. При резке стали больших толщин, так же как и при резке металла обычной толщины, наибольшие скорости резки достигаются в случае применения давления 0,8-1,0 МПа перед мундштуками с плавной входной частью и плавным расширением на выходе. Однако при таких давлениях необходимо из-за потерь в шлангах и резаках или увеличивать давление в редукторе до 2,5 МПа (при резке металла толщиной 600 мм и более), или существенно увеличивать проходные сечения шлангов.

Заготовки больших толщин разрезают специальными резаками при низком давлении кислорода, которое перед мундштуком равно 0,05-0,3 МПа. Мундштуки имеют увеличенные (по сравнению с универсальными резаками) проходные сечения для режущего кислорода без расширения на выходе. При низких скоростях истечения, не превышающих звуковую(как это имеет место при резке кислородом низкого давления), каждая частица кислорода имеет возможность дольше соприкасаться с металлом, благодаря чему уменьшаются потери кислорода. Кроме того, при этом уменьшается количество теплоты, уносимое из разреза избыточным кислородом и газами, не участвующими в реакции окисления, и сокращается общий расход кислорода, хотя ширина реза несколько увеличивается.

При резке кислородом низкого давления рез получается более широким. При этом зона дефекта заполняется расплавленным металлом и шлаками, а струя продолжает процесс резки без существенных завихрений.

Для устранения подпора газов и для свободного вытекания шлака под заготовкой должно быть свободное пространство высотой 300-500 мм. При резке стали больших толщин процесс окисления металла по толщине протекает значительно медленнее, чем при резке обычных толщин. Поэтому успех резки в значительной степени определяется правильным началом врезания кислородной струи в металл.

Стали толщиной, свыше 300 мм режут специальными резаками, мундштуки которых имеют увеличенные по сравнению с универсальными резаками проходные сечения для режущего кислорода.