Кислородно-флюсовая разделительная резка – способ разделительного раскроя, при котором в зону реза вводятся порошкообразный флюсовый материал. За счет этого увеличивается количество выделяемой при резании теплоты и раскисляются тугоплавкие окислы. В результате обеспечивается возможность порезки толстостенного металлопроката, отливок, слябов, а также бетонных и железобетонных изделий.
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).
Газы для плазменной резки алюминия
Качественный раскрой цветных металлов получается в результате именно плазменной резки. Плазма, с помощью которой выполняют обработку алюминия и его сплавов, образуется за счет использования неактивных газов: водорода, аргона или азота.
Активные газы, например, воздух и кислород, используются для работы с черными металлами.
Резка алюминия газом с использованием плазмореза возможна при толщине заготовок не более 70 мм.
Не подходят для работы с алюминием газовые смеси, в состав которых входят азот и аргон, поскольку они предназначены для обработки высоколегированных сталей толщиной 50 мм.
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).
Pereosnastka.ru
Сущность процесса и аппаратура для кислородно-флюсовой резки
К
атегория:
Технология кислородной резки
Сущность процесса и аппаратура для кислородно-флюсовой резки
В процессе кислородной резки металл сгорает при температуре, которая ниже температуры его плавления. Если температура плавления образующихся при горении окислов будет выше температуры плавления металла, то обычная кислородная резка таких металлов становится невозможной. Например, при резке хромистых сталей образуются окислы хрома с температурой плавления 2270 °С, тогда как хром плавится при температуре 1903 °С. То же относится к никелю и другим металлам.
Тугоплавкая пленка окислов исключает контакт между подогретым до температуры воспламенения металлом и кислородной струей. Увеличивается отвод тепла соседними участками металла, струя кислорода охлаждает место реза и процесс резки прекращается.
К металлам, при окислении которых образуется тугоплавкая пленка, относятся коррозионностойкие (нержавеющие), жаростойкие (окалиностойкие) и жаропрочные стали, чугуны, медь, алюминий и их сплавы и др.
Для успешной кислородной резки этих металлов необходимо обеспечить расплавление и перевод в шлак образующихся тугоплавких окислов. Это возможно осуществить за счет дополнительного нагрева места реза от сгорания флюса.
Сущность кислородно-флюсовой резки заключается в том, что к месту реза (в щель реза) вместе с режущим кислородом и подогревающим пламенем вводится порошкообразный флюс.
Флюс, подаваемый в зону резки, выполняет две функции: тепловую и абразивную.
Тепловое действие флюса состоит в том, что он сгорает в щели реза, вследствие чего повышается температура места реза, тугоплавкие окислы становятся жидкотекучими и под действием силы тяжести и давления кислородной струи без затруднений удаляются. С помощью флюса удается разрезать металл толщиной до 500 мм.
Вдуваемый флюс образует в щели реза шлак из продуктов горения. Этот шлак передает свое тепло нижним слоям разрезаемого металла, нижние слои металла дополнительно подогреваются до температуры воспламенения и глубина реза возрастает.
Сущность абразивного действия флюса состоит в том, что его частицы, имеющие большую скорость, ударным трением стирают с поверхности реза тугоплавкие окислы.
Составы флюсов. Для выделения дополнительного количества тепла при резке в качестве флюса применяют в основном железный порошок. При сгорании железного порошка образуются легкоплавкие окислы железа, которые, сплавляясь с окислами поверхностной пленки, образуют более легкоплавкие шлаки, которые относительно легко удаляются из зоны реза.
Устойчивый процесс резки нержавеющих сталей протекает при содержании в железном порошке углерода до 0,4% и кислорода (в виде окислов) до 6%. Повышение содержания углерода и кислорода в железном порошке снижает температуру в зоне реза и ухудшает качество его поверхности, увеличивая расход порошка.
В соответствии с ГОСТ 9849—74 применяют пять марок железного порошка: ПЖ 1, ПЖ 2, ПЖ 3, ПЖ 4 и ПЖ 5, содержащие соответственно железа не менее 98,5; 98,0; 98,0; 96,0; 94,0; остальные примеси: углерод, кремний, марганец, сера и фосфор.
Кроме железного порошка, применяют различные смеси его с другими компонентами. Например, при резке хромоникелевых сталей наибольшую эффективность получают при добавлении к железному порошку 10—15% алюминиевого порошка. При сгорании этой смеси в кислороде образуются легкоплавкие шлаки с температурой плавления менее 1300 °С. Легко сдувается при поверхностной резке шлак, если в железный порошок добавлять до 20% силикокальция (23—31% Са, 62—59% Si, 1,5—3% А1 и др.).
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.
Газ для лазерной резки алюминия
При лазерной обработке металлов используют 4 вида вспомогательных газов:
- кислород, являющийся активным газом;
- азот, относящийся к условно инертным;
- аргон и гелий – настоящие инертные;
- атмосферный воздух.
Однако лазерная резка именно алюминия выполняется с помощью условно инертного азота, который участвует в химических реакциях, но не является окислителем. А при работе с большинством металлов специалисты стараются не допускать реакций окисления и горения.
Помимо того, что азот не вступает в реакции окисления в области разреза, он вытесняет из нее содержащий кислород атмосферный воздух. Таким образом, О2 также не вызывает окисления краев разреза.
Кислород при резке алюминия газом отрицательно влияет на качество обработки, не позволяя получить чистые и ровные кромки разреза. Выполняя раскрой алюминия с помощью О2, можно получить неровные края с множеством заусенцев. Некоторое время назад он использовался для резки алюминия, так как не существовало более мощного оборудования.Затем неровные кромки изделий обрабатывали механически, повышая их качество. Однако дополнительная механическая обработка увеличивала затрачиваемое на производство время и, соответственно, повышала стоимость готовой продукции.
В настоящее время используется более мощное оборудование, применение азота позволяет сразу получить разрез высокого качества, не требующий дальнейшей обработки кромок. Этот газ подходит для резки алюминия, нержавеющих, высоколегированных сталей, никеля.
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.
Не менее востребованные способы резки алюминия плазмой и лазером
- Лазерная резка.
Для этого типа резки необходим лазерный резонатор, возбуждающий узконаправленный луч с волной необходимой длины. Луч направляется на обозначенную линию реза и расплавляет металл заготовки за счет сконцентрированной в нем энергии.
Достоинства резки алюминия лазером заключаются в:
- высокой производительности;
- возможности получать детали необходимого размера и конфигурации без дальнейшей доработки;
- отсутствии деформаций кромок среза;
- возможности создавать изделия различной, в том числе сложной, конфигурации.
К такому способу прибегают при необходимости выполнения в заготовках отверстий сложной формы, соблюдения точных размеров допуска и посадки. Благодаря отсутствию контакта с обрабатываемым металлом не происходит его деформация в процессе резки. Суть обработки состоит в передаче импульсного лазерного излучения, возбуждаемого при помощи волоконной, газовой или углекислотной лазерной установки.
- Плазменная резка.
Для создания плазменного потока используется ионизация электрической дугой поступающего под давлением газа. Ионизированный газ (водород, азот, аргон) нагревается до нескольких тысяч градусов по Цельсию. На алюминий и другие металлы оказывается кратковременное высокотемпературное воздействие, расплавленные частицы удаляются из зоны разреза мгновенно.
Достоинства плазменной резки алюминия заключаются в:
- экономичности;
- возможности резать металлы толщиной 200 и более миллиметров;
- высокой производительности;
- широком спектре подвергаемых обработке металлов и сплавов;
- отличном качестве изделий;
- возможности получения изделий сложной конфигурации – как при серийном производстве, так и по индивидуальным чертежам.
При резке газом алюминия и других металлов выбор газа осуществляется исходя из толщины разрезаемой заготовки: менее 20 мм – используется азот, менее 100 мм –смесь азота с водородом, более 100 мм – смесь аргона и водорода.
