Текст книги "Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка"

Сварка углеродистых сталей

Низкоуглеродистые стали обладают хорошей свариваемостью в широком диапазоне значений тепловой мощности пламени. Вид пламени – нормальное. Его тепловую мощность при левом способе сварки выбирают исходя из расхода ацетилена 100–130 дм³/ч на 1 мм толщины свариваемого металла, а при правом способе – 120–150 дм³/ч.

Сварку проводят как левым, так и правым способами без флюса с использованием в качестве присадочного материала сварочной проволоки следующих марок:

– Св-08 и -08А – для неответственных конструкций;

– Св-08Г, – 08ГА, – 10ГА и -14ГС для ответственных конструкций.

Для уплотнения и повышения пластичности наплавленного металла после сварки применяют проковку и последующую термообработку шва. Проковку рекомендуется осуществлять при температуре светло-красного каления (800–850 °C) и заканчивать при температуре темно-красного каления. Термической обработке после сварки подлежат ответственные и толстостенные конструкции.

Свариваемость ухудшается по мере увеличения содержания углерода в стали. В сварном шве и околошовной зоне среднеуглеродистых сталей могут образовываться как горячие, так и холодные трещины. Для сварки нужно нормальное или слегка науглероживающее пламя. Его тепловая мощность должна быть меньше, чем при сварке низкоуглеродистых сталей (расход ацетилена 75—100 дм³/ч на 1 мм толщины металла).

Сварку сталей при содержании углерода до 0,45 % проводят без флюса, а при 0,45—0,6 % – с флюсами следующих составов, %:

– прокаленная бура – 100;

– карбонат калия – 50, гидроортофосфат натрия – 50;

– борная кислота – 70, карбонат натрия – 30.

В качестве присадочного материала используют проволоку марок Св-08ГА, – 10ГА и -12ГС.

При толщине металла свыше 3 мм осуществляют общий подогрев изделия до температуры 250–350 °C или местный подогрев горелками до температуры 600–650 °C.

Сварку выполняют только левым способом, чтобы уменьшить перегрев основного металла. Для улучшения механических свойств сварного соединения шов проковывают при температуре 850–900 °C с последующим высокотемпературным отпуском при температуре 600–650 °C.

Высокоуглеродистые стали плохо свариваются из-за образования трещин в закалочных структурах основного металла. Вид пламени – нормальное или слегка науглероживающее. Его тепловую мощность выбирают исходя из расхода ацетилена 75–90 дм³/ч на 1 мм толщины металла.

Сварку выполняют левым способом без поперечных колебаний мундштука горелки с применением флюсов и проволок тех же марок, что и при сварке среднеуглеродистых сталей. Обязателен подогрев до температуры 250–350 °C. После сварки рекомендуется проковка шва с последующей нормализацией или отпуском.

Сварка легированных сталей

Низколегированные строительные стали 10ХСНД и 15ХСНД обладают хорошей свариваемостью. Вид пламени – нормальное. Его тепловую мощность выбирают исходя из следующих значений расхода ацетилена на 1 мм толщины металла:

– при левом способе сварки – 75—100 дм³/ч;

– при правом – 100–130 дм³/ч.

Сварку осуществляют как левым, так и правым способами без флюса с применением в качестве присадочного материала сварочной проволоки марок Св-08, -08А и -10Г2.

Для улучшения механических свойств металла шва его проковывают при температуре светло-красного каления (800–850 °C), а затем осуществляют нормализацию.

Низколегированные теплоустойчивые стали (молибденовые 12М, 15М, 20М и 2MЛ и хромомолибденовые 12ХМ, 15ХМ, 20ХМ и 30ХМ) способны закаливаться на воздухе. При сварке происходит выгорание хрома и молибдена.

Вид пламени – нормальное, расход ацетилена – 100 дм³/ч на 1 мм толщины металла.

Сварку проводят как левым, так и правым способами без применения флюса с использованием в качестве присадочного материала сварочной проволоки марок Св-08ХНМ, – 10ХНМА, – 18ХМА, – 08ХМ и -10ХМ. Рекомендуется предварительный подогрев стыка до температуры 250–300 °C.

При толщине металла до 5 мм сварку осуществляют за один проход с минимально возможным числом перерывов. При вынужденных перерывах перед возобновлением сварки необходимо подогреть весь стык до температуры 250–300 °C. По окончании сварки пламя горелки следует медленно отвести вверх от стыка, чтобы газы полностью выделились из расплавленного металла. Затем сваренные детали нагревают горелкой: соединения из молибденовой стали – до температуры 900–930 °C, а из хромомолибденовой – до 930–950 °C. После нагрева изделия охлаждают на воздухе.

Низколегированные хромокремнемарганцовистые стали (20ХГС, 25ХГС, 30ХГС, 30ХГСА и 35ХГС) имеют склонность к закалке. Выгорание хрома и кремния приводит к образованию оксидов, шлаков и непроваров.

Вид пламени – нормальное, расход ацетилена 75—100 дм³/ч на 1 мм толщины металла.

Сварку проводят преимущественно левым способом без флюса. Для неответственных конструкций используют сварочную проволоку Св-08 и -08А; для ответственных – Св-18ХГСА, – 19ХГС, – 13ХМА, – 18ХМА.

Сварку рекомендуется выполнять без перерывов, не задерживая пламя горелки на одном месте. Для снижения уровня деформаций сварку осуществляют от середины шва к краям обратноступенчатым способом. Для устранения образования трещин в металле шва и околошовной зоне изделия после сварки медленно охлаждают.

Среднелегированные и высоколегированные хромистые стали (1X13, 2X13 и др.) склонны к образованию закалочных структур на воздухе и трещин в области шва и околошовной зоне.

Вид пламени – нормальное; расход ацетилена – 70 дм³/ч на 1 мм толщины металла.

В качестве присадочного материала используют сварочную проволоку марок Св-02Х19Н9, -04Х19Н9 и -06Х19Н9Т. Сварку проводят с применением флюса следующего состава, %: борная кислота – 55, оксид кремния – 10, ферромарганец – 10, феррохром – 10, ферротитан – 5, титановая руда – 5, плавиковый шпат – 5.

Сварку выполняют в один слой с предварительным подогревом до температуры 200–250 °C и максимально допустимой скоростью, без перерывов и повторного нагрева. При толщине металла до 3 мм применяют левый способ сварки, при толщине свыше 3 мм – правый.

Высоколегированные (содержащие свыше 10 % легирующих элементов) хромистые (свыше 14 % хрома) и хромоникелевые стали сваривать газовой сваркой не рекомендуется из-за резкого ухудшения их эксплуатационных свойств.

Сварка чугуна

Горячая сварка чугуна отличается предварительным подогревом свариваемой детали до температуры 500–700 °C в печи или горне и равномерным медленным охлаждением после сварки.

Вид пламени – нормальное или слегка науглероживающее. Его тепловую мощность выбирают исходя из расхода ацетилена 120 дм³/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.

Сварку осуществляют с применением флюсов (см. табл.17), способствующих удалению образующихся тугоплавких оксидов. В качестве присадочного материала используют чугунные прутки марки А, которыми перемешивают сварочную ванну для более полного выделения газа.

Во избежание образования закалочных структур следует исключить возможность быстрого охлаждения нагретых участков конструкции. Чтобы деталь во время сварки не охлаждалась, ее закрывают листовым асбестом, оставляя открытыми лишь места сварки. После наложения шва пламя горелки отводят от поверхности детали на 50–60 мм, подогревая наплавленный металл в течение 1–1,5 мин.

По окончании сварки изделие медленно охлаждается вместе с печью, где проводился подогрев, либо оно может быть укрыто асбестовыми листами или песком.

Холодную сварку чугуна обычно применяют при ремонте отбитых частей деталей.

Вид пламени – нормальное или слегка науглероживающее. Расход ацетилена составляет 100–120 дм³/ч на 1 мм толщины металла, тепловая мощность пламени – максимально возможная. Перед сваркой необходимо подогреть завариваемые кромки пламенем горелки.

Сварку проводят как левым, так и правым способами в зависимости от толщины деталей, с применением флюсов (см. табл. 17) и присадочных материалов в виде прутков марок А и Б. Шов формируют в нижнем положении. После сварки горелку в течение 2–3 мин медленно отводят от сварного шва. Место сварки защищают асбестовыми листами или песком.

При заваривании дефектов сварку рекомендуется проводить отдельными сварочными ваннами длиной 20–50 мм.

Пайкосварка чугуна заключается в том, что до температуры плавления нагревают не свариваемый металл, а легкоплавкий (820–860 °C) присадочный материал, смачивающий свариваемые кромки.

Вид пламени – строго нормальное. Вместо ацетиленокислородного пламени можно использовать пропанокислородное. Его тепловую мощность выбирают исходя из расхода пропана 60–70 дм³/ч на 1 мм толщины металла.

Перед сваркой изделие подогревают горелкой до температуры 300–400 °C. Толстостенные изделия и конструкции сложной формы нагревают в печи.

На нагретую поверхность наносят слой специального флюса марки ФСЧ-2 или МАФ-1 (см. табл. 18). Специальные чугунные присадочные прутки марки НЧ-2 или УНЧ-2 также покрывают флюсом, предварительно подогрев их. Места сварки зачищают до металлического блеска.

Вместо чугунных прутков эффективно применение латунной проволоки с более низкой температурой плавления (700–750 °C), при которой в чугуне не происходит структурных изменений. В качестве присадочного материала используют проволоку ЛOK 59-1-03 или ЛОМНА 49-05-10-4-0,4 и специальные флюсы – ФПСН-1 и ФПСН-2.

Сварку проводят левым способом. Расстояние между ядром пламени и концом прутка должно составлять 2–3 мм, угол между горелкой и деталью – 20–30°. После сварки изделие медленно охлаждают под слоем асбеста или в песке.

Сварка цветных металлов

К цветным металлам, которые хорошо соединяются газовой сваркой, относятся медь, алюминий и их сплавы.

Сварка меди. Высокая теплопроводность меди требует применения более мощного пламени, чем при сварке стали. При плавлении медь поглощает газы, находящиеся в воздухе, которые затрудняют газовую сварку и приводят к порообразованию. Склонность меди к окислению способствует образованию тугоплавких оксидов, что вкупе с примесями (свинец, сера, висмут и кислород) ухудшает ее свариваемость. Сильное тепловое расширение приводит к значительным деформациям металла.

Вид пламени – строго нормальное. Его тепловую мощность выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей:

– до 4 мм – исходя из расхода ацетилена 150–175 дм³/ч на 1 мм толщины металла;

– при толщине 4—10 мм – 175–225 дм³/ч.

Если толщина меди превышает 10 мм, сварку проводят двумя горелками: первая осуществляет подогрев, вторая – непосредственно сварку. Пламя должно быть «мягким» (с минимально возможной длиной ядра).

Сварку выполняют с применением флюса, предохраняющего медь от окисления (см. табл. 20). Для присадки используют прутки и проволоку из меди и ее сплавов с серебром, никелем, железом и другими металлами. Диаметр присадочной проволоки должен составлять 0,5–0,75 толщины металла, но не более 8 мм.

Сварку проводят как левым, так и правым способами с максимальной скоростью, без перерыва и за один проход. Для компенсации потерь теплоты вследствие ее отвода в основной металл применяют предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых кромок. Сварку выполняют на асбестовой подкладке.

После сварки металла толщиной до 4 мм шов проковывают в холодном состоянии, при большей толщине – при нагреве до температуры 550–600 °C с охлаждением в воде.

Сварка латуни. Температура ее плавления изменяется в пределах 800–900 °C в зависимости от содержания цинка. Поглощение газов металлом в расплавленном состоянии приводит к порообразованию. Отмечается склонность металла шва и околошовной зоны к образованию трещин при температуре 300–600 °C. Сравнительно высокая теплопроводность латуни требует применения более мощного пламени, чем при сварке стали.

Выгорание цинка при сварке латуни оказывает отрицательное влияние на здоровье сварщика.

Вид пламени – окислительное, препятствующее выгоранию цинка из-за наличия оксидной пленки на поверхности свариваемого металла. Расход ацетилена 100–120 дм³/ч на 1 мм толщины металла.

Изделия толщиной до 1 мм сваривают с отбортовкой кромок, 1–5 мм – с отторцованными кромками, 6—15 мм – с V-образной разделкой кромок, 15–25 мм – с Х-образной разделкой. Кромки должны быть зачищены до металлического блеска. Возможно их травление 10 %-ным раствором азотной кислоты, после чего детали промывают горячей водой и насухо протирают ветошью.

Сварку проводят с максимально возможной скоростью левым способом с применением флюсов (см. табл. 20) и присадочных проволок Л63, ЛК62-0,5 или самофлюсующейся присадочной проволоки ЛКБ062—0,2–0,04—0,5. Конец ядра пламени располагают на расстоянии 7—10 мм от свариваемой поверхности. Конец присадочной проволоки должен постоянно находиться в зоне сварочного пламени, которое направляют на проволоку. Ее держат под углом 90° к мундштуку.

После сварки швы подвергают проковке. Латуни, содержащие более 40 % цинка, проковывают при температуре выше 650 °C, а менее 40 % – в холодном состоянии. Затем проводят отжиг изделия при температуре 600–650 °C.

Сварка бронзы. Температура плавления бронзы – 950—1080 °C. К факторам, затрудняющим проведение сварки и ухудшающим свойства сварного соединения, относятся выгорание олова и цинка, высокая жидкотекучесть бронзы и порообразование.

Вид пламени – строго нормальное. Его тепловую мощность выбирают исходя из расхода ацетилена 70—120 дм³/ч на 1 мм толщины металла. Пламя «мягкое», без перегрева жидкой ванны.

Сварку проводят с применением тех же флюсов и присадочных материалов, которые используют при сварке меди. Работа ведется преимущественно левым способом в нижнем положении на подкладных элементах из асбеста или графита. Конец ядра пламени располагают на расстоянии 7—10 мм от поверхности свариваемого металла. При сварке следует перемешивать сварочную ванну присадочным прутком, периодически добавляя флюс в жидкий металл.

Для получения соединений алюминиевых и кремнистых бронз газовая сварка используется редко. Они лучше свариваются аргонодуговым способом.

Сварка алюминия и его сплавов

Процесс сварки затрудняет оксидная пленка, а высокая теплопроводность материала требует повышенной мощности пламени. В алюминии и его сплавах возникают значительные остаточные напряжения и деформации, велика вероятность образования трещин. При нагревании алюминий не меняет цвет, что осложняет работу сварщика.

Сварку проводят нормальным «мягким» пламенем. Его тепловую мощность выбирают исходя из расхода ацетилена 75 дм³/ч на 1 мм толщины металла.

Основным видом соединений при газовой сварке алюминия и его сплавов является стыковое. Выполнять тавровые, угловые и нахлесточные соединения не рекомендуется. Кромки разделывают механическим способом и за 2 ч до сварки тщательно зачищают. Перед сваркой кромки деталей и присадочную проволоку промывают в течение 10 мин в щелочном растворе, содержащем 20–25 г едкого натра и 20–30 г карбоната натрия на 1 дм³ воды при температуре 65 °C с последующей промывкой в воде. После этого кромки и присадку протравливают в течение 2 мин в 15 %-ном растворе азотной кислоты, промывают в горячей и холодной воде, а затем сушат.

Сварку осуществляют в нижнем положении за один проход с максимально возможной скоростью. Детали толщиной свыше 10 мм перед сваркой рекомендуется подогреть до температуры 300–350 °C.

Сварку проводят с применением флюсов (см. табл. 19), в качестве присадочного материала используют сварочную проволоку одиннадцати марок (СвАК5, СвАМц, СвАМг3 и др.). После сварки остатки флюса тщательно удаляют.

Левым способом сваривают детали толщиной до 5 мм, правым – толщиной свыше 5 мм. Сварку плоских конструкций целесообразно выполнять обратноступенчатым методом.

Сварка свинца

Свинец отличается низкой температурой плавления (327 °C) с образованием тугоплавкого оксида РbО (температура плавления 850 °C). Низкие температура плавления и теплопроводность позволяют применять при газовой сварке свинца газы-заменители ацетилена – пропан-бутан, водород, природный и городской газы, пары бензина и керосина.

Наибольшее распространение получили нахлесточные и стыковые соединения. Листы толщиной до 1,5 мм сваривают встык без применения присадочного металла с отбортовкой кромок. Перед сваркой кромки тщательно зачищают до металлического блеска на ширину не менее 30 мм с обеих сторон шва. Детали толщиной до 6 мм сваривают встык без разделки кромок, а большей толщины – с разделкой под углом 30–35 °C каждой стороны. Мощность сварочного пламени выбирают из расчета 15–20 дм³/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла.

Сварку свинца можно выполнять левым способом в любом пространственном положении. Присадочным материалом являются полоски свинца или свинцовая проволока. Наконечник горелки должен быть наклонен к поверхности свариваемого металла под углом 45°. Для удаления оксидной пленки рекомендуется применять флюс, состоящий из равных частей канифоли и стеарина. Чтобы предотвратить протекание металла при сварке свинца, используют подкладки.

Сущность процесса кислородной резки

Кислородная резка металлов возможна благодаря тому, что малоуглеродистая сталь, нагретая до температуры, близкой к температуре плавления (1300–1400 °C), способна интенсивно сгорать в струе технически чистого кислорода. При кислородной резке для нагревания металла применяется такое же пламя, как и при сварке. Сначала нагревают небольшой участок металла, намеченный линией разреза, а затем на нагретое место направляют струю кислорода, перемещая одновременно подогревательное пламя дальше по линии разреза. Металл сгорает в струе кислорода, и по всей толщине разрезаемого металла образуется узкая щель. Соседние участки металла нагреваются сравнительно мало.

При сгорании металла образуются жидкие шлаки, которые выдуваются струей кислорода. При перемещении подогревательного пламени и струи кислорода по размеченной линии процесс резки происходит непрерывно. Кислородная резка проста, не требует сложного оборудования, поэтому имеет широкое применение при сборке санитарно-технических деталей.

Для сгорания 1 кг железа теоретически требуется от 0,29 до 0,38 м³ кислорода, в зависимости от того, какой окисел получается при горении – FeO или FезО4. Практический расход кислорода может сильно отличаться от теоретического, так как в шлаках присутствуют оба окисла в различных соотношениях, часть металла удаляется из разреза в расплавленном состоянии, часть кислорода расходуется на выдувание жидкого металла и шлаков, а также теряется в окружающую среду. Для резки применяют технический кислород чистотой 98,8—99,7 %. С понижением чистоты кислорода на 1 % его расход на 1 м длины резки возрастает на 25–35 %, а время резки – на 10–15 %. Это особенно заметно при резке стали больших толщин. Применять для резки кислород чистотой ниже 98 % нецелесообразно, так как поверхность реза получается недостаточно чистой, с глубокими рисками и трудноотделяемым шлаком.

Для резки металла кислородом необходимы следующие условия:

– температура горения металла в кислороде должна быть ниже температуры плавления, иначе металл будет плавиться и переходить в жидкое состояние до того, как начнется его горение в кислороде;

– образующиеся окислы металла должны плавиться при температуре более низкой, чем температура горения металла, и не быть слишком вязкими; в противном случае кислородная резка без применения специальных флюсов невозможна;

– количество тепла, выделяющееся при сгорании металла в кислороде, должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить поддержание процесса резки. При резке стали около 70 % тепла, используемого для подогревания, выделяется при сгорании металла в кислороде и только 30 % подводится от подогревающего пламени;

– теплопроводность металла не должна быть слишком высокой, иначе вследствие интенсивного теплоотвода процесс резки может прерваться.

Перечисленным выше условиям наиболее полно отвечают чистое железо, низко– и среднеуглеродистые, а также низколегированные стали при содержании углерода до 0,3 %.

На температуру загорания, кроме состава металла, оказывает влияние также состояние поверхности металла, величина его кусков, давление и скорость потока кислорода. Шероховатая поверхность облегчает загорание металла в кислороде. Порошок железа может воспламеняться в чистом кислороде при температуре 315 °C, т. е. значительно более низкой, чем прокатанный металл. Металл на поверхности крупного куска стали загорается при температуре 1200–1300 °C. При давлении 25 кгс/см² и скорости потока кислорода 180 м/с температура загорания углеродистой стали в кислороде снижается до 700–750 °C.

Среднеуглеродистые стали (углерод до 0,7 %) режутся хуже. Резка высокоуглеродистых сталей вообще проблематична, а при С > 1 % резка вообще невозможна без специальных флюсов.

Высоколегированные стали тоже не поддаются кислородной резке. Возможна только кислородно-флюсовая резка с применением специальных флюсов или плазменно-дуговая (с применением специального оборудования). Плазменно-дуговая резка применяется и для разделки алюминия и его сплавов, для которых кислородная резка исключена. Чугун не режется вследствие низкой температуры плавления и высокой температуры начала горения.

Цветные металлы не поддаются кислородной резке из-за высокой температуры плавления их оксидов и значительной теплопроводности.

Режимы резки

Основные показатели режима резки – это давление режущего кислорода и скорость резки, которые определяются толщиной разрезаемой стали. Величина давления кислорода зависит от конструкции резака, применяемых мундштуков, величины сопротивлений в кислородоподводящих коммуникациях и арматуре.

На скорость резки влияют также: метод резки (ручной или машинный); форма линии реза (прямолинейная или фасонная) и, наконец, вид резки (разделочная, заготовительная с припуском на механическую обработку, заготовительная под сварку, чистовая).

Кислородную резку производят резаком, представляющим собой специальную сварочную горелку с дополнительным устройством для подвода к соплу кислорода. Резаки классифицируют по следующим признакам:

– виду резки – разделительной, поверхностной, кислородно-флюсовой;

– назначению – для ручной резки, механизированной резки, специальные;

– роду горючего – для ацетилена, газов-заменителей, жидких горючих (пары бензина, керосина);

– принципу действия – инжекторные, безынжекторные;

– давлению кислорода – высокого, низкого;

– конструкции мундштуков – щелевые, многосопловые.

Наиболее популярны универсальные инжекторные ручные резаки со щелевыми мундштуками (см. рис. 31, е). Резак состоит из рукоятки, газоподводящих трубок, корпуса с вентилями и головки, в которую ввертываются мундштуки. Применяют два основных типа мундштуков: с кольцевым подогревательным пламенем или щелевые и многосопловые. Щелевые мундштуки состоят из внутреннего и наружного мундштуков, которые ввертываются на резьбе в головку резака или присоединяются к ней накидной гайкой. По кольцевому зазору между наружным и внутренним мундштуками поступает горючая смесь подогревательного пламени. По центральному каналу внутреннего мундштука подается струя кислорода, в которой сгорает разрезаемый металл.

Многосопловые мундштуки хорошо работают при высоких температурах и не дают обратных ударов пламени даже при сильном нагревании, но более трудоемки в изготовлении и потому стоят дороже.

Ориентировочные режимы ручной резки приведены в табл. 24, а рекомендации по выбору мундштуков для резки на заменителях ацетилена – в табл. 25. Точнее режимы выбирают согласно технической документации на конкретный резак. Скорость ручной резки можно также приближенно определять по формуле:

где S – толщина разрезаемой стали, мм.

Техника ручной резки

Разрезаемый лист укладывают на подкладки, выверяют по горизонтали и, если нужно, закрепляют. Затем лист по линии реза очищают от окалины, ржавчины, грязи, которые уменьшают точность и ухудшают качество реза. Лист размечают, нанося на нем мелом или чертилками контуры вырезаемых деталей. Подбирают номера наружного и внутреннего мундштуков.

Резку обычно начинают с кромки листа. Если же нужно начать с середины листа (например, при вырезке фланцев), то сначала в листе прожигают кислородом отверстие, а затем вырезают нужную фигуру. Нагревают металл в месте, откуда ведут резку, а затем пускают режущую струю кислорода. Вслед за этим начинают перемещать резак по намеченной линии реза, прожигая металл на всю толщину. Если резку начинают с кромки, время начального подогрева металла толщиной 5—200 мм составляет от 3 до 10 с (при работе на ацетилене). При пробивке отверстия в листе струей кислорода это время увеличивается в 3–4 раза.

Резак следует перемещать равномерно. Если двигать его слишком быстро, то соседние участки металла не будут успевать нагреваться, кислородная струя будет отставать, образуются непрорезанные до конца участки и нарушится непрерывность резки. При слишком медленном перемещении резака кромки будут оплавляться, и разрез получится неровным, с большим количеством шлака. О скорости резки можно судить по выбросу шлака (рис. 35).

Рис. 35. Характер выброса шлака:

а – скорость резки мала; б – оптимальная скорость; в – скорость резки велика

Мощность подогревающего пламени определяется условиями резки и должна увеличиваться с увеличением толщины металла. Для легированных сталей, а также при увеличении скорости резки мощность пламени должна быть больше, чем для низколегированных сталей и небольшой скорости резки. Но слишком увеличивать мощность подогревающего пламени тоже не следует, так как это ведет к излишнему расходу газов и оплавлению верхних кромок реза.

Состав подогревающего пламени тоже важен. При резке стали больших толщин подогревающее пламя следует регулировать с максимальным избытком горючего газа в смеси; это увеличивает длину факела и способствует прогреву металла на всю толщину.

Важное значение для резки имеет давление режущего кислорода. При недостаточном давлении струя кислорода не сможет выдуть шлаки из места реза и металл не будет прорезан на всю толщину. При слишком большом давлении увеличивается расход кислорода, а разрез получается менее чистым. Давление кислорода зависит от толщины разрезаемого металла, и его подбирают согласно документации на газовый резак (см. табл. 24).

При разрезании металла большой толщины или пакета листов торец металла в плоскости реза нужно хорошо подогреть, особенно в нижней части. Концентрация кислорода в режущей струе уменьшается по мере удаления от верхней кромки разрезаемого металла. Поэтому при резке металла толщиной свыше 300 мм очень важно увеличить ту длину струи, на протяжении которой концентрация кислорода остается высокой. Этому способствует оболочка из подогревающего пламени, факел которого окружает режущую струю и как бы сжимает ее. Чем длиннее этот факел, тем длиннее участок струи с высокой концентрацией кислорода и тем большую толщину металла режет такая струя. Удлинение факела зависит от увеличения часового расхода горючего. Наибольшая длина режущей способности струи получается при расходе кислорода 80 м³/ч и ацетилена 8 м³/ч.

В любом случае для обеспечения высокого качества реза расстояние между мундштуком и поверхностью разрезаемого металла необходимо поддерживать постоянным (табл. 26). Для этого многие резаки комплектуются направляющими тележками.

По окончании резки поверхность металла очищают стальной щеткой от окалины и остатков шлака. Наплывы, образующиеся на нижней кромке металла, срубают зубилом.

Деформация металла при резке

Вследствие неравномерного нагрева металла при резке происходят деформации, которые могут вызывать искажение формы детали и отклонение ее размеров от заданных. Для уменьшения деформаций необходимо:

– жестко закреплять вырезаемые детали с помощью упоров, шпилек, струбцин, эксцентриковых или пневматических зажимов, клиньев и пр.;

– оставлять перемычки (непрорезанные участки) между соседними частями листа, из которых вырезаются детали;

– резать крупногабаритные детали одновременно несколькими машинами;

– мелкие детали вырезать не из целого листа, а из предварительно нарезанных прямоугольных заготовок (карт);

– отдельные участки контура детали резать в такой последовательности, при которой деформации действовали бы в противоположных направлениях и по возможности взаимно уничтожались.