Как пользоваться газовым резаком. Технология газовой резки металла Давление пропана и кислорода при резке металла
В промышленности и быту применяется немало методов разрезания металла. Не последнее место среди них занимает газовая резка. Самую экономически выгодную, а потому и широко распространённую - кислородно-пропановую резку металла (далее – КПРМ), мы и обсудим в этой статье.
Резка металла кислородом и пропаном
Сначала разберёмся, как же вообще осуществляется разделение металла кислородом. Резка этим газом базируется на свойстве металла сгорать под действием струи этого газа, а точнее - температуры её горения. Далее, под действием её напора из реза удаляются образующиеся продукты горения.
Рассмотрим процесс подробнее. Он делится на два основных этапа:
- на первом - сплав разогревают до нужной рабочей температуры (при ней в струе кислорода воспламеняется металл). Для этого используется пламя горящей смеси подогревающего газа (ацетилена, пропана и т. п.) с кислородом;
- на втором – подается режущий кислород в виде узкой струи под высоким давлением. Он приводит к непрерывному образованию окислов металла по всей его толщине (металл «прожигается» насквозь). Резак перемещается и сжигает струёй кислорода металл, удаляя, по пути, продукты горения. В результате - образуется линия реза. Подогревающий газ применяется только до разогрева рабочей зоны на поверхности обрабатываемой детали до температуры горения металла. На втором этапе он не нужен (его перекрывают) – необходимый температурный режим поддерживается кислородом.
Кислородная резка, как следует из её определения, может применяться далеко ни ко всем металлам и сплавам. Она может осуществляться только тех из них, которым, под воздействием кислорода, присущи следующие свойства:
- температура их сгорания должна быть ниже, чем этот показатель при их плавлении;
- окислы металлов, образующиеся в процессе раскроя, должны иметь температуру плавления ниже этого показателя самого металла;
- количество выделяющегося в процессе обработки тепла должно быть достаточно для поддержания процесса постоянной кислородной резки;
- образующиеся в процессе обработки деталей шлаки должны быть жидкотекучими. Это обеспечит их лёгкое удаление из рабочей зоны;
- разрезаемые сплавы и металлы не должны иметь высокую теплопроводность. К ним относятся:
- низкоуглеродистые стали. Например, марок от 08 до 20Г;
- среднеуглеродистые стали. Например, марок от 30 до 50Г2;
- ковкий чугун.
ВНИМАНИЕ ! С другой стороны, невозможно раскроить кислородной резкой высокоуглеродистые стали (у них в обозначении имеется буква «У»). Вызвано это тем, что температура их плавления близка к температуре пламени. Вследствие этого, окалина не будет выбрасываться с обратной стороны листа (в виде столбов искр), а будет смешиваться с расплавленным металлом по краям реза. Это не позволит кислороду «пробраться» вглубь металла и прожечь его. Разрезать чугун помешают форма зерен и графит между ними (исключением является ковкий чугун). Не поддадутся кислородной резке , также, алюминий, медь и их сплавы.
Выбираем горючий газ
При использовании для раскроя металла обычного газопламенного резака в качестве предварительного подогрева применяют как пропан, так и ацетилен. Тем не менее, в большинстве случаев, для резки применяется именно пропан. Основанием для такого выбора являются следующие причины:
- стоимость пропана значительно ниже ацетилена;
- меньшая взрывоопасность пропана. Существует возможность быстрого обнаружения утечек, т. к. в баллоны к пропану добавляют ртутьсодержащие добавки. Специфический запах этих добавок позволяет легко обнаруживать место утечки газа (разгерметизации). Кроме того, ацетилен требует значительно более тщательного соблюдения правил техники безопасности, что не всегда просто выполнить на слесарном участке;
- при проведении пропановой резки создаётся более узкая кромка среза, нежели при работе с ацетиленом; -резкий запах ацетилена создаёт дискомфорт и не всегда приемлем. Это особенно сказывается, если резка осуществляется в обычной мастерской, в которой трудятся и другие рабочие. Учитывая изложенное выше, предпочтение отдают пропану.
Оборудование кислородно-пропановой резки металла
Операция раскроя металла осуществляется газовым резаком. На рисунке приведено изображение этого инструмента и органы управления им (вентили).
Пояснение к рисунку. Резак состоит из следующих узлов:
- рукоятка с ниппелями для присоединения кислородного и газового рукавов;
- корпус с регулировочными пропановым и кислородным вентилями.
Конструкции газовых резаков разных производителей отличается незначительно. Обычно, на них имеется 3 вентиля:
- первый - для подачи пропана. Красного или жёлтого цвета;
- второй - регулирующего кислорода (для подогревающего пламени);
- третий - режущего кислорода. Все кислородные вентили синего цвета.
Практически все детали этого аппарата сменные. Поэтому, его в случае поломки, можно быстро отремонтировать прямо на рабочем месте. Самые распространённые резаки модели «Р1-01» или более мощные «Р2-01 и Р3-01П».
В общем случае, для раскроя металла газом требуется:
- по одному баллону пропана и кислорода. Баллоны должны быть укомплектованы газовыми редукторами. Следует иметь ввиду, что на баллоне с пропаном резьба обратная и навернуть на него кислородный редуктор невозможно;
- шланги высокого давления (кислородные);
- резак;
- мундштук нужного размера.
Необходимо правильно подбирать мундштук, и исходить при выборе следует из толщины металла. Например, если обрабатываемая деталь состоит из частей разной толщины 6…300 мм, то понадобятся мундштуки с внутренними номерами от 1 до 2 и с внешними - от 1 до 5.
При небольших объёмах производства и в быту используются мобильные посты, имеющие указанное оборудование.
Подобные посты комплектуются всем необходимым от баллонов и резака до вспомогательных хомутиков.
На крупных производствах применяются автономные столы. Это газовое оборудование для резки металла в автоматическом режиме , которое, в большинстве случаев, производится без участия оператора. Наиболее известные из них «Смена», «Орбита», «Secator», «Quicky-E».
Как резать
Приступая к работе, в первую очередь, необходимо продуть кислородом шланги, чтобы удалить попавшие туда мусор или грязь.
Во-вторых, проверьте наличие подсоса в каналах резака. Для этого необходимо на нём:
- подсоединить кислородный шланг к штуцеру кислорода (штуцер подогревающего газа должен остаться свободным);
- установить давление подачи кислорода 5 атмосфер и открыть на резаке газовый и кислородный вентили;
- проверить пальцем свободный штуцер, чтобы убедиться: идет ли подсос воздуха? Если нет, то следует прочистить инжектор и продуть каналы резака.
После этого они подсоединяются к аппарату:
- шланг для кислорода крепится к штуцеру с правой резьбой при помощи ниппеля и гайки;
- шланг для пропана - к штуцеру с левой резьбой тем же способом.
- проверить разъемные соединения на герметичность. Обнаруженные утечки устранить, подтянув гайки или сменив уплотнители;
- проконтролировать герметичность крепления газовых редукторов и исправность манометров.
Начинать газовую резку металла следует с удаления с его поверхности механическим способом ржавчины и прочих загрязнений. Обязательность этой операции вызвана следующим. При горении углерода образуется окись СО. Она, при взаимодействии с железом, повышает содержание углерода на его поверхности (особенно в месте реза). Это приводит к образованию закаленных структур в металле, которые будут неравномерно нагреваться. Что, в свою очередь, приведёт к появлению на краях этих структур механического напряжения и, как следствие, некоторому их укорочению. В результате: возникают деформации и образуются трещины. Механическая зачистка раскраиваемой поверхности позволяет избежать таких дефектов.
Устанавливаем на редукторах баллонов с газом рабочее давление. Обычно соотношение давлений подогревающего газа к кислороду - 1:10. Поэтому, выставляем, атм:
- на пропановом – 0,5;
- на кислородном – 5.
Дальнейшие действия имеют следующую последовательность:
- на резаке немного открываем пропан (на четверть оборота маховика вентиля или чуть больше) и поджигаем газ;
- упираем мундштук сопла резака в любой металл (желательно под наклоном) и медленно открываем регулирующий (подогревающий) кислород.
Будьте очень внимательны. Не перепутайте вентиль подогревающего кислорода с вентилем режущего газа.
- поочередно регулируя оба вентиля (открывая и закрывая их), добейтесь пламени нужной нам силы. Длина пламени (она же его сила) подбирается из расчета толщины металла: чем толще лист или другая раскраиваемая деталь, тем сильнее должно быть пламя. Соответственно, увеличивается и расход кислорода с пропаном. Когда пламя отрегулировано, то оно приобретает синий цвет и корону.
Теперь можно начинать обрабатывать металл (напоминаем, что обработка начинается с разогрева и далее - разделение):
- подносим сопло резака к краю металла и держим на расстоянии 5 мм от разрезаемой детали под углом 90°. В том случае, если лист или другое изделие необходимо прорезать не с краю, то разогревать металл следует начинать с той точки, от которой пойдет разрез. Разогреваем верхнюю кромку детали до температуры, °С: Т = 1000…1300 (величина параметра зависит от марки раскраиваемого металла и температуры его возгорания). Визуально это выглядит так, словно поверхность начала несколько «мокнуть». По времени разогрев продлится всего несколько секунд (до 10);
- когда металл воспламенится, открываем вентиль режущего кислорода. На раскраиваемую деталь подается мощная узконаправленная струя режущего кислорода. Вентиль резака следует открывать очень медленно. В этом случае кислород зажжется от разогретого металла самостоятельно, и это позволит избежать обратного удара пламени, сопровождающегося хлопком. Когда раскрой начался, то разогревающий газ (пропан) отключаем.
Важно ! Начиная с этого момента и далее очень важно обеспечить непрерывную подачу режущего кислорода. В противном случае пламя может погаснуть, горение металла прекратится и придется всё начинать сначала (поджиг, настройка пламени, разогрев раскраиваемой поверхности и т. д.).
Тонкости в работе
На эффективность раскроя металла влияют два основных параметра:
- скорость резки;
- глубина раскроя.
Большое влияние на эти параметры оказывает качество подогревающего газа – пропана. Известно, что для обнаружения его утечек (этому уделяют большое внимание, т. к. пропан взрывоопасен, но не имеет запаха) его смешивают с другим газом – бутаном, который имеет специфический запах и при попадании в атмосферу легко идентифицируется. Нужно внимательно следить за его концентрацией, т. к. даже при наличии в пропане хотя бы 10% бутана процесс подогрева металла перед его разделением резко замедляется и производительность труда падает.
У пропана есть ещё одна особенность. При понижении температуры окружающей среды плотность пропана возрастает, а текучесть – соответственно, падает и он медленнее поступает к мундштуку горелки. Поэтому, кроме контроля над концентрацией бутана, необходимо осуществлять контроль температуры ёмкости, в которой он находится.
Кроме того, необходимо следить за давлением кислорода, т. к. это давление, в значительной степени, влияет на толщину и качество резки:
- недостаточно высокое давление:
- не позволит прорезать всю толщину металла;
- затруднит удаление окислов;
- слишком высокое давление:
- приведет к ухудшению качества реза;
- увеличивается расход газа.
Скорость резания металла технолог выбирает исходя из свойств металла. Проконтролировать её в процессе работы можно по выбросу искр и шлаков:
- если скорость выбрана верно, искры направлены вниз под углом 85…90°;
- при низкой скорости столб искр опережает движение резания;
- при завышенной скорости:
- наблюдается отставанием потока искр от резака;
- не происходит сквозного разрезания заготовки.
При раскрое толстого металла следует учесть, что режущая струя имеет форму конуса, который расширяется в нижней части. Это может привести к неприятным последствиям: повышению ширины реза и образованию снизу окалины. Чтобы избежать этого, необходимо увеличить подачу режущего кислорода, но при этом следует учитывать, что может:
- появиться окалина на верхней кромке реза;
- возрасти расход кислорода.
Производить раскрой металла следует не спеша, ведя струю кислорода вдоль заданной линии. Очень важно правильно выбрать угол наклона. Он должен составлять сначала 90°, затем следует иметь небольшое отклонение на 5…6° в сторону, обратную направлению резки. Однако, если толщина металла превышает 95 мм, можно допустить отклонение в 7…10°. Когда металл уже прорезан на 15…20 мм, необходимо изменить угол наклона до 20…30°.
Иногда возникает необходимость выполнить поверхностную или фигурную резку. Поверхностная резка (далее – ПР) заключается в том, что прорезают металл не насквозь, а лишь создают на его поверхности рельеф (прорезая канавки). В этом случае металл будет нагреваться не только за счет пламени резака, но и за счёт расплавленного шлака - растекаясь, он будет подогревать нижние слои металла. Начинается ПР, как обычная: нужный участок прогревается до температуры воспламенения. Далее, включаете режущий кислород и создаёте очаг горения металла. Равномерно перемещая резак, обеспечиваете процесс зачистки вдоль заданной линии реза, но резак в этом случае нужно расположить под углом 70…80° к обрабатываемой плоскости. При подаче режущего кислорода следует наклонить резак под углом в 17…45°. Схема обработки показана на рисунке.
Размеры канавки (ширину и глубину) регулируют следующим образом:
- изменением скорости резки: увеличивая скорость - уменьшают размеры углубления;
- глубина канавки увеличится, если:
- возрастет угол наклона мундштука;
- уменьшится скорость резки;
- повысится давление кислорода;
- ширина канавки регулируется диаметром режущей кислородной струи.
ВНИМАНИЕ ! Следует помнить, что глубина канавки должна быть меньше ее ширины примерно в 6 раз. В противном случае на поверхности образуются «закаты».
Фигурная резка выполняется следующим образом. Размечаем на листе металла контур. Следует иметь в виду, что:
- до начала самой резки следует сделать пробивку отверстий;
- при разметке окружности или фланцев следует отмечать центры этих окружностей.
Начинать раскрой всегда необходимо с прямой линии - это поможет получить на закруглениях чистый рез. Прямоугольник можно начинать резать в любом месте (кроме углов). В последнюю очередь вырезается наружный контур. Такая последовательность позволит вырезать деталь с наименьшими отклонениями от чертежа.
Расход кислорода и пропана при резке металла
Расход кислорода на резку металла рассчитывается по формуле:
Рдет = HL + HКh
В этой формуле:
- Рдет – объём необходимого для выполнения реза кислорода, куб.м;
- Н- нормативы расхода во время рабочего процесса, куб.м/м;
- L - общая длина реза выкраиваемой детали, м;
- Kh - коэффициент, учитывающий множество особенностей рабочего процесса, требующих расхода газа на:
- начальном этапе:
- продувка;
- регулировка;
- прогреве металла;
- процессе начала резки
- начальном этапе:
Коэффициент Kh, как правило, равняется:
- 1,1 - при единичном производстве;
- 1,05 - при промышленном (серийном) производстве.
Норма расхода кислорода «Н» на резку металла зависит от мощности оборудования и режима резки. Она высчитывается по следующей формуле:
В этой формуле:
- Н – норма расхода кислорода, куб.м/м;
- Р - допустимый расход газов, куб.м/час. Он указан в технических характеристиках используемого оборудования;
- V - это скорость разрезания металла, м/час.
Наиболее часто применяемые значения газового расхода (измеряемый в куб.м/час) по различным диапазонам скорости резки для некоторых типов оборудования, приведены в следующей таблице.
Таблица № 1
Учитывая, что скорость раскроя и толщина обрабатываемого металла прямо зависят от допустимого расхода газа, то данные значения можно легко и просто определять интерполированием. Следовательно, можно укрупнено (оценочно) совершить вычисление расхода различных газов независимо от вида термической резки металлов. Для этого лишь необходимы:
- длина разреза;
- толщина металла;
- мощность оборудования.
Значение допустимого расхода (кислорода и пропана) берут из паспорта оборудования. Скорость резания находят в справочниках, которые содержат специальные таблицы или диаграммы, связывающие все исходные данные.
Соотношение кислорода и пропана при резке металла
Кислородная резка основана на сгорании металла в струе технически чистого кислорода. Из приведённого выше описания, вы знаете, что пропан в смеси с кислородом необходим только для разогрева обрабатываемого металла. Количество разогревающего газа зависит от многих факторов:
- марка стали;
- толщина материала;
- длина реза и т. д.
Дополнительными факторами, влияющими на расход, является:
- расход газа на начальном этапе резки:
- продувка;
- регулировка оборудования;
- зажигание и регулировка факела.
Рекомендуемые соотношения указываются в сопроводительной документации к конкретному оборудованию. Расчётные соотношение объёмов газа определяется по справочникам, которые содержат специальные таблицы и диаграммы, связывающие все данные. Эти параметры указываются в сопроводительной технологической документации. В процессе работы они могут корректироваться в ту или иную сторону.
Если у вас отсутствует указанная документация, то следует давление выставлять в соответствии с указанным выше соотношением. Обычно соотношение давлений подогревающего газа к кислороду - 1:10. Поэтому, выставляем, атм:
- на пропановом – 0,5;
- на кислородном – 5.
Расход пропана, кроме того, будет зависеть от количества и продолжительности прогревов.
Техника безопасности при работе с пропаном
При выполнении газовой резки металла необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, т. к. эта работа сопряжена с определённым риском. Начнем с защитной (рабочей) одежды. Она должна в себя включать:
- огнеупорный костюм и краги для рук с такой же пропиткой;
- маску сварщика, сделанную из негорючего пластика с наголовником;
- рабочую обувь с высокими бортами.
Кроме того, рекомендуется использовать респиратор (что бы ни дышать дымами и пылью). Пренебрегать этой рекомендацией не стоит, т. к. может возникнуть ситуация, при которой толстый металл с первого раза не продуется. В этом случае расплавленные брызги (а это раскалённый металл!) могут упасть на человека.
Нельзя приступать к резке, если на газовых шлангах имеются трещины, разрывы или стыки. В случае острой необходимости допускается в стыке использовать трубки из алюминия или латуни. Однако лучше не рисковать и при первой возможности заменить их кондиционными шлангами.
ВНИМАНИЕ ! Ни в коем случае не допускается использовать в стыках газовых шлангов стальные трубки, так как железо может дать искру и непредсказуемые последствия.
ПОМНИТЕ ! Пропан – огнеопасен, а кислород – маслоопасен, т. е. при контакте кислорода с любым маслом произойдет взрыв. Поэтому, не прикасайтесь к кислородному баллону испачканными маслом рукавицами или одеждой. И ни в коем случае не оставляйте промасленную ветошь – всё убирайте в специально для этого предназначенные ёмкости.
Баллоны должны располагаться на расстоянии 10 м от рабочего места и в 5 м друг от друга. В процессе работы нельзя забывать следить за давлением газа в баллонах. Весь газ из баллона расходовать не допускается.
В процессе работы могут возникнуть внештатные ситуации.
Ни в коем случае не паникуйте!
Если у вас во время раскроя металла слетел со штуцера или оборвался кислородный шланг, то необходимо тут же перекрыть на резаке подачу пропана, а затем - закрыть оба баллона. Если при розжиге пламени и настройки резака неожиданно раздаётся хлопок и пропадает пламя, то следует просто закрыть вентили резака и разжигать пламя заново.
Преимущества и недостатки
Преимуществом КПРМ является низкая стоимость подогревающего газа – пропана, а недостатком - им под силу только низко- и среднеуглеродистые стали, а так же ковкий чугун. КПРМ выгодно использовать при больших объемах работ (резка стали на металлолом и т. п.). Обычная кислородная резка труб из хромистых и хромоникелевых сталей, а также из чугуна, меди и ее сплавов КПРМ практически невозможна. Для обработки этих деталей из этих металлов применяют:
- кислородно-ацетиленовая резка. Применение для подогрева ацетилена позволяет увеличить температуру разогрева и соответственно толщину обрабатываемых заготовок. Но при этом резко возрастает стоимость работ;
- кислородно-флюсовую резку. Этот способ заключается в том, что в струю режущего кислорода подается порошкообразный флюс. Этот материал предназначен для того, что бы, сгорая в кислороде, выделять в месте раскроя дополнительное количество тепла. Оно должно способствовать расплавлению тугоплавких окислов. Расплавленные окислы, в свою очередь, образуют жидкие шлаки, которые стекают и не препятствуют процессу резки. Основным компонентом этих флюсов является железный порошок марок ПЖ5М, ВМ, ВС и различные добавки (например, алюминиевый порошок);
- кислородно-дуговая (её также называют - газоэлектрическая) резка. Это такой способ резки, при котором металл, расплавляемый электрической дугой, непрерывно удаляется струей газа. В качестве газа могут быть использованы:
- сжатый воздух;
- кислород;
- азот и т. д.
Наибольшее распространение получила технология с применением сжатого воздуха. Это объясняется его наиболее низкой стоимостью. Воздушно-дуговую резку применяют для:
- выплавки дефектных сварных швов , раковин и трещин;
- V-образной подготовки кромок под сварку;
- разделительной резки углеродистых и легированных сталей, чугуна и цветных металлов.
Наиболее широко ее применяют для разделительной резки нержавеющей стали толщиной до 20…25 мм. Преимуществом этих видов резки является возможность расширения ассортимента обрабатываемых металлов, а недостатком – усложнение технологии и повышение стоимости.
- перед началом работы следует провести отпуск;
- резку начинать всегда с наибольшей по длине кромки, а заканчивать на короткой кромке;
- сначала вырезать мелкие детали, а потом крупные;
- скорость резки должна быть предельно высокой, чтобы кромки металла сильно не разогревались;
- вырезка отверстий должна проводиться раньше других работ;
- в процессе работы осуществлять охлаждение металла водой;
- прежде нужно выполнять зигзагообразные разрезы, а потом прямые;
- перед работой листы металла нужно надежно закреплять для предупреждения их смещения под влиянием остаточных напряжений;
- при наличии перемычек их ликвидируют после окончания работ по резке.
Ручная резка металлов большой толщины (300-700 мм) осуществляется резаком типа РЗР-2, который дает науглероживающее пламя требуемой величины. Инструмент в начале резки должен иметь наклон в сторону движения в 2-3° по отношению к плоскости торца, а в конце процесса - 2-3° в сторону, противоположную направлению движения (рис. 133).
Рис. 133. :
а - перед началом резки; б - перед окончанием резки
Кислородно-флюсовая резка
Цветные металлы и их сплавы, чугуны, нержавеющие хромистые и хромоникелевые стали невозможно разрезать обычной газокислородной резкой. Для этого надо использовать плазменно-дуговую, а лучше кислородно-флюсовую резку. Сущность последней состоит в том, что в зону резания с помощью специальной аппаратуры непрерывно поступает порошкообразный флюс совместно с режущим кислородом. Флюс сгорает и расплавляет образующиеся тугоплавкие оксиды. Кроме того, флюс переводит оксиды в жидкотекучие шлаки, легко вытекающие из места разреза. Данная резка применяется, главным образом, для работы с чугуном и высоколегированными сталями толщиной до 70 мм.
В качестве флюса применяется мелкогранулированный железный порошок марки ПЖ5М (ГОСТ 9849-74) с размерами частиц от 0,07 до 0,16 мм (используется для резки чугуна и меди). Для резки нержавеющих сталей к указанному порошку добавляют 10-12% алюминиевого порошка марки АПВ. Можно использовать и алюминиево-магниевый порошок (60-80%) в смеси с ферросилицием (20-40%). При резке хромистых и хромоникелевых сталей используется железный порошок ПЖ5М с добавкой 25-50% окалины. При резке чугуна можно добавить к этому порошку 30-35% доменного феррофосфора. Смесь железного порошка с алюминиевым порошком (15-20%) и феррофосфором (10-15%) применяется при резке меди и ее сплавов.
Данная резка осуществляется установкой УРХС-5, состоящей из резака и флюсопитателя. Установка может разрезать ручным или машинным способом высоколегированные хромоникелевые и хромистые стали толщиной 10-200 мм при скорости резания 230-760 мм/мин. На 1 м разреза расход кислорода составляет 0,20-2,75 м3, ацетилена - 0,017-0,130 м3 и флюса - 0,20-1,3 кг. Чугун толщиной 50 мм режется со скоростью 70-100 мм/мин при расходе на 1 м разреза 2-4 м3 кислорода, 0,16-0,25 м3 ацетилена и 3,5-6 кг флюса. При резке сплавов меди получают приблизительно такие же параметры.
Следует учитывать, что мощность подогревающего пламени нужно повысить на 15-25% по сравнению с обычной газовой резкой, так как определенная часть теплоты этого пламени будет уходить на нагревание флюса. Пламя должно быть нормальным или с незначительным избытком ацетилена. От торца мундштука резака до поверхности металла должно быть расстояние в 15-25 мм. При малом расстоянии возможны хлопки и обратные удары пламени из-за отскакивания частиц флюса от поверхности и попадания их в сопло резака. Кроме того, может быть перегрев мундштука и вследствие этого нарушение процесса резки. Угол наклона инструмента следует сделать в 1-10° в сторону, обратную направлению резки. Для облегчения процесса резки сплавы меди нужно предварительно подогревать до 200-50 °С, а хромистые и хромоникелевые стали - до 300-400 °С.
На практике довольно часто производится резка бетона и железобетона. Она выполняется 2 способами: кислородно-копьевой и порошково-копьевой резками. Кислородно-копьевая резка очень хорошо прожигает отверстия в бетоне. Она позволяет получить отверстия глубиной до 4 м при диаметре до 1,2 м. Этой резкой можно с успехом прижигать отверстия в стальной заготовке . При данном способе используется стальная труба (копье), один конец которой разогревается до температуры оплавления и приставляется к поверхности бетона. Через копье продувается кислород, который, взаимодействуя с раскаленным торцом трубы, восстанавливается. При этом возникают жидкотекучие оксиды железа, реагирующие с бетоном и превращающиеся в шлаки, которые затем легко выдуваются. Продвигая трубу вперед, можно прожечь требуемое отверстие в бетоне.
В качестве копья можно использовать газовую тонкостенную трубу диаметром 10-20 мм, заполненную стальными прутками на 60-65% ее объема или обмотанную снаружи стальной проволокой диаметром 3-4 мм, а также цельнотянутую толстостенную трубу диаметром 20-35 мм. Проволока и прутки выполняют при такой резке ту же функцию, что и флюс при кислородно-флюсовой резке. Копье нагревается, как правило, угольным злектродом или горелкой.
Порошково-копьевая резка характеризуется тем, что при ней используется железо-алюминиевый порошок в соотношении 85: 25. Как и флюс, этот порошок вдувается струей кислорода в зону резания. Параметры выполняемой работы при этом могут быть следующими. Так, например, при прожигании отверстия диаметром 50 мм и глубиной 500 мм, скорость продвижения составит 120-160 мм/мин при давлении кислорода 0,7 МПа, расходе порошка 30 кг/ч и расходе копья (трубы) 4 мм на каждый метр длины отверстия. При глубине отверстия 1,5 м и том же диаметре скорость углубления уменьшится до 40-70 мм/мин при давлении кислорода 1,0-1,2 МПа, расходе флюса 30 кг/ч и расходе копья 6 мм на 1 м длины отверстия.
Поверхностная резка - разновидность кислородной резки. Она предназначена для вырезания на поверхности металла рельефа в виде одной или нескольких, раздельных или совмещенных канавок. В сварочных работах эта резка часто используется для вырезки дефектных участков швов. При данной резке источником нагрева металла будет являться и пламя резака, и расплавленный шлак, который при своем растекании подогревает глубоколежащие слои металла. Для этого вида работ хорошо подходят резаки типа РПА и РПК. Режим резки и угол наклона инструмента играют важную роль в эффективности поверхностной резки.
На начальном этапе нужно прогреть область разреза до температуры воспламенения. Резак следует располагать при этом под углом 70-80° к поверхности металла. Перед подачей режущего кислорода инструменту необходимо придать наклонное положение под углом 15-45°. В процессе резки возникает очаговое горение металла; тем самым обеспечивается эффективная зачистка металлической поверхности , в том числе и за счет равномерного продвижения инструмента по линии намечаемого разреза. Положение резака при данном виде резки детально показано на рисунке 134.
Рис. 134. :
1 - мундштук; 2 - шлак; 3 - канавка
Ширина и глубина канавки уменьшаются при увеличении скорости резки. Кроме того, глубина канавки становится меньше, когда уменьшается угол наклона мундштука инструмента и при падении давления режущего кислорода. Ширина канавки зависит от диаметра струи кислорода. Во время поверхностной резки нужно сделать ширину канавки в 5-6 раз больше ее глубины, чтобы предупредить возникновение закатов на поверхности. Если необходимо зачистить многочисленные дефекты на большой площади, то в этом случае следует произвести резку «елочкой» за один или несколько проходов с использованием колебательных движений резака.
Особенности воздушно-дуговой резки
Воздушно-дуговая резка является одной из разновидностей разделительной резки и основана на выплавлении металла из участка резания теплотой электрической дуги, возбуждаемой между разрезаемым металлом и электродом. При этом струя сжатого воздуха непрерывно удаляет расплавленный металл из полости разреза. Этот вид резки нашел широкое применение при строительно-монтажных работах для грубой разделки металла толщиной до 30 мм, но только в том случае, если не нужно высокого качества, так как ширина разреза будет в 2-3 раза шире, чем при кислородной резке. Данную резку выполняют и для выплавки дефектных участков швов, устранения литников, обработки отливок и для зачистки поверхностей. Скорость такой резки при толщине металла 15 мм не превышает 120-150 мм/мин. Расход электрода составляет 1,0-1,5 кг на 1 м разрезаемого металла. Схема устройства резака для воздушно-дуговой резки приведена на рисунке 135. Он имеет клапанное воздушно-пусковое устройство и сопло для подачи сжатого воздуха в участок разрезания. Ток и воздух поступают через комбинированный кабель-шланг.
Рис. 135. :
1 - трубка подачи воздуха; 2 - подача электродной проволоки; - корпус резака; 4 - дуга; 5 - сопло подачи сжатого воздуха в зону горения; 6 - заготовка; 7 - выплавленный участок заготовки
Электроды для воздушно-дуговой резки представлены в виде угольных, графитовых, графитированных цилиндрических стержней или пластин длиной от 250 до 350 мм. Омедненные электроды намного лучше остальных, так как они меньше подвержены окислению. В настоящее время на практике широко используются 2 вида резаков: РВДм-315 и РВДл-1200. Первый аппарат рассчитан на ток 315 А, а расход воздуха составляет 20 м3/ч. РВДм-315 имеет массу 0,8 кг и широкий спектр применения. Диаметр электрода у этого аппарата составляет 6-10 мм. РВДл-1200 использует ток силой 1200 А при расходе воздуха 35 м3/ч. Данным аппаратом можно исправлять литейные заготовки, пользуясь при этом электродами с диаметром не менее 15-25 мм. Масса аппарата 1,6 кг. Воздух поступает под давлением 0,4-0,6 МПа либо от компрессора производительностью 20-30 м3/ч и более, либо от воздушной магистрали. При этом надо обязательно использовать масловлагоотделители, так как воздух должен быть чистым.
Для указанного вида резки можно использовать как постоянный, так и переменный ток. Источниками постоянного тока могут выступать сварочные преобразователи или однопостовые и многопостовые выпрямители. В качестве источников могут использоваться трансформаторы с низким напряжением и четкой вольт-амперной характеристикой холостого хода .
Техника безопасности при газосварочных и газорезочных работах
При данных видах работ возможны следующие виды травматизма: поражение электрическим током, ожоги от капель металла и шлака, поражение глаз и поверхности кожи излучением электрической дуги, ушибы и ранения от взрывов баллонов сжатого газа и при сварке сосудов из-под горючих веществ, отравление вредными газами, пылью и испарениями, выделяющимися при сварке. Для защиты от поражения электрическим током нужно соблюдать следующие условия.
Корпуса источников питания дуги, свариваемые изделия и сварочное вспомогательное оборудование должны быть надежно заземлены медным проводом , один конец которого присоединяют либо к металлическому прутку, вбитому в землю, либо к общей заземляющей поверхности, а второй конец присоединяют к корпусу источника питания дуги, а именно к специальному болту с надписью «Земля».
Заземление переносных источников питания осуществляют до момента включения их в электрическую сеть, а снятие заземления - только лишь после отключения от сети. Подключение источников к сети предполагает обязательное использование настенных ящиков с рубильниками, зажимами и предохранителями. Длина проводов сетевого питания не должна превышать более 10 м. Провод нужно подвешивать на высоте 2,5-3 м. Вводы и выводы должны быть оборудованы воронками или втулками, которые предохраняют провода от перегибов, а изоляцию - от порчи. Подключать и отключать электросварочное оборудование , а также наблюдать за их исправным состоянием в ходе эксплуатации обязаны электрики. Сварщикам подобные работы выполнять запрещается.
Нельзя использовать провода с поврежденной и ветхой изоляцией. Изоляция должна соответствовать силе применяемого тока. При наружных работах сварочное оборудование должно находиться под навесом с целью защиты от снега и дождя. При отсутствии этих условий сварка не допускается. Обязательно следует использовать резиновый коврик, галоши и резиновый шлем, а также наколенники и подлокотники, подшитые войлоком, при сварке внутренних швов котлов, труб, резервуаров и других закрытых, а тем более сложных конструкций. Все электросварочное оборудование нужно оснастить устройствами (АСН-1, АСН-30 или АСТ-500) автоматического отключения напряжения холостого хода или его ограничения до безопасной величины.
При поражении электрическим током пострадавшему нужно оказать помощь: прежде всего освободить его от электропроводов, обеспечить доступ свежего воздуха, а при потере сознания как можно скорее сделать искусственное дыхание и вызвать «скорую помощь». Для защиты от брызг металла и шлака нужно применять спецодежду, а лицо закрывать щитком, маской или шлемом. Нужно заметить, что при сварке горизонтальных, потолочных и вертикальных швов нужно надевать брезентовые нарукавники и плотно завязывать их поверх рукавов. Спецодежда сварщика состоит из брезентового костюма, брезентовых рукавиц и кожаной или валяной обуви. Брюки должны быть без отворотов, гладкими, с напуском поверх ботинок или валенок. Рукавицы также должны иметь напуск на рукава и завязываться тесьмой.
Для защиты глаз и кожи лица от излучения электрической дуги также следует использовать маску, щиток или шлем, так как яркость световых лучей сильно превышает допустимую для человеческого глаза норму и производит ослепляющее действие. Излучение невидимых ультрафиолетовых лучей при горении сварочной дуги способно вызвать в течение нескольких секунд заболевание глаз под названием электрофтальмия, которое характеризуется острой болью, слезотечением, спазмами век, резью в глазах. От этих лучей на коже при длительном их воздействии может появиться ожог. Инфракрасный спектр излучения при горении может вызвать помутнение хрусталиков глаза (катаракту) и ожоги лица. Однако указанные средства защиты имеют смотровое отверстие, снабженное светофильтром, который уменьшает яркость световых лучей дуги и, кроме того, задерживает инфракрасные и ультрафиолетовые лучи. Снаружи для защиты от брызг металла светофильтр защищен простым прозрачным стеклом.
Предотвращение опасности взрыва. Взрыв может возникнуть при неправильном хранении, транспортировке и использовании баллонов со сжатыми газами, а также при сварочных работах в различных емкостях без предварительной аккуратной очистки их от остатков горючих веществ. Категорически запрещается устанавливать баллоны вблизи нагревательных приборов или под солнечными лучами. Баллоны на рабочем месте должны быть хорошо укреплены в вертикальном положении , исключающем любую возможность ударов и падений. Ни в коем случае нельзя отогревать открытым пламенем редуктор баллона с углекислотой и в любых баллонах со сжатым газом. Отогревание можно производить только тряпками, смоченными горячей водой .
К эксплуатации должны допускаться только прошедшие освидетельствование и исправные баллоны. Транспортировка баллонов может осуществляться на специальных носилках или на подрессорных колясках. Для этого на баллоны навертывают предохранительные колпаки и кладут их на деревянные подкладки с гнездами, обитыми войлоком. Нужно всегда помнить о том, что совместная транспортировка кислородных и ацетиленовых баллонов запрещается.
При работе баллон фиксируют в вертикальном положении с помощью хомутика на расстоянии не менее 5 м от места сварки. Перед началом работы выходное отверстие баллона нужно продуть. Расходование газа необходимо осуществлять до остаточного давления кислорода не меньше 0,05 МПа, а ацетилена 0,05-0,1 МПа. По завершении работы следует тщательно закрыть вентиль баллона, из редуктора и шлангов выпустить газ, потом снять редуктор, зафиксировать на штуцере заглушку и навернуть колпак на вентиль. Следует также своевременно освидетельствовать баллоны (1 раз в 5 лет) и пористую массу ацетиленовых баллонов (1 раз в год).
Категорически запрещается хранить смазочные материалы и замасленную ветошь рядом с кислородными баллонами. Емкости из-под нефтепродуктов нужно перед сваркой промыть 2-3 раза горячим 10%-ным раствором щелочи, а затем продуть паром или воздухом для удаления запаха. Тщательную продувку нужно производить и перед сваркой газопроводов.
Защита от отравлений вредными газами, пылью и испарениями. Загрязнение воздуха указанными факторами происходит особенно сильно при работе электродами с качественным покрытием. В то же время количество пыли и газов значительно меньше при автоматической сварке, чем при ручной. Сварочная пыль является по своим физическим свойствам аэрозолью, состоящей из взвеси частиц минералов и оксидов металлов в газовой среде. Основные компоненты пыли - оксиды железа (до 70%), хрома, марганца, кремния, а также фтористые соединения. Для организма наиболее вредны соединения фтора, марганца и хрома. Из газов, выделяемых при сварке в рабочих помещениях, наиболее токсичными являются оксиды углерода, азота, фтористый водород и другие. Поэтому для удаления пыли и вредных газов из зоны сварки и для подачи чистого воздуха нужно организовать общую и местную вентиляцию. Общую вентиляцию нужно сделать приточно-вытяжной, тогда как местная вентиляция должна быть с верхним, нижним и боковым отсосом, обеспечивающим удаление пыли и газов непосредственно из зоны сварки. Категорически запрещается работать в замкнутых емкостях без вентиляции, которая заключается в подаче по шлангу свежего воздуха в зону работы сварщика. Количество подаваемого воздуха должно составлять не менее 30 м3/ч.
При ручной дуговой сварке электродами с качественными покрытиями объем вентиляции должен составлять 4000-6000 м3 на 1 кг расхода электродов, при сварке в углекислом газе - до 1000 м3 на 1 кг расплавляемой проволоки, а при автоматической сварке под флюсом - приблизительно 200 м3. Разрешается пользоваться естественной вентиляцией в том случае, если часовой расход электродов менее 0,2 кг на 1 м3 помещения. Кроме этого, при эксплуатации газосварочного (резочного) оборудования нужно выполнять следующие требования.
Перед проведением сварочных работ нужно тщательно ознакомиться с инструкциями по правилам пользования и техническими характеристиками различного оборудования (горелки, емкости, редукторы, шланги). В том случае, если вы не располагаете достаточным для проведения указанных работ объемом практических знаний, то необходимо проконсультироваться у специалистов (можно у рабочего-газосварщика).
Новое оборудование нужно эксплуатировать только в течение гарантийного срока, который обеспечивает безопасность работ. Необходимо аккуратно выполнять повторные испытания, наладку и регулировку аппаратуры в те сроки, которые указаны в техническом паспорте. Причем испытания и ремонт могут проводить только специалисты. Запрещается производить сварочные работы и устанавливать оборудование около огнеопасных материалов. В период работы нельзя оставлять генератор без надзора, а также перемещать заряженный генератор. Подвижные ацетиленовые генераторы нужно устанавливать на расстоянии не менее 10 м от очагов огня. Эти генераторы необходимо монтировать строго вертикально и заправлять водой только до рекомендуемого уровня. Загружать генератор карбидом кальция нужно только той грануляции, которая записана в паспорте машины. После загрузки указанного вещества следует осуществить продувку генератора от остатков воздуха. Для предотвращения замерзания генератора необходимо удалить после работы воду. Если генератор все-таки замерз, то отогревать его можно только паром или ветошью, смоченной горячей водой, но не открытым пламенем. Ил нужно выгружать только лишь после окончательного разложения карбида и лишь в иловые ямы с надписью о запрещении курения.
Наличие, исправность и заправленность водяного затвора генератора - необходимое условие безопасности работы этой установки. Перед работой нужно обязательно установить в затворе через его смесительный кран уровень воды либо низкозамерзающей жидкости (30%-ный раствор хлористого кальция в воде или 60%-ный раствор этиленгликоля в воде), которая заправляется при температуре воздуха ниже 0 °С. В водяном затворе уровень жидкости нужно устанавливать на высоте контрольного крана. После сварочных работ затвор следует промыть водой. Водяной затвор нужно еженедельно проверять на герметичность, а через каждые 3 месяца разбирать для очистки и промывания; после сборки следует выяснить надежность уплотнения обратного клапана.
Карбид кальция следует хранить только в герметически закрытых барабанах, которые должны находиться в хорошо проветриваемых и сухих помещениях. При вскрытии барабана нельзя использовать стальное зубило и молоток для предупреждения образования искр, очень опасных для ацетилено-воздушных смесей. Разрешается вскрытие только специальным ножом, причем крышку предварительно покрывают маслом в месте разреза (можно просверлить отверстие, а потом произвести вырез ножницами). Нельзя использовать и медные инструменты, потому что ацетилен в условиях влажности может образовать с медью ацетиленовую медь, которая очень взрывоопасна даже при незначительных ударах.
Фиксация редуктора на баллоне должна осуществляться с осторожностью, чтобы не сорвать резьбу; крепление должно быть плотным. Кислородная подача в редуктор проводится только при совсем ослабленной регулировочной пружине редуктора, а вентиль нужно открывать медленно. При этом следят за тем, чтобы не было утечки кислорода. При выявлении какой-либо неисправности ее надо ликвидировать после предварительного закрытия вентиля баллона.
Газоподводящие шланги нужно герметично и плотно закрепить на ниппелях стяжными хомутиками. Контроль за исправностью газопроводов и шлангов должен проводиться постоянно. Категорически запрещается уменьшать давление кислорода на входе в резак ниже давления горючего в бачке; подсоединять более одной горелки к одному затвору; пользоваться резаком или горелкой, не снабженной обратным клапаном, который предохраняет шланг от проникновения в него пламени; перемещаться с работающей горелкой, а также оставлять без присмотра резак или горелку с зажженным пламенем.
Нельзя начинать сварочные работы при отсутствии противопожарного инвентаря (огнетушитель, бочки или ведра с водой, ящики с песком и лопата); курить в процессе работы с карбидом кальция, жидкими горючими веществами и с ацетиленовым генератором; использовать для обдувания одежды кислород, а также применять инструменты собственного изготовления.
Места проведения газопламенных работ должны быть хорошо очищены от взрывоопасных и легковоспламеняющихся веществ на расстоянии 30 м. Сами работы нужно проводить на расстоянии не менее 1,5 м от газоразборных постов и газопроводов, 5 м - от бачков с жидким горючим и баллонов, 10 м - от передвижных генераторов. Если пламя и искры направлены в сторону источников питания, то для их защиты следует воспользоваться металлическими ширмами. В сосудах и резервуарах газопламенные работы нужно выполнять в асбестовой или брезентовой одежде; работающий в сосуде должен быть снабжен страховочным канатом, предохранительным поясом, средствами индивидуальной защиты с притоком чистого воздуха.
На протяжении долгих лет человечество использует металлические изделия. Некоторые из них требуют предварительной резки для последующего применения небольших кусочков.
Одним из способов разделки металла является газовая резка. Технология этого способа обладает своими особенностями и используемым оборудованием.
Газорезка металла раньше пользовалась широкой популярностью в ремонтных работах. Этот метод разделки являлся основным.
Распространение применения этого метода обосновано рядом особенностей:
- Расширяет возможности резки заготовок большой толщины;
- Не требует питания от электросети;
- Высокая производительность;
- Возможность выполнения сложных операций;
- Ручной и автоматический режим работы.
Этот способ позволяет обрабатывать углеродистые и легированные стали, титановые сплавы, изделия из латуни, чугуна, свинца, бронзы, алюминия.
Газовую резку можно классифицировать на категории применительно к характеру реза:
- Разделительная - характеризуется выполнением сквозного реза, который делит заготовку на требуемое число деталей;
- Поверхностная - предполагает снятие поверхностного слоя заготовки, образуя необходимые каналы, шлицы и иные конструктивные участки;
- Резка копьем - подразумевает прожиг обрабатываемой поверхности для получения проемов или глухих отверстий.
Таким образом, метод позволяет заготавливать многообразные металлические детали, производить сварку труб разного диаметра.
Технологические этапы
Технология газовой резки металла состоит из таких шагов:
- Разогревание металлической заготовки при помощи нагревателя до температуры 1100°С;
- Введение потока кислорода в зону обработки;
- При соприкосновении кислорода с металлической поверхностью возникает воспламенение;
- Под влиянием воспламенения заготовка начинает «сгорать», образуя нужный результат обработки.
Разогревание заготовки происходит под действием смеси горючего газа и технического кислорода.
В качестве горючего газа применяется пропан-бутановый состав, ацетилен, природный, пиролизный или коксовый газ. Наиболее популярными считаются ацетиленовый и пропан-бутановый состав.
В процессе воспламенения идет реакция образования окислов. Они выдуваются из рабочей зоны потоком кислорода. Окисление металла происходит только на участках действия кислородного потока, что исключает попадание продуктов реакции внутрь металла. Для непрерывности процесса резки требуется обеспечение струи подогревающего состава перед струей кислорода.
Следует учитывать, что температура плавления обрабатываемого металла должна быть больше величины температуры воспламенения в кислороде. Иначе не произойдет сгорания металла.
А также показатель плавления образующихся окислов должен быть ниже соответствующих показателей для металла. Это обосновано тем, что в противном случае возникшие продукты не уйдут из рабочей зоны, а останутся на поверхности заготовки. При выборе заготовки требуется ориентироваться на теплопроводность металла. Чем она ниже, тем легче произойдет воспламенение.
Резак — устройство для резки
Смену этапов процесса резки обеспечивает специальное оборудование. Оно подразумевает соответствующую устойчивую конструкцию для стабильности и безопасности проводимых операций. Одним из главных компонентов выступает газовый резак. Также есть насадки для сварки и плавки, применяемые в комплекте с данным оборудованием.
Резка предполагает точность дозировки и соединения газовой смеси с кислородом. А также это устройство обеспечивает получение разогревающего пламени и введение кислорода в зону работы.
Известными резаками считаются устройства инжекторного вида, работающие со сталью толщиной до 30 см. Этот резак соединяет режущий и подогревающий блок. Блок подогревания включает в себя вентили, ответственные за подачу газовой смеси и кислорода. А также в нем присутствуют инжекторная ячейка, камера смешения, трубка для подачи, мундштук наружного вида.
Режущий блок образован трубой вывода режущей струи кислорода, регулирующим вентилем, мундштуком внутреннего типа.
Газовая смесь и кислород движутся в резак посредством разных входов. Кислород движется в инжектор и мундштук для создания режущей струи. После инжектора кислород подается в камеру смешения, куда также направляется газ через свой входной проем.
После смешения состав оказывается в мундштуке, ответственном за образование разогревающего пламени. Вентили позволяют производить изменение потоков.
Резаки можно разделить по области употребления на:
- Ручные - используются для ручной резки;
- Машинные - находят применение на резочных станках и машинах.
Существуют еще безинжекторные резаки и инструменты для подачи разных по составу горючих смесей:
- Ацетиленовые;
- Пропановые, бутановые и пропан-бутановые;
- Универсальные;
- Резаки для природного газа;
- Резаки для керосина - имеют испарительный блок для изготовления паров бензина, керосина и бензин-керосиновой смеси.
При начале пользования любого резака сначала проверяется его исправность. Потом устройство продувается кислородом.
Применяемое оборудование
Резка металла при помощи газа подразумевает использование многих основных и дополнительных приборов. Кроме резака газорезательное оборудование, состоит из:
- Редуктор - употребляется в целях снижения давления направляемого газа до необходимой величины. На нем располагаются два манометра для измерений на входном и выходном участке.
- Инструмент изменения давления.
- Баллоны для газа и кислорода.
- Шланги соединительные.
Редуктор обеспечивает регулировку давления и автоматическое поддержание достигнутой величины в постоянном значении. Редуктор может быть образован одной или двумя камерами. Если присутствуют две камеры, то прибор редко замерзает, что отражается на надежности и последовательности операций.
Баллоны изготавливаются из стали. Объем составляет 0,4-55 дм3. Они оснащены запорным вентилем. В зависимости от находящегося состава (кислород или газ) предусмотрены вентили различной конструкции. Применительно к составу, находящемуся внутри баллона, разработаны цветовые различия и надписи.
В случае резки с применением специальных машин подразумевается стационарное нахождение оборудования. При этом применяются вспомогательные устройства:
- Стол для резки;
- Механизм для отвода образующихся шлаков и обрезей;
- Система перемещения обрабатываемой заготовки;
- Вентиляционная система.
Кроме этого предусмотрены иные газоразборные и рабочие посты.
Оборудование для резки металла в широких масштабах включает компонентные составляющие:
- Несущая часть;
- Резак (может быть один или несколько);
- Приводное приспособление;
- Пульт управления.
На больших производственных предприятиях часто используются переносные резочные станки. Принцип их работы не отличается от стационарных устройств.
При возникновении необходимости работы с толстослойным металлом используется газовый резак. Он осуществляет разрез металлического листа с помощью горячей пламенной струи. Она формируется благодаря смешению двух газов — это пропан и кислород.
Кислородно-пропановым резаком невозможно осуществить резку высокоуглеродистых металлов, меди и ее сплавов, алюминия. Спектр материалов, поддающихся воздействию, ограничен низкоуглеродистыми сталями марки от 08 до 20Г по ГОСТу (1050-60) и среднеуглеродистым — от 30 до 50Г2 (ГОСТ 1050-60).
Пропановый резак раскраивает металл, имеющий толщину не более 300 мм.
Все детали газового оборудования стандартные и при поломке могут быть заменены.
Подготовка к работе
Перед началом работ необходимо убедится в безопасности: на одежде, полу, окружающих поверхностях должны отсутствовать следы масла и прочие легковоспламеняющиеся вещества. Далее следует осмотреть газовое оборудование на предмет полной комплектации и исправности. Следующие шаги помогут привести оборудование в режим готовности:
Начало работы
Расход кислорода при резке металла в 10 раз выше, чем расход пропана.
- Закройте все вентили резака и выставьте на редукторах рабочие атмосферы: на кислородном – 5, на газовом – 0,5.
- Откройте пропановый баллон на четверть и подожгите.
- Уприте сопло резака под наклоном в металлическую поверхность и плавно откройте регулирующий кислород.
- Переходите к процессу регулировки пламени: поочередно открывайте кислород и газ, пока пламя не приобретет синий цвет и у него не появиться коронка.
- Силу пламени выбирайте исходя из толщины металла.
Процесс резки
- Начинайте резку металла с той точки, от которой должен пойти разрез.
- Разогрейте эту точку до температуры возгорания металла (1000-1300 C). Когда металл воспламенится (поверхность при этом будет выглядеть мокрой) откройте вентиль режущего кислорода и пустите узконаправленную струю.
- Плавно ведите резак кислородный по линии разреза, под углом 84-85° в противоположную сторону от резки. Если толщина метала больше 95 мм, сделайте отклонение на 7-10°.
- После того, как линия разреза достигла 15-20 мм, измените угол наклона на 20-30°.
При правильном выборе скорости перемещения газового резака поток искр и шлака вылетает из разреза прямо вниз, кромки при этом получаются чистыми, отсутствуют подтеки и наплавления.
Если в процессе выполнения работы у вас оборвался кислородный шланг – не паникуйте. Закройте подачу пропана, а затем оба баллона. Исчезнувшее в процессе регулировки пламя нужно разжечь повторно, предварительно закрыв вентили резака.
Техника безопасности при резке и сварке
Разработанные четкие правила техники безопасности позволили сделать процесс контролируемым, жизнь и здоровье резчиков и окружающих стала вне опасности:
- Использование специальной маски с светофильтрами, респиратора и защитного костюма.
- Допуск к работам лиц, достигших возраста 18 лет и прошедших специальный курс по газовому делу, имеющие удостоверение с отметкой на проведение данного вида работ.
- Обмыливание на плотность всех соединений аппаратуры, трубопроводов и арматуры для предотвращения утечки газа.
- Использование специальных тележек и носилок для перемещения отдельных баллонов. Отсутствие ударение баллонов друг о друга при транспортировке.
- Не допускается попадание на кислородный редуктор, вентиль или шланг сжиженного газа, жиров, масла.
- Запрещается открывание замасленными руками редуктора и вентиля кислородного баллона.
- Перед началом работ необходимо выпускать через резак смесь газа и воздуха, образующуюся в шланге. Таким образом предотвращаем появление обратного удара в шланг и редуктор.
- Прогрев металла только сжиженным газом без кислорода строго запрещается.
Резка газом представляется более простым процессом, нежели газосварочные работы, и потому справиться с ней может даже человек, не обладающий специальными навыками. По этой причине практически любой из нас может освоить работу с газовым резаком. Главное здесь - усвоить суть технологии резки газом. В современных условиях все чаще используются пропановые резаки. Работа с ними требует использования одновременно пропана и кислорода, поскольку сочетание подобных веществ обеспечивает максимальную температуру горения.
Преимущества и недостатки
Резка металла пропаном обладает рядом достоинств , среди которых можно выделить следующие:
- Газовая резка востребована в ситуации, когда возникает необходимость в разрезании металла значительной толщины или создании изделий по шаблонам, предусматривающим изготовление криволинейного реза, который нельзя выполнить при помощи болгарки. Также не обойтись без газового резака и тогда, как стоит задача по вырезанию диска из толстого металла или выполнению глухого отверстия на 20-50 мм.
- Газовый резак является очень удобным в работе инструментом и отличается малым весом. Всем домашним мастерам, которые имели опыт обращения с бензиновыми моделями, известны неудобства, связанные с большим весом, размерами и шумом. Помимо того, что значительные неудобства создает вибрация, оператор вынужден обеспечить серьезное давление во время работы. Газовые же модели представляются более привлекательной альтернативой за счет отсутствия у них всех вышеобозначенных минусов.
- Использование резки металла газом позволяет в 2 раза ускорить работы, что невозможно сделать при помощи аппарата, оснащенного двигателем на бензине.
- Среди большинства газов, включая и бензин, пропан выделяется более низкой ценой. По этой причине он лучше подходит для выполнения значительного объема работ, например, если возникла задача по резке стали на металлолом.
- При использовании пропановой резки удается создать более узкую кромку среза, нежели при работе с ацетиленовыми резаками. При этом рассматриваемый метод позволяет создать более чистый срез, чем тот, который можно выполнить при помощи бензиновых горелок или болгарки.
Среди недостатков, которыми обладают пропановые резаки, следует выделить лишь единственный: их можно использовать лишь для ограниченного круга видов металлов . Они подходят для резки исключительно низко- и среднеуглеродистых сталей, а помимо этого, и ковкого чугуна.
Особенности использования
Подобные инструменты не подходят для резки высокоуглеродистых сталей по той причине, что они имеют достаточно высокую температуру плавления, которая почти не отличается от температуры пламени. Это приводит к тому, что вместо выброса окалины, имеющей вид столпа искр, с обратной стороны листа, происходит ее смешивание с расплавленным металлом по краям разреза. В результате кислород не может достичь толщи металла, из-за чего ему не удается прожечь материал.
Трудности во время резки чугуна создает форма зерен , а также графит между ними. Правда, это не относится к ковкому чугуну. Не получается решить поставленную задачу, если приходится иметь дело с алюминием, медью и их сплавами.
Важно остановиться на следующем моменте: категорию низкоуглеродистых сталей представляют марки от 08 да 20Г, среднеуглеродистых - марки от 30 до 50Г2. Характерной особенностью марок углеродистых сталей является наличие в их названии спереди буквы У.
Как и в случае с любой другой работой, еще до начала резки металла газом следует подготовить необходимое оборудование:
- Баллон с пропаном и кислородом - 1 шт.;
- Шланги высокого давления;
- Резак;
- Мундштук, который должен иметь определенные размеры.
Обязательным условием является наличие на всех баллонах редуктора, при помощи которого можно будет настраивать подачу газа. Следует помнить о том, что баллон с пропаном имеет обратную резьбу, из-за чего навернуть на него дополнительный редуктор не получится.
В общем же газовое оборудование для резки металла имеет схожее устройство, вне зависимости от производителя. В конструкции можно выделить три вентиля:
- первый обеспечивает поступление пропана;
- второй вентиль позволяет изменять подачу кислорода;
- последним является вентиль режущего кислорода.
Для обозначения кислородных вентилей обычно используют синюю маркировку, а для вентилей, обеспечивающих подачу пропана - красную или желтую.
Резку металла обеспечивает струя горячего пламени, воздействующая на металл, которая создается при помощи резака. Когда его включают, в особой смесительной камере происходит смешивание пропана и кислорода, что приводит к появлению горючей смеси.
При помощи пропанового резака можно резать металл, толщина которого не превышает 300 мм . Подробная установка укомплектована элементами, которые в большинстве своем являются сменными. По этой причине при выходе из строя той или иной детали оператору не составит труда выполнить ремонт непосредственно на рабочем месте.
С особой тщательностью следует подойти к выбору мундштука. Ключевой параметр, на который нужно обращать внимание - толщина металла. Если приходится иметь дело с предметом, предусматривающим элементы разной толщины, находящейся в диапазоне от 6 до 300 мм, то придется подготовить мундштуки, имеющие внутренние номера от 1 до 2, а внешние - от 1 до 5.
Подготовка к работе
Еще до начала резки газом необходимо обследовать прибор, удостовериться, что пропановый резак находится в рабочем состоянии. Далее нужно выполнить следующие операции:
Приступаем к работе
Сначала необходимо перевести кислородный редуктор в позицию, соответствующую 5 атмосфер, газовый - 0,5 . Также нужно убедиться, что каждый вентиль находится в закрытом положении.
После этого нужно взять пропановый резак и слегка приоткрыть пропан, а затем поджечь его. Сопло резака нужно расположить таким образом, чтобы оно упиралось в металл, после чего нужно не спеша открыть регулирующий кислород. Далее следует настроить эти вентили один за другим, тем самым будет обеспечена требуемая сила подачи пламени. Во время подобной настройки нужно последовательно открывать газ, кислород, газ, кислород.
При выборе силы пламени необходимо ориентироваться на толщину металла. С увеличением толщины листа придется увеличить силу пламени, что приведет к повышению расхода кислорода и пропана. После настройки силы пламени можно приступать к резке металла. Сопло необходимо держать по отношению к краю металла таким образом, чтобы оно было удалено от разрезаемого предмета на расстоянии 5 мм, а само оно должно располагаться под углом 90 градусов. В некоторых случаях может понадобиться прорезать лист или изделие в центре . В этом случае за стартовую точку выбирают то место, от которого пойдет разрез.
Суть процедуры сводится к разогреву верхней кромки до температуры 1000-1300 градусов Цельсия. Точная температура определяется с учетом металла. На практике подобная работа будет иметь вид, когда поверхность как будто «намокает». На сам разогрев потребуется не более 10 секунд. Дождавшись воспламенения металла, нужно открыть вентиль режущего кислорода, после чего начнет поступать мощная узконаправленная струя.
Особенности резки
При открывании вентиля пропанового резака не стоит спешить. В этом случае зажигание кислорода произойдет естественным путем в результате взаимодействия с разогретым металлом. Действуя подобным образом, вы исключите риск обратного удара пламени, во время которого можно наблюдать хлопок. Нужно медленно вести кислородную струю строго параллельно заданной линии. Здесь важно не ошибиться с углом наклона.
Сперва его выдерживают величиной 90 градусов, после чего необходимо создать незначительное отклонение на 5-6 градусов в направлении, которое противоположно движению резака. Если приходится иметь дело с металлом, толщина которого составляет более 95 мм, то разрешается увеличить отклонение до 70 градусов. После того как прорез в металле достигнет 15-20 мм, угол наклона начинают увеличивать до 20-30 градусов.
Нюансы резки по металлу
Во время резки металла важно выдержать необходимую скорость . Ее подбор осуществляется визуальным путем, для чего оценивают скорость разлета искр.
Если скорость окажется оптимальной, то поток искр будет вылетать под углом около 88-90 градусов по отношению к разрезаемой поверхности. В ситуации, когда поток искр стремится в направлении, которое противоположно движению резака, можно сделать вывод, что установлена чересчур малая скорость резки. В некоторых случаях поток искр вылетает под углом менее 85 градусов. Это является подсказкой о том, что текущая скорость резки чересчур завышена.
Во время резки газом важно учитывать и такой параметр, как толщина металла. Если он имеет значение более 60 мм, то желательно разместить листы под таким углом, чтобы шлаки легко сходили в сторону.
Если приходится работать с металлом, имеющим значительную толщину, то здесь необходимо применять особый подход. Недопустимо двигать резак до момента, когда металл будет разрезан на всю толщину. По мере завершения резки важно постепенно уменьшить скорость продвижения и выдержать угол наклона резака больше на 10-15 градусов . Саму процедуру резки следует проводить таким образом, чтобы во время нее не возникало сколь-нибудь значительных пауз. Если случилось так, что пришлось остановиться на определенном участке, то не нужно возвращаться к резке в той точке, в которой была прервана работа. Ее начинают сначала, причем выбирают новую стартовую точку.
После окончания резки нужно перекрыть подачу режущего кислорода, после чего то же самое выполняют с регулирующим кислородом. Завершающим же действием должно стать отключение пропана.
Поверхностная и фигурная резка
В некоторых ситуациях может потребоваться создать на поверхности рельеф путем вырезания на листе канавки. Если решено использовать подобный метод резки, то нагрев металла будет обеспечивать не только одно пламя резака . Свой вклад будет вносить и расплавленный шлак. Становясь жидким, он будет распространяться на всей поверхности, что будет приводить к подогреву нижних слоев металла.
Первым этапом при осуществлении поверхностной резки является прогрев выбранного участка до температуры воспламенения. После начала подачи режущего кислорода вами будет создана зона горения металла, а благодаря равномерному перемещению резака линия разреза получит чистую кромку. Саму операцию нужно выполнять таким образом, чтобы резак находился под углом 70-80 градусов по отношению к листу. Когда начнет поступать режущий кислород, резак располагают таким образом, чтобы он образовывал с обрабатываемой поверхности угол в 17-45 градусов .
Для создания канавок подходящих размеров необходимо изменять скорость резки: для получения большей глубины скорость увеличивается, а для меньшей - уменьшают. Для создания большей глубины необходимо увеличить угол наклона мундштука, резка должна выполняться в замедленном темпе, при этом давление кислорода также придется увеличить. Повлиять на ширину канавки можно при помощи правильного подобранного диаметра режущей кислородной струи. Следует иметь в виду, что разница между глубиной канавки и ее шириной должна достигать 6 раз. Причем преимущество должно быть у последней. В противном случае можно столкнуться с таким неприятным явлением, как возникновение на поверхности закатов .
Заключение
Несмотря на то что на фоне газосварочных работ резка газом имеет свои положительные стороны, подходить к выполнению этой работы следует с той же ответственностью. Помимо подготовки необходимого оборудования, следует ознакомиться с основными нюансами выполнения этой работы. И хотя эта операция и кажется достаточно простой, все же в случае допущения ошибок во время резки газом это может привести к серьезным проблемам, связанным с последующим использованием изделия.
Кислородно-ацетиленовая горелка – это опасный метод резки металла, но с тренировкой и соблюдая меры предосторожности вы сможете воспользоваться ею для вырезания стали по форме или размерам. Для того чтобы использовать газовый резак, прочтите инструкцию, приведенную ниже.
Шаги
Подготовка
- Огнетушитель . В большинстве случаев подойдет огнетушитель со сжатым воздухом и водой, однако если поблизости есть масло, пластмасса или другие легковоспламеняющихся материалы, то рекомендован порошковый огнетушитель.
- Инструменты для разметки и измерений . Они помогут вам сделать правильную схему отреза и включают в себя карандаш из мыльного камня, угольник и линейку.
- Защитная экипировка , включая очки для резки металла и толстые кожаные перчатки.
- Соответствующая одежда – обязательное условие. Не надевайте одежду свободного кроя, одежду из легковоспламеняющихся синтетических тканей или одежду с поношенными или рваными краями, которые загораются легче, чем плотнотканые и подшитые вещи. Это также подразумевает, что нельзя надевать одежду со свободными карманами, манжетами, в которые может попасть шлак и прожечь их. Рекомендуется огнестойкая одежда, однако если у вас ее нет, наденьте хорошо прилегающую хлопчатобумажную. Нейлон и большинство традиционных синтетических тканей быстро сгорают от контакта с огнем!
- Рекомендуется обувать крепкие рабочие ботинки с кожаной подошвой , поскольку обувь с резиновой подошвой очень быстро прогорит под действием горячего шлака. Предпочтительны ботинки на шнуровке, так как шлак может упасть за передний край обуви без застежек, например, инженерных ботинок или ковбойских сапог.
- Зажигалка для резака для правильного поджигания пламени резака. Использовать спички или зажигалки для сигарет очень опасно ; зажигалки для резака разработаны специально для этой цели, и их применение снижает риск серьезных травм.
-
Обеспечьте себе безопасные условия работы. Настоятельно рекомендуется работать на голой земле или на бетонной плите, так как искры от места резки летят на метры. Сухие материалы, например, бумага, стружка, картон и сухие листья растений могут загореться, даже если они находятся на расстоянии 4,5 метров и более. Не позволяйте пламени касаться бетона, особенно свежего, поскольку это приведет к его расширению и интенсивному растрескиванию, в результате чего в воздух взлетают мелкие кусочки бетона.
Положите сталь, которую вы хотите разрезать, на опору, находящуюся на удобной для вас рабочей высоте. Идеально подойдет стальной стол, потому что вы можете подготовиться и выровнять факел, нагревая и используя его. Никогда не используйте легковоспламеняющуюся поверхность или поверхность, на которой разлиты легковоспламеняющиеся материалы. Кроме того, остерегайтесь материалов, имеющих оксиднометаллические покрытия , например, свинцовых красок, хроматных грунтов и оцинковки. Их пары могут быть ядовитыми.
Разметьте места разрезов карандашом из мыльного камня, оставив место для шлифовки, в случае, если нужна точность. Если у вас нет карандаша из мыльного камня, то можно использовать перманентный маркер, однако его отметки будут исчезать прямо перед пламенем резака. В том случае, если вам нужны точные отрезы, хорошие результаты может дать специальная пила, но это тема для отдельной статьи.
Подготовка газового резака
-
Подключите трубки к соответствующим баллонам. Баллоны и шланги для кислорода, как правило, зеленого цвета, шланги для ацетилена – красные, они попарно разделены так, чтобы подсоединять их к соответствующим баллонам. На шланге для ацетилена обратная резьба , а соединительная арматура входит в бак, чтобы предотвратить случайную перестановку этих двух шлангов или трубок. Поскольку соединительная арматура изготавливается из бронзы, которую легко повредить, закручивайте ее ключом с правильно подобранным диаметром.
Убедитесь, что регулировочный клапан для подачи ацетилена закрыт, несколько раз покрутив Т-образную ручку назад, а затем откройте газовый вентиль в верхней части баллона. Поверните его на один поворот кисти. Это необходимо в целях безопасности. Никогда не допускайте, чтобы давление ацетилена превышало 1 атм , при высоких давлениях ацетилен становится нестабильным и может самопроизвольно воспламениться или взорваться. Чтобы убедиться, что газ отрегулирован до правильного давления, сделайте следующее:
- После отпирания главного клапана баллона с ацетиленом, откройте регулирующий клапан, повернув ручку по часовой стрелке. Это нужно делать очень медленно, наблюдая за манометром на стороне низкого давления . Открывайте, пока отображаемое давление не будет в пределах 0,34 – 0,54 атм.
- Чтобы продуть воздух из ацетиленового шланга, откройте газовый клапан резака, пока не услышите, как выходит газ, а затем посмотрите на показания манометра на стороне низкого давления. В процессе продувки давление должно оставаться стабильным. Убедитесь, что вы правильно установили этот регулятор.
- Закройте ацетиленовый клапан на резаке.
-
Отключите регулятор подачи кислорода или скрутите его вниз, а затем настройте давление кислорода. Для того, чтобы снизить подачу кислорода, закрутите ручку манометра назад на несколько оборотов. Когда закончите, начинайте выполнять следующие шаги для настройки давления кислорода:
- Полностью откройте главный клапан кислородного баллона. Данный клапан – двухседельный, и если его не открыть полностью, то кислород будет выходить вокруг уплотнительного кольца штока клапана из-за высокого давления в цилиндре 150 атм.
- Медленно откройте регулятор подачи кислорода, наблюдая при этом за манометром на стороне низкого давления, пока давление не установится на уровне 1,7–2,7 атм.
- Откройте кислородный вентиль резака, чтобы продуть из шланга атмосферу. Обратите внимание, что у резака есть два вентиля со стороны кислорода. Вентиль у соединения со шлангом, контролирующий поток кислорода в камеру-смеситель для горения, или операции подогрева, а также подачу кислорода в кислородную дюзу. Поэтому пока не вы не отпустите кнопку резки или пока не будет открыт вентиль, расположенный дальше, кислород не должен продуваться из мундштука резака. Для начала откройте этот первый вентиль, несколько раз повернув его, чтобы обеспечить достаточный поток кислорода для обоих функций. Затем немного откройте передний вентиль, пока шланг не очистится (около 3–5 секунд для шланга длиной 7,5 м).
- Закройте передний вентиль.
Использование газового резака
-
Перед тем как зажигать резак, наденьте защитные перчатки и очки. Еще раз проверьте рабочую зону на предмет наличия легковоспламеняющихся материалов, и вы готовы работать.
Подожгите пламя резака. Еще раз откройте клапан ацетилена, позволив кислороду, находящемуся в камере-смесителе, выйти в течение нескольких секунд, а затем закрутите вентиль, пока не услышите, что газ еле выходит. Расположив зажигалку для резака перед ним таким образом, чтобы мундштук касался внутренней части зажигалки (или был направлен в сторону источника зажигания, в случае использования электрозажигалок для резаков), надавите на рычаг. У мундштука резака должно появиться маленькое желтое пламя, когда искры от зажигалки поджигают ацетилен.
Подкрутите вентиль подачи ацетилена так, чтобы длина факела пламени составляла около 25 см. Пламя должно начинаться у мундштука резака. Если подается слишком много ацетилена, пламя будет прыгать или отрываться от мундштука.
Медленно откройте передний кислородный клапан. Цвет пламени превратится из желтого в голубой, поскольку будет подаваться достаточно кислорода для полного сгорания ацетилена. Увеличивайте подачу кислорода, пока внутреннее голубое пламя не сожмется в сторону мундштука.
Откройте кислородный клапан еще больше, чтобы увеличить размер пламени, пока длина внутреннего пламени не станет чуть больше толщины стали, которую вы собираетесь резать. (Для холоднокатаной листовой стали толщиной 9,5 мм подойдет пламя 1,3 мм). Если вы слышите сопение , или если голубое пламя кажется неустойчивым и перистым, то вы подаете к пламени слишком много кислорода. Понизьте его подачу, пока пламя не станет стабильным, а внутреннее пламя не примет форму отчетливого конуса.
Поднесите кончик внутреннего пламени к поверхности стали, которую вы собираетесь резать. Вам нужно будет нагреть сталь этим пламенем, пока на этом месте не образуется лужица светящегося расплавленного металла. Для листа толщиной 6,35 мм на это должно уйти около 45 секунд, однако для более тяжелого или охлажденного материала может понадобиться больше времени. Неподвижно подержите кончик пламени на расстоянии около 10 мм от поверхности металла, чтобы сконцентрировать все тепло на одном участке.
-
Изучите основы процесса резки. Начальное возгорание ацетилена нагревает сталь до расплавленного состояния. Добавляя струю кислорода под давлением, резак поджигает сталь, которая прогорает сквозь щель разреза. Именно поэтому процесс называется сжигание стали, а сталь и углеродистая сталь – единственные материалы, которые можно им резать. Алюминий, нержавеющая сталь и другие металлы и сплавы резать газовым резаком нельзя .
Подберите инструменты, подходящие для работы. Кроме комплекта газового резака, детально описанного в последующих шагах, вам понадобится следующее:
- Инструкция по эксплуатации велосипеда Инструкция по эксплуатации велосипеда silverback
- Термостатический клапан: виды и способы установки
- Бамбук комнатный: фото, уход в домашних условиях Выделяют трудности при выращивании этого растения
- Подчеркивающий индивидуальность самшит (буксус): размножение, посадка, уход в домашних условиях и фото