Резка Справочник

Кислородная резка

Кислородная резка осуществляется вследствие нагрева металла до температуры воспламенения теплом газового пламени и экзотермической реакции окисления металла с последующим удалением оксидов кинетической энергией режущего кислорода. Ниже приведены условия разрезаемости металлов и сплавов.

  1. Источник тепла должен быть достаточно мощным.
  2. Температура горения металла должна быть ниже температуры его плавления, а также температуры плавления образующихся оксидов.
  3. Оксиды и шлаки должны быть жидкотекучими и легко выдуваться струей режущего кислорода.

Всем этим условиям удовлетворяют титановые сплавы, низкоуглеродистые и низколегированные стали, однако содержание в сталях легирующих элементов влияет на разрезаемость их кислородным пламенем (табл. 27).

Таблица 27. Влияние легирующих элементов на разрезаемость стали при кислородной резке

ЭлементРазрезаемость стали
МарганецПри содержании до 0,6 % Mn стали разрезаются без затруднений, однако твердость поверхностей реза значительно повышается по сравнению с твердостью основного металла
КремнийПри малом содержании углерода хорошо разрезается сталь с содержанием до 4 % Si. При содержании свыше 0,2 % С удовлетворительно разрезаются стали, содержащие до 2,5 % Si
ХромХорошо разрезаются стали, содержащие до 0,7 % С и до 1,5 % Cr.

При содержании в стали до 0,4 % С и до 5 % Cr необходим предварительный подогрев, который позволяет избежать закалки; при содержании свыше 6 % Cr сталь не разрезается

НикельПри содержании до 0,5 % С удовлетворительно разрезаются стали, в состав которых входит до 35 % Ni без значительных добавок других элементов
ВольфрамСталь при содержании до 0,7 % С и до 10 % W разрезается без затруднений. При содержании 10…15 % W резка возможна только с предварительным подогревом
МолибденСодержание до 2 % Mo не влияет на процесс резки. При содержании свыше 3,5 % Мо резке поддаются только стали, которые содержат не более 0,3 % С
МедьСодержание до 0,7 % Cu на процесс резки не влияет
АлюминийСодержание до 0,5 % Al на процесс резки не влияет. При большем его содержании ухудшается процесс резки. При содержании свыше 10 % Al сталь не разрезается
Сера и фосфорПри общем содержании этих элементов до 0,1 % они на процесс резки влияния не оказывают

Для определения разрезаемости легированных сталей пользуются углеродным эквивалентом, который подсчитывается по формуле:

СЭ = С + 0,15Mn + 0,3(Si + Mo) + 0,4Cr + 0,2V + 0,04(Ni + Cu).

Пределы его изменения позволяют оценить разрезаемость легированных сталей (табл. 28).

Таблица 28. Разрезаемость углеродистых и низколегированных сталей при кислородной резке

Углеродный

эквивалент

стали, %

Ограничения при резкеПримеры марок сталей
До 0,6Технологических ограничений нет, подогрев не требуется08, 10, 20, 25, Ст1-Ст4, 15Г, 20Г,

10Г2, 15М, 15НМ

0,6…0,8В летнее время допустима резка без подогрева. В зимнее время при резке больших сечений и вырезке деталей сложной конфигурации необходим подогрев до температуры 150 °С35, 45, 30Г, 40Г, 30Г2, 15Х, 20Х,

15ХФ, 10ХФ, 15ХГ, 20М, 12ХН3А,

20ХН3А

0,8…1,1Для предотвращения закалочных трещин необходим предварительный или сопутствующий подогрев деталей до температуры 200…300 °С50, 70, 50Г, 70Г, 35Г2, 50Г2,

30Х, 50Х, 12ХМ, 35ХМ, 20ХГ,

40ХГ, 40ХН, 50ХН, 12Х2Н4А,

20ХН24А, 10ХФА, 5ХНМ, ШХ10,

35ХМФА

Свыше 1,1Во избежание появления трещин необходимы предварительный подогрев до температуры 300…450 °С и выше и последующее замедленное охлаждение (в печи или под тепловой изоляцией).

Углеродистая сталь, содержащая свыше 1,2 % С, не поддается кислородной резке

25ХГС, 50ХГС, 33ХС, 40ХС,

20Х3, 35ХЮА, 37ХН3А, 35Х2МА,

25ХНВА, 40ХГМ, 38ХМЮА,

45ХНМФА, 50ХГА, 50ХФА,

50ХГФА, 5ХНМ, 12Х2Н3МА

ШХ15, ШХ15СГ

Ниже перечислены основные параметры кислородной разделительной резки.

Пламя — нейтральное, при резке металла толщиной более 400 мм — науглероживающее.

Мощность пламени зависит от толщины, состава и состояния металла. При ручной резке повышается в 1,5…2 раза по сравнению с механизированной; при резке литья увеличивается в 3…4 раза; определяется номером сменного мундштука (табл. 29).

Давление режущего кислорода зависит от толщины разрезаемого металла, формы режущего сопла и чистоты кислорода; необходимо руководствоваться указаниями и инструкциями по эксплуатации.

Скорость резки должна соответствовать скорости окисления металла по толщине. При нормальной скорости поток искр и шлака с обратной стороны разрезаемого листа сравнительно спокойный и направлен почти параллельно кислородной струе. Зависит от толщины металла, требований к качеству поверхности реза и от степени чистоты кислорода (табл. 30—11.32).

Параметры режима ручной резки приведены в табл. 33, 34, а поверхностной кислородной строжки — в табл. 35.

Таблица 29. Выбор сменного мундштука при ручной кислородной резке

Номер

сменного

мундштука

Толщина

разрезаемой

стали, мм

Давление на входе в

резак, МПа

Расход, м3/ч, не более
кислородаацетиленарежущего кислородакислорода подогревающего

пламени для

ацетилена
ацетиленапропанбутана

и природного

газа

0

1

2

3

4

5

6

3…8

8…15

15…30

30…50

50…100

100…200

200…300

0,25

0,35

0,40

0,42

0,50

0,75

1,0

 

 

0,001…0,1

 

 

0,01…0,1

1,3

2,6

4,0

6,8

11,5

20,5

30,0

0,6

0,6

0,7

0,8

0,9

1,25

1,25

1,5

1,8

1,9

2,3

2,5

3,2

0,4

0,5

0,65

0,75

0,9

1,25

Примечания.

  1. Мундштуки рассчитаны для использования горючего газа в соответствии с исполнением резака.
  2. Давление на входе в резак пропан-бутана и природного газа 0,02…0,15 МПа.
  3. Расход пропан-бутана определяют умножением расхода кислорода подогревающего пламени на коэффициент 0,55…0,6.
  4. Чистота кислорода не менее 99,5%.

Таблица 30. Зависимость скорости резки и ширины реза от толщины металла

s, мм3…58…1010…2525…5050…100100…200200…300
vрез, м/ч

Ширина реза, мм

30…33

24…27

3…4

18…24

3…4

15…20

4…5

12…15

5…6

8…12

6…10

3…6

8…15

Примечание. Скорости указаны для фигурной резки по 1-му классу кислородом чистотой 99,5 %. При другом качестве газа и использовании кислорода другой чистоты эти значения скорости следует умножить на коэффициенты, приведенные в табл. 31 и 32.

Таблица 31. Зависимость скорости резки от качества поверхности реза

Класс качества123Без оценки
Коэффициент скорости резки11,21,42

Таблица 32. Зависимость скорости резки от чистоты кислорода

Чистота кислорода99,899,599,29998,598
Коэффициент скорости резки1,1910,920,90,840,74

Таблица 33. Параметры режима резки углеродистых и низколегированных сталей

s, ммШирина

реза, мм

Номер

внутреннего

мундштука

p, МПаРасстояние

между

мундштуком

и металлом,

мм

vрез, м/ч
кислородагорючего

газа

8…103…410,3не менее
0,01
2…333…24
10…253…420,43…424…18
25…304…530,63…518…15
50…1005…640,84…615…12
100…2006…851,05…812…8
200…3008…1051,27…108…5

Таблица 34. Параметры режима ручной резки сталей больших толщин

s, ммДиаметр

канала

режущего

кислорода,

мм

Давление

кислорода

перед

мундштуком,

МПа

Qг, м3Расстояне

между

мундштуком

и металлом,

мм

vрез, м/ч
кислородаацетилена
30061,2…1,634…421,3…2,020…306…8
40071,2…1,745…561,6…2,425…405…6
50081,2…1,650…701,9…2,930…504…6
60081,6…2,267…882,3…3,335…603,3…4,2
70091,5…2,178…972,5…3,840…703,0…4,0
80091,9…2,590…1102,8…4,245…802,7…3,3

Таблица 35. Параметры режима ручной поверхностной кислородной строжки

Номер мундштукаРазмер канавки, ммpO2, МПаQO2 *,

м3

 

vрез, м/ч
ширинаглубина
1

2

3

15…30

18…35

30…50

2…12

2…16

2…20

0,3…0,6

0,3…0,8

0,35…1,0

18…40

20…55

30…75

90…480

90…600

90…600

* Для ацетилена 0,9…1,0 м3/ч.

При использовании в качестве горючего вещества керосина или бензина возможна резка металла как на воздухе, так и под водой (табл. 36 и 37). При ручной резке используют типы инжекторных резаков согласно ГОСТ 5191-79 (табл. 38). Конкретные технические данные марок резаков, в том числе и вставных, приведены в табл. 39.

Механизированная резка осуществляется на резаках, приведенных в табл. 40, где р, МПа — давление газа, Qг, м3/ч — расход газа.

Таблица 36. Параметры режима ручной керосино-кислородной резки

s, ммНомер мундштукаp, МПаРасходvрез, м/ч
кислородакеросинакислорода, м3керосина, кг/ч
До 2010,4…0,51,5…3,05,4…7,60,7…0,827…18
20…50

50…100

2

3

0,5…0,7

0,7…0,9

7,6…9,8

9,8…20,2

0,8…0,9

0,9…1,0

18…9

9…6

100…20040,9…1,120,2…32,61,1…1,36…4,5

Таблица 37. Параметры режима подводной ручной бензокислородной резки

s, ммРасходvрез, м/ч
кислорода, м3/минбензина, л/мин
101,20,824…30
202,41,812…15
404,84,36,0…8,0
607,07,24,2…5,0
8010,011,03,0…3,6
10012,014,02,4…3,0

Таблица 38. Типы инжекторных резаков для ручной кислородной резки

Тип резакаИсполнение резака *Толщина разрезаемой стали, ммНомер сменного мундштука
Р1 — малой мощности РВ1 — вставной малой мощностиА

ПГ

ПБ

3…1000; 1; 2; 3; 4
Р2 — средней мощности РВ2 — вставной средней мощностиА

ПГ

ПБ

3…2000; 1; 2; 3; 4; 5;
Р3 — большой мощностиПГ

ПБ

3…3000; 1; 2; 3; 4; 5; 6

* Применяемый горючий газ: А — ацетилен, ПГ — природный газ, ПБ — пропан-бутан.

Таблица 39. Технические характеристики резаков для ручной кислородной резки

МаркаТолщина

металла, мм

Номер

внутреннего

мундштука

Давление, МПаРасход, м3Масса, кг
кислородагаза или

керосина

кислородагаза или

керосина

Р1 *До 1510,350,03…0,08

0,01…0,15

2/3,30,2/0,30,68
15…5020,454/50,3/0,35
50…10030,558,5/90,4/0,4
Р23…2000…50,25…0,750,001…0,11,8…220,4…1,31,17
Р3 *До 5030,450,03…0,12

0,02…0,15

5,6/6,00,4/0,550,8
50…10040,5510,4/10,80,45/0,65
200…30060,8524,6/300,8/0,9
РК-02 **До 2020,35/0,400,15…0,302,3/4,00,7…0,81,2
20…50

50…100

3

4

0,35/0,40

0,35/0,50

4,1/6,0

6,5/14

0,8…0,9

0,9…1,0

100…20050,50/0,6015/281,1…1,3
Вставные резаки
РГС-703…700,3…0,6Не меньше

0,001

3…100,4…0,6
РГМ-703…500,3…0,5Не меньше

0,001

3…80,3…0,6
РАГ-703…200,2…0,3Не меньше

0,001

2…30,3…0,4
РАО-705…500,3…0,5Не меньше

0,001

3…80,3…0,6
РАЗ-700,3…0,60,0054…100,4…0,6
РВ-1А-023…1000,25…0,50,001…0,11,9…8,50,35…0,7
РВ-2А-023…2000,25…0,750,001…0,11,9…17,00,35…1,1

* В числителе приведены данные для ацетилена, в знаменателе — для пропана-бутана.

** В числителе приведены данные для кислорода подогревающего пламени, в знаменателе — для режущего кислорода.

Таблица 40. Параметры режима фигурной механизированной кислородной резки (1-й класс качества поверхности реза, чистота кислорода 99,5 %)

s, ммp, МПаQг, м3vрез, м/ч
кислородаацетиленарежущего

кислорода

подогревающего

кислорода

ацетилена
3

5

8

10

15

20

30

40

50

60

80

100

150

200

250

300

0,15

0,25

0,35

0,40

0,30

0,35

0,30

0,35

0,40

0,35

0,40

0,45

0,70

0,80

0,70

0,80

Не ниже 0,030,7

1,0

1,3

1,5

3,0

0,4…0,60,3…0,53

30

27

24

23

3,0

5,5

6,5

7,0

0,5…0,70,4…0,621

19

18

15

9,5

11

12

19

23

25

28

0,6…1,20,5…1,214

13

12

10

8

6

5

Улучшить качество поверхности реза можно, используя специальную конструкцию каналов режущего кислорода (табл. 41), применяя кислород повышенной чистоты (табл. 42) или ведя процесс при большем давлении кислорода (табл. 43).

Резку можно осуществлять и с использованием газов-заменителей ацетилена (табл. 44).

Таблица 41. Параметры режима безгратовой резки сталей с использованием кислорода чистотой 99,5 %

s, ммРазмеры сечений

каналов режущего

кислорода в

мундштуке, мм

Давление режущего

кислорода, МПа

Qг, м3vрез, м/ч
головноговыходногокислородаацетилена
30,70,70,070,8…1,00,25…0,3528…38
50,70,70,081,0…1,20,25…0,3525…33
80,950,950,141,4…1,50,25…0,3523…29
100,950,950,21,7…1,80,25…0,3522…28
201,01,30,653,8…4,00,30…0,4017…22
301,31,70,555,3…5,50,30…0,4015…20
401,31,70,706,4…6,60,30…0,4014…18
501,31,70,857,5…7,70,30…0,4013…17
601,82,30,508,9…9,10,35…0,4512…16
801,82,30,6511,0…11,20,35…0,4511…15
1001,82,30,8013,1…13,30,35…0,4510…14

Таблица 42. Параметры режима механизированной безгратовой резки с использованием кислорода чистотой 99,899,9%

s, ммШирина реза, ммНомер

внутреннего

мундштука

Давление * кислорода, МПаvрез, м/ч
62,010,27…0,3036…38
82,010,30…0,3430…32
102,010,35…0,3827…29
152,520,43…0,4624…26
203,020,50…0,5421…23
253,020,55…0,5820…22
303,530,60…0,6518…20

* Для ацетилена 0,01…0,03 МПа.

Таблица 43. Параметры режима механизированной безгратовой резки при давлении кислорода 1,5…1,8 МПа

s, ммШирина

реза, мм

Характеристики

внутреннего

мундштука

p , МПаvрез, м/ч
номердиаметр

отверстия, мм

кислорода *ацетилена
50,8…0,910,350,20…0,25

1,5…1,8

0,0156…58
101,1…1,220,450,25…0,30

1,5…1,8

0,0356…58
151,2…1,330,60,32…0,35

1,5…1,8

0,0349…50
201,3…1,430,60,35…0,40

1,5…1,8

0,0343…44
251,5…1,630,60,40…0,45

1,5…1,8

0,0337…38
301,6…1,730,60,45…0,50

1,5…1,8

0,0331…32
401,9…2,040,80,50…0,55

1,5…1,8

0,03528…29
502,4…2,540,80,55…0,60

1,5…1,8

0,0426…27
602,6…2,840,80,60…0,65

1,5…1,8

0,0424…25
803,0…3,151,00,65…0,70

1,5…1,8

0,0423…24
1003,1…3,561,20,70…0,75

1,5…1,8

0,0419…20

* В числителе — подогревающего, в знаменателе — режущего кислорода.

Таблица 44. Параметры режима механизированной резки с использованием газов — заменителей ацетилена

s, ммНомер

внутреннего

мундштука

Ширина

реза, мм

p , МПаvрез, м/ч
кислородагазов-заменителей
Резка с использованием пропана-бутана
512,50,29…0,250,01…0,0323…24
1013,00,25…0,300,02…0,0319…20
1523,50,30…0,350,02…0,0317…18
2023,50,35…0,400,02…0,0315…16
3034,00,45…0,500,02…0,0312…13
5034,50,55…0,600,035…0,04510…11
8045,00,70…0,750,035…0,0457…8
10045,00,80…0,850,045…0,0555…6
Резка с использованием природного газа
512,00,3…0,350,01…0,0329…30
1012,50,3…0,40,01…0,0325…26
1522,50,4…0,50,01…0,0322…23
2022,50,4…0,50,01…0,0320…21
3033,00,5…0,60,01…0,0317…18
4033,50,5…0,60,035…0,0515…16
7044,50,6…0,70,035…0,0512…13
10054,50,7…0,80,06…0,0711…12

Повысить производительность резки, особенно, при необходимости получения большого количества деталей сравнительно небольшой толщины можно, используя пакетную резку.

Разрезаемые листы собирают в пакет, который стягивается струбцинами или специальными зажимными устройствами, и разрезают за один проход резака, применяя кислород низкого давления (табл. 45).

Таблица 45. Параметры режима механизированной пакетной резки

sл, ммКоличество

листов в

пакете, шт

Давление

режущего

кислорода,

МПа

vрез, м/ч
1234
4150,1…0,1112
6120,1…0,1211
1080,12…0,1410
1260,12…0,1411
1660,12…0,1410
2040,12…0,1410
2430,12…0,1411
3030,12…0,159,5
6020,14…0,179,0

Резка сталей больших толщин осуществляется специальными мундштуками кислородом низкого давления (табл. 46). С помощью специальных установок можно добиться высокой производительности при выполнении операций резки с односторонней разделкой кромок под сварку (табл. 47). Односторонняя разделка выполняется двумя резаками: первый осуществляет вертикальный рез и создает притупление, а второй — косой рез. Двухсторонняя разделка выполняется одновременно тремя резаками: первый осуществляет вертикальный рез и создает притупления, второй срезает нижнюю кромку, а третий — верхнюю кромку.

При этом мощность подогревающего пламени вертикального резака такая же, как и для однорезакового резания, а для боковых резаков этот показатель увеличивается в 1,5…2 раза. Технические характеристики резаков для механизированной резки и машин, на которых они установлены, приведены в табл. 48. Буквы и цифры в обозначении типа резака: РМ — резак механический, однозначное число — количество вентилей; И — инжекторный; РД — равного давления, трехзначное число — длина резака. Технические характеристики переносных газорезательных машин приведены в табл. 49.

Таблица 46. Параметры режима механизированной резки сталей большой толщины

s, ммДиаметр

выходного

сопла

режущего

кислорода,

мм

рО2, МПаQг, м3Расстояне

между

мундштуком

и металлом,

мм

vрез, м/ч
кислородаацетилена
20050,06…0,0835315…2010…11
30060,12…0,1645420…308…9
40070,12…0,1760525…406…7
50080,12…0,1680630…505…5,5
60090,16…0,22100735…604…5
70090,15…0,21130840…653…3,5
80090,19…0,25260945…703…3,3
100012…140,20…0,253001150…752,5…3,0

Таблица 47. Параметры режима механизированной резки при подготовке кромок металла под сварку

s, ммДавление

режущего

кислорода,

МПа

vрез, м/чs, ммДавление

режущего

кислорода,

МПа

vрез, м/ч
С односторонней разделкойС двухсторонней разделкой
100,4529
200,4524200,4522
300,4520300,4519
400,5517400,5516
600,6014600,6013
800,7511800,7511
1001,05101001,059

Таблица 48. Технические характеристики резаков для механизированной резки

МаркаМашина,

на которой

установлен

резак

Разрезаемый

металл, мм

Рабочее

давление

кислорода

* , МПа

Расход газов, м3Комплекты

сменных

мундштуков

Количество

резаков

в машине,

шт

Масса

резака,

кг

ТолщинаНаибольшая

ширина

кислородаацетилена
РМ-0-РД-450«Одесса», «Черномор»

«Днепр» «Юг»

5…30025000,2…1,22…280,5…1,2Внешний №1, 2 Внутренний №1…55…61,25
РМ-3-И-450СГУ, СГФ5…30020000,2…1,22…280,3…1,2Те же41,25
РМШ-3-И-396АСШ-2, АСШ-705…1007500,2…0,82…130,3…0,8Внешний №1 Внутренний №31…31,3
РМ-2-И-330«Радуга»5…3000,2…1,22…280,3…1,2Внешний №1, 2 Внутренний №1…51…21,0
РМ-3-И-265«Спутник»5…500,2…0,62…80,3…0,8Внешний №1 Внутренний №1…31…20,8
РМ-0-И-135ПГО, УФВТ5…600,2…0,62…90,3…0,8Те же10,44

* Рабочее давление ацетилена 0,01…0,03 МПа.

Таблица 49. Технические характеристики переносных газорезательных машин

МаркаДавление кислорода *1, МПаQг, м3vрез, м/чU, ВМасса, кг
кислородаацетилена
«Радуга»0,8201,05,5…90~110/1274,5
«Смена»0,8201,06…240364,2
«Микрон-2»0,8220,556…240244,2
«Спутник-3» *20,6120,659…452416,6
«Орбита-2»0,6141,112…42~22018,4

*1 Для ацетилена 0,01…0,10 МПа.

*2 Оснащена одним резаком, остальные — двумя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *