Glavni indikatori režima rezanja kiseonikom. Osnovne informacije o tehnologiji rezanja kisikom

Tehnološki procesi obrade metala uklanjanjem strugotine izvode se reznim alatima kako bi se dijelovima dali zadani oblici, veličine i kvalitet površinskih slojeva.

Da bi se dobila površina zadanog oblika, radni predmeti i alati se učvršćuju na strojeve za obradu metala, čiji radni dijelovi im komuniciraju kretanje željene putanje sa zadanom brzinom i silom.

Određivanje racionalnog načina rezanja metala

Bilo koju vrstu obrade kao što je rezanje metala karakterizira način rezanja metala, koji je kombinacija sljedećih osnovnih elemenata: brzina rezanja, dubina reza i pomak.

Način rezanja dodijeljen za obradu radnog komada određuje glavno tehnološko vrijeme za njegovu obradu i, shodno tome, produktivnost rada. Rad rezanja pretvara se u toplinu. 80% ili više topline se gubi sa strugotinama, ostatak se distribuira između rezača, radnog komada i okoline. Pod utjecajem topline mijenja se struktura i tvrdoća površinskih slojeva rezača i njegova rezna sposobnost, a mijenjaju se i svojstva površinskog sloja obratka.

Uslovi rezanja za svaki slučaj mogu se izračunati pomoću empirijskih formula, uzimajući u obzir svojstva materijala koji se obrađuje, utvrđene standarde za trajnost rezača, njegovu geometriju i primijenjeno hlađenje, kao i uzimajući u obzir parametre tačnosti obrađeni radni komad, karakteristike mašinske opreme i alata. Dodjela režima rezanja počinje određivanjem maksimalno dozvoljenog dubine rezanja, zatim odredite validan servis I brzina rezanja.

Dubina rezanja - debljina metalnog sloja uklonjenog u jednom prolazu (razmak između obrađene i obrađene površine, mjereno duž normale).

Brzina rezanja- brzina alata ili obratka u smjeru glavnog kretanja, zbog čega se strugotine odvajaju od obratka, feed - brzina u smjeru kretanja posmaka. Drugim riječima, ovo je putanja koju u minuti prijeđe tačka koja leži na obrađenoj površini u odnosu na reznu ivicu rezača. Na primjer, pri okretanju, brzina rezanja je brzina kretanja obratka u odnosu na reznu ivicu rezača (periferna brzina).

Kada se odredi brzina rezanja, moguće je odrediti brzina rotacije vreteno (o/min).

Na osnovu izračunate sile rezanja i brzine rezanja, određuje se snaga potrebna za rezanje.

U zavisnosti od uslova rezanja, strugotine koje se uklanjaju reznim alatom tokom procesa rezanja materijala mogu biti elementarne, lomljene, drenirajuće i lomljene.

Priroda formiranja strugotine i deformacije metala se obično razmatra za specifične slučajeve, u zavisnosti od uslova rezanja; o hemijskom sastavu i fizičko-mehaničkim svojstvima metala koji se obrađuje, načinu rezanja, geometriji reznog dijela alata, orijentaciji njegovih reznih ivica u odnosu na vektor brzine rezanja, tekućinu za sečenje itd. metala u različitim zonama formiranja strugotine je različita, a pokriva i površinski sloj obrađenog dijela, uslijed čega on postaje stvrdnut i nastaju unutarnji (zaostali) naponi, što utiče na kvalitet dijelova u cjelini.

Kao rezultat transformacije mehaničke energije utrošene pri rezanju metala u toplinu, nastaju izvori topline (u zonama deformacije rezanog sloja, kao i u zonama trenja kontakta alat-strugotina i alat-obradak), koji utiču na vijek trajanja reznog alata(vreme rada između brušenja do utvrđenog kriterija tuposti) i kvalitet površinskog sloja obrađenog dijela. Toplinske pojave uzrokuju promjenu strukture i fizičko-mehaničkih svojstava kako sloja rezanog metala tako i površinskog sloja dijela, kao i strukture i tvrdoće površinskih slojeva reznog alata.

Proces stvaranja toplote takođe zavisi od uslova rezanja. Brzina rezanja i obradivost metala rezanjem značajno utiču na temperaturu rezanja u zoni kontakta strugotine sa prednjom površinom rezača. Trenje strugotine i obradaka o površini reznog alata, termičke i električne pojave tokom rezanja metala uzrokuju njegovo trošenje. Razlikuju se sljedeće vrste habanja: adhezivno, abrazivno-mehaničko, abrazivno-hemijsko, difuzijsko, elektrodifuzijsko. Obrazac habanja alata za rezanje metala jedan je od glavnih faktora koji određuje izbor optimalne geometrije njegovog reznog dijela. Prilikom odabira alata, ovisno o materijalu njegovog reznog dijela i drugim uvjetima rezanja, oni se rukovode jednim ili drugim kriterijem istrošenosti.

Rezanje metala ima značajan uticaj na aktivnih tekućina za rezanje, pravilnim odabirom, kao i optimalnim načinom uvlačenja, povećava se trajnost reznog alata, povećava dozvoljena brzina rezanja, poboljšava se kvalitet površinskog sloja i smanjuje hrapavost obrađenih površina, posebno dijelova izrađenih od žilavih, toplotno otporni i vatrostalni čelici i legure koje se teško seku.

Efikasnost rezanja metala određena je uspostavljanjem racionalnih uslova rezanja koji uzimaju u obzir sve uticajne faktore. Povećanje produktivnosti rada i smanjenje gubitaka metala (strugotine) tokom rezanja metala povezano je sa proširenjem upotrebe metoda za proizvodnju radnih komada čiji su oblik i dimenzije što bliže gotovim dijelovima. To osigurava oštro smanjenje (ili potpuno eliminiranje) operacija skidanja (grube) obrade i dovodi do prevlasti udjela doradnih i završnih operacija u ukupnom volumenu rezanja metala.

Dalji pravci razvoja rezanja metala

Dalji pravci razvoja rezanja metala uključuju:

• intenziviranje procesa rezanja,
• savladavanje obrade novih materijala,
• povećanje tačnosti i kvaliteta obrade,
• primjena procesa kaljenja.

Laserska obrada metala je tehnologija u kojoj se materijal zagrijava u zoni obrade, nakon čega slijedi uništavanje strujom zraka. Ovaj proces se koristi u masovnoj proizvodnji, kao iu privatnim radionicama. Upotreba laserskog rezanja omogućila je modernizaciju proizvodnje mnogih dijelova. Koristi se za obradu gotovo svih vrsta metalnih proizvoda i može biti obična, umjetnička i figurirana. Ova raznolikost omogućava izradu predmeta vrlo neobičnih oblika. Za različite metalne proizvode koristi se odgovarajuća oprema, uzimajući u obzir karakteristike materijala. Zahvaljujući tome, proizvode se proizvodi potrebne konfiguracije, a nedostaci se eliminiraju.

Uprkos činjenici da je tehnologija skup proces, zbog svojih mogućnosti je veoma tražena. Visok kvalitet rezanja i brzina postupka se izvode bez stvaranja otpada. Metalne ivice su gotovo savršeno glatke i ne zahtijevaju dodatnu mehaničku obradu. To nam omogućava da dobijemo gotov proizvod koji je u potpunosti pogodan za dalju upotrebu za predviđenu namjenu. Fotografije ispod prikazuju lasersko sečenje raznih metala.

Tehnologija

U specijalnim uređajima za rezanje metala laserom, glavni organ je jedinica zraka. Metalna površina se uništava pod uticajem velike gustine protoka energije. Tehnologija laserskog rezanja metala je korištenje svojstava ovog snopa. Ima stalne talasne dužine kao i frekvencije (monokromatičnost), što osigurava njegovu stabilnost. Osim toga, mali snop može se lako koncentrirati na malo područje.

Ovo je osnova za sistem laserskog rezanja metala, čiji je princip izlaganje materijala gomili energije. Istovremeno, snaga protoka se povećava desetinama puta zbog posebnih vrsta vibracija koje uzrokuju rezonanciju. Obrađeno područje se zagrijava do temperature topljenja metalnog proizvoda. U kratkom vremenskom periodu, proces topljenja se povećava i prelazi na glavnu debljinu objekta. Ako se temperatura značajno poveća, materijal može početi isparavati.

Tehnologija rezanja metala u proizvodnji izvodi se pomoću dvije metode: topljenja i isparavanja.Štaviše, drugi način je praćen povećanim troškovima energije, što nije uvijek opravdano. Kako se debljina materijala povećava, kvaliteta rezane površine se pogoršava. Topljenje se najčešće koristi pri radu s metalnim proizvodima.

Oprema za rezanje

Instalacije koje aktivno koriste lasersko rezanje metala sadrže nekoliko osnovnih elemenata:

• izvor energije;
• blok specijalnih ogledala (optička šupljina);
• radno tijelo koje stvara radijalni tok.

Same instalacije se dijele prema snazi ​​radnog tijela:

• do 6 kW – poluprovodnički laseri za rezanje metala;
• preko 6 i do 20 kW - plinski pogonski uređaji;
• od 20 do 100 kW – uređaji gasnodinamičkog tipa.

Instalacije u čvrstom stanju koriste rubin ili posebno obrađeno staklo koje sadrži kalcijum fluorit kao dodatnu komponentu. Snažan impuls energije stvara se u djeliću sekunde, a rad se obavlja iu kontinuiranom režimu rezanja i u povremenom načinu rada.

Oprema za lasersko rezanje metala na plin koristi električnu struju za zagrijavanje plina. Sastav uključuje dušik, kao i ugljični dioksid i helijum.

Gasnodinamički uređaji koriste ugljični dioksid kao bazu. Zagreva se i, prolazeći kroz usku mlaznicu, širi se i odmah hladi. U ovom slučaju se oslobađa ogromna količina toplinske energije, sposobna odrezati metalne proizvode velike debljine. Velika snaga osigurava najveću preciznost rezanja uz minimalnu potrošnju energije zračenja.

Uređaji za lasersko rezanje čelika, kao i drugih metalnih materijala, spadaju u najnapredniju i najsavremeniju opremu. Pomoću specijalnih mašina dobijaju se kvalitetni i vrlo precizni rezovi koji apsolutno ne zahtevaju dodatnu mehaničku obradu. Ove mašine imaju veoma visoku cenu i koriste se u renomiranim preduzećima koja vrše preciznu obradu raznih metalnih proizvoda. Oprema koja koristi lasersko sečenje nije predviđena za upotrebu u malim privatnim radionicama ili za kućne poslove.

Može se istaći da se povremeno ova tehnika koristi za izvođenje graviranja i drugih radova koji zahtevaju minimalnu grešku da je tačnost laserskog rezanja metala na najvišem nivou. Ove mašine pružaju mogućnost rezanja prema unapred određenim parametrima. Nakon preliminarnog podešavanja od strane operatera, dalji proces prelazi u automatski način rada.

Instalacije za rezanje proizvoda bilo koje konfiguracije mogu izrezati udubljenja, kao i glodati prema navedenim vrijednostima. Osim toga, ovi univerzalni uređaji su sposobni za izvođenje umjetničkog graviranja na raznim površinama. Njihov trošak direktno ovisi o pokazateljima kao što su funkcionalnost, snaga lasera za rezanje metala, kao i marka proizvođača.

Mašine ovog tipa opremljene su posebnim softverom koji zahtijeva prethodnu obuku operatera. Nakon što ste savladali tok rada na ovoj tehnici, upravljanje samim procesom neće biti nimalo teško. Instalacije ovog tipa prodaju se u specijaliziranim trgovinama koje rade sa složenom opremom.

Načini rezanja

Laserska obrada metalnih proizvoda vrši se pomoću posebne opreme koja radi na jedan od tri načina:

• isparavanje;
• topljenje;
• sagorijevanje.

Isparavanje

Lasersko rezanje metala isparavanjem zahtijeva visok intenzitet zraka. Ovo je neophodno kako bi se smanjili gubici toplote usled provodljivosti. U tu svrhu koriste se posebne čvrste instalacije koje koriste pulsirajući način rada. Ovom metodom materijal u tretiranom području se potpuno topi, nakon čega se uklanja posebnim procesnim plinom (argon, dušik ili drugi). Ovaj način obrade metala se koristi vrlo rijetko.

Topljenje

Ovom metodom materijal ne izgara, a talina se gasnim mlazom odvodi iz područja obrade. Ova metoda se koristi za rad sa aluminijumom i njegovim legurama, kao i bakrom. To se postiže stvaranjem legura vatrostalnog tipa s aktivnom interakcijom s kisikom. Ovi metali se mogu rezati samo strujanjem zraka velike snage.

Sagorijevanje

Ovaj način rada koristi intenzivnu oksidaciju, koja apsorbira lasersko zračenje i povećava lokalizaciju tretiranog područja. Ovom metodom otpad se uklanja ravnomjerno. Režim sagorijevanja je podijeljen na kontrolirani i autogeni, u kojem se sagorijevanje metalne površine događa u cijelom području izloženosti kisiku. Ovaj način rada vam ne dozvoljava da dobijete ravnomjeran rez i ljudi ga pokušavaju izbjeći.

Ovi načini laserskog rezanja metala biraju se prema parametrima materijala i potrebnoj preciznosti obrade. Treba imati na umu da kvaliteta procesa direktno ovisi o debljini proizvoda i brzini obrade metala.

Obrađeni materijali

Laserska obrada metala koristi se za obradu aluminija, kao i njegovih brojnih legura, bronce, titana, nehrđajućeg čelika, bakra i drugih materijala. Istovremeno, proizvodi od aluminija, titana i nehrđajućeg čelika imaju dobru refleksivnost, što negativno utječe na brzinu njihove obrade. Dijelove lima do 6 mm bolje je tretirati azotnom jedinicom.

Za metalne legure, kvaliteta rezanja direktno ovisi o njihovoj debljini. Predmeti od crnog čelika imaju maksimalnu debljinu obrade 20 mm, nerđajućeg čelika – 15 mm, bakra – 5 mm, i aluminijuma – 10 mm.

Obrada mesinga se vrši automatski i ručno. Nema posebnih karakteristika ili poteškoća. Mašina se vrlo brzo programira i omogućava vam da dobijete dijelove potrebne konfiguracije.

Prednosti laserskog rezanja

Uređaji koji koriste posebno lasersko rezanje metala omogućavaju obradu predmeta gotovo bilo koje debljine. Ove mašine rade i sa jednostavnim metalnim delovima i sa nerđajućim čelikom, kao i sa raznim legurama aluminijuma. Odsustvo direktnog mehaničkog kontakta održava oblik proizvoda i ne uzrokuje oštećenja ili deformacije površine. Automatski sistem radi kroz upravljačke programe koji pružaju mogućnost izvođenja rezanja sa najvećom preciznošću.

Instalacije rade ne samo u automatskom načinu rada, već iu ručnom načinu rada, u kojem proces laserskog rezanja obavlja sam operater velikom brzinom. Ove mašine imaju visoku funkcionalnost i svestranost. Nema potrebe da koriste razne kalupe i kalupe, što značajno smanjuje troškove. Velika radna brzina značajno povećava produktivnost procesa u kojem se potrošni materijal koristi uz minimalan otpad.

Proces rezanja kiseonikom zasniva se na svojstvu sagorevanja metala u struji kiseonika i uklanjanju nastalih oksida ovom strujom.

Prije nego započnete ovaj proces, trebali biste se upoznati s tehnikom rezanja kisikom.

Proces rezanja počinje zagrijavanjem metala do temperature paljenja, toplina reakcije sagorijevanja metala koja se razvija u ovom slučaju doprinosi daljem zagrijavanju susjednih čestica do temperature paljenja, zbog čega struja rezanja kisika kontinuirano prodire do cijelu dubinu i prosijeca je, dok se dio metala duž ravni reza pretvara u metalne okside i ispuhuje mlazom kisika.

Za stabilan proces rezanja moraju biti ispunjeni sljedeći uslovi:

1. Temperatura sagorijevanja metala mora biti niža od temperature topljenja metala; u suprotnom, metal će se otopiti i isprazniti prije nego što ima vremena da izgori.

2. Zgura koja nastaje tokom rezanja, a sastoji se uglavnom od metalnih oksida, mora biti taljiva i tečna, te ocijediti pod uticajem struje reznog kiseonika.

3. Toplota oslobođena reakcijom sagorijevanja metala mora biti dovoljna da osigura kontinuirani nastavak započetog procesa rezanja.

4. Toplotna provodljivost metala mora biti dovoljno niska da spriječi velike gubitke topline sa mjesta rezanja za beskorisno zagrijavanje cijele mase metala.

5. Tačka topljenja metala mora biti viša od tačke topljenja oksida; u suprotnom, oksidi nastali tokom procesa rezanja neće se moći odvojiti od osnovnog metala i neće biti kontinuirani. Ove uslove ispunjavaju željezo (čelik), titan (i njegove legure) i mangan.

Rezanje čelika i utjecaj ugljika i legirajućih elemenata na rezanje čelika kisikom

Sposobnost metala da se podvrgne rezanju kiseonikom zavisi od toga koliko su gore navedeni uslovi u potpunosti zadovoljeni.

Utjecaj ugljika na mogućnost rezanja

Metal	Karakteristike rezanja
Niskougljični čelik	Rezanje je dobro kod sadržaja ugljika do 0,3%
Srednji ugljični čelik	Kako se sadržaj ugljika povećava sa 0,3% na 0,7%, sečenje postaje teže
Visokougljični čelik	Kada je sadržaj ugljika iznad 0,7% do 1%, rezanje je teško i potrebno je predgrijavanje čelika na temperaturu od 300-700°C. Ako je sadržaj ugljika veći od 1-1,2%, rezanje je nemoguće (bez upotrebe fluksa)

mangan (Mn)- olakšava rezanje. Oštećuje sečenje kada je sadržaj veći od 4%.

silicijum (Si)- čelici sa sadržajem ugljenika do 0,2% i Si do 4% se dobro režu.

hrom (Cr)- čelici sa sadržajem Cr do 1,5% se dobro režu, sa povećanjem sadržaja sečenje postaje otežano, a sa sadržajem iznad 8-10% - rezanje kiseonikom je nemoguće (kiseonički fluks ili vazdušno-plazma rezanje je ovdje se koristi).

nikl (Ni)- čelici sa sadržajem Ni do 0,7% dobro seče ako sadržaj ugljika u čeliku nije veći od 0,5%, onda se dobro reže sa sadržajem Ni do 4-7%; 34%, sečenje se pogoršava.

bakar (Cu)- čelici sa sadržajem Cu do 0,7% se dobro režu.

molibden (Mo)- obični molibdenski čelici se režu zadovoljavajuće u sadržaju do 0,25-0,3%, sečenje nije teško, ali je rezna ivica kaljena.

volfram (W)- čelici sa sadržajem W do 10% se režu dobro i zadovoljavajuće sa sadržajem većim od 10%, rezanje je veoma teško;

Sumpor i fosfor (S i P)- kada su ovi elementi sadržani u granicama propisanim standardima, ne utiču na sečenje.

Glavni indikatori režima rezanja kiseonikom:

• snaga plamena
• smanjenje pritiska kiseonika
• brzina rezanja

Snaga plamena zavisi od metala koji se reže, sastava i stanja čelika (valjani, kovani, liveni). Prilikom ručnog rezanja, zbog neravnomjernog kretanja rezača, snaga plamena se obično povećava za 1,5-2 puta u odnosu na strojno sečenje. Prilikom rezanja odlivaka, jer Površina odljevka obično je prekrivena kalupnom zemljom i izgorjelim tragovima, snaga plamena se povećava za 3-4 puta.

Za rezanje čelika debljine do 300 mm koristi se normalan plamen, a za debljine metala preko 400 mm preporučljivo je koristiti plamen za predgrijavanje sa viškom acetilena (ugljičenje) kako bi se povećala dužina gorionika (pored upotrebe viši pritisak kiseonika) i zagrijavanje donjeg dijela reza.

Izbor pritiska kiseonika za rezanje zavisi prvenstveno od debljine metala koji se reže i čistoće kiseonika. Pri višim pritiscima koriste se usnici sa većim promjerom kanala za rezanje kisika. Za svaki usnik (vanjski i unutrašnji) postoji optimalna vrijednost pritiska, pri promjeni u jednom ili drugom smjeru kvaliteta reza se pogoršava i brzina rezanja se mijenja. U skladu s tim, potrošnja kisika može se povećati za 1 lin. m. Iz tih razloga treba se striktno pridržavati radne dokumentacije za ručne i strojne glodalice.

Brzina rezanja mora odgovarati brzini oksidacije (sagorevanja) metala po debljini lima koji se reže.

Pri manjoj brzini, gornje ivice rezanog lima se tope i rastopljeni oksidi (šljaka, bljesak) izlete iz reza u obliku snopa iskri u smjeru reza.

Ako je brzina prevelika, emisija iskri iz reza je slaba i usmjerena u suprotnom smjeru od kretanja rezača. Oznaka reza na okomitoj površini značajno zaostaje za vertikalom. Moguća neuspjeh u rezanju metala.

Pri optimalnoj brzini rezanja, tok varnica sa stražnje strane lima koji se seče je relativno miran i usmjeren je gotovo paralelno sa strujom kisika. Oznaka reza je tek neznatno iza vertikale, hrapavost reza je neznatna, a neravnina se lako odvaja od donje ivice reza. Rez je gladak.

Članak je razvijen uz podršku stranice www.pgn.su. Ovo je službena web stranica NPP PromGrafit koja nudi moderne zaptivne materijale i termoizolaciju vlastite domaće proizvodnje.

Prilikom izvođenja separacijskog kisikovog rezanja potrebno je voditi računa o zahtjevima za preciznošću rezanja i kvalitetom površine reza. Priprema metala za sečenje ima veliki uticaj na kvalitet reza i performanse rezanja. Prije početka rezanja listovi se donose na radno mjesto i postavljaju na podloške kako bi se osiguralo nesmetano uklanjanje šljake iz područja rezanja. Između poda i donjeg lima treba biti najmanje 100-150 mm. Metalna površina se mora očistiti prije rezanja. U praksi se kamenac, hrđa, boja i drugi zagađivači uklanjaju sa metalne površine zagrijavanjem zone rezanja plinskim plamenom, nakon čega slijedi čišćenje čeličnom četkom. Izrezani dijelovi su označeni metalnim ravnalom, pisačem i kredom. Često se list koji treba rezati isporučuje na radno mjesto rezača već označen.

Prije početka sečenja kisikom, plinski rezač mora podesiti potreban tlak plina na acetilen i reduktor kisika, odabrati potreban broj vanjskih i unutrašnjih mlaznica, ovisno o vrsti i debljini metala koji se reže.

Proces rezanja kisikom počinje zagrijavanjem metala na početku reza do temperature paljenja metala u kisiku. Zatim se pokreće rezanje (kontinuirana oksidacija metala se odvija po cijeloj debljini) i rezač se pomiče duž linije rezanja.

Glavni parametri režima rezanja kiseonikom su: snaga plamena predgrevanja, pritisak kiseonika za rezanje i brzina rezanja.

Snaga plamena predgrijavanja karakterizira potrošnja zapaljivog plina u jedinici vremena i ovisi o debljini metala koji se reže. Trebalo bi osigurati brzo zagrijavanje metala na početku rezanja do temperature paljenja i potrebno zagrijavanje tokom procesa rezanja. Za rezanje metala debljine do 300 mm koristi se normalan plamen. Prilikom rezanja debelog metala najbolji rezultati se postižu kada se koristi plamen sa viškom goriva (plamen za karburizaciju). U tom slučaju, dužina vidljivog plamena (ako je ventil za kiseonik zatvoren) mora biti veća od debljine metala koji se reže.

Odabir pritiska kisika za rezanje zavisi od debljine metala koji se reže, veličine mlaznice za rezanje itd. čistoća kiseonika. Kako pritisak kisika raste, njegova potrošnja se povećava.

Što je kiseonik čišći, to je manja njegova potrošnja po 1 linearu. m rezanja. Apsolutna vrijednost tlaka kisika ovisi o dizajnu rezača i usnika, vrijednosti otpora u priključcima za dovod kisika i komunikacijama.

Brzina baklje mora odgovarati brzini gorenja metala. Stabilnost procesa i dijelova koji se režu ovisi o brzini rezanja. Mala brzina dovodi do topljenja rezanih dijelova, a velika brzina dovodi do pojave rezanih dijelova koji nisu u potpunosti izrezani. Brzina rezanja ovisi o debljini i svojstvima rezanih dijelova. Brzina rezanja ovisi o debljini i svojstvima metala koji se reže. Prilikom rezanja čelika male debljine (do 20 mm), brzina rezanja ovisi o snazi ​​grijaćeg plamena. Na primjer, kada se reže čelik debljine 5 mm, oko 35% topline dolazi od plamena prethodnog zagrijavanja.

a - brzina rezanja je mala, b - optimalna brzina, c - brzina je velika

Slika 1 - Priroda oslobađanja šljake

Na brzinu rezanja kiseonikom utiče i način rezanja (ručno ili mašinsko), oblik linije reza (ravni ili figurativni) i vrsta rezanja (prazno ili završno). Stoga se dozvoljene brzine rezanja određuju eksperimentalno ovisno o debljini metala, vrsti i načinu rezanja. Uz ispravnu brzinu rezanja, zaostajanje linije reza ne smije prelaziti 10-15% debljine metala koji se reže.

Slika 1 shematski prikazuje prirodu ispuštanja šljake iz površinskog kopa. Ako je brzina rezanja kisikom mala, tada se uočava otklon snopa iskri u smjeru rezanja (slika 1, a). Kada je brzina rezanja previsoka, snop iskrice se skreće u smjeru suprotnom od smjera rezanja (slika 1, c). Brzina kretanja rezača smatra se normalnom ako snop iskri izlazi gotovo paralelno sa strujom kisika (slika 1, b).

Širina i čistoća reza ovise o načinu rezanja. Mašinsko sečenje daje čistije i manje rezove nego ručno. Što je veća debljina metala koji se reže, veća je hrapavost ivica i širina reza. U zavisnosti od debljine metala, približna širina rezanja je:

Rezanje kiseonikom baziran na sagorevanju metala u struji tehnički čistog kiseonika. Prilikom rezanja, metal se zagrijava plamenom koji nastaje izgaranjem bilo kojeg zapaljivog plina u kisiku. Kiseonik koji sagoreva zagrejani metal naziva se kiseonik za rezanje. Tokom procesa rezanja, struja kiseonika za sečenje se dovodi do mesta rezanja odvojeno od kiseonika koji se koristi za formiranje zapaljive mešavine za zagrevanje metala. Proces sagorijevanja metala koji se seče širi se po cijeloj debljini, a nastali oksidi se izbacuju iz mjesta reza strujom kisika za rezanje.

Metal koji se reže kiseonikom mora ispunjavati sledeće zahteve: temperatura paljenja metala u kiseoniku mora biti niža od tačke topljenja; metalni oksidi moraju imati tačku topljenja nižu od tačke topljenja samog metala i imati dobru fluidnost; metal ne bi trebao imati visoku toplotnu provodljivost. Niskougljični čelici se lako režu.

Za rezanje sa kiseonikom su pogodni zapaljivi gasovi i pare zapaljivih tečnosti, koje daju temperaturu plamena tokom sagorevanja u mešavini sa kiseonikom od najmanje 1800 stepeni. Celzijus. Čistoća kiseonika igra posebno važnu ulogu u rezanju. Za rezanje je potrebno koristiti kisik čistoće 98,5-99,5%. Kako se čistoća kisika smanjuje, učinak rezanja se značajno smanjuje i potrošnja kisika se povećava. Dakle, kada se čistoća smanji sa 99,5 na 97,5% (tj. za 2%), produktivnost se smanjuje za 31%, a potrošnja kiseonika raste za 68,1%.

Tehnologija rezanja kiseonikom. Prilikom odvajanja rezanja, površina metala koji se seče mora biti očišćena od rđe, kamenca, ulja i drugih zagađivača. Odvojeno sečenje obično počinje od ivice lima. Prvo se metal zagrijava plamenom za predgrijavanje, a zatim se oslobađa struja kisika za rezanje i rezač se ravnomjerno pomiče duž konture reza. Rezač treba biti smješten na takvoj udaljenosti od metalne površine da se metal zagrijava redukcijskom zonom plamena, koja je udaljena 1,5-2 mm od jezgre, tj. najvišu temperaturnu tačku plamena predgrijavanja. Za rezanje tankih limova (debljine ne više od 8-10 mm) koristi se sečenje serije. U ovom slučaju, listovi su čvrsto naslagani jedan na drugi i stisnuti stezaljkama, međutim, značajni zračni razmaci između listova u pakovanju otežavaju sečenje.

Na MTP "Crystal" mašinama koristi se rezač "Effect-M". Posebna karakteristika rezača je prisustvo spojnice za komprimirani zrak, koji, prošavši kroz unutrašnju šupljinu kućišta, teče kroz prstenasti otvor iznad usnika i stvara zavjesu u obliku zvona, koja lokalizira širenje izgaranja. proizvodi i štiti strukturne elemente mašine od pregrijavanja.

Parametri načina rezanja za čelik s niskim udjelom ugljika prikazani su dolje u tabeli 1:

Debljina Mlaznica Rukav Kamera Pritisak Brzina Potrošnja Potrošnja2 Širina Razdaljina mm mPa mm/min m.cub./hour m.cub./hour 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 01 3P 1PB 0,3 650 2,5 0,5 3 4 10 2 0,4 550 3,75 0,52 3,3 5 20 0,45 475 5,25 0,55 3,5 30 3 0,5 380 7 0,58 4 6 40 0,55 340 8 0,6 5 50 0,6 320 9 0,65 60 5P 0,65 300 10 0,7 80 4 0,7 275 12 0,75 100 0,75 225 14 0,85 5,5 8 160 5 0,8 170 18 0,95 6 10 200 6 0,85 150 22 1,1 7,5 12 300 6P 0,9 90 25 1,2 9

1. Debljina metala koji se reže
5. Pritisak kiseonika
6. Brzina rezanja
7. Potrošnja kiseonika
8. Potrošnja propana
9. Širina rezanja
10. Udaljenost do lista

Rezanje vazdušnom plazmom

Proces plazma rezanja se bazira na upotrebi jednosmjerne struje zrak-plazma luka (elektroda-katoda, metal koji se seče - anoda). Suština procesa je lokalno topljenje i puhanje rastopljenog metala kako bi se formirala rezna šupljina kada se plazma rezač pomjera u odnosu na metal koji se reže.

Da bi se pokrenuo radni luk (elektroda je metal koji se reže), pomoćni luk između elektrode i mlaznice se pali pomoću oscilatora - tzv. pilot-luka, koji se izduvava iz mlaznice startnim vazduhom u obliku baklja dužine 20-40 mm. Struja pilot-luka je 25 ili 40-60 A, ovisno o izvoru plazma luka. Kada pilot lučna lampa dodirne metal, pojavljuje se luk rezanja - radni i uključuje se povećani protok zraka; Pilotni luk se automatski isključuje.

Upotreba zračne plazme rezanja, u kojoj se komprimirani zrak koristi kao plin za stvaranje plazme, otvara široke mogućnosti za rezanje niskougljičnih i legiranih čelika, kao i obojenih metala i njihovih legura.

Prednosti vazdušne plazme rezanje u odnosu na mehanizovano rezanje kiseonikom i plazma sečenje u inertnim gasovima su: jednostavnost procesa rezanja; korištenje jeftinog plina koji stvara plazmu - zraka; visoka čistoća rezanja (prilikom obrade ugljeničnih i niskolegiranih čelika); smanjen stepen deformacije; stabilniji proces od rezanja u smjesama koje sadrže vodonik.

Rice. 1 Dijagram povezivanja plazma gorionika sa uređajem.

Rice. 2 Faze formiranja radnog luka
a - ishodište pilotskog luka; b - puhanje pilot luka iz mlaznice sve dok ne dodirne površinu lima koji se seče;
c - pojava radnog (reznog) luka i prodor metala kroz rez.

Tehnologija rezanja zračnom plazmom. Da bi se osigurao normalan proces, neophodan je racionalan izbor parametara načina rada. Parametri režima su: prečnik mlaznice, jačina struje, napon luka, brzina rezanja, rastojanje između kraja mlaznice i proizvoda i protok vazduha. Oblik i dimenzije kanala mlaznice određuju svojstva i parametre luka. Sa smanjenjem promjera i povećanjem dužine kanala povećavaju se brzina protoka plazme, koncentracija energije u luku, njegov napon i sposobnost rezanja. Vijek trajanja mlaznice i katode ovisi o intenzitetu njihovog hlađenja (vodom ili zrakom), racionalnim energetskim i tehnološkim parametrima i količini protoka zraka.

Pri rezanju čelika zračnom plazmom raspon debljina reza može se podijeliti na dva - do 50 mm i više. U prvom opsegu, kada je potrebna pouzdanost procesa pri malim brzinama rezanja, preporučena struja je 200-250 A. Povećanje struje na 300 A i više dovodi do povećanja brzine rezanja za 1,5-2 puta. Povećanje struje na 400 A ne osigurava značajno povećanje brzine rezanja metala debljine do 50 mm. Prilikom rezanja metala debljine veće od 50 mm treba koristiti struju od 400 A ili više. Kako se debljina metala koji se seče povećava, brzina rezanja se brzo smanjuje. Maksimalne brzine rezanja i amperaže za različite materijale i debljine izvedene na mašini od 400 A prikazane su u tabeli ispod.

Brzina rezanja zračnom plazmom u zavisnosti od debljine metala: tabela 2

Materijal za rezanje Jačina struje A Maksimalna brzina rezanja (m/mm) metala u zavisnosti od njegove debljine, mm 10 20 30 40 50 60 80 Čelik 200 3,6 1,6 1 0,5 0,4 0,2 0,1 300 6 3 1,8 0,9 0,6 0,4 0,2 400 7 3,2 2,1 1,2 0,8 0,7 0,4 Bakar 200 1,2 0,5 0,3 0,1 300 3 1,5 0,7 0,5 0,3 400 4,6 2 1 0,7 0,4 0,2 Aluminijum 200 4,5 2 1,2 0,8 0,5 300 7,5 3,8 2,6 1,8 1,2 0,8 0,4 400 10,5 5 3,2 2 1,4 1 0,6

Načini rada. tabela 3

Materijal za rezanje Debljina, mm Prečnik mlaznice, mm Snaga struje, A Potrošnja zraka, l/min Napon, V Brzina rezanja, m/min Širina rezanja (prosječna), mm Niskougljični čelik 1 - 3 0,8 30 10 130 3 - 5 1 - 1,5 3 - 5 1 50 12 110 2 - 3 1,6 - 1,8 5 - 7 1,4 75 - 100 15 1,5 - 2 1,8 - 2 7 - 10 10 120 1 - 1,5 2 - 2,5 6 - 15 3 300 40 - 60 160 - 180 5 - 2,5 3 - 3,5 15 - 25 2,5 - 1,5 3,5 - 4 25 - 40 1,5 - 0,8 4 - 4,5 40 - 60 0,8 - 0,3 4,5 - 5,5 Čelik 12H18N10T 5 - 15 250 - 300 140 - 160 5,5 - 2,6 3 10 - 30 160 - 180 2,2 - 1 4 31 - 50 170 - 190 1 - 0,3 5 Bakar 10 300 160 - 180 3 20 1,5 3,5 30 0,7 4 40 0,5 4,5 50 0,3 5,5 60 3,5 400 0,4 6,5 Aluminijum 5 - 15 2 120 - 200 70 170 - 180 2 - 1 3 30 - 50 3 280 - 300 40 - 50 170 - 190 1,2 - 0,6 7

Načini rezanja metala vazdušnom plazmom. tabela 4

Materijal za rezanje Debljina, mm Prečnik mlaznice, mm Snaga struje, A Brzina rezanja, m/min Širina rezanja (prosječna), mm Čelik 1 - 5 1,1 25 - 40 1,5 - 4 1,5 - 2,5 3 - 10 1,3 50 - 60 1,5 - 3 1,8 - 3 7 - 12 1,6 70 - 80 1,5 - 2 1,8 - 2 8 - 25 1,8 85 - 100 1 - 1,5 2 - 2,5 12 - 40 2 110 - 125 5 - 2,5 3 - 3,5 Aluminijum 5 - 15 1,3 60 2 -1 3 30 - 50 1,8 100 1,2 - 0,6 7

Rice. 3 područja optimalnih uslova rezanja metala za vazdušno hlađene plazma gorionike (struja 40A i 60A)

Rice. 4 područja optimalnih režima za vazdušno hlađene plazma baklje (struja 90A).

Rice. 5 Ovisnost izbora prečnika mlaznice o struji plazme.

Rice. 6 Preporučene struje za bušenje rupa.

Brzina rezanja vazdušnom plazmom, u poređenju sa gasno-kiseoničkim rezanjem, raste 2-3 puta (vidi sliku 7).

Rice. 7 Brzina rezanja ugljeničnog čelika u zavisnosti od debljine metala i snage luka.
Posljednja linija je rezanje kisikom.

Dobar kvalitet rezanja pri rezanju aluminija korištenjem zraka kao plina za formiranje plazme može se postići samo za male debljine (do 30 mm) pri strujama od 200 A. Uklanjanje neravnina s listova velike debljine je teško. Rezanje aluminijuma vazdušnom plazmom može se preporučiti samo kao metoda razdvajanja kada se pripremaju delovi koji zahtevaju naknadnu mehaničku obradu. Dozvoljena je obrada od najmanje 3 mm.