Резка металла газовым резаком: как пользоваться, резать, работать, технлогия

Тепловая резка металла

Из немеханических способов резки металлов можно упомянуть следующие термические способы резки: газовую резку, плазменную резку и лазерную резку металлов. Принцип, на котором основываются все технологии термической газовой резки, посновывается на использовании тепла для накаливания металла до температуры, достаточной для его плавления, возгорания или испарения.
В случае газовой резки, речь идет, главным образом, о температуре возгорания — то есть, при газовой резке металл не плавится потоком газовой смеси, а лишь доводится ей до температуры возгорания. Затем, топливный газ имеет лишь вспомогательное значение, т.к. экзотермический процесс окисления железа затем проходит самостоятельно, при условии подачи лишь кислорода, который сжигает металл и выдувает из разреза окалину и оплавленные частицы металла. Газовая резка используется обычно для резки конструкционной стали, причем, в том числе, и листов значительной толщины, а иногда также и для резки нержавеющей стали. Типичным топливом является ацетилен C2H2, а окислителем — кислород.

Температура пламени различных газов и кислорода (слева) и распределение температуры в пламени ацетилена и кислорода (справа)

Простейшее приспособление для газовой резки металла состоит из газовых баллонов, регуляторов давления, шлангов, смесителя и газовой горелки. Такое приспособление может использовать в ручном режиме для грубой работы, не требующей высокой точности разрезов — например, для утилизацию стальных конструкций на металлолом. Для вырезки фигурных деталей и частей из стали существуют автоматические установки газовой резки с программным управлением, позволяющие как в значительной степени автоматизировать процесс резки, так и создавать из металлического листа довольно сложные формы.

Резка газом При газовой резке металла, нужны и топливо (ацетилен), и окислитель (кислород). Однако, смесь топлива и кислорода используется только при первичном нагреве и проколе стального листа — после этого, железо возгорается и процесс его окисления проходит уже без участия топливного газа. На этапе собственно резки, нужен лишь кислород, поддерживающий горение и выдувающий из разреза продукты сгорания.

Необходимой и наиболее важной частью любой установки для резки газом является газовая горелка, через которую выходит поток топливного газа в смеси с окислителем (в большинстве случаев, эти компоненты смеси представлены, соответственно, ацетиленом и кислородом). Горелка для газовой резки имеет головку с углом 60° или 90° с одним центральным отверстием-соплом и несколькими соплами, расположенными по кругу от центрального. Центральное сопло предназначено для выхода кислорода, который поддерживает горение железа и выдувает из разреза шлак-окалину, и используется на этапе резки. Внешние сопла предназначены для вывода смеси ацетилена и кислорода только на этапе предварительного нагрева стального листа; круговое расположение топливно-кислородных сопел делает возможным изменение направления разреза без изменения положения горелки, а также обеспечивает лучший баланс пламени предварительного нагрева.

Процесс резки газом начинается с нагрева кромки стального листа или, в некоторых случаях, некоей точки посередине его поверхности. Этот предварительный нагрев осуществляется путем подачи пламени ацетилена+кислорода через расположенные по окружности горелки сопла и продолжается до тех пор, пока сталь не приобретет температуру, достаточную для возгорания (это обычно становится заметно по характерному ярко-вишневому цвету «отпечатка» пламени на листе). Когда это произошло, открывается подача сильной струи кислорода через центральное сопло. Кислород вступает в химическое взаимодействие с железом, входящим в состав стали, моментально окисляя ее в расплавленный оксид железа, который затем выбивается струей кислорода из разреза.

Окисление железа, происходящее процессе газовой резки ацетиленом+кислородом, является высоко экзотермическим процессом. Однажды начав процесс горения железа (путем первичного нагрева и, затем, подачи на прогретую точку кислорода), для его поддержания требуется лишь подавать в создаваемый разрез кислород. При этом, резка протекает значительно быстрее, чем если бы сталь просто расплавлялась. Сопла подачи топливной смеси на этапе собственно резки не принимают участия в процессе. Сильный рост температуры в месте резки будет легко заметен по интенсивному свечению, хорошо видному даже через соответствующие защитные очки (ношением которых, кстати говоря, никогда не нужно пренебрегать).

Нажмите на изображения ниже, если захотите увидеть их в большем разрешении::

Ручная горелка

Расположение сопел

Еще сопла

Ручная резка

Автоматическая резка

Основы работы с газовым резаком

Процесс резки газовым резаком происходит за счет сжигания металла в струе кислорода, подаваемого под давлением. Предварительно сплав должен быть разогрет до нужной рабочей температуры с помощью горящей смеси ацетилена с кислородом. Единственные металлы, которые можно резать этим способом – различные марки углеродистой и нелегированной стали. Нержавейку, цветные металлы и сплавы разрезать кислородно-ацетиленовым резаком нельзя.
Для выполнения данного вида работ помимо соответствующего комплекта газового оборудования потребуется следующее:

• Огнетушитель.
• Защитная экипировка: специальные очки; перчатки из толстой кожи; крепкая рабочая обувь с кожаной подошвой.
• Соответствующая одежда – рекомендуется надевать огнестойкую, однако если ее нет, то подойдет хорошо облегающая хлопчатобумажная. Нельзя надевать вещи из синтетических и легковоспламеняющихся тканей, свободного кроя, с рваными или поношенными краями.
• Инструменты для измерений и разметки: линейка, угольник и карандаш, изготовленный из мыльного камня.
• Зажигалка для газового резака – предназначена для правильного зажигания пламени резака. Обычными спичками, зажигалками пользоваться очень опасно.

Подготовка места и условий безопасной и удобной работы

Для обеспечения безопасного проведения работ с использованием газового резака требуется следовать следующим правилам и рекомендациям:

• Для выполнения работы выбирают только место в идеально проветриваемом помещении либо на открытом воздухе.
• Резать можно вдали от легковоспламеняющихся веществ и материалов.
• Пол в помещении должен быть бетонным или земляным.
• Поверхность земли или бетона должна быть очищена от любых посторонних предметов и материалов в радиусе не менее 5 м, так как искры от разрезаемого металла разлетаются на несколько метров и могут поджечь сухие ветошь, стружку, бумагу, высохшие растения или листья.
• Разрезаемый металл кладут на подходящую опору, чтобы пользоваться резаком на удобной рабочей высоте. Для этих целей лучше всего использовать стальной стол.
• Нельзя допускать касаний пламенем бетона (особенно если он свежий) – это вызовет его расширение и последующее интенсивное растрескивание с вылетанием из него мелких осколков бетона.
• Категорически запрещено в качестве рабочих использовать легковоспламеняющиеся поверхности, или на которых разлиты огне-, взрывоопасные материалы.
• Место разреза металла размечают как показано на видео.

Подготовка и настройка газового оборудования для резки

Чтобы работать с газовым резаком было безопасно, важно не только грамотно подобрать соответствующий комплект оборудования, но и правильно его подключить и настроить. Сначала к баллонам с кислородом и ацетиленом подсоединяют соответствующие трубки. Кислородные шланги и емкости обычно зеленого цвета, ацетиленовые – красные.

На обоих концах шлангов следует установить предохранительные затворы (приспособление, задерживающее обратные удары пламени).

Следующий шаг – проверка исправной работы подачи ацетилена. Сначала закрывают клапан регулирования подачи – Т-образную ручку вращают несколько раз назад. На баллоне, в верхней его части, открывают вентиль – поворачивают на 1 поворот кисти. Делают это в целях безопасности. Нельзя допускать, чтобы давление ацетилена в баллоне превышало 1 атм – в случае высокого давления этот газ становится нестабильным и даже может самопроизвольно взорваться или воспламениться. Чтобы проверить, что давление ацетилена отрегулировано правильно, выполняют следующие действия:

1. Главный клапан емкости отпирают, затем открывают регулирующий клапан, поворачивая ручку в направлении часовой стрелки. Делать это нужно очень медленно, следя за показаниями манометра, установленного на выходе низкого давления. Регулирующий клапан открывают, пока давление не станет 0,34–0,54 атм.
2. Затем продувают воздух из шланга – открывают ацетиленовый клапан резака до появления звука выходящего газа. После этого смотрят на показания манометра низкого давления. При продувке величина давления должна быть стабильной (если нет, то убеждаются в правильности установки регулятора).
3. Клапан на резаке закрывают.

Проверяют и настраивают подачу кислорода – отключают регулятор его подачи (скручивают вниз), а после этого настраивают давление. Для снижения подачи кислорода закручивают ручку манометра на несколько оборотов назад. Затем выполняют последовательность следующих шагов:

1. На баллоне для кислорода полностью отпирают главный клапан. Он двухседельный и в случае его частичного открытия из-за высокого давления в баллоне (150 атм) кислород выходит вокруг кольца уплотнения соединения штока клапана.
2. Медленно открывают регулятор подачи, следя за показаниями манометра, установленного на выходе низкого давления, до настройки давления кислорода в пределах 1,7–2,7 атм.
3. Продувают из шланга атмосферу – на резаке открывают кислородный вентиль. У резака 2 вентиля для кислорода: один ближе к шлангу, контролирует подачу в камеру, где кислород смешивается с ацетиленом для подогрева стали (горения смеси), а также для подачи в кислородную дюзу для резки; другой расположен дальше и подает кислород в отдельную дюзу резки (пока не открыт этот вентиль или не отпущен специальный рычажок резки кислород не должен выходить из мундштука резака). Сначала открывают первый вентиль – его несколько раз поворачивают, обеспечивая достаточный приток кислорода для осуществления обеих функций. После этого немного открывают второй (передний) вентиль – на время пока не очистится шланг (3–5 с для трубки длиной 7,5 м).
4. Передний вентиль закрывают.

Поджигание резака и нагревание металла

Перед зажиганием резака требуется:

• убедиться в герметичности всех соединений (клапанов, манометров, шлангов, другой арматуры) – любая протечка газа может моментально вызвать пожар;
• проверить еще раз место работы на предмет отсутствия легковоспламеняющихся материалов, посторонних людей (особенно детей), животных;
• убедиться в готовности к работе;
• надеть защитные очки и перчатки.

Затем открывают на резаке клапан ацетилена, позволяя выйти кислороду, который находится в камере-смесителе. На это достаточно нескольких секунд. Потом закручивают вентиль, пока не станет слышно, что ацетилен еле выходит. Перед резаком располагают специальную зажигалку для него как показано на видео, чтобы ее внутренняя часть касалась мундштука. Затем надавливают на рычаг зажигалки. Когда производимые искры подожгут ацетилен, перед мундштуком должно образоваться маленькое пламя желтого цвета.

Подкручивая клапан подачи газа, увеличивают длину пламени примерно до 25 см. Факел должен начинаться у самого мундштука резака. Пламя будет отрываться от него или прыгать, когда ацетилена подается чересчур много.

Медленно открывают передний кислородный вентиль. При этом пламя должно поменять цвет с желтого на голубой – в этот момент будет обеспечена подача такого количества кислорода, которого достаточно для полного сжигания ацетилена. Подачу кислорода следует увеличивать, пока внутренний язычок голубого пламени не уменьшится и сожмется в направлении мундштука.

Кислородный клапан открывают еще больше – увеличивают размер факела, пока у внутреннего пламени длина не станет едва больше толщины разрезаемой стали (для листовой холоднокатаной толщиной 9,5 мм достаточно превышения длины пламени на 1,3 мм). Когда слышно «сопение» или кажется, что голубое пламя перистое и неустойчивое, то это означает слишком большую подачу кислорода. Ее снижают, пока все пламя не стабилизируется, а внутреннее – не примет форму четкого конуса.

Внутреннее пламя самым кончиком подносят к поверхности обрабатываемой стали. Ее греют до образования в месте соприкосновения лужицы расплавленного светящегося металла. Кончик пламени надо держать неподвижно на расстоянии примерно 10 мм от поверхности стали как показано на видео, чтобы все тепло концентрировалось на одном участке.

Резка стали газовым резаком

Ручку клапана газовой резки медленно отпускают вниз – подают струю кислорода, поджигающую расплавленный металл. Если сразу начинает происходить бурная реакция, то сталь загорелась и можно продолжать постепенно увеличивать давление кислорода, пока его струя не прорежет материал насквозь. Когда реакция не идет – металл разогрет недостаточно, чтобы возгореться в струе кислорода. Необходимо в нагревающее пламя добавить кислорода и дать ему возможность разогреть сталь.

Когда струя кислорода начнет резать, мундштук резака начинают медленно передвигать вдоль линии реза. При этом почти все продукты обработки (расплавленный шлак, искры) сдуваются струей к задней стороне зоны разрезания как показано на видео. Если этот поток возвращается обратно или замедляется, то надо уменьшить скорость перемещения резака или остановить его и прогреть материал еще больше (работать лучше очень медленно, нежели пытаться резать слишком быстро). Резку продолжают до завершения намеченного отреза или разделения металла.

Особенности газовой резки

Газовая резка металла подходит для обработки таких металлов: нержавеющая сталь, черный и стальной прокат. Иногда этот вид обработки применяется для алюминия и высокохромистых сплавов стали.

Процесс газоплазменной резки

Газовая резка металла осуществляется с помощью двух видов газа – кислорода и пропана (или ацетилена). Причем последний используется для нагревания металлического листа, а кислород – непосредственно для резки. Реже используется природный, пиролизный или коксовый газ. Если толщина изделия более 40 мм, то используется пламя с повышенным содержанием ацетилена. Пропано-ацетиленовая смесь применяется даже для обработки металлов повышенной прочности.

Особенностью газопламенной резки является то, что перед струей кислорода должна поступать подогревающая газовая смесь. Без стабильной подачи газа данный вид обработки невозможен.

Для резки используется газовый резак Р1-01П. С его помощью можно сделать ровные разрезы. Во время кислородной резки важно вести резаком с определенной, постоянной скоростью. От этого зависит точность и качество разреза. Если вести слишком быстро, некоторые участки могут остаться неразделенными. Если использовать резак медленно, высока вероятность того, что металл прогорит в ненужном месте.

Газовый резак Р1-01П

Преимущества и недостатки

Резка металла пропаном обладает рядом достоинств, среди которых можно выделить следующие:

1. Газовая резка востребована в ситуации, когда возникает необходимость в разрезании металла значительной толщины или создании изделий по шаблонам, предусматривающим изготовление криволинейного реза, который нельзя выполнить при помощи болгарки. Также не обойтись без газового резака и тогда, как стоит задача по вырезанию диска из толстого металла или выполнению глухого отверстия на 20-50 мм.
2. Газовый резак является очень удобным в работе инструментом и отличается малым весом. Всем домашним мастерам, которые имели опыт обращения с бензиновыми моделями, известны неудобства, связанные с большим весом, размерами и шумом. Помимо того, что значительные неудобства создает вибрация, оператор вынужден обеспечить серьезное давление во время работы. Газовые же модели представляются более привлекательной альтернативой за счет отсутствия у них всех вышеобозначенных минусов.
3. Использование резки металла газом позволяет в 2 раза ускорить работы, что невозможно сделать при помощи аппарата, оснащенного двигателем на бензине.
4. Среди большинства газов, включая и бензин, пропан выделяется более низкой ценой. По этой причине он лучше подходит для выполнения значительного объема работ, например, если возникла задача по резке стали на металлолом.
5. При использовании пропановой резки удается создать более узкую кромку среза, нежели при работе с ацетиленовыми резаками. При этом рассматриваемый метод позволяет создать более чистый срез, чем тот, который можно выполнить при помощи бензиновых горелок или болгарки.

Среди недостатков, которыми обладают пропановые резаки, следует выделить лишь единственный: их можно использовать лишь для ограниченного круга видов металлов. Они подходят для резки исключительно низко- и среднеуглеродистых сталей, а помимо этого, и ковкого чугуна.

Особенности использования

Подобные инструменты не подходят для резки высокоуглеродистых сталей по той причине, что они имеют достаточно высокую температуру плавления, которая почти не отличается от температуры пламени. Это приводит к тому, что вместо выброса окалины, имеющей вид столпа искр, с обратной стороны листа, происходит ее смешивание с расплавленным металлом по краям разреза. В результате кислород не может достичь толщи металла, из-за чего ему не удается прожечь материал.
Трудности во время резки чугуна создает форма зерен, а также графит между ними. Правда, это не относится к ковкому чугуну. Не получается решить поставленную задачу, если приходится иметь дело с алюминием, медью и их сплавами.

Важно остановиться на следующем моменте: категорию низкоуглеродистых сталей представляют марки от 08 да 20Г, среднеуглеродистых — марки от 30 до 50Г2. Характерной особенностью марок углеродистых сталей является наличие в их названии спереди буквы У.

Технология выполнения

Методика проста, ее суть в том, что металл нагревается до температуры горения, а затем место нагрева поддается действию чистого кислорода, который и «разрезает» лист.

Важно знать, что если у металла температура плавления будет ниже, чем температура горения, то расплавленные остатки будет тяжело удалить, изделие будет испорчено.

Перед обработкой необходимо очистить металлический лист от грязи, ржавчины и лакокрасочных материалов. Это можно сделать при помощи щетки по металлу или специальных агрегатов.

Особенности кислородной резки

Этапы газовой резки металла:

• Нагревание металла до высоких температур.
• Окисление.
• Выдувание шлака из места реза.

Технология газовой резки

На первом этапе необходимо нагреть материал. Через сопла горелки подается пламя, которое получается в результате горения газовой смеси (кислорода и ацетилена). Это пламя направляется на нужный участок (он должен прогреться до 1100 ˚С). Во время нагревания выделяется кислота, которая способствует прогреванию нижних слоев материала.

По достижению высоких температурных показателей на участок обработки направляется только струя технического кислорода. Металл вступает в реакцию с кислородом и получается расплавленный оксид. Горячая струя приводит к тому, что материал в месте резки сгорает. Если на этом этапе возникнут проблемы с подачей кислорода, возможно возникновение дефектов.

