24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Резка металла кислородно-пропановым резаком

Резка металла кислородно-пропановым резаком

Резка газом представляется более простым процессом, нежели газосварочные работы, и потому справиться с ней может даже человек, не обладающий специальными навыками. По этой причине практически любой из нас может освоить работу с газовым резаком. Главное здесь — усвоить суть технологии резки газом. В современных условиях все чаще используются пропановые резаки. Работа с ними требует использования одновременно пропана и кислорода, поскольку сочетание подобных веществ обеспечивает максимальную температуру горения.

Особенности технологии

Выбор газа для резки зависит от свойств металлической заготовки. Кроме технического кислорода может быть использован ацетилен, коксовый и нефтяной газ, метан, пропан, бутан и смеси из них.

Кислород используется при резке металла газом, если материал обладает определенными характеристиками:

  • высокой теплопроводностью;
  • температурой плавления выше температуры воспламенения в кислороде;
  • температурой плавления тугоплавких окислов ниже температуры плавления металла;
  • образованием жидких шлаков в процессе резки;
  • выделением большого объема тепла.

Чтобы резать металлическую заготовку, ее сначала необходимо подогреть. Потом материал сжигается, продукты сгорания удаляются струей газа.

Резка может быть:

  • поверхностная – образование шлицев и каналов;
  • копьевая – образование отверстий или проемов;
  • разделительная – в виде сквозного реза.

Для разных работ выбираются разные горелки. Существует несколько видов, которые предназначены для выполнения разных работ.

Любая горелка состоит из:

  • рукоятки;
  • вентиля;
  • клапана (не во всех моделях);
  • наконечника (удлинительной трубки);
  • мундштука (насадки).

Смешение газа с воздухом может происходить в наконечнике или мундштуке. В моделях с клапаном газ с кислородом смешивается в головке, что повышает уровень безопасности. Использование моделей без клапана позволяет применять в работе газ с различным давлением. Газовые резаки для резки толстого металла комплектуется несколькими мундштуками.

Технология состоит из четырех шагов:

  • разогрева заготовки;
  • введения в область обработки газовой смеси;
  • воспламенения материала;
  • процесса горения.

Струя должна быть равномерной, чтобы пламя не погасло. В процессе горения образуются окислы, которые удаляются газовой струей.

Оборудование для газовой резки

Итак, в России, еще со времен СССР самым распространенным считался резак Р1-01. Он является ручным с инжекторным соплом, что дает струю под высоким давлением, которая и режет металл «как горячий нож масло».

Более мощные модели – это Р2-01 и Р3-01П. Их основное отличие – это размер сопла, рабочее давление кислорода в системе, рабочее давление подачи нагревательной смеси.

Также существуют автономные столы – это газовое оборудование для резки металла в автоматическом режиме, которое производится без участия оператора.

Управление таким столом является чисельно-программным. То есть, человек просто задает параметры резки.

Такое оборудование для кислородной резки металла используется исключительно на листовых металлах, где выполняется либо ровная резка, либо дуговая.

Стоит отметить, что моделей данных столов – огромное количество, но практически все они являются аналогами АН-01, который был разработан Шепелевым еще в СССР!

Схема кислородного резака

Таковыми, к примеру, являются «Смена», «Орбита», «Secator», «Quicky-E». Во всех у них рабочая температура в диапазоне 1000-3200 градусов по Цельсию. Работают как с ацетиленовым, так и с пропановым нагревателем.

В моделях Quicky используется также смешанное – ацетиленово-пропановое нагревание. В этом случае, сопло используется только раздвоенное. То есть, на одно из них подается ацетилен, на второе – пропан.

Кстати, стоит отметить, что в такой резке нагревательная смесь поддается от центра (то есть, от кислородной струи).

Также еще отмечаются так называемые стационарные резаки для газовой резки металла.

От мобильной они отличаются, не сложно догадаться, тем, что они встраиваются в специальную нишу-станок, которую как раз и может двигать оператор устройства.

Такие резаки являются более удобными для работы, но стоят весьма дорого. Зато их режущей мощности более чем достаточно для того, чтобы разрезать толстый слой высокопрочного металла!

