Резка металла газом инструкция

Газовый резак – это инструмент для резки металла, нагрева и раскроя металлических поверхностей и др. Механизм его работы – выдувание расплавленного металла струей режущего кислорода, который подается под давлением. Металл расплавляется под действием пламени смеси горючего газа (пропан или ацетилен) и кислорода. Затем нагретый металл разрезается струей режущего кислорода. Обратите внимание: обрабатывать таким образом можно нелегированную и углеродистую сталь. Остальные сплавы и металлы разрезаются другими технологиями резки.

Как правильно работать газовым резаком: подготовительный этап

Прежде чем приступать к самой процедуре, необходимо обзавестись требуемым оснащением. В него входят:

• огнетушитель. Манипуляции с подобным оборудованием являются опасными в плане возгораний, поэтому следует иметь средство для тушения воспламенений. Если рядом нет ничего пластмассового, масляного или из других материалов, которые легко и быстро горят, подойдет стандартный комплект противопожарного оборудования
• специальный огнестойкий костюм – брезентовый костюм сварщика с огнеупорной пропиткой и костюм сварщика из кожевенного спилка. Нейлон, синтетика, свободный крой, оттопыривающиеся карманы и манжеты, рваные края находятся под запретом, так как легко воспламеняются. Что касается обуви, то идеальным вариантом станут специальные огнестойкие ботинки на шнурках с подошвой из кожи, которые уменьшают риск получения травм. В число необходимых приспособлений входят кожаные (или спилковые), брезентовые с ОП краги или перчатки и защитные очки;
• металлические линейка и угольник, универсальные и другие специальные шаблоны сварщика, специальные термостойкие маркеры или, на худой конец, карандаш из мыльного камня для измерений и нанесения разметки;
• специальная зажигалка для резака. Использование спичек или обычной зажигалки чревато травмами, а потому запрещено.

Далее следует подготовить рабочее место. По этому поводу также есть несколько правил:

• выполнять резку надо в качественно проветриваемом помещении, а лучше всего – на открытом пространстве;
• вокруг в радиусе 5 м не должны находиться легковоспламеняющиеся предметы: бумага, сухие ветки, стружка и пр.;
• работать газовым резаком можно на земляном или бетонном полу;
• лучший вариант опоры для таких действий – стальной стол;
• следите, чтобы во время разрезания пламя не соприкасалось с бетоном. Это может привести к порче последнего (потрескается вследствие расширения).

После этого обозначьте конкретные места, по которым вы будете резать, термостойким маркером.

Как настроить газовый резак

Непосредственно перед началом действий необходимо:

• тщательно проверить герметичность всех соединений, чтобы не было утечки газа;
• убедиться, что вам ничто и никто не помешает (животные, посторонние люди, дети, предметы под руками);
• надеть на себя защитную экипировку.

Для последующей правильной и безопасной эксплуатации резака необходимо его корректно подключить. Выполняется это в несколько этапов:

1. Подключение резака к источнику газа – баллону с горючим газом (пропаном или ацетиленом) и баллону с кислородом через редуктор рукавами высокого давления. Строго по ГОСТу шланги для ацетилена (пропана) и кислорода отличаются по цвету (красные и синие соответственно), поэтому перепутать их довольно сложно. Во избежание неправильного подключения шлангов к резаку или редуктору используются гайки с левой резьбой для горючих газов и с правой резьбой — для кислорода.
2. Проверьте, открыт ли редуктор подачи пропана или ацетилена.
3. Настройте подачу кислорода. Для этого необходимо:

• открыть основной редуктор баллона с кислородом до упора;
• медленно поворачивать регулятор подачи, пока на манометре низкого давления не установится необходимое для работы давление;
• открыть кислородный вентиль резака и удалить воздух из шланга;
• закрыть передний вентиль.

Как работать газовым резаком: алгоритм выполнения операции

Следующие этапы выглядят так:

1. поджигание. Для этого на слегка (примерно на четверть оборота) откройте вентиль подогревающего кислорода, а затем на один оборот вентиль подогревающего газа. Поднесите зажигалку к резаку и подожгите горючую смесь. Обратите внимание на пламя: оно должно иметь резко очерченное ядро.;
2. регулировка длины пламени. Ее осуществляют посредством регулировки вентиля подачи газа. Таким образом пламя можно увеличить до 25 см. Обратите внимание: если оно прыгает или отрывается от мундштука, то с горючим газом вы перестарались;
3. открывание вентиля подогревающего кислорода. Делать это необходимо постепенно. В процессе пламя изменит цвет на голубой. Подача кислорода должна осуществляться до тех пор, пока внутреннее пламя не станет немного длиннее, чем толщина обрабатываемой стали. Следите за его стабильностью: при появлении сопения, неустойчивости уменьшайте подачу кислорода;
4. разогрев участка металла. Для этого поднесите и удерживайте кончик огня к стали на расстоянии приблизительно в 1 см;
5. выдувание металла кислородом. Плавно нажмите рычаг или вентиль режущего кислорода,после чего можно увеличить давление и резать сталь. При необходимости добавьте режущий кислород.

Когда процесс резки начнется, аккуратно перемещайте резак в соответствии с намеченной линией. Если вы все делаете правильно, шлак и искры будут выдуваться. Когда этого не происходит, необходимо снизить скорость или позаботиться о лучшем прогревании металла. Продолжайте процедуру, пока не отрежете все, что нужно.

После окончания процесса резки изделию необходимо дать остыть. Если вы располагаете достаточным количеством времени, оставьте его для охлаждения естественным образом. Ускорить процесс охлаждения можно окунанием в емкость с холодной водой.

Последний шаг – удалить со среза шлак и зашлифовать его (при необходимости).

Это все советы по поводу того, как резать газовым резаком. Всегда помните о технике безопасности и подходящей экипировке, перемещайте баллоны только вертикально и следите за чистотой мундштука, своевременно заменяйте его.

Картинка с сайта: www.svarcka.ru

Содержание

• Как работать газовым резаком
• Виды ручных резаков для газовой резки
• Конструктивные особенности двух- и трехтрубных моделей газовых резаков
• Габариты и вес стандартных, вставных и портативных моделей газовых резаков
• Газы для газокислородной резки: особенности и сфера использования
• Почему резка металла пропаном выгодна в домашних условиях
• Подготовка к использованию газового резака
• Подготовка и порядок работы с газовым резаком

Газовые резаки применяются для работы с массивными заготовками, листовой сталью, профилями. Принцип действия инструмента заключается в смешении горючего газа и кислорода для получения режущей струи. Физика процесса резки, хотя и требует внимательного отношения, не является сложной.

Газокислородный резак – конструкция с двумя баллонами с газом, стволом и наконечником. На корпусе установлены три вентиля, которыми подают и регулируют выход кислорода и горючего газа. На резаке есть рукоятка, соединенная с газовыми рукавами. Трубки для подачи кислорода и горючей смеси соединяются в головке резака, а при нагревании смеси образуется пламя.

Как работать газовым резаком

Пользователь подсоединяет газовый резак к баллонам кислорода с горючим газом, а затем металлическая заготовка подвергается нагреванию пламенем до определенной температуры. Процесс нагревания происходит вдоль линии реза.

Далее струя газа под давлением, не только способствует горению металла, но и удаляет образовавшиеся продукты окисления из области реза, обеспечивая чистый и аккуратный срез металла.

При работе необходимо строго соблюдать температурный режим пламени. Его превышение может привести к расплавлению металла, что затруднит или даже остановит процесс резки. Это ограничение требует особой внимательности и аккуратности.

При работе с низкоуглеродистыми сталями соблюдение данного условия не представляет трудностей, поскольку их температура воспламенения ниже температуры плавления. Процесс резки в этом случае безопасен. Но необходимо уяснить, как работает резак газовый по металлу.

Виды ручных резаков для газовой резки

Резаки выпускаются разных размеров и конструкций, классифицируются по виду горючего, принципу действия, способу подачи кислорода, назначению. Так, в качестве горючего вещества устройства бывают пропановыми и ацетиленовыми. По принципу смешения газов – с инжекторами и без них.

• Пропановые резаки идеально подходят для резки чугунных труб и изделий из различных металлов: черных и цветных, чугуна. Работают на основе пропана, считаются самыми надежными.
• Ацетиленовые применяются для обработки крупных по площади деталей из листового металла. В них есть вентиль, регулирующий скорость и мощность подачи газов.
• Универсальные – компактные и переносные устройства, способные резать металлические заготовки разной толщины (от 3 до 300 мм) в любом направлении. Просты в использовании и популярны.

Каждый из видов имеет свои достоинства. Ориентируйтесь на конкретные потребности и задачи.

Горючий газ и кислород в резаках смешивается или в инжекторе, или в самом сопле. В зависимости от этого устройства выпускаются инжекторные и безинжекторные. Последние не имеют специальной смесительной камеры, и газы перед нагреванием поступают в сопло. В первых – такая камера есть, в нее вещества подаются по отдельным каналам.

Конструктивные особенности двух- и трехтрубных моделей газовых резаков

Двухтрубные газовые резаки оснащены двумя трубкам – для кислорода и для горючего газа (ацетилена или пропана). При работе горючий газ и кислород смешиваются в специальном инжекторе перед выходом на мундштук. Двухтрубные широко применяются в строительстве, ремонте и металлообработке благодаря универсальности и простоте в использовании.

Трехтрубные газовые резаки включают три трубки – для кислорода, горючего газа и дополнительного кислорода, который усиливает пламя. Обеспечивают точную резку и контроль над процессом благодаря наличию третьей трубки. Подходят для сложных металлообрабатывающих операций, где требуется высокая точность и контроль над резкой.

Оба аппарата имеют:

1. мундштук, который отвечает за формирование струи газа и его направление;
2. смесительную камеру для смешивания газов перед выходом на мундштук;
3. рукоятку с книппелями для подачи газов и управления ими;
4. корпус с вентилями для регулировки подачи газа и кислорода.

Габариты и вес стандартных, вставных и портативных моделей газовых резаков

Стандартные модели газовых резаков имеют размеры, которые обеспечивают удобство работы как на рабочем столе, так и в мастерской. Их размеры приблизительно составляют 50 см (длина) х 30 см (ширина) х 20 см (высота). Инжекторные могут весить больше килограмма. Например, резак пропановый Маяк-2-2Р имеет вес 1,3 кг.

Вставные резаки, часто применяемые в производственных условиях, обладают более компактными размерами. Их габариты – около 40 см (длина) х 20 см (ширина) х 15 см (высота). Весят примерно 500-600 граммов.

Портативные удобны как для переноски, так и использования на месте. Размеры – 30 см (длина) х 15 см (ширина) х 10 см (высота). Весят они примерно 700 граммов. Конкретные размеры и вес могут различаться в зависимости от производителя и модели. Поэтому рекомендуем изучить документацию и инструкции пользования.

Газы для газокислородной резки: особенности и сфера использования

Газокислородная резка основана на использовании сжатого кислорода и горючего газа (чаще всего ацетилена), создающих пламя, которое плавит металл. При этом поток кислорода сдувает расплавленную фракцию, обеспечивая разделку.

В зависимости от требований применяют ацетилен или другие горючие газы. Качество работы зависит от толщины металла. Учитывайте также, что поверхность необходимо очистить от возможного мусора и обезжирить.

Преимущества данного вида резки:

• работа не требует специальных знаний и квалификации;
• увеличивается скорость разрезания заготовок;
• конструкция предотвращает включение при неблагоприятных изменениях в газе.

Газокислородная резка применяется в промышленном производстве при первичной разделке металлов, а также в мелкосерийном и единичном бизнесе.

В строительстве и ремонте проводят резку стальных конструкций, труб, профилей.

В автомобильной промышленности разрезают кузовные детали и другие металлические элементы.

Почему резка металла пропаном выгодна в домашних условиях

Резка пропаном обеспечивает чистые и точные резы без дефектов. При этом поддерживается высокая температура горения, что приводит к ускорению процесса. Но необходимо знать, как правильно настроить газовый резак на пропан и кислород. Есть и другие преимущества:

• пропан – относительно дешевое топливо, поэтому доступен для широкого круга пользователей;
• технология резки пропаном не требует специальных навыков или сложного оборудования;
• резаки на пропане справляются с обработкой металла различной толщины с высокой скоростью.
• компактные и легкие резаки обеспечивают гибкость и мобильность при работе;
• пропан считается более безопасным по сравнению с ацетиленом, поэтому его можно без опаски хранить и использовать;
• настройка оборудования не требует сложных процедур, что экономит время и усилия.

Для газовой резки металла пропаном не нужны специальные помещения с соблюдением строгих норм безопасности, это экономичный и эффективный способ работы с металлом в домашних условиях. Однако нужно четко понимать, как правильно работать газовым резаком.

Подготовка к использованию газового резака

Если вы решили обрабатывать металл газовым резаком, ознакомьтесь с принципом работы и обзаведитесь подходящими инструментами. Нужно иметь огнетушитель, средства для маркировки и измерительные приборы, защитное снаряжение и специальную рабочую одежду, а также зажигалку для газового резака.

Обеспечьте для себя безопасную территорию, проводите работы на земле или бетоне, чтобы предотвратить риск возгорания от искр. После сборки оборудования проверьте настройки, очистите сопловые каналы. Нужно знать, как настроить пламя газового резака.

При использовании кислородных резаков крайне важно придерживаться норм безопасности, использовать защитное оборудование и строго следить за процедурами зажигания и регулировки огня. Для получения дополнительной информации и инструкций рекомендуется обратиться к руководствам по эксплуатации газовых резаков и следовать указаниям производителя.

Подготовка и порядок работы с газовым резаком

Перед тем, как газовый резак настроить для резки, убедитесь, что он исправен и все его элементы правильно установлены. Рабочее место должно быть хорошо проветриваемым и свободным от легковоспламеняющихся материалов. Проверьте все соединения на предмет утечек. Для правильной работы резака нужно настроить давление газов при помощи редукторов. Перед началом резки поверхность металла следует очистить от загрязнений.

При выборе параметров резки учитывайте толщину и тип металла. Будьте осторожны при зажигании пламени и убедитесь, что обрабатываемый материал надежно закреплен. Во время резки поддерживайте необходимое расстояние между резаком и металлом, двигаясь равномерно для получения чистого среза.

По завершении работы закройте вентили и убедитесь, что пламя полностью погашено. Очистите рабочее место от остатков металла и других материалов, чтобы оно оставалось чистым и безопасным для следующих задач.

Как пользоваться газовым резаком: особенности применения

Газовый резак — аппарат, предназначенный для разрезания металла путем нагревания. Большое практическое значение резаки нашли в работе с массивными заготовками (металлом большой толщины), в том числе и в бытовых условиях. Благодаря принципу его работы, удается нагревать и раскраивать металлические детали. Чтобы процесс был безопасным, нужно понимать, как пользоваться газовым резаком.

Принцип работы

Как работает газовый резак, сможет понять даже школьник. Физика процесса несложная. Весь процесс проходит последовательно в два этапа:

• Первый — нагревание заготовки, температура выставляется индивидуально и зависит от металла. Разогрев обеспечивает пламя, которое поддерживают путем подачи смеси газов в нужном соотношении (зависит от типа металла).
• Второй — после нагревания в рабочую зону подается струя чистого кислорода под давлением, она-то и играет роль лезвия. В этой струе начинает гореть металл, одновременно выдуваются продукты горения — шлак.

Чтобы процесс прошел гладко, главное — поддерживать правильную и стабильную температуру пламени и вовремя подавать кислород для резки.

Возможные сложности при работе с различными металлами

Впервые при отсутствии должного опыта сложно работать с цветными металлами, что объясняется их низкой температурой плавления и быстрым прогоранием. Поэтому работа с ними требует навыков и практики. Чаще всего газовые резаки используют при работе с черными металлами. Как правило, при соблюдении техники безопасности и правил использования трудностей не возникает. Достаточно нескольких попыток, чтобы понять принцип работы. И с каждым разом будет получаться лучше.

Какой резак выбрать

При работе используют разные типы резаков: они отличаются по размерам, конфигурации.

Вы можете купить резаки для работы с разными видами газа, что и определяет температуру факела (пламени). Обычно используют сжиженный газ. Для домашних нужд востребованы пропановые резаки. В первую очередь, из-за их доступности, отсутствия проблем с покупкой оборудования.

Ацетилен — весьма дорогостоящий газ, очень опасен в плане взрывов — достаточно неаккуратного обращения с баллонном, чтобы произошло непоправимое. Поэтому может использоваться только профессионалами, прошедшими соответствующее обучение. Себестоимость работы с ацетиленом при применении в домашних использованиях неоправданно высока.

Газовые резаки различаются еще и по мощности, этот показатель отражает соответствующая маркировка:

• Р1 — отлично подходит для бытовых нужд. Инструмент имеет небольшую мощность, но его достаточно для работы с металлическими заготовками толщиной 10–100 мм и с любым газом.
• Р2 — чаще используется профессионалами, которые разрезают детали толщиной до 200 мм. Совместимы с разными газами.
• РЗ — профессиональный инструмент, который разрезает более крупные детали. Весят 1,3-1,5 кг и подходят для работы только для кислородно-пропановой смеси.

Особенности конструкции газовых резаков

При выборе нужно обращать внимание на принципы смешивания кислорода и газа, который обеспечивает горение. В соответствии с этим резаки могут быть инжекторными — в конфигурации предусмотрены две трубки, а также безинжекторными — с тремя трубками.

Инжекторные

Самые востребованные модели. Нижняя трубка предназначена для смешивания горючего и подогревающего газа. При помощи специального вентиля регулируют подачу газовой смеси.

Верхняя — для чистого кислорода. Его поток можно регулировать при помощи специального рычага или вентиля. Смешанный газ выходит через наконечник и появляется факел с регулируемой температурой.

Безинжекторные

В таких инструментах газы распределяются по трем трубкам, смешиваются они только перед выходом в сопло наконечника. По первой и второй трубке идет кислород, а по третьей — горючий газ. Главное преимущество этих резаков — безопасность. Исключен риск обратного удара. Под этим термином понимают обратное горение газовой смеси. Скорость горения многократно превышает скорость истечения из сопла.

Какие газы использовать

Параметры работы, ее особенности зависят от выбранного газа. Чаще к газовой резке прибегают в строительстве, монтаже, бытовых условиях, в том числе и при работе с автомобилями, на пунктах приема металлолома.

Основной режущий газ — это кислород. Но он нуждается в дополнении горячим составом, например, ацетиленом, пропаном, метаном или специальной газовой смесью. Каждый из этих составов имеет свои особенности, можно сказать, показания и противопоказания к использованию.

При работе с черным или цветными металлами целесообразнее выбирать пропан. В домашних условиях с его помощью разрезают чугунные трубы и батареи. Работа с пропаном имеет ряд преимуществ:

• Отлично подходит для работы с толстыми деталями, в случае если угловые шлифовальные машины (болгарки) не справляются.
• Экономия времени и сил: обработка заготовок происходит в несколько раз быстрее.
• Это дешевый газ, особенно выгоден, если предстоит объемная работа.

Единственный минус — есть ограничения. Например, газовый резак на пропане справится только с низко- и среднеуглеродистыми заготовками, ковкой и чугуном.

Как работать с газовым резаком

Всегда нужно строго соблюдать технику безопасности. В первую очередь позаботиться о средствах индивидуальной защиты и подготовить оснащение:

• Огнетушитель — всегда должен быть под рукой и в шаговой доступности! Брызги расплавленного металла и искры могут вызвать пожар. Поэтому в радиусе 5 метров не должно быть легковоспламеняющихся предметов: бумаги, опилок и др. Иначе работа запрещена. И это грубое нарушение техники безопасности.
• Работать нужно в огнеупорной одежде, а также в средствах личной защиты: огнеупорной одежде, обуви с кожаной подошвой. Обязательно кожаные перчатки и защитные очки.
• Инструменты для разметки — линейки и угольники, специальные маркеры или карандаши.
• Категорически запрещено использовать обычные зажигалки и спички, для разжигания факела нужна специальная кремниевая зажигалка сварщика.

Порядок проведения работ: организация рабочего места

Работа должна проводиться исключительно на улице (открытом воздухе), либо в помещениях, где отличная вентиляция. Непосредственно разрезают металл на столе, строительных козлах. Допустима работа на земляном или бетонном полу. При работе на полу нужно следить, чтобы факел не касался бетона, иначе образуются трещины из-за расширения.

Как настроить газовый резак

При работе с новым устройством сначала проводят пробный запуск. Алгоритм описан в инструкции и прилагается ко всем резакам.

Перед тем как резать газовым резаком, выполняют следующие действия:

• При помощи рукава высокого давления резак подключают к источнику газа и кислороду. Главное, чтобы шланги для газов и кислорода отличались по цвету — таковы требования техники безопасности и ГОСТа.
• Обязательно нужно проверить соединение шлангов, их герметичность.
• Устанавливают предохранительные запоры, закрывающие обратный путь пламени.
• Рабочее давление сначала выставляют в баллоне с кислородом, после — с горючим газом.
• Поджигают пламя расположив зажигалку перед соплом, после чего открывают вентили подачи газа.

Как выполнять резку металла

После того как резак отрегулирован, край металла прогревают в конечной точке. Сопло резака должно быть расположено под углом 90° к детали. Это позволяет быстрее и качественнее прогреть металл.

Как только появятся признаки плавления металла, открывается сопло, чтобы поступал кислород и «лезвие» начало работать. Плавно увеличивают подачу кислорода, пока лист не будет прорезан насквозь.

Добившись прорезания в конечной точке, резак смещают — ставят под углом в 30-40° относительно металлической поверхности и ведут по заданной траектории. Главное правило — движения должны быть четкими. Чтобы сформировать разрез без оплавления движения должны быть достаточно быстрыми. Останавливаться не рекомендовано, тем более при отсутствии достаточного опыта.

При работе нужно ориентироваться на толщину металла. Если деталь толще 60 мм, лучше расположить ее под наклоном — тогда шлак будет стекать и выдуваться, а рабочая зона просматривается.

Если в процессе резки шлак и искры не выдуваются, нужно снизить скорость работы и обеспечить лучшее прогревание металла.

Завершение рабочего процесса

Завершать работы нужно по определенному алгоритму. В первую очередь перекрывают кислород, которым резали. После — регулирующий кислород и в последнюю очередь пропан.

Важно избавиться от остатков газа, которые остались в шлангах. Для этого поочередно открывают вентили.

Изделию нужно дать остыть — в идеале естественным путем, если времени нет, можно ускорить процесс при помощи холодной воды. Только после, при необходимости, срезают шлак и шлифуют края детали.

В заключение

Резка металлов — относительно несложный процесс, научиться несложно. Однако, чтобы разрезать металлы красивым, ровным швом нужен опыт и тренировки. Оборудование для резки разнообразно, при его выборе нужно ориентироваться на область использования.

Например, для домашних нужд достаточно пропановых резаков. При определенной сноровке удается проводить разные виды работ. Конечно, есть ограничения — не подходит для работы с нержавеющей сталью и сплавами цветных металлов.

Ацетиленовые резаки и работа с этим газом — дорогое удовольствие, хотя открывает множество возможностей для резки металлов.

Вот оптимизированная версия представленного абзаца:

1. Введение в газовую резку

Картинка с сайта: www.machinemfg.com

Кислородная резка, также известная как пламенная резка или оксиацетиленовая резка, — это высокоэффективный процесс термической резки, широко используемый в производстве оборудования. Этот метод использует экзотермическую реакцию между чистым кислородом и нагретым металлом для создания точных разрезов в черных материалах.

Простота и удобство эксплуатации оборудования для кислородной резки делают его особенно подходящим для обработки углеродистой и низколегированной стали. Оно позволяет выполнять точные разрезы по прямым линиям, окружностям и сложным формам, а также работать с широким диапазоном толщины материала, обычно от 5 мм до 300 мм.

Последние достижения в области технологий ЧПУ, фотоэлектрических систем слежения и высокопроизводительных режущих сопел значительно расширили возможности автоматизации кислородной резки. Эти инновации позволили повысить точность резки, увеличить производительность и уменьшить зависимость от оператора.

В процессе кислородной резки используется резак, в котором топливный газ (обычно ацетилен) смешивается с кислородом, создавая высокотемпературное пламя. Это пламя предварительно нагревает металл в месте резки до температуры воспламенения (примерно 870°C для низкоуглеродистой стали). Затем на предварительно нагретый участок направляется струя чистого кислорода, инициирующая быструю реакцию окисления. Образовавшийся расплавленный оксид вылетает из пропила под действием струи кислорода, создавая чистый срез.

Для достижения оптимальной производительности резки чистота кислорода должна превышать 99,5%. Хотя ацетилен является предпочтительным топливным газом из-за его высокой температуры пламени (3160°C) и эффективности резки, альтернативные топливные газы, такие как пропан, природный газ или газ MAPP, могут использоваться в особых случаях или когда ацетилен недоступен.

Резак — важнейший компонент оборудования для кислородной резки. Его конструкция влияет на скорость, качество и общую эффективность резки. Современные резаки часто оснащаются такими функциями, как многопламенный предварительный нагрев, высокоскоростные сопла и эргономичные конструкции для повышения производительности и удобства оператора.

Системы кислородной резки варьируются от портативных ручных установок с использованием газовых баллонов до сложных автоматизированных машин. Современные системы могут включать в себя несколько режущих головок, компьютерное числовое управление (ЧПУ) и интегрированное программное обеспечение CAD/CAM для выполнения сложных операций резки. Эти автоматизированные системы особенно полезны в условиях массового производства, обеспечивая повышенную производительность и стабильность.

К основным преимуществам кислородной резки относятся:

1. Возможность резки толстых материалов (до 300 мм и более)
2. Низкая стоимость оборудования по сравнению с другими методами термической резки
3. Возможность прямой резки фасок
4. Минимальная зона термического воздействия (HAZ) при правильном выполнении
5. Пригодность для работы в полевых условиях благодаря портативности

Однако важно отметить, что кислородная резка ограничена черными материалами и может не подходить для высокоточных работ или резки тонких материалов (менее 5 мм), где более уместной может оказаться плазменная или лазерная резка.

2. Механизм и условия газовой резки

Картинка с сайта: www.machinemfg.com

Газовая резка, также известная как кислородная резка, — это процесс термической резки, в котором для разрезания металлов используется комбинация топливного газа и кислорода. Механизм включает в себя предварительный нагрев металла до температуры воспламенения, а затем быстрое окисление его потоком кислорода высокой чистоты. Этот процесс создает непрерывный, точный рез через заготовку.

Механизм резки происходит в следующие этапы:

1. Предварительный нагрев: Кислородно-ацетиленовое пламя нагревает металл в месте резки до температуры воспламенения.
2. Окисление: Высокоскоростной поток чистого кислорода направляется на предварительно нагретый металл, инициируя быстрое окисление.
3. Плавление: Тепло, выделяемое в результате экзотермической реакции окисления, расплавляет металл и его оксиды.
4. Удаление: Струя кислорода под высоким давлением удаляет расплавленный металл и окислы из пропила, создавая чистый срез.
5. Прогрессия: По мере продвижения резака этот процесс постоянно повторяется, создавая непрерывный разрез заготовки.

Для успешной газовой резки необходимо соблюдение следующих условий:

1. Температура воспламенения: Температура воспламенения металла должна быть ниже температуры его плавления, чтобы окисление началось до того, как металл разжижится.
2. Температура плавления оксида: Температура плавления оксида металла должна быть ниже температуры плавления основного металла, чтобы облегчить его удаление.
3. Экзотермическая реакция: Металл должен выделять достаточное количество тепла во время горения. При резке низкоуглеродистой стали примерно 70% от общего количества необходимого тепла приходится на экзотермическую реакцию, в то время как предварительный подогрев пламени вносит лишь 15-30%.
4. Теплопроводность: Металл должен обладать умеренной теплопроводностью. Чрезмерная теплопроводность приводит к быстрому отводу тепла, препятствуя началу или продолжению процесса резки. Именно поэтому такие высокопроводящие металлы, как медь, трудно резать этим методом.
5. Текучесть оксидов: Образующиеся оксиды должны обладать хорошей текучестью, чтобы обеспечить эффективное удаление потоком кислорода, поддерживая беспрепятственный процесс резки.
6. Совместимость с материалами: Такие металлы, как низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь и некоторые низколегированные стали, хорошо подходят для газовой резки. Однако высокоуглеродистая сталь, чугун, нержавеющая сталь и цветные металлы, такие как медь и алюминий, как правило, не подходят из-за несоответствия одному или нескольким из вышеперечисленных условий.

3. Оборудование для газовой резки

Машины газовой резки — это автоматизированные системы, которые заменяют ручные резаки, обеспечивая повышенную производительность, превосходное качество резки, снижение утомляемости оператора и экономическую эффективность процессов изготовления металлов.

1) Полуавтоматическая машина газовой резки:

Эта система состоит из компактной самоходной каретки, которая направляет режущую насадку по заранее заданной траектории. Движение каретки автоматизировано, но траектория движения требует ручной настройки, что обеспечивает баланс между автоматизацией и контролем оператора.

2) Машина для газовой резки профиля:

a) Портальный тип: Используется прочная портальная конструкция, в которой режущая насадка перемещается по профилю заготовки с помощью прецизионных колесных механизмов, обеспечивая стабильность и точность при выполнении сложных операций резки.

b) Тип с поворотным рычагом: Использует шарнирную систему рычагов, которая поворачивается для направления режущей насадки, обеспечивая повышенную гибкость для резки сложных профилей, особенно подходящих для изогнутых или неправильных форм.

3) Фотоэлектрическая машина для газовой резки с отслеживанием:

В этой передовой системе используются фотоэлектрические датчики для обнаружения и следования предварительно нарисованным шаблонам или лекалам. Резак автоматически направляется вдоль профиля, обеспечивая высокоточную автоматизированную резку сложных форм при минимальном вмешательстве оператора.

4) Машина газовой резки с ЧПУ:

Компьютерное числовое управление (ЧПУ) представляет собой сложную методологию управления, в которой цифровые инструкции управляют работой станка. В системах газовой резки с ЧПУ компьютер интерпретирует и выполняет запрограммированные траектории резки, контролируя такие параметры, как движение резака, скорость резки и расход газа. Эта технология позволяет:

• Точное воспроизведение сложных рисунков резки
• Оптимизация параметров резки для различных типов и толщины материалов
• Интеграция с системами CAD/CAM для оптимизации рабочих процессов проектирования и производства
• Повышенная повторяемость и согласованность в сценариях крупносерийного производства

Современные газорезательные станки с ЧПУ часто оснащаются многоосевым управлением, позволяющим выполнять косые резы и 3D-профилирование, что еще больше расширяет их возможности в передовых процессах изготовления металлов.

Картинка с сайта: www.machinemfg.com

4. Процесс газовой резки

Процесс газовой резки включает в себя давление режущего кислорода, скорость резки, эффективность подогревающего пламени, угол наклона режущего сопла и заготовки, а также расстояние между режущим соплом и заготовкой.

1) Давление режущего кислорода:

На него влияют толщина заготовки, тип режущей насадки и чистота кислорода.

При резке тонких материалов используйте меньший размер режущей насадки и более низкое давление кислорода.

Чистота кислорода оказывает значительное влияние на скорость резки, расход газа и качество реза.

2) Скорость резки:

Она зависит от толщины заготовки и формы режущего сопла. При увеличении толщины скорость резки снижается.

Скорость резки не должна быть слишком быстрой или слишком медленной, так как это может привести к чрезмерному сопротивлению и неполному срезу.

Правильность выбора скорости резания в основном оценивается по величине сопротивления в разрезе.

3) Эффективность пламени предварительного нагрева:

 Для предварительного нагрева при газовой резке используется нейтральное или слегка окисляющее пламя, а науглероживающее пламя использовать не следует.

 Эффективность пламени предварительного нагрева выражается в расходе горючего газа в час.

 Эффективность пламени предварительного нагрева зависит от толщины заготовки.

4) Угол наклона режущей насадки и заготовки:

Угол наклона режущей насадки и заготовки определяется в первую очередь толщиной заготовки.

Угол наклона режущей насадки и заготовки напрямую влияет на скорость резки и сопротивление.

Наклон назад может уменьшить сопротивление и увеличить скорость резки.

5) Расстояние между режущим соплом и поверхностью заготовки:

Расстояние между режущим соплом и поверхностью заготовки должно определяться в зависимости от длины пламени предварительного нагрева и толщины заготовки, обычно около 3-5 мм.

Если δ<20 мм, пламя может быть длиннее, и расстояние может быть соответственно увеличено.

Когда δ>=20 мм, пламя должно быть короче, и расстояние может быть уменьшено.

6) Требования к качеству газовых резаков:

Поверхность газовой резки должна быть гладкой и чистой, с равномерными грубыми и тонкими линиями. Шлак оксида железа, образующийся при газовой резке, легко отделяется. Зазор в газовой резке должен быть узким и равномерным, не должно быть расплавления стальная пластина края.

Критерии оценки и градация качества среза:

a) Шероховатость поверхности: Шероховатость поверхности — это расстояние между пиками и долинами на поверхности резания (среднее из пяти произвольных точек), обозначенное G.

b) Плоскостность: Плоскостность относится к уровню неровностей вдоль направления резания, перпендикулярного поверхности резания. Она рассчитывается в процентах от толщины δ разрезанного стального листа и обозначается B.

c) Степень оплавления верхней кромки: Означает степень плавления или разрушения в процессе газовой резки, проявляющуюся в наличии разрушенных углов и образовании прерывистых или непрерывных капель или расплавленных полос, обозначаемых S.

г) Навеска шлака: Шлак — это оксид железа, прилипший к нижнему краю поверхности среза. Он подразделяется на различные классы в зависимости от степени прилипания и сложности удаления, обозначаемые буквами Z.

д) Максимальное расстояние между дефектами: Максимальное расстояние между дефектами означает появление канавок на поверхности реза вдоль направления линии реза из-за вибраций или прерываний, вызывающих резкое снижение шероховатости поверхности. Глубина канавки составляет от 0,32 мм до 1,2 мм, а ширина канавки не превышает 5 мм. Такие канавки считаются дефектами. Максимальное расстояние между дефектами обозначается Q.

f) Прямолинейность: Прямолинейность — это промежуток между прямой линией, соединяющей начальную и конечную точки вдоль направления резания, и поверхностью резания в виде короны. Она обозначается P.

g) Перпендикулярность: Перпендикулярность — это максимальное отклонение между фактической поверхностью реза и перпендикулярной линией к поверхности разрезаемого металла.

Картинка с сайта: www.machinemfg.com

7) Причины и методы предотвращения распространенных дефектов:

(1) Чрезмерная ширина и грубая поверхность среза:

Это происходит из-за чрезмерного давления режущего кислорода. Если давление режущего кислорода слишком низкое, шлак не может выдуваться, в результате чего он слипается и его трудно удалить.

Профилактика: Отрегулируйте давление режущего кислорода до уровня, соответствующего требуемой ширине реза и шероховатости поверхности.

(2) Неровная поверхность или оплавление краев:

Это вызвано чрезмерной интенсивностью пламени предварительного нагрева или медленная резка скорость. Недостаточная интенсивность пламени предварительного нагрева может привести к перерывам в процессе резки и неровной поверхности.

Профилактика: Обеспечьте соответствующую интенсивность пламени предварительного нагрева, чтобы добиться равномерного и ровного среза.

(3) Чрезмерное сопротивление после резки:

Это происходит при слишком высокой скорости резки, что приводит к чрезмерному сопротивлению и неполному резу. В тяжелых случаях шлак может вылетать вверх и вызывать перегрев.

Профилактика: Настройте скорость резки на соответствующий уровень, чтобы обеспечить правильную резку без чрезмерного сопротивления.

Способы улучшения качества поверхности среза:

(1) Правильное давление режущего кислорода:

Избыточное давление режущего кислорода может привести к более широкому резу и шероховатой поверхности, при этом кислород расходуется впустую. Недостаточное давление режущего кислорода может привести к слипанию шлака и затруднению его удаления.

Решение: Отрегулируйте давление режущего кислорода до уровня, соответствующего требуемому качеству резки.

(2) Правильная интенсивность пламени предварительного нагрева:

Чрезмерная интенсивность пламени предварительного нагрева может привести к оплавлению кромок на поверхности реза, а недостаточная интенсивность — к прерыванию процесса резки и неровной поверхности.

Решение: Обеспечьте соответствующую интенсивность пламени предварительного нагрева для получения гладкого и ровного среза.

(3) Правильная скорость резки:

Слишком высокая скорость резки может привести к чрезмерному сопротивлению, неполному резу, вылету шлака вверх, что приведет к перегреву. При слишком низкой скорости резки края стального листа могут расплавиться, в результате чего будет расходоваться газ, а тонкие листы могут подвергнуться чрезмерной деформации и слипанию, что затруднит очистку после резки.

Решение: Отрегулируйте скорость резки до уровня, соответствующего требуемому качеству среза.

5. Преимущества и недостатки газовой резки

Преимущества газовой резки

1. Газовая резка обеспечивает более высокую скорость по сравнению с механическими методами резки, что значительно повышает производительность процессов изготовления металлов.
2. Он обеспечивает экономически эффективные решения для резки сложных форм и толстых профилей, которые оказываются сложными для традиционных механических методов, особенно при использовании кислородно-ацетиленовых комбинаций.
3. Первоначальные инвестиции в оборудование для газовой резки ниже, чем в механические альтернативы. Легкость и портативность оборудования делает его идеальным для работы на месте и в полевых условиях, обеспечивая гибкость в различных промышленных условиях.
4. Процесс позволяет быстро менять направление при резке малых дуг и обеспечивает эффективную резку больших заготовок без необходимости манипулирования заготовкой, так как движение требует только кислородно-ацетиленовое пламя.
5. Универсальность газовой резки позволяет выполнять как ручные, так и автоматизированные операции, адаптируясь к различным производственным требованиям и уровню квалификации.
6. Портативность оборудования облегчает резку на месте, снижая транспортные расходы и логистические сложности, связанные с крупными металлическими деталями.
7. Большие металлические листы можно обрабатывать быстро и эффективно, маневрируя резаком, что устраняет необходимость в сложных системах перемещения материалов.

Недостатки газовой резки

• При выполнении операций резки на больших площадях газовая резка может оказаться не самым эффективным и точным методом, поэтому для достижения оптимальных результатов могут потребоваться альтернативные технологии.
• Допуск на размеры, достигаемый при газовой резке, значительно ниже, чем при использовании прецизионных механических режущих инструментов, что может привести к необходимости проведения дополнительных операций чистовой обработки при выполнении работ с жесткими допусками.
• Хотя газовая резка способна резать металлы, подверженные окислению, такие как титан, ее применение в промышленности в основном ограничивается черными материалами, такими как сталь и чугун, что ограничивает ее универсальность для всех типов металлов.
• Высокотемпературное пламя предварительного нагрева и выбрасываемый расплавленный шлак представляют значительную пожароопасность и риск ожогов для операторов, что требует соблюдения строгих правил безопасности и использования защитного оборудования.
• Правильные системы вытяжки и вентиляции необходимы для борьбы с побочными продуктами сгорания топлива и окисления металлов, обеспечивая безопасность на рабочем месте и соблюдение экологических норм.
• Для достижения удовлетворительных результатов при резке высоколегированных сталей и некоторых сортов чугуна могут потребоваться модификации процесса или специальные методы.
• При резке сталей высокой твердости часто требуется предварительный нагрев перед резкой и контролируемое охлаждение после резки для управления металлургической структурой и поддержания желаемых механических свойств вблизи кромки реза, что усложняет процесс.

6. Применение газовой резки

Широко используется в сталелитейном производстве для прецизионной резки листов и подготовки скосов сварных швов, обеспечивая эффективные процессы соединения при изготовлении металлоконструкций и тяжелого оборудования.

Высокоэффективный инструмент для удаления литниковых систем в крупных отливках, способный работать со значительными толщинами, превышающими 300 мм. Это делает его незаменимым в литейном производстве и при изготовлении тяжелых промышленных деталей.

Используется в основном для резки различных марок углеродистой и низколегированной стали, предлагая экономичное решение для материалов с толстым сечением, где другие методы резки могут быть менее эффективными или экономичными.

При обработке высокоуглеродистой или низколегированной стали, склонной к закалке, необходимы особые меры предосторожности для предотвращения закалки кромок или образования трещин:

• Увеличьте интенсивность пламени предварительного нагрева, чтобы замедлить скорость охлаждения
• Уменьшите скорость резки, чтобы обеспечить более равномерное распределение тепла
• В крайних случаях осуществляйте контролируемый предварительный нагрев всей заготовки перед резкой Эти меры обеспечивают сохранение свойств материала и целостности структуры, что особенно важно при работе в условиях высоких нагрузок или при необходимости дальнейшей обработки.

Газовая резка находит широкое применение в судостроении, строительстве и разрушении, где ее способность разрезать толстые листы и неправильные формы является преимуществом.

При изготовлении труб газовая резка используется для создания точных фасок и седловин, что способствует правильной подгонке труб при строительстве трубопроводов и производстве сосудов под давлением.