Особенности резки

Резак надо вести плавно вдоль линии разреза и следить за углом наклона, который отклоняется на 5—6 градусов против движения инструмента. При толщине металла более 0,95 м отклонение увеличивают, прорезав металл на глубину около 20 мм, угол отклонения опять уменьшается. Как резать резаком, чтобы срез был ровным, мы уже подробно объясняли в предыдущем разделе.

Сколько расходуется газа

Расход газов при резке металла пропаново-кислородным резаком, зависит от толщины конструкции и конфигурации разреза. Для наглядности приводим расположенную ниже таблицу:

Расход газов существенно снижается, когда выполняется наплавка или пайка.

Нюансы

Главная задача исполнителя — правильно выдерживать скорость:

• нормальный режим — искры летят под прямым углом относительно поверхности заготовки;
• малая скорость — разлет от исполнителя и угол менее 85 градусов.

После окончания процесса вначале перекрывается подача кислорода, а пропан — отключают в последнюю очередь.

Негативная деформация

Начинающих сварщиков волнует вопрос, как надо правильно пользоваться резаком пропан кислород, чтобы не произошло коробления поверхности детали. Вначале нужно разобраться — какие же факторы способствуют возникновению этих дефектов:

• при неравномерном нагреве поверхности;
• была выбрана высокая скорость движения резака;
• произошло резкое охлаждение места нагревания.

Чтобы исключить возникновение перечисленных факторов на заготовки, их предварительно надежно закрепляют и прогревают, а скорость наращивают постепенно. Если же коробление всё-таки произошло, то вернуть первоначальную форму можно при помощи обжига или отпуска, а листы править на вальцах.

Опасность обратного удара

При неправильном режиме горения струи происходит хлопок и пламя втягивается вовнутрь изделия, что приводит к взрыву, т. к. огонь распространяется по шлангам и доходит до емкостей с газами. Чтобы предотвратить опасную ситуацию, резак оборудуется обратным клапаном, который отсекает пламя и не допускает его распространения.

Правила использования

Они аналогичны технике безопасности при проведении сварки, но имеют специфические дополнения:

1. Средствами защиты пренебрегать не рекомендуется, т. к. это приводит к получению травм в виде ожога кожи или повреждения роговицы глаз разлетающимися искрами, поэтому обязательны очки и перчатки с длинными раструбами до локтя.
2. Одежда и обувь исполнителя изготавливается из негорючего материала.
3. Баллоны с газами располагаются не ближе пяти метров от места проведения резки.
4. Пламя резака направляется только в противоположную от шлангов сторону.
5. Резка производится в помещениях, оборудованных сильной вентиляцией или на открытых площадках.

При длительном простое оборудования нужно провести профилактические работы, прежде чем использовать резак по назначению.

Преимущества метода

Резка газом имеет массу преимуществ перед другими видами обработки металла. Это:

Преимущества и недостатки газовой резки

• ровный и аккуратный шов (при соблюдении всех правил);
• возможность резки стали толщиной до 80 мм, разрезания других металлических изделий толщиной до 200 мм;
• выполнение работ повышенной сложности;
• автономность, возможность вести работы в «полевых» условиях;
• универсальность, использование для большого количества сортов проката;
• возможность поверхностной обработки металла без повреждения глубоких слоев;
• высокая скорость резки (по сравнению с методом плавления);
• отсутствие вероятности попадания продуктов распада внутрь металла;
• оптимальное соотношение цены и качества.

Резаком можно работать с металлами любой толщины, осуществлять прямой, прямолинейный, контурный или произвольный рез.

Процесс газовой резки металла

После отрезания металла пламя тушить не нужно. В результате этого удается избежать значительных теплопотерь. По необходимости процесс резки можно быстро остановить. Достаточно потушить пламя, и металл охладится за короткое время.

С помощью кислородной резки можно делать сложные по форме изделия, при этом отсутствует вероятность рваных швов.

Резка газом подходит для разделки под сварку, удаления поверхностного слоя, устранения дефектов, изготовления заготовок и раскроя листа металлопроката.

Принципиальная конструкция газового резака

Особенности конструкции резака.

Инжекторный или двухтрубный резак

Это самая популярная модель по своей конструкции. Название «двухтрубный» происходит из-за разделения технического кислорода на два потока. Это делается для функционального разделения работы кислорода.

Верхний поток кислорода с высокой скоростью идет сквозь сопло внутреннего мундштука. Это чрезвычайно важная часть аппарата – она отвечает за непосредственно фазу резки металла. Регулируется этот поток специальным вентилем, который обычно выносится на наружную панель.

Второй поток кислорода идет прямиком в инжектор. Порядок работы в камере инжектора следующий: кислород поступает в камере под большим давлением и с высокой скоростью, в результате чего в этом пространстве образуется зона разреженного давления. Кислород является в данном случае инжектируемым.

Номинальный расход газов.

Через специальные боковые отверстия в стенках камеры в нее втягивается горючий газ – он является в данном случае эжектируемым. Происходит смешение газов, скорости выравниваются, в итоге на выходе из камеры формируется поток из смеси газов, у которого скорость ниже, чем у инжектируемого кислорода, но выше, чем у эжектируемого горючего газа.

На следующем этапе сформированная смесь газов поступает в наконечник – сначала в его головку, а затем через сопло между мундштуками выходит и образует то самое пламя в виде факела, которое разогревает металл до температуры его горения. Все потоки газов регулируются собственными вентилями на внешней стороне корпуса – для подачи кислорода и отдельно для подачи горючего газа в инжектор.

Безинжекторный или трехтрубный газовый резак

В данном случае устройство газового резака сложнее. Кислород в него попадает по двум трубкам, третью трубку по праву занимает горючий газ. В этом сварочном резаке газы смешиваются внутри головки, никакой камеры здесь нет. Такая система является более безопасной, чем двухкамерная модель.

Дело в том, что здесь нет риска для так называемого «обратного удара», который заключается в весьма неприятном и опасном явлении: проникновении горящих газов в каналах и трубках аппарата в обратном направлении.

У этой модели стоимость значительно выше. Кроме этого недостатка у трехтрубного резака имеется еще один нюанс: в работе с ним необходимо очень высокое давление горючего газа – выше, чем с инжекторным аппаратом.

Газопламенная строжка и очистка

Газопламенная строжка используется для обработки соединений и удаления дефектных швов. Для этого, реагирующая (горящая) смесь нагревает металл до температуры возгорания, струя кислорода сжигает мегалл и уносит с собой сожженный (и иногда частично расплавленный) металл. При газопламенной строжке, используется то же оборудование, что и при газопламенной резке металла — только, требуется заменить сопло: если при резке струя кислорода обычно бывает ориентирована под прямым углом к поверхности разрезаемого металла, то при газопламенной строжке струя почти параллельна поверхности обрабатываемой части.

Похожим на газопламенную строжку процессом является газопламенная очистка, при помощи которой поверхности очищают от ржавчины, вторичной окалины, краски, смазок и пыли. Примерами могут служить очистка стальных и бетонных поверхностей.

Стандарты и габариты

Сварка при помощи сварочной горелки с газом.
Все стандартные измерения, касающиеся газовых резаков, оговорены в ГОСТе 5191-79. Естественно, что вес и размеры аппаратов напрямую связаны с их мощностью. Вес, например, бывает только в двух значения: резаки моделей Р1 и Р2 весят 1,0 кг, а модель высокой мощности Р3 весит 1,3 кг и ни граммом больше или меньше.

Кстати, с мощностью и размерами связан и вид горючего газа. Если мощные резаки Р3 работают только на смеси кислорода с пропаном, то аппарата поменьше типа Р1 и Р2 вполне могут функционировать с любым видом газа.

Вставные газовые резаки:

Кроме классических моделей с разной мощностью существует отдельная категория – так называемые вставные газовые резаки с особой маркировкой РВ. По ГОСТу они называются очень странно: наконечники к газовой горелке для резки металла. В общем-то они отличаются от традиционных резаков: смешивание горючей смеси и кислорода проводится в самом наконечнике.

По весу эти устройства значительно легче резаков. РВ1 весит 0,6 кг, а РВ2 и РВ3 – всего по 0,7 кг. Но пусть эта кажущаяся изящность не вводит вас в заблуждение. Не будем забывать, что это наконечники к горелке, в комплекте с которой они будут весить ничуть не меньше, чем обычные резаки. В чем тогда преимущество?

В том, что их можно докупить к уже имеющейся горелка и, таким образом, сэкономить кое-какие деньги. И компактность всего комплекта, упакованного в специальный кейс. И еще одна немаловажная деталь, которая касается природы горючего газа. Дело в том, что ацетилен значительно дороже пропана.

Но для сварки металла намного желательнее именно ацетилен: горелка с ним дает пламя с температурой выше на 400°С, чем такая же со смесью кислорода с пропаном.

Портативные модели: малому кораблю – малое плавание

Устройство резака.
На рынке сейчас предлагается множество портативных вариантов автогенов – именно так они позиционируются. Они продаются в виде насадки к компактному цанговому газовому баллону. Но по своей сути и принципу работы это горелки. Большинство из них обеспечивают температуру факела не выше 1300°С.

Встречаются, конечно, и портативные модели «профессионального» ряда – цанговые резаки, дающие температуру факела выше – до 2000 – 2500°С, что в общем-то близко по показателям к классическому кислородно-пропановому резаку. Но физика есть физика: даже в этих моделях нет главного компонента, который режет металл – кислородной струи, которая окисляет этот самый металл.

Где хорош портативный газовый резак? При резке легко плавких металлов или сплавов типа олова, латуни, бронзы, меди. Но даже эти «детские» варианты не режутся, а плавятся. Поэтому компактные насадки – резаки используются больше для пайки или сварки маленьких заготовок из цветных металлов. Это могут быть детали бытовых устройств типа холодильника или кондиционера. Сварка, а не резак, одним словом.

В любом случае будьте внимательны при выборе таких моделей далеко не всегда их предлагаемая «портативность» в итоге оправдана.

Применение кислорода

Одним из самых важных и востребованных применений кислорода является использование его при проведении газопламенных работ. Кислород позволяет повысить температуру пламени в горелках, что обеспечивает повышенное качество и скорость выполнения работ. Чем выше концентрация кислорода, тем выше температура пламени.
Кислород, вырабатываемый стандартными адсорбционными генераторами кислорода, имеет максимальную концентрацию 95%. При проведении газовой сварки или пайки этой концентрации обычно достаточно для осуществления технологического процесса. Так, на заводе ГАЗАППАРАТ в Санкт-Петербурге кислород, продуцируемый генераторами Провита-60, используют для пайки теплообменников бытовых водонагревателей. Генераторы работают в цехе сборки теплообменников непрерывно с 1997 года. Первый капитальный ремонт был произведен в 2005-ом году, т. е. через 8 лет безупречной работы. В настоящее время с заводом заключен договор на сервисное обслуживание. Результатом работы компании Провита по выполнению этого договора является надежная работа оборудования.

Для резки металла кислородом, вырабатываемым стандартным генератором компании Провита, концентрации кислорода 95% недостаточно для осуществления быстрого разрезания металла с чистым резом. В образующихся при резке шлаках увеличивается количество не окисленного железа, сильно затрудняющего процесс резки из-за образования грата (сплава шлака с металлом), трудно отделяемого от кромок реза. Поэтому при работе приходится замедлять скорость реза. В результате 95%-ый кислород используют только при ручной разделительной резке, когда к качеству реза не предъявляется особых требований. Тем не менее, благодаря низкой стоимости вырабатываемого кислорода и автономности (собственный источник кислорода!) многие предприятия закупают генераторы кислорода компании Провита именно для ручной газокислородной резки черного металла. Например, знаменитый (г. Нижний Новгород) закупил и использует в своем производстве генератор Провита-230. Отличительная черта генератора — поддержание стабильной концентрации кислорода на максимально достижимом с помощью используемого адсорбента уровне 95%. Комиссия в составе директора верфи, главного сварщика и представителя провела проверку качества кислородно-пропановой резки на образцах из проката черных металлов отечественным резаком и признала качество резки удовлетворительным. По результатам работы комиссии составлен акт. Руководители завода довольны: отныне завод не зависит от поставщиков и имеет в любой момент свой практически бесплатный кислород.

В настоящее время компания Провита предлагает по спецзаказу свою новую разработку — генераторы кислорода повышенной чистоты (с концентрацией до 99,5%), которые позволяют значительно повысить скорость и качество резки по сравнению со стандартными адсорбционными генераторами.

Кислород применяется не только для кислородно-пропановой или кислородно-ацетиленовой резки, но и для лазерной резки. Причем в последнее время появляются установки для разрезания металла свыше 50 мм. Одна из таких установок, осуществляющая лазерную резку металла в атмосфере кислорода (технология Laser-ASsisted OXigen, LASOX), смонтирована на судоверфи Bender Shipbuilding в Алабаме. Она рассчитана на резку стали толщиной 50 мм и выше, что более чем в два раза превышает возможности существующих промышленных лазерных систем. При этом технология LASOX позволяет разрезать металл, используя лазеры значительно меньшей мощности, чем в обычных лазерных системах.

Оборудование

Основным оборудованием для газовой резки является резак. В комплект к нему входят: насадка для сварки и плавки.

Благодаря резаку можно контролировать дозировку газовой смеси и кислорода. Также с помощью этого оборудования осуществляется воспламенение горючей смеси, подача пламени к месту обработки.

Резак состоит из двух блоков: режущего и подогревающего. Первый представлен трубкой выхода струи кислорода, вентилем и мундштуком внутреннего типа.

Подогревающий блок включает вентили, которые предназначены для регулировки давления газовой смеси и кислорода. Также есть трубка подачи, мундштук наружного вида, камера смешивания и инжекторная ячейка.

Резаки бывают ручными и машинными. Последние являются стационарными, поэтому для ремонтных работ предпочтительнее использовать ручные.

Дополнительно используется следующее газорезательное оборудование:

• редуктор – предназначен для снижения давления;
• прибор для изменения давления;
• стальной баллон с газом и кислородом;
• соединительные шланги.

Перед использованием оборудования важно проверить его исправность во избежание взрыва баллона или редуктора. Резак предварительно продувается кислородом.

Требования безопасности

Газовое оборудование, которое используется в процессе резки металлов, а именно кислородно-ацетиленовый резак, относится к категории взрыво- и огнеопасных. Поэтому перед тем, как пользоваться газовым резаком, следует выполнить все обязательные рекомендации по соблюдению техники безопасности.

Для этого рабочее место следует снабдить:

• огнетушителем. Использование газового резака сопровождается открытым пламенем и высокими температурами, поэтому средства пожаротушения должны присутствовать на посту;
• защитной спецодеждой, состоящей из: х/б костюма, по возможности, пропитанного огнезащитным составом;
• перчаток или краг из брезента или достаточно толстой кожи;
• ботинок с кожаной подошвой;
• защитных очков с встроенными светофильтрами.

При работе с резаком ни в коем случае не следует надевать предметы одежды из синтетики или других с легкостью воспламеняющихся тканей, а также неприлегающие плотно к телу или имеющие сильно изношенные края. Все это может привести к возгоранию и, соответственно, опасности для здоровья и жизни.

Резать газом можно только различные марки и виды нелегированной углеродистой стали. Нержавеющая сталь, цветные металлы и разнообразные сплавы разрезать пропановым резаком не получится.

Недостатки обработки

Для газовой резки наиболее подходит низкоуглеродистая сталь, а вот средне- и высокоуглеродистая сталь – не совсем подходящий материал для резки. Из-за высокого содержания углерода повышается температура воспламенения и снижается температура плавления. А это условие затрудняет процесс резки.

Разрезать металл при помощи газовой смеси тяжело, если у него низкая теплопроводность. Поэтому такие виды материала не подходят для обработки.

Правила безопасности во время газовой резки металла

Газовая резка металла должна выполняться только квалифицированным и опытным специалистом. Важно соблюдать все ключевые факторы правильной обработки: давление кислорода и скорость процедуры. Необходимо учитывать толщину изделия и диаметр сопла резака. Если скорость окисления и резки металла не соответствуют друг другу, то получится некачественная обработка.

Кислородная резка предполагает использование взрывоопасных веществ. При несоблюдении правил безопасности высока вероятность взрыва газовоздушной смеси, необходимо следить за состоянием газового оборудования. Для защиты от ожогов нужно пользоваться средствами индивидуальной защиты.

Существенным недостатком является возможность деформации металла и низкая точность резания.

Видео по теме: Резка металла резаком

Полезные статьи

Плазменная резка металла – особенности и преимущества работы

Список компаний Ростова-на-Дону по резке металла

Самостоятельное изготовление лазера для резки металла – инструкция и рекомендации

Как выбрать резак получше?

Принцип действия газового резака.
Предлагаем блок полезной информации, которая поможет вам лучше ориентироваться в спецификациях и технических характеристиках резаков заранее:

• Ниппели бывают латунными алюминиевыми. Латунные варианты долговечнее.
• Если есть возможность, выбирайте модели с алюминиевыми, а не пластиковыми ручками, Какой бы не был пластик теплоустойчивым, он «поплывет» в любом случае быстрее, чем алюминий.
• Рукоятка должна быть достаточно массивной: диаметр не меньше 40 мм.
• Вентили должны хорошо работать. Это значит – проворачиваться без особых усилий.
• Аппараты с рычажным управлением более удобны и экономны в использовании, они экономят газ.
• Вентильные шпиндели должны быть обязательно из нержавеющей стали, а не из латуни, которые слишком недолговечные. Бывают «комбинированные» варианты, они по своей долговечности занимают серединную позицию.
• Лучшим материалом для корпуса резака являются металлы: латунь, медь, нержавеющая сталь.
• Мы помним, что ацетиленовые резаки стоят дороже. Следим за материалом, из которого выполнены детали имеющие прямой контакт с горючим газом перед смешением в камере. Внимание! Они не должны быть сделаны из меди или ее сплавов, где содержание меди не меньше 65%.
• Если конструкция устройства разборная, это лучше: его легче чистить и ремонтировать.
• Только медь! Только медный наружный мундштук!
• Правильный внутренний мундштук на газовый резак ацетиленового типа тоже должен быть из меди. А вот в кислородном резаке по металлу – из латуни. Вот такие нюансики.
• Обязательно проверяйте у продавца состояние дел с запасными частями и расходным материалом.

Советы бывалых: как пользоваться

Инструкции, как пользоваться газовым резаком, можно разделить на общие положения и профессиональные «мелкие» замечания, которые на самом деле являются ценнейшими практическими помощниками.

Таблица резки металлов газовым резаком.

Сначала общие положения:

• Только в маске! Только в маске сварщика или специальных очках проводим любые работы с любым газовым резаком. Работа с автогеном – занятие с морем рисков, технику безопасности выполнять по-настоящему и не по-детски.
• Одежду и перчатки выбираем с огнеупорными свойствами. Если таковых нет, что же: по крайней мере, минимальное требование – не одевать одежду из синтетики.
• На рабочем месте обязательно должен быть огнетушитель со всеми правильными сроками годности и т.п. Средства пожаротушения также нужно разместить неподалеку по правилам пожарной безопасности.
• Перед работой нужно запастись:
• линейкой, специальным карандашом, угольником и рулеткой;
• специальной зажигалкой, которая обычно есть в комплекте с оборудованием.
• Во время работы важно выбрать правильно расположение. Пламя факела должно быть расположено фронтально по отношению к подводящим шлангам. Шланги, в свою очередь, расположить так, чтобы они не мешали вам по ходу процесса.
• Еще одно правило из техники безопасности: газовые баллоны не должны быть ближе 5-ти метров к вам во время работы.
• Проветривание должно быть отличным в течение всей резки, лучше всего работать на открытом воздухе.
• Пол в мастерской должен быть или бетонным, или земляным.
• Если вы давно не работали со своим резаком, либо начинаете использовать новый аппарат, проверьте каналы: они должны быть чистыми. Кроме того, всегда проверяйте уровень разреженности в камере, которая формируется кислородом. Сначала снимите шланг с пропаном – делать это нужно при закрученных вентилях и на резаке, и на баллоне. Затем на баллоне открываете вентиль кислорода и газа при рабочем давлении. Инжектор проверяется просто: прикладываете палец к ниппелю газа, если все правильно, вы почувствуете подсасывание воздуха в этом ниппеле. Закрываете кислород, все вентили и затем шланг с горючим газом подключаете к резаку: работать можно.

Схема резки металла резаком.
Этапы действий во время резки, пропановые резаки:

1. Сначала баллон с кислородом: выставляем рабочее давление.
2. Потом баллон с горючим газом: также выставляем рабочее давление. Ориентир – давление кислорода. Давление пропана должно быть меньше примерно в десять раз. Если аппарат трехтрубный, то разница будет составлять пять раз.
3. Медленно открываем вентиль кислорода и газа, поджигаем газ и формируем с помощью вентилей напор факела разогревающего пламени.
4. Ручной газовый резак готов к работе, теперь собственно резка металла резаком.
5. К месту горения начинает поступать струя поджигающего кислорода. Если металл нагрет в достаточной степени, нужная реакция начнется немедленно. В этом случае давление подачи кислорода можно еще увеличивать до тех пор, пока металл не будет прорезан в полной степени.
6. Теперь автоген можно двигать в нужном направлении – по линии запланированного разреза. Скорость движения нужно определять по ходу дела, она будет зависеть от того, как искры и шлак стекали или сдувались вниз от горелки.
7. После выполнения резки осмотрите внимательно рабочий участок на предмет оставшихся кусков расплавленного металла. Не дай бог наступить на такие – прожгут даже толстую подошву ботинок.
8. Охлаждение деталей проводится или с помощью воды, или естественным образом.
9. После окончания резки нужно закончить рабочий процесс, что не менее важно, чем начать работу.
10. Сначала закручиваем вентиль кислорода.
11. Следующими перекрываются вентили пламени – первым вентиль пропана, следующим – вентиль кислорода.
12. Закручиваем вентили на баллонах.
13. Освобождаем шланги от газа: открываем и затем поочередно закрываем вентили разогревающей смеси на аппарате.

Источники

• https://tutmet.ru/polzovatsja-rezat-rabotat-gazovym-rezakom-nastrojka.html
• https://stanok.guru/oborudovanie/raznoe/rezka-metalla-kislorodno-propanovym-rezakom.html
• https://printeka.ru/metally/kak-pravilno-rezat-gazovym-rezakom-metall.html
• https://tutsvarka.ru/oborudovanie/gazovyj-rezak
• https://msmetall.ru/instrument/kak-rezat-relsy-rezakom.html
• https://WikiMetall.ru/oborudovanie/kak-polzovatsya-rezakom.html

Кислородно-ацетиленовая резка

Если вы будете перемещать горелку слишком быстро, нижняя часть среза может быть неровной или металл не будет разрезан полностью. Если вы посмотрите на край разрезанного металла, вы увидите несколько вертикальных линий на краю среза, если резка выполнена качественно, эти линии будут прямыми и гладкими. Если срез выполнен неровно, линии будут больше похожи на зубья ножовки. Если вы перемещаете горелку слишком быстро, линии на срезе будут выглядеть вогнутыми назад по направлению к началу выполнения среза, а не прямыми (смотрите иллюстрацию). Если горелка перемещается слишком медленно, верхняя часть среза будет закруглена, а в нижней части может скопиться большое количество шлака. Если вы в мастерской не одни, попросите ассистента понаблюдать за тем, как вы режете металл с безопасного расстояния. Если вы выполняете резку правильно, поток брызг должен падать прямо на пол.

3.42. Как и во время сварки, факел из сопла режущей горелки необходимо отрегулировать, чтобы получить нейтральное пламя перед началом резки.

3.43. Режущую горелку необходимо держать практически под прямым углом по отношению к рабочей поверхности при резке плотных материалов, однако ее необходимо наклонять назад во время резки более тонких материалов, например, выхлопной трубы или листового металла. Используйте остатки стальной трубы или уголок в качестве направляющей для режущей горелки, чтобы обеспечить более фиксированное положение горелки.

3.44. Внимательно осмотрите край среза пластин после использования режущей горелки. Соответствующая температура и скорость перемещения горелки обеспечивают наименьшее количество шлака в нижней части среза. На иллюстрации изображен срез, при выполнении которого горелка перемещалась слишком быстро, поэтому вертикальные линии на срезе закруглены.

Наблюдатель сможет предупредить вас, если поток брызг будет направлен назад, в сторону начала среза, что указывает на то, что металл не прорезается насквозь, пока горелка не перемещается дальше, в результате, недорезанная область металла направляет брызги в сторону начала среза. Некоторые брызги также могут лететь вам в лицо и на одежду. Поэтому обязательно научитесь подбирать правильную скорость резки металла, чтобы выполнять чистые швы.

Вы также можете заметить, чем увереннее вы держите режущую горелку, тем качественнее будут получаться срезы, при этом половина дела – это определение удобного положения рук. Так как для выполнения резки металла вы будете использовать только одну руку, второй рукой вы можете придерживать горелку и направлять ее точно по линии среза. Важно также поддерживать постоянное расстояние от горелки до рабочей поверхности, поэтому рекомендуется использовать кусок трубы или железный уголок, на который вы сможете установить сопло горелки, таким образом обеспечив примерно одинаковое расстояние до рабочей поверхности (смотрите иллюстрацию).

Существует много способов резки стали для различных проектов, например, с помощью ножовки, абразивных дисков, однако универсальность кислородно-ацетиленовой горелки состоит в том, что вы можете вырезать шаблон практически любой формы из листового металла толщиной 25,4 мм при желании. Неровные фигуры вырезать также легко, как и прямые линии, если говорить о движении горелки, хотя вам придется некоторое время поработать над ритмом, чтобы достичь плавности движения руки, чтобы горелка перемещалась точно по нарисованной линии шаблона. Как и любой другой вид сварки, резка металла требует некоторого времени практики. Вы также можете спаять несколько листов метала вместе. Для этого можно использовать прихваточный сварной шов или скобы, затем во время резки (предварительно подобрав сопло необходимого размера) вы можете вырезать около дюжины одинаковых деталей за один раз. Чтобы добиться полной идентичности деталей, впоследствии можно использовать прихваточный шов, болты или скобы для соединения деталей с целью их окончательной обработки на пескоструйном аппарате.

Кроме выполнения прямых срезов, что является простейшей задачей, возможно, в некоторых проектах вам придется вырезать детали различной формы более одного раза, в таком случае вам пригодятся вспомогательные приспособления. Если вы можете перемещать горелку по линии шаблона, вы можете вырезать одну и ту же форму несколько раз. Возможно, вам понадобится вырезать четыре одинаковых диска из стали диаметром 152,4 мм. Припуски на срез зависят прежде всего от сопла, которое вы собираетесь использовать. Если вы знаете, что припуск должен составляет примерно 0,4 мм по всей окружности, изготовьте шаблон соответствующего размера. Если вы используете этот шаблон в качестве направляющей для горелки, вы можете вырезать столько окружностей, сколько вам необходимо. Прикрепите шаблон к листу металла и перемещайте горелку по линии среза, не отходя от края шаблона. В зависимости от гладкости краев вашего шаблона, движение вашей руки будет более или менее уверенным, таким образом вы сможете получить более аккуратный срез. Понаблюдав некоторое время за профессиональным сварщиком, вы поймете, насколько идеальными могут быть края детали при использовании такого, казалось бы, грубоватого способа изготовления.

В производственных мастерских очень часто используется специальное оборудование для создания большого количества деталей одной формы. Одно из основных устройств, которое вы увидите в большей части мастерских, — это газовый резак (смотрите иллюстрацию).

3.45. Закрепите кусок металла на рабочем месте, при этом горелка для резки должна располагаться на необходимом расстоянии от линии среза. Чем крепче вы будете держать горелку, тем чище и аккуратнее получится шов. Перемещайте горелку с постоянной скоростью.

3.46. Инструмент, который вы видите на иллюстрации, можно найти в большинстве мастерских. Это механизированная режущая горелка, которую еще часто называют газовым резаком. В данном случае используется резак, приводящийся в действие мотором, который повторяет точный контур шаблона и вырезает необходимые вам формы. Шаблоны могут быть временными, вырезанными из плотного картона. Если вы используете данный шаблон достаточно часто, рекомендуется изготовить его из стали.

Он представляет собой стол для резки, на котором установлена рама с прикрепленной к ней специальной горелкой с прямым режущим наконечником, вместо наконечника, расположенного под углом 90°, как в обычной ручной горелке (смотрите иллюстрацию). Существует целый комплект рычагов, которые позволяют горелке оставаться в идеально вертикальном положении и в то же время, перемещаясь, повторять форму любого шаблона на столе. В верхней части резака установлен небольшой электрический мотор. В верхней части есть специальное место для установки шаблона, обычно изготовленного из прочного листового металла, а также поляризованное выпуклое сопло в верхней части горелки, которое точно повторяет форму шаблона. Мотор приводит в действие выпуклое сопло, которое движется по линии шаблона с постоянной скоростью (которую можно регулировать в зависимости от материала, который вы собираетесь резать), при этом сопло горелки вырезает точную форму шаблона. Устранение человеческого фактора из процесса резки позволяет выполнять более плавные, аккуратные и точные срезы при помощи резака. В большинстве мастерских, оснащенных газовым резаком, обычно позади него находится стенд с большим количеством шаблонов для наиболее используемых форм, которые здесь вырезают, например кронштейны, подвески (смотрите иллюстрацию). В некоторых мастерских газовый резак оснащен пантографом, который представляет собой серию рычагов, которые позволяют резаку вырезать форму в соответствии с движением стилуса вокруг шаблона на столе около резака. Определенные виды сложного оборудования оснащены электронным стилусом, который будет повторять линии фотокопии или даже следить за движением карандаша на бумаге.

3.47. На иллюстрации вы можете видеть комплект механизированного устройства для резки компании Daytona MIG, в котором используется стандартная сварочная горелка для резки, закрепленная на месте.