Резка металлов

В настоящее время в промышленности получили широкое применение разные методы резки металлов и сплавов: газокислородная, угольной и металлической дугой, кислородно-дуговая, воздушно-дуговая, дуговая в среде аргона и водорода, керосино-кислородная и кислородно-флюсовая.

Газокислородная резка делится на разделительную поверхностную и резку кислородным копьем. Разделительная резка применяется при раскрое листовой стали, резке профильного материала, вырезке различных деталей, отрезке прибылей литых деталей, разделке поковок, подгонке при монтаже сварных конструкций и пр.

В целях увеличения производительности резки стали толщиной от 2 до 12 мм применяют пакетную резку. При этом способе разрезается одновременно несколько листов, собранных в пакет. Каких-либо переделок оборудования для пакетной резки не требуется. Наилучшие результаты получаются при толщине листов 1,5 — 2 мм. Основными условиями получения реза хорошего качества являются: ровная и чистая поверхность листов, хорошая сборка и плотное сжатие листов в пакете. При пакетной резке расход кислорода больше, чем при резке одного листа, а скорость резки меньше. При резке пакета из 25 листов (толщина одного листа до 4 мм) расход кислорода удваивается.

Скорость разделительной кислородной резки при некоторых условиях может быть значительно увеличена. Так, например, при заготовительной резке металла толщиной 5 — 20 мм (когда допускается снижение качества поверхности реза) уменьшение угла наклона оси струи режущего кислорода к поверхности металла в направлении перемещения резака с 90 до 45° позволяет увеличить скорость резки на 60 — 80% по сравнению с обычной резкой по IV классу точности. Повышенная скорость резки объясняется значительно большей скоростью воспламенения металла у верхней кромки и дополнительным подогревом кромок за счет перемещения по верхней поверхности детали расплавленного шлака.

Автоматическая резка применяется при вырезке прямолинейных и криволинейных фасонных деталей по металлическому копиру.

Резка угольной дугой состоит в том, что дуга, горящая между угольным электродом и разрезаемым металлом, проплавляет на всю толщину разрезаемый металл, который вытекает из реза. Этот вид резки применяется при выплавке дефектных сварных швов и пороков в отливках, при отрезке прибылей на стальных и чугунных отливках, а также отливках из цветных металлов. Угольной дугой успешно прожигаются круглые отверстия правильной формы.

Кислородно-дуговая электрическая резка производится на автоматах или вручную. При этом способе резки электрическая угольная дуга нагревает основной металл, а режущая струя кислорода сжигает и выдувает его. Кислородно-дуговой резкой режутся углеродистые и низколегированные стали толщиной до 100  мм.

Дуговая резка в среде аргоно-водородной смеси заключается в том, что горящая между вольфрамовым электродом и разрезаемым металлом дуга расплавляет металл и к месту реза подводится аргоно-водородная смесь. Под воздействием теплоты дуги и теплоты, выделяющейся при ассоциации водорода, металл плавится и выдувается из реза давлением газов. Этим способом разрезаются главным образом алюминиевые сплавы. Резка выполняется на специальных машинах.

При воздушно-дуговой резке металлической или угольной дугой металл плавится в месте реза и затем выдувается сжатым воздухом. Этим методом осуществляется отрезка прибылей, заклепок, удаление дефектных участков шва, разделка трещин, раковин под сварку и т. д.

Подводная кислородная резка возможна благодаря тому, что вокруг подогревающего пламени или дуги образуется газовый пузырь, отделяющий воду как от места реза, так и от источника подогрева. В качестве горючих газов для резки применяется водород или пары бензина. Для газокислородной подводной резки применяются специальные установки.

При резке высоколегированных сталей на поверхности реза образуется тугоплавкая окисная пленка (Сr2О3) с температурой плавления около 2000°С, препятствующая окислению нижележащих слоев металла.

 Этот вид резки применяется для образования отверстий круглой формы специальным копьем. Материалом копья служит трубка из малоуглеродистой стали. Прожигание в металле или породе отверстий осуществляется благодаря одновременному сгоранию в струе режущего кислорода материала обрабатываемой заготовки и стальной трубки, по которой подается струя кислорода, и удалению этой струей образующихся окислов. Другой конец копья присоединяется при помощи резиновой трубки через редуктор к кислородной рампе. В процессе резки копье непрерывно, по мере его сгорания, совершает возвратно-поступательные движения.

Резка копьем применяется для вырезки так называемых козлов в металлургических печах, удаления прибылей стальных отливок, образования осевых отверстий в поковках, глубоких отверстий в породе при подрывных работах и т. п.

В отличие от обычной разделительной резки поверхностная резка заключается в том, что струя режущего кислорода направляется не под прямым углом к поверхности металла, а под острым углом (обычно от 15 до 40%). Скорость резки не превышает 2 м/мин. В результате получается канавка, профиль которой определяется размерами выходного канала для режущего кислорода в мундштуке.

Основным источником предварительного подогрева впереди лежащих слоев металла при этом способе резки служит жидкий шлак, движущийся впереди реза под действием струи режущего кислорода поверхностная резка применяется: для удаления дефектов с поверхности проката, слитков и литья; для удаления металла в корне стыковых швов перед подваркой; для удаления дефектов сварных швов; сплошной очистки прокатных заготовок из легированной стали; выборки канавок и пр.