Різання стали малих, середніх і великих товщин
Різання сталі малих товщин, пакетне різання
Різання сталі малих товщин (особливо менше 5 мм) зазвичай супроводжується значним перегріванням металу підігрівним полум'ям, що призводить до посиленого оплавлення верхніх кромок і збільшення в шлаку частки неокисленого (виплавленого) заліза. Такий шлак приварюється до нижніх кромок різу і вимагає значних витрат праці для його видалення.
Крім того, при різанні сталі малих товщин збільшуються короблення з площини листа, що розрізається, що приводять до утворення бухтин, а також до більш сильного спотворення форм деталей, що вирізуються, і заготовок.
Нормальний процес різання з використанням звичайної апаратури виконується за товщини листів не менше 4 мм. При більш тонких листах кращі результати дає різання з послідовним розташуванням підігрівального полум'я та ріжучого кисню (див. рис. 78 а), проте і в цьому випадку різання листів товщиною менше 3 мм скрутне і не дає хороших результатів. Висока якість різання листів малих товщин може бути отримана при пакетному різанні, особливо ефективної при серійному виготовленні однакових деталей, що вирізуються. Пакетною різкою можуть різатися листи завтовшки від 1 мм.
Сутність процесу пакетного різання сталі полягає в наступному. Листи складаються в пакет і розрізаються кисневим струменем за один прохід різака (рис. 107). У пакет набирається до 50 і більше листів, залежно від їхньої товщини, кількості необхідних однакових деталей та засобів для збирання пакетів. У деяких випадках доцільно збирати в пакети листи таких товщин, які можна різати і окремо (8-10 мм і більше).
Пакетне різання має деякі особливості. При різанні звичайною апаратуроюдуже важлива щільне складання листів з мінімальними зазорами між ними. За наявності зазорів погіршується прогрів листа нижче, і кисневий струмінь, не прорізаючи його, починає поширюватися в сторони, захоплюючи з собою гарячий шлак, розігріваючи при цьому і спалюючи вже прорізані деталі і листи нижче. Щоб уникнути цього, листи попередньо виправляються і стягуються або струбцинами, або зварювальними валиками, що накладаються по торцях. При стисканні пакета тонких листів іноді використовуються преси.
У зв'язку з тим, що потужність підігрівального полум'я береться відповідно до сумарної товщини пакета, верхній лист сильно перегрівається і при малій товщині коробиться, відходячи від нижчележачого і створюючи зазор. Внаслідок цього різання може припинитися. Тому часто на пакет зверху накладається лист більшої товщини (зазвичай 6-8 мм, навіть якщо деталі вирізаються з тоншого металу).
Певною мірою пошкодженою виявляється і деталь нижнього листа (при товщинах до 3 мм), на якій збирається велика кількість шлаку, що стікає, що призводить до оплавлення кромок. Складання пакета при різанні його від краю корисно виконувати зі зміщенням кромок. Пакет можна збирати і без усунення, але тоді різання слід починати за попередньо наплавленим рином торець кромок валика. У центрі пакета різання можна починати, попередньо просвердливши наскрізний отвір. Після закінчення різання для полегшення роз'єднання вирізаних деталей рекомендується їхнє швидке охолодження (іноді водою).
Різання киснем низького тиску з великими прохідними перерізами апаратури вимагає меншої точності припасування листів у пакеті по площинах, допускаючи різання з місцевими зазорами. У цьому випадку повільне стікання шлаку полегшує прогрів листа нижче, так як шлак, заповнюючизазор, що перешкоджає розтіканню кисневого струменя в сторони та сприяє збереженню його напрямку. Спосіб пакетного різання киснем низького тиску є особливо доцільним при різанні листів завтовшки 8-20 мм; при цьому проміжки між листами можуть бути 2-4 мм. При різанні пакетів киснем низького тиску кількість стискаючих пакетів струбцин може бути зменшено.
Режими різання сталі середніх товщин
Найкращі результати за якістю різів дає кисневе різання середніх товщин (приблизно 12-100 мм). Кисне різання такого металу не викликає технологічних труднощів і легко виконується звичайною газорізальною апаратурою як ручними, так і механічними способами.
Різання сталі середніх товщин звичайною апаратурою слід проводити при тиску кисню в робочій камері редуктора 2,5-6 кгс/см 2 в залежності від товщини металу, що розрізається.
Орієнтовні технічні швидкості машинного розділового різання сталі різних товщин при чистоті кисню щонайменше 98,5-99% наведено у табл. 20.
Використовуючи кращу теплову підготовку верхньої кромки для зменшення ймовірності непрорізання, ВНДІавтогенмаш розробив спосіб швидкісного прямолінійного різання «кутом вперед» - ф до 50-70 ° (рис. 105). Швидкості різання при перпендикулярному розташуванні різака (звичайне різання) і при розташуванні різака «кутом вперед» (швидкісна різання) представлені на рис. 106. З наведених даних випливає, що цей спосіб дає підвищення продуктивності різання при товщинах сталі, що розрізається, до 30 мм.
Економічно дуже доцільно здійснювати безгратове різання. В даний час розроблено режими безгратового різання, засновані на використанні кисню високої чистоти (99,5%), виборі оптимального режиму, напряму татиску струменя ріжучого кисню, при якому немає затікання шлаку по різу в напрямку зворотному різанні (тобто при малому відставанні А), максимальному зменшенні потужності підігрівального полум'я та заміні ацетилену іншими пальними (гас, пропан та ін.).
Режими безгратового різання для отримання II класу якості різу за рекомендацією ВНДІавтогенмаш наведено в табл. 21.
При невеликих товщинах (до 12-15 мм) можливе безгратове машинне різання і з дещо менш чистим киснем при напрямку різака кутом вперед (див. рис. 105).
Різання стали середніх товщин киснем низького тиску різаками зі збільшеним каналом кисню ріжучого недоцільна.
Різання стали великих товщин
Звичайна газорізальна апаратура, як правило, розрахована на різання сталі товщиною до 300 мм, проте вже при товщинах вище 200 мм з'являються деякі труднощі при різанні. Ще більші труднощі з'являються при різанні металу завтовшки понад 300 мм. Різання сталі таких товщин застосовується в основному в металургійній промисловості та на деяких підприємствах важкого машинобудування.
Труднощі в різанні сталі великих товщин викликаються труднощами прогріву нижніх шарів та ефективного видалення шлаку на великій відстані від різака, де кінетична енергія газового потоку слабшає.
Звичайна у сталевих заготовках великої товщини неоднорідність хімічного складу металу, зокрема по вуглецю, створює додаткові труднощі у зв'язку з різною температурою займання металу та зміною температури плавлення.
Все це може призвести до непрорізування, утворення внутрішніх порожнин - кишень, зашлаковування різів.
Як заходи щодо полегшення теплової підготовки металу застосовуються: загальнийпопередній підігрів виливки, що розрізається, або прокату до температури 250-500° С, подовжене підігрівальне полум'я (у цьому випадку в якості пального застосовується водень або полум'я з надлишком ацетилену), а також спеціальні конструкції різаків, що дозволяють отримувати «спокійну» на великій довжині кисло.
При застосуванні загального підігріву різання слід починати відразу після видачі нагрітої заготовки з печі, поки не охолоне її поверхня, так як в іншому випадку при різанні можливе утворення кишень у більш нагрітих внутрішніх частинах.
У всіх випадках дуже важливим є збереження достатнього запасу кінетичної енергії кисневого струменя для видалення шлаків. Застосування підвищеного тиску при невеликому діаметрі циліндричного або ступінчасто-циліндричного каналу вихідного отвору ріжучого кисню, особливо при різанні металу завтовшки 500 мм, не дає позитивних результатів. Для таких великих товщин застосовуються або сопла, що розширюються (у різаках Р-100, розроблених Київським політехнічним інститутом, в установці УБТ-1200, розробленої ВНДІавтогенмашем), або канали простої форми і великих прохідних перерізів при використанні кисню низького тиску 0,6-2,0 кгс/см 2 (в установках УРР-600, ПМР-600, розроблених ВНДІавтогенмашем).
На початку різання дуже важливою є правильна установка ріжучого струменя кисню (перпендикулярно) і відповідне її розташування щодо кромки, від якої починається різ.
Ручне різання металу великих товщин є дуже важкою операцією, особливо при загальному підігріві заготовки, що розрізається. Значно полегшує працю установка УБТ-1200, що звільняє різьбяра від основних важких операцій.
Усі установки для різання великих товщин у зв'язку з великою витратою газів,особливо кисню (для УБТ-1200 до 700 м 3 /год) зазвичай харчуються від рамп. Кисневі рампи складають із 10-32 балонів. Ацетиленові рампи мають до 10 балонів.
Орієнтовні показники різання стали завтовшки 800 і 1350 мм різаком типу Р-100 наведені в табл. 22.
Автор:АдміністраціяЗагальна оцінка статті:Опубліковано:2012.06.08
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _