24artstroy.ru

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

Как осуществлять резку металла газовым резаком: оборудование

Как осуществлять резку металла газовым резаком: оборудование

Резка металла газовым резаком — это простой процесс по сравнению с аналогичной сваркой, не требующий от исполнителя особых навыков. Главное для исполнителя — изучить технологию разрезания металла при помощи оборудования, работающего на смеси, состоящей из пропана и кислорода, который обеспечивает устойчивое горение и высокую температуру, позволяющую прожигать практически любой металл.

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.

Процесс осуществления резки металла пропаном и кислородом

На сегодняшний день считается, что резка металла пропаном и кислородом наиболее распространенный и наиболее популярный метод резки.

Особенности использования промышленных газов при осуществлении резки

Непосредственно при осуществлении резки резак использует два газа. При помощи кислорода осуществляется резка металла, помимо этого для поддержания рабочего процесса используется в качестве подогревателя газ пропан.

При помощи использования пропана в качестве нагревателя осуществляется нагрев поверхности металлической детали, которую предполагается разрезать. При сгорании газа пропана происходит нагрев металлической поверхности детали до значений около 1000-1200 градусов Цельсия. После достижения этой температуры через резак подается кислород, при помощи которого происходит горение материала в месте резки и удаление продуктов горения.

Залогом осуществления качественной резки является непрерывная подача газа.

Для работы используется резак марки Р1-01П. Этот тип резака чаще всего применяется при раскраивании заготовок изготовленных из каленой стали и чугуна.

Резка металла пропаном и кислородом используется только в отношении тех металлов и сплавов, которые отвечают определенным требованиям, основными среди которых являются следующие:

  • температура плавления окислов, подвергающегося резке металла или сплава должна быть ниже температуры плавления металла;
  • количество теплоты, которое выделяется при горении метала или сплава должно быть достаточным для того чтобы поддерживалась постоянная кислородная резка;
  • шлаки, образующиеся при осуществлении резки металла должны обладать высокой текучестью, а также должны легко подвергаться выдуванию с места, в котором осуществляется резка;
  • теплопроводность сплавов и металлов, подвергающихся резке должны обладать не слишком высоким уровнем теплопроводности.

Разработано несколько типов резки металлических заготовок кислородом.

Виды резки металлов и сплавов кислородом

Существует несколько типов процессов резания при помощи кислородной струи. Особенности того или иного процесса зависят от формы, материала детали и места осуществления разреза.

Все типы кислородной резки можно разделить на несколько групп:

  • первая группа — разделительная резка газом;
  • вторая группа поверхностная обработка;
  • третья группа — сверление.

В первую группу входят следующие типы разрезания газовым потоком:

  • скоростное разрезание кислородом;
  • нормальное разрезание кислородом;
  • кислородно-флюсовое разрезание.

Во вторую группу входят такие типы обработки материала:

  • проведение строжки поверхности;
  • проведение строжки канавок;
  • проведение обточки.

Третью группу типов кислородной обработки материала заготовок составляют:

  • сверление при помощи использования кислородного копья;
  • прожигание отверстий обычным потоком газа.

Наиболее часто применяемыми типами обработки детали путем разрезания газовой струей является разделительная кислородная резка.

Технология разделительного разрезания позволяет применять ее практически повсеместно. Особенностью этой технологии является использование резака под определенным углом к обрабатываемой поверхности. При осуществлении разрезания струя направляется к месту осуществления разрезания в перпендикулярном направлении по отношению к обрабатываемой плоскости, а при осуществлении скоса кромок струя направлена под определенным наклоном к плоскости поверхности детали.

Подготовка поверхности, достоинства и недостатки резки при помощи кислорода

При подготовке плоскости материала к осуществлению технических операций с использованием кислородной резки требуется провести очистку поверхности от ржавчины и других загрязнений. Деталь размещается в таком положении, чтобы было легко проводить все технические операции с материалом детали. При проведении разрезания нужно обеспечить свободный выход газовой струи через заготовку. Производительность и скорость процедуры тем выше, чем чище газ, используемый для разрезания. При попадании струи в толщу материала детали происходит искривление газовой струи исправить эффект искривления струи газа можно путем наклона на определенный угол резака используемого в процессе работы.

Читать еще:  Как делать макеты для лазерной резки?

Струя газа имеет форму конуса, который имеет расширение в нижней части. Такая форма струи приводит к тому, что при обработке толстой детали на противоположной стороне образуется большое количество окалины. Чтобы избежать этого явления осуществляют увеличение мощности струи газа пропорционально толщине заготовки.

Основными параметрами процесса являются давление газа и скорость резания. При выборе правильной скорости процесса, искры, образующиеся в процессе резки, направлены вниз под углом 85-90 градусов.

Как и любой другой процесс обработки, кислородная резка имеет свои достоинства и недостатки.

К преимуществам этого технологического процесса можно отнести:

  • возможность проведения обработки заготовок имеющих толщину до 80 мм;
  • осуществление резов любой сложности и конфигурации;
  • отсутствие жестких требований к помещениям, в которых проводится разрезание заготовок;
  • мобильность технологических установок;
  • возможность быстрого проведения работ;
  • выгодное ценовое соотношение между стоимостью проведения работ и их качеством.

К недостаткам технологии относятся:

  • невозможность проведения операций с заготовками толщиной более 80 мм;
  • невозможность обработки заготовок из нержавеющей стали;
  • ограниченность применения технологии, можно использовать только для заготовок из стали и чугуна;
  • возникновение больших линейных отклонений;
  • невысокое качество кромки;
  • наличие потребности в проведении допобработки кромки.

Помимо этого обработка материала этим методом требует наличие у человека определенных знаний и умений.

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2015.08.31

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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.

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


Техника безопасности при резке и сварке

Разработанные четкие правила техники безопасности позволили сделать процесс контролируемым, жизнь и здоровье резчиков и окружающих стала вне опасности:

  1. Использование специальной маски с светофильтрами, респиратора и защитного костюма.
  2. Допуск к работам лиц, достигших возраста 18 лет и прошедших специальный курс по газовому делу, имеющие удостоверение с отметкой на проведение данного вида работ.
  3. Обмыливание на плотность всех соединений аппаратуры, трубопроводов и арматуры для предотвращения утечки газа.
  4. Использование специальных тележек и носилок для перемещения отдельных баллонов. Отсутствие ударение баллонов друг о друга при транспортировке.
  5. Не допускается попадание на кислородный редуктор, вентиль или шланг сжиженного газа, жиров, масла.
  6. Запрещается открывание замасленными руками редуктора и вентиля кислородного баллона.
  7. Перед началом работ необходимо выпускать через резак смесь газа и воздуха, образующуюся в шланге. Таким образом предотвращаем появление обратного удара в шланг и редуктор.
  8. Прогрев металла только сжиженным газом без кислорода строго запрещается.

Подготовка инструмента к работе

Перед работой необходимо правильно подготовить резак газовый. Процесс подготовки состоит из нескольких этапов, которые минимизируют риски выхода инструмента из строя, получения травм:

  • Осмотр баллонов, резиновых шлангов для подачи горючего и режущего газов, соединительных и крепежных элементов, горелки на наличие дефектов или повреждений.
  • Проверка всех соединений на предмет утечки газа.
  • Ревизия состояния уплотнителей – при наличии трещин они меняют форму и требуют немедленной замены.

При работе с инжекторными резаками также надо проверить правильность их работы. Это выполняется до момента подсоединения шланга подачи горючего газа. Изначально к соответствующему штуцеру на горелке подключается кислородный рукав, открывается вентиль на редукторе баллона с кислородом. Затем на резаке открываются вентили подачи кислорода и горючего газа – если прислонить палец к штуцеру горючего газа, его «засасывать». В этом случае инжекция исправна.

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.

Читать еще:  Резка зеркала в домашних условиях

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).

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.

Читать еще:  Трансформатор для резки пенопласта

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.

Технологический процесс

Строение режущего аппарата сконструировано таким образом:

  • газовая горелка;
  • два баллона;
  • смеситель;
  • регулятор давления;
  • шланги.

Газовая горелка состоит из головки с несколькими соплами, в основном достаточно трех. Через два боковых подается горючее вещество, через третий, который размещается посредине, подается кислород. Баллоны предназначены непосредственно для газа и кислорода, в зависимости от объемов предполагаемой работы подбираются соответствующие по вместительности баллоны.

Газовая горелка

Для обеспечения одного часа непрерывной работы будет расходоваться в среднем 0,7 м 3 ацетилена (1 м 3 пропана) и 10 м 3 кислорода. В целом необходимое количество исходного сырья будет зависеть от плотности металла и необходимой температуры для его нагрева. Сократить расход пропана можно за счет специальных насадок на сопла, которые фиксируют подачу газа в определенном направлении, чем ближе будет подача к кислородной струе, тем возрастет расход топлива.

Регулятор давления необходим для обеспечения разных режимов и скоростей резки. Подавая меньшее количество топлива можно обеспечить низкую температуру, которая необходима для тонкой стали или металла невысокой прочности, а также сократить расход сырья.

Еще одной важной функцией редуктора является поддержание равномерного уровня давления. Если в процессе резки будет прервана подача газа, металл быстро охладеет и дальнейшая обработка станет невозможной.

Резка металла пропаном и кислородом

Резка металла

После этого следует постепенно передвигать резак по намеченному направлению разреза. Скорость режущего движения необходимо выбирать так, чтобы образующийся шлак, искры и капли раскаленного металла сдувались вниз или стекали в сторону от пламени горелки.

После выполнения разреза следует тщательно осмотреть место работы на наличие больших кусочков расплавленного металла. Наступать на них не следует ни в коем случае, так как это может привести к прожиганию даже толстой подошвы. Отрезанный лист или кусок металла охлаждается водой или естественным образом.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector