Структура металла вдоль линии реза отлична от структуры основного металла. В малоуглеродистых сталях в зоне перегрева наблюдается рост зерна, а у кромок реза видманштеттова структура. Участки более удаленные от линии реза, но расположенные в зоне термического влияния, приобретают сравнительно мелкозернистое строение, подобно структуре нормализованной стали. При резке малоуглеродистой стали структурные изменения, как правило, не оказывают существенного влияния на качество металла.
Кислородная резка высокоуглеродистой и легированной стали сопровождается образованием в зоне термического влияния структур с повышенной твердостью вследствие закалки. Глубина зоны термического влияния возрастает с увеличением содержания углерода в стали (табл. 25). Изменение твердости стали зависит также и от способа резки (табл. 26). Для уменьшения отрицательного влияния (закалка кромок, трещинообразование) огневой резки применяют сопутствующий подогрев и замедленное охлаждение. Сопутствующий подогрев осуществляется пламенем дополнительных сопел 2 (рис. 20), концентрически расположенных относительно мундштука 1. Благодаря сопутствующему подогреву уменьшается скорость охлаждения зоны термического влияния, а вместе с тем и степень закалки стали.
Скорость охлаждения уменьшают также и тем, что разрезанные части металла раздвигают не сразу после окончания процесса резки, а через некоторое время, благодаря чему уменьшается интенсивность теплоотдачи. Снятие напряжений и уменьшение твердости достигается в необходимых случаях соегтветствующей термообработкой металла после резки.
Таблица 25. Глубина зоны термического влияния для углеродистой стали при кислородной резке в мм
Толщина |
Скорость |
Содержание углерода в % | |
До 0,3 |
Св. 0,3 | ||
5 |
25 |
0,1-0,3 |
0,3-0,6 |
10 |
20 |
0,2-0,5 |
0,5-1 |
25 |
15 |
0,4-0,7 |
0,8-1,5 |
50 |
11 |
0,6-1 |
1,0-2 |
100 |
9 |
0,8-1,5 |
1,5-2,5 |
250 |
6 |
1,5-3 |
3,0-5 |
800 |
2,5 |
3,0-5 |
5,0-8 |
Таблица 26. Твердость НВ в зависимости от способа резки (для стали с содержанием углерода 0,24%)
Способ резки |
Расстояние реза |
от кромки в мм | ||||
0 |
0,5 |
1 |
5 |
10 |
12 | |
Ручным резаком |
204 |
200 |
170 |
157 |
139 |
139 |
Машинная резка |
208 |
185 |
174 |
145 |
145 |
139 |
Рис. 20. Схема резака для резки с сопутствующим подогревом