Это стало возможным из-за того, что в таких резаках используется дополнительный нагнетатель, при помощи которого что нагреватель, что кислородная струя подается под еще большим давлением.

Работает дополнительный компрессор на электричестве, к тому же – трехфазном (380 Вольт). Из-за этого он и не может быть мобильным! Используется такой резак исключительно на профессиональных предприятиях.

Портативный резак — Гугарк

Гугарк – это самый популярный представитель таких резаков.

Кстати, газовая горелка для резки металла также бывает двух видов – так называемая прямая и гнутая:

  • Первая – это та, которую вы все привыкли видеть. Представляет из себя букву Г и работает при помощи операторского направления.
  • Ну а вторая, прямая – это горелка типа сопло, которая используется на столах-резаках.

Стоит также отметить, что в прямых соплах используются спаренные наконечники для того, чтобы при движении не нарушить угол наклона сопла один к одному.

Кстати, учитывайте, что каждый из резаков имеет свой коэффициент работы и мощности с каждым металлом.

К примеру, при использовании стандартного Р1-01, чтобы разрезать медь, достаточно коэффициента 0,5 ацетилена, а вот для алюминия потребуется аж 0,7.

Больше всего, конечно же, уйдет на вольфрам – аж 1,4! При этом разогрев будет в районе 3800 градусов по Цельсию (используйте при этом только специализированные наконечники)!

Преимущества и недостатки

Газовая горелка предназначена для рассекания изделий в производственных условиях, при большом объеме задач. Перед тем, как применить устройство, важно понимать, какими ключевыми особенностями обладает резка металла пропаном и кислородом:

  1. Механизм действия удобен при выполнении криволинейных линий отреза. Стабильная мощность позволяет разделять на части металлические изделия различной толщины. В ситуациях, когда невозможно применение инструмента, такого как, углошлифовальная машинка, используется газовая горелка. Задача по изготовлению круглого изделия или отверстия глухого типа выполняется газовой горелкой, не требуя особых усилий.
  2. Газовый резак обладает преимуществом в отличие от бензиновых моделей. Помимо малого веса, механизм не издает повышенных шумов при функционировании, а также компактен.
  3. Использование аппарата, основанного на воздействии горючего газа, позволяет ускорить выполнение вдвойне, что не под силу механическим инструментам.
  4. Пропан, как газ в жидком состоянии, отличается низкой ценой. Поэтому применяется не только при обработке изделий в производственных нуждах, но и при утилизации металла и других действиях.
  5. Использование пропана в качестве горючей смеси позволяет выполнять качественный срез. Порезка осуществляется по узкой кроме, что является основным фактором качественной работы.
Читать еще:  Лазерный источник для резки металла

Недостатками можно отметить, что некоторые материалы невозможно обработать пропановым резаком, например чугун и высоколегированные стали.

Принцип действия и виды

Независимо от размеров автогена и вида разогревающей газовой смеси резка происходит за счет сгорания метала в струе чистого кислорода, нагнетаемого через сопло головки в рабочую зону.

Основное и принципиальное условие газовой резки — температура горения должна быть меньше температуры плавления. Иначе металл, не успев начать гореть, будет плавиться и стекать. Этому условию соответствуют низкоуглеродистые стали, а цветные металлы и чугун — нет.

Большинство легированных сталей также не поддаются газовой резке — есть ограничения по максимально допустимым дозам легирующих элементов, углерода и примесей, при превышении которых процесс горения металла в кислороде становится нестабильным или вообще прерывается.

Сам процесс резки можно разложить на две фазы:

  1. Разогрев ограниченной зоны детали до температуры, при которой металл начинает гореть. А для того, чтобы получить факел разогревающего пламени, часть технического кислорода в определенной пропорции смешивают с горючим газом.
  2. Сгорание (окисление) разогретого металла в струе кислорода и удаление продуктов горения из зоны реза.

Если рассматривать классификацию только ручных резаков, то принципиальное значение имеют следующие признаки:

  • вид горючего, мощность и способ получения смеси газов для разогревающего пламени;
  • классификация по виду горючего газа: ацетилен, пропан-бутан, метан, универсальный, МАФ.

Керосинорезы и бензорезы хоть и имеют то же назначение относятся к жидкотопливным резакам.

  • По мощности: малая (резка металла толщиной от 3 до 100 мм) — маркировка Р1, средняя (до 200 мм) — Р2, высокая (до 300 мм) — Р3. Есть образцы с повышенной толщиной резки — до 500 мм.
  • По способу получения горючего газа: инжекторные и безинжекторные.

И если первый признак влияет лишь на температуру разогревающего пламени, а мощность — на предельную толщину металла, то третий признак определяется конструкцией резака.

Конструкция

1. Инжекторный или двухтрубный, газовый резак — это наиболее распространенный тип конструкции. Технический кислород в резаке разделяется на два потока.

Часть потока по верхней трубке движется в головку наконечника и с высокой скоростью выходит через центральное сопло внутреннего мундштука. Эта часть конструкции отвечает за режущую фазу процесса. Регулировочный вентиль или рычажный клапан вынесен за пределы корпуса.

Другая часть поступает в инжектор. Принцип работы которого заключается в том, что инжектируемый газ (кислород), выходя в камеру смешения под высоким давлением и с высокой скоростью, создает там зону разрежения и через периферийные отверстия втягивает горючий (эжектируемый) газ. Благодаря смешению, происходит выравнивание скоростей, и на выходе камеры образуется поток смеси газов со скоростью ниже, чем у инжектируемого кислорода, но выше, чем у эжектируемого горючего газа.

Далее смесь газов движется по нижней трубке в головку наконечника, выходит через сопла между внутренним и внешним мундштуком, и формирует факел разогревающего пламени. Каждый канал имеет свой вентиль на корпусе, которым регулируют подачу кислорода и горючего газа в инжектор.

2. Безинжекторный, или трехтрубный резак имеет более сложную конструкцию — оба кислородных потока и газ поступают к головке по отдельным трубкам.

Смешение подогревающей смеси происходит внутри головки. Но именно отсутствие камеры смешения обеспечивает более высокий уровень безопасности, не создает условий для «обратного удара» (распространению горящих газов в каналах резака и трубах в обратном направлении).

Помимо более сложной конструкции и высокой цены, недостатком трехтрубного газового резака считается то, что для его стабильной работы необходимо более высокое давление горючего газа (здесь нет эффекта эжекции и увеличения скорости потока).

Размеры и вес

Размеры ручного инжекторного газового резака оговорены стандартом ГОСТ 5191-79 и зависят от его мощности:

  • у Р1 — до 500 мм;
  • у Р2 и Р3 они лежат в пределах 580 мм. Но выпускают и «удлиненные» модели для работы в особых условиях.

Есть ограничения по весу для каждой категории мощности: 1.0 и 1.3 кг соответственно для Р1 и Р2/Р3.

Этот же ГОСТ определяет, что тип Р3 — это резак кислородно-пропановый, а Р1 и Р2 могут работать на любом виде горючего газа.

Есть отдельная категория ручного инжекторного инструмента для кислородной резки — вставные резаки, которые имеют маркировку РВ.

По ГОСТу их определяют как наконечники для резки к сварочной горелке. Отличие конструкции в том, что разделение кислорода и смешение горючей смеси происходит в наконечнике, а он имеет гораздо меньшие размеры и вес, чем резак. Так вес РВ1 имеет верхнюю границу в 0.6 кг, а РВ2 и РВ3 — 0.7 кг.

Но вряд ли можно назвать такой газовый резак по металлу компактным — в рабочем положении в сборе с корпусом от горелки его размеры и вес будут не меньше, чем у специализированного инструмента. Преимущество лишь в том, что можно купить горелку в комплекте с наконечниками разных типов (сварки и резки), а весь комплект будет помещаться в небольшом кейсе. Или приобрести к уже имеющейся горелке вставной резак.

Но и тут есть один нюанс. Пропан стоит намного дешевле ацетилена. Поэтому стоимость эксплуатации ацетиленового резака будет существенно выше, чем кислородно-пропанового. А для сварки металла лучше ацетиленовая горелка, у которой температура пламени выше на 300-400 чем у кислородно-пропановой (у чисто пропановой горелки температура меньше 2000C).

Читать еще:  Инструмент для резки углов плинтуса

Компактность же всего «поста» для ручной газовой резки может быть обеспечена лишь за счет емкости баллонов с газами.

Портативные газовые резаки

В последнее время можно увидеть предложения по продаже портативных газовых резаков, которые представляют собой насадку к небольшому цанговому баллону с газом.

Но хоть их позиционируют как резаки, по сути это горелки. Температура факела большинства из них не превышает 1300C. Хотя есть «профессиональные» цанговые портативные резаки с температурой факела 2000—2500C (например, Kovea KT-2610 при работе с газовой смесью MAPP US), а это уже близко к температуре разогревающего пламени кислородно-пропанового резака — 2700—2800C.

Но в любом случае для создания условий «горения» стали нет главного режущего компонента — струи кислорода, благодаря которому и происходит окисление металла.

Портативными резаками можно резать легкоплавкие металлы и сплавы: олово, алюминий, латунь, бронзу, медь. Но и для них речь идет не о резке, а о плавке. Поэтому их чаще используют, чтобы запаять или сварить небольшие детали из цветных металлов (например, при ремонте кондиционеров и холодильников), а резать можно ручным электрическим инструментом.

На что обратить внимание при выборе газового резака

Если «идти» от шлангов к головке важно следующее:

  • ниппели из латуни служат дольше, чем алюминиевые;
  • материал рукоятки должен быть алюминиевым, пластиковые накладки менее долговечны и могут «поплыть»;
  • вентили должны вращаться с небольшим усилием;
  • рекомендованный диаметр рукоятки вентиля режущего кислорода — не менее 40 мм;
  • рычажные модели более удобны в эксплуатации и позволяют экономить газ;
  • шпиндели вентилей: из нержавейки — самые надежные (до 15000 циклов), из латуни — быстро выходят из строя (около 500 циклов), комбинированные — имеют «средние» показатели;
  • материал корпуса и трубок — нержавейка, латунь, медь;
  • у ацетиленовых резаков детали, соприкасающиеся с горючим газом до камеры смешения, не должны быть изготовлены из меди или сплавов с ее содержанием выше 65%;
  • разборная конструкция позволяет ремонтировать резак, проводить чистку инжекторного узла, трубок наконечника;
  • наружный мундштук только из меди;
  • внутренний мундштук ацетиленового резака — медь, кислородно-пропанового — может быть сделан из латуни;
  • к выбранной модели у продавца должны быть в ассортименте запасные части и расходные детали.

Как пользоваться кислородно-пропановым резаком

  • работа с резаком должна проходить в маске сварщика (или специальных очках);
  • рекомендованы одежда и рабочие перчатки с огнеупорными (негорючими) свойствами;
  • пламя автогена должно смотреть в сторону по отношению к подводящим шлангам, а шланги не должны мешать работе резчика;
  • баллоны с газом располагают не ближе пяти метров к месту работы;
  • резку металла проводят либо на открытом воздухе, либо в хорошо проветриваемом помещении.

После длительного перерыва или при первом запуске нового инжекторного резака надо убедиться, что каналы «чистые» и кислород в инжекторе создает необходимый уровень разрежения для подсоса горючего газа.

Вначале при закрытых вентилях на резаке и на баллонах с резака снимают шланг с пропаном. Затем на баллоне с кислородом устанавливают рабочее давление и открывают на резаке вентиль подогревающего кислорода и газа. Проверку работоспособности инжектора проверяют приложив палец к ниппелю горючего газа — должно ощущаться всасывание воздуха в отверстие ниппеля.

После этого кислород закрывают и подключают к резаку шланг с пропаном.

Последовательность операций при работе с резаком:

  • выставляют на баллоне с кислородом рабочее давление;
  • выставляют на баллоне с пропаном рабочее давление (приблизительно в 10 раз меньше, чем давление кислорода для двухтрубного резака или в 5 раз — для трехтрубного);
  • приоткрывают вентиль подогревающего кислорода и газа, зажигают горючий газ и вентилями формируют необходимый для работы факел разогревающего пламени;
  • резак готов к работе и резка металла проходит при открытом вентиле режущего кислорода.

Гасят резак в следующей последовательности:

  • закрывают вентиль режущего кислорода;
  • перекрывают вентили разогревающего пламени — первым горючий газ, затем кислород;
  • перекрывают вентили на баллонах;
  • сбрасывают газ из шлангов, поочередно открывая и закрывая на резаке оба вентиля разогревающей смеси.

Необходимое оборудование

Самым первым резаком было устройство Р1-01, его сконструировали еще в СССР, затем появились более модернизированные модели – Р2 и Р3. Отличаются аппараты размерами сопел и мощностью редуктора. Более современные ручные установки:

  • Смена;
  • Quicky;
  • Орбита;
  • Secator.

Они отличаются набором дополнительных функций и производительностью.

Quicky-Е может осуществлять фигурную резку, по заданным чертежам, скорость работы достигает 1000 мм в минуту, максимально допустимая толщина металла до 100 мм. Устройство имеет набор съемных сопел для обеспечения обработки металлических листов или труб различной толщины.

Машинка автогенной резки Messer

Этот аппарат может работать, используя различные виды горючего газа, в отличие от прототипа Р1-01,который работает только на ацетилене.

Ручной резак Secator имеет более улучшенные характеристики по сравнению с аналогами.

Резак Р2-01

С его помощью можно обрабатывать металл толщиной до 300 мм, это обеспечивают дополнительные насадки, входящие в комплект, они съемные и их можно приобрести дополнительно, по мере износа. Secator может производить следующие виды резки:

  • фигурную;
  • прямую;
  • кольцевую;
  • под скосом.

Скорость может регулироваться в диапазоне от 100 1200 мм в минуту, а с помощью встроенной муфты свободного хода обеспечивается плавное перемещение машины по листу металла. Редуктор с воздушным охлаждением обеспечивает более чистую работу и сокращает расход горючего вещества.

Вышеперечисленные модели относятся к ручным, то есть они компактные, управляются с помощью рук мастера. Но для больших объемов обрабатываемого металла работать с такими

Читать еще:  Резка труб дисковой фрезой

Стационарная режущая установка

установками неудобно и не эффективно. Для промышленного производства применяются стационарные режущие установки — это, по сути, та же технология.

Они представляют собой станок со столешницей, в которую встроен режущий механизм. Работу его обеспечивает электрический

компрессор, для которого необходима электросеть с не менее 380 В и трехфазными розетками. Технология работы моделей стационарных режущих установок ничем, но отличается от ручных. Разница лишь в производительности, максимальной температуре нагрева, и способности обрабатывать металл, толщиной более 300 мм.

Как правильно работать газовым резаком: подготовительный этап

Прежде чем приступать к самой процедуре, необходимо обзавестись требуемым оснащением. В него входят:

  • огнетушитель. Манипуляции с подобным оборудованием являются опасными в плане возгораний, поэтому следует иметь средство для тушения воспламенений. Если рядом нет ничего пластмассового, масляного или из других материалов, которые легко и быстро горят, подойдет стандартный комплект противопожарного оборудования
  • специальный огнестойкий костюм – брезентовый костюм сварщика с огнеупорной пропиткой и костюм сварщика из кожевенного спилка. Нейлон, синтетика, свободный крой, оттопыривающиеся карманы и манжеты, рваные края находятся под запретом, так как легко воспламеняются. Что касается обуви, то идеальным вариантом станут специальные огнестойкие ботинки на шнурках с подошвой из кожи, которые уменьшают риск получения травм. В число необходимых приспособлений входят кожаные (или спилковые), брезентовые с ОП краги или перчатки и защитные очки;
  • металлические линейка и угольник, универсальные и другие специальные шаблоны сварщика, специальные термостойкие маркеры или, на худой конец, карандаш из мыльного камня для измерений и нанесения разметки;
  • специальная зажигалка для резака. Использование спичек или обычной зажигалки чревато травмами, а потому запрещено.

Далее следует подготовить рабочее место. По этому поводу также есть несколько правил:

  • выполнять резку надо в качественно проветриваемом помещении, а лучше всего – на открытом пространстве;
  • вокруг в радиусе 5 м не должны находиться легковоспламеняющиеся предметы: бумага, сухие ветки, стружка и пр.;
  • работать газовым резаком можно на земляном или бетонном полу;
  • лучший вариант опоры для таких действий – стальной стол;
  • следите, чтобы во время разрезания пламя не соприкасалось с бетоном. Это может привести к порче последнего (потрескается вследствие расширения).

После этого обозначьте конкретные места, по которым вы будете резать, термостойким маркером.

Технология резки металла газом

Сущность процесса кислородной резки заключается в следующем. Нагреватель разогревает металл в среднем до температуры в 1100 градусов С. Затем в рабочую зону подается струя кислорода. Поток, соприкасаясь с нагретым металлом, воспламеняется. Горящая струя легко разрезает металлический лист, при условии постоянной и стабильной подачи газа.

У металла температура горения должна быть меньше, нежели температура плавления. В противном случае расплавленные, но не сгоревшие массы сложно удалить из рабочей зоны.

Таким образом, операция резки выполняется за счет сгорания материала в струе газа. Основным модулем инструмента газовой резки является резак. Он обеспечивает точную дозировку смешивание газов или паров жидкого топлива с кислородными массами в газовоздушную смесь. Также резак обеспечивает воспламенение получаемой смеси, и отдельную подачу кислорода к рабочему месту.

Резка газом относится к термическим способам обработки металла. Ее преимущества в том, что можно работать с материалом любой толщины, причем с высокой производительностью. Объемы ежедневной выработки сварщика может измеряться тоннами. Специалисты отмечают достоинства данной технологии в том, что газоплазменная резка полностью автономна и не зависит от наличия/отсутствия источников питания. Поскольку сварщик нередко должен вести работы в полевых условиях или у него нет возможности подключиться к источнику питания на конкретном объекте.

Ручная газокислородная резка металла доступна для работы с широким спектром материалов, за исключением латуни, нержавеющей стали, меди и алюминия.

Меры предосторожности

Резка металла газом сопряжена с некоторым риском, поэтому необходимо строго придерживаться правил безопасности. Начнем с защитной одежды, которая должна включать в себя: огнеупорный костюм и краги для рук с такой же пропиткой; маску сварщика, сделанную из негорючего пластика с наголовником; рабочую обувь с высокими бортами. Также рекомендуется надевать респиратор. Зачем дышать дымами и пылью? Все эти меры придуманы не случайно, и не стоит ими пренебрегать. Например, может возникнуть ситуация, когда толстый металл сразу не продуется, и расплавленные брызги будут попадать на вас.

В процессе работы не забывайте следить за показанием редукторов на баллонах. Помните, что нельзя приступать к резке, если на шлангах есть трещины, разрывы или стыки. Некоторые умельцы соединяют стыки трубкой из алюминия или латуни. Однако лучше не рисковать. Примите во внимание, что железные трубки использовать с этой целью нельзя категорически, так как железо может дать искру.

Самое главное, что необходимо знать при работе с газовыми резаками: пропан огнеопасен, кислород же маслоопасен. При контакте кислорода с любым маслом произойдет взрыв. Во избежание беды, не прикасайтесь к кислородному баллону в испачканных маслом рукавицах или одежде. Не оставляйте рядом промасленные тряпки.

Помните, что баллоны должны располагаться на расстоянии 10 м от рабочего места и в 5 м друг от друга. Весь газ из баллона расходовать никак нельзя.

Иногда в процессе работы возникают внештатные ситуации. Не теряйтесь. Например, если у вас во время резки слетел со штуцера или оборвался кислородный шланг, не пугайтесь. Обычно испуг возникает из-за того, что случается это неожиданно и громко. Необходимо тут же перекрыть на резаке подачу пропана, затем закрыть оба баллона. Случается, что при розжиге пламени и настройки резака неожиданно исчезает пламя, издав хлопок. Просто закрываете вентили резака и разжигаете пламя заново.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector