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

Элемент Разрезаемость стали
Марганец При содержании до 0,6 % Mn стали разрезаются без затруднений, однако твердость поверхностей реза значительно повышается по сравнению с твердостью основного металла
Кремний При 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
Хром Хорошо 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

Никель При содержании до 0,5 % С удовлетворительно разрезаются стали, в состав которых входит до 35 % Ni без значительных добавок других элементов
Вольфрам Сталь при содержании до 0,7 % С и до 10 % W разрезается без затруднений. При содержании 10…15 % W резка возможна только с предварительным подогревом
Молибден Содержание 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
Медь Содержание до 0,7 % Cu на процесс резки не влияет
Алюминий Содержание 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 фосфор При 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 резке Примеры марок сталей
До 0,6 Технологических ограничений нет, подогрев не требуется 08, 10, 20, 25, Ст1-Ст4, 15Г, 20Г,

10Г2, 15М, 15НМ

0,6…0,8 В летнее время допустима резка без подогрева. В зимнее время при резке больших сечений и вырезке деталей сложной конфигурации необходим подогрев до температуры 150 °С 35, 45, 30Г, 40Г, 30Г2, 15Х, 20Х,

15ХФ, 10ХФ, 15ХГ, 20М, 12ХН3А,

20ХН3А

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

30Х, 50Х, 12ХМ, 35ХМ, 20ХГ,

40ХГ, 40ХН, 50ХН, 12Х2Н4А,

20ХН24А, 10ХФА, 5ХНМ, ШХ10,

35ХМФА

Свыше 1,1 Во 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
кислорода ацетилена режущего кислорода кислорода подогревающего

пламени для

ацетилена
ацетилена пропанбутана

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, мм 3…5 8…10 10…25 25…50 50…100 100…200 200…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 качества 1 2 3 Без оценки
Коэффициент скорости резки 1 1,2 1,4 2

Таблица 32. Зависимость скорости резки от чистоты кислорода

Чистота кислорода 99,8 99,5 99,2 99 98,5 98
Коэффициент скорости резки 1,19 1 0,92 0,9 0,84 0,74

Таблица 33. Параметры режима резки углеродистых и низколегированных сталей

s, мм Ширина

реза, мм

Номер

внутреннего

мундштука

p, МПа Расстояние

между

мундштуком

и металлом,

мм

vрез, м/ч
кислорода горючего

газа

8…10 3…4 1 0,3 не менее
0,01
2…3 33…24
10…25 3…4 2 0,4 3…4 24…18
25…30 4…5 3 0,6 3…5 18…15
50…100 5…6 4 0,8 4…6 15…12
100…200 6…8 5 1,0 5…8 12…8
200…300 8…10 5 1,2 7…10 8…5

Таблица 34. Параметры режима ручной резки сталей больших толщин

s, мм Диаметр

канала

режущего

кислорода,

мм

Давление

кислорода

перед

мундштуком,

МПа

Qг, м3 Расстояне

между

мундштуком

и металлом,

мм

vрез, м/ч
кислорода ацетилена
300 6 1,2…1,6 34…42 1,3…2,0 20…30 6…8
400 7 1,2…1,7 45…56 1,6…2,4 25…40 5…6
500 8 1,2…1,6 50…70 1,9…2,9 30…50 4…6
600 8 1,6…2,2 67…88 2,3…3,3 35…60 3,3…4,2
700 9 1,5…2,1 78…97 2,5…3,8 40…70 3,0…4,0
800 9 1,9…2,5 90…110 2,8…4,2 45…80 2,7…3,3

Таблица 35. Параметры режима ручной поверхностной кислородной строжки

Номер мундштука Размер канавки, мм pO2, МПа QO2 *,

м3

 

vрез, м/ч
ширина глубина
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, мм Номер мундштука p, МПа Расход vрез, м/ч
кислорода керосина кислорода, м3 керосина, кг/ч
До 20 1 0,4…0,5 1,5…3,0 5,4…7,6 0,7…0,8 27…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…200 4 0,9…1,1 20,2…32,6 1,1…1,3 6…4,5

Таблица 37. Параметры режима подводной ручной бензокислородной резки

s, мм Расход vрез, м/ч
кислорода, м3/мин бензина, л/мин
10 1,2 0,8 24…30
20 2,4 1,8 12…15
40 4,8 4,3 6,0…8,0
60 7,0 7,2 4,2…5,0
80 10,0 11,0 3,0…3,6
100 12,0 14,0 2,4…3,0

Таблица 38. Типы инжекторных резаков для ручной кислородной резки

Тип резака Исполнение резака * Толщина разрезаемой стали, мм Номер сменного мундштука
Р1 — малой мощности РВ1 — вставной малой мощности А

ПГ

ПБ

3…100 0; 1; 2; 3; 4
Р2 — средней мощности РВ2 — вставной средней мощности А

ПГ

ПБ

3…200 0; 1; 2; 3; 4; 5;
Р3 — большой мощности ПГ

ПБ

3…300 0; 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

Марка Толщина

металла, мм

Номер

внутреннего

мундштука

Давление, МПа Расход, м3 Масса, кг
кислорода газа или

керосина

кислорода газа или

керосина

Р1 * До 15 1 0,35 0,03…0,08

0,01…0,15

2/3,3 0,2/0,3 0,68
15…50 2 0,45 4/5 0,3/0,35
50…100 3 0,55 8,5/9 0,4/0,4
Р2 3…200 0…5 0,25…0,75 0,001…0,1 1,8…22 0,4…1,3 1,17
Р3 * До 50 3 0,45 0,03…0,12

0,02…0,15

5,6/6,0 0,4/0,55 0,8
50…100 4 0,55 10,4/10,8 0,45/0,65
200…300 6 0,85 24,6/30 0,8/0,9
РК-02 ** До 20 2 0,35/0,40 0,15…0,30 2,3/4,0 0,7…0,8 1,2
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…200 5 0,50/0,60 15/28 1,1…1,3
Вставные резаки
РГС-70 3…70 0,3…0,6 Не меньше

0,001

3…10 0,4…0,6
РГМ-70 3…50 0,3…0,5 Не меньше

0,001

3…8 0,3…0,6
РАГ-70 3…20 0,2…0,3 Не меньше

0,001

2…3 0,3…0,4
РАО-70 5…50 0,3…0,5 Не меньше

0,001

3…8 0,3…0,6
РАЗ-70 0,3…0,6 0,005 4…10 0,4…0,6
РВ-1А-02 3…100 0,25…0,5 0,001…0,1 1,9…8,5 0,35…0,7
РВ-2А-02 3…200 0,25…0,75 0,001…0,1 1,9…17,0 0,35…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, мм p, МПа Qг, м3 vрез, м/ч
кислорода ацетилена режущего

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 0,03 0,7

1,0

1,3

1,5

3,0

0,4…0,6 0,3…0,5 3

30

27

24

23

3,0

5,5

6,5

7,0

0,5…0,7 0,4…0,6 21

19

18

15

9,5

11

12

19

23

25

28

0,6…1,2 0,5…1,2 14

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, мм Размеры сечений

каналов режущего

кислорода в

мундштуке, мм

Давление режущего

кислорода, МПа

Qг, м3 vрез, м/ч
головного выходного кислорода ацетилена
3 0,7 0,7 0,07 0,8…1,0 0,25…0,35 28…38
5 0,7 0,7 0,08 1,0…1,2 0,25…0,35 25…33
8 0,95 0,95 0,14 1,4…1,5 0,25…0,35 23…29
10 0,95 0,95 0,2 1,7…1,8 0,25…0,35 22…28
20 1,0 1,3 0,65 3,8…4,0 0,30…0,40 17…22
30 1,3 1,7 0,55 5,3…5,5 0,30…0,40 15…20
40 1,3 1,7 0,70 6,4…6,6 0,30…0,40 14…18
50 1,3 1,7 0,85 7,5…7,7 0,30…0,40 13…17
60 1,8 2,3 0,50 8,9…9,1 0,35…0,45 12…16
80 1,8 2,3 0,65 11,0…11,2 0,35…0,45 11…15
100 1,8 2,3 0,80 13,1…13,3 0,35…0,45 10…14

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

s, мм Ширина реза, мм Номер

внутреннего

мундштука

Давление * кислорода, МПа vрез, м/ч
6 2,0 1 0,27…0,30 36…38
8 2,0 1 0,30…0,34 30…32
10 2,0 1 0,35…0,38 27…29
15 2,5 2 0,43…0,46 24…26
20 3,0 2 0,50…0,54 21…23
25 3,0 2 0,55…0,58 20…22
30 3,5 3 0,60…0,65 18…20

* Для ацетилена 0,01…0,03 МПа.

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

s, мм Ширина

реза, мм

Характеристики

внутреннего

мундштука

p , МПа vрез, м/ч
номер диаметр

отверстия, мм

кислорода * ацетилена
5 0,8…0,9 1 0,35 0,20…0,25

1,5…1,8

0,01 56…58
10 1,1…1,2 2 0,45 0,25…0,30

1,5…1,8

0,03 56…58
15 1,2…1,3 3 0,6 0,32…0,35

1,5…1,8

0,03 49…50
20 1,3…1,4 3 0,6 0,35…0,40

1,5…1,8

0,03 43…44
25 1,5…1,6 3 0,6 0,40…0,45

1,5…1,8

0,03 37…38
30 1,6…1,7 3 0,6 0,45…0,50

1,5…1,8

0,03 31…32
40 1,9…2,0 4 0,8 0,50…0,55

1,5…1,8

0,035 28…29
50 2,4…2,5 4 0,8 0,55…0,60

1,5…1,8

0,04 26…27
60 2,6…2,8 4 0,8 0,60…0,65

1,5…1,8

0,04 24…25
80 3,0…3,1 5 1,0 0,65…0,70

1,5…1,8

0,04 23…24
100 3,1…3,5 6 1,2 0,70…0,75

1,5…1,8

0,04 19…20

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

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

s, мм Номер

внутреннего

мундштука

Ширина

реза, мм

p , МПа vрез, м/ч
кислорода газов-заменителей
Резка с использованием пропана-бутана
5 1 2,5 0,29…0,25 0,01…0,03 23…24
10 1 3,0 0,25…0,30 0,02…0,03 19…20
15 2 3,5 0,30…0,35 0,02…0,03 17…18
20 2 3,5 0,35…0,40 0,02…0,03 15…16
30 3 4,0 0,45…0,50 0,02…0,03 12…13
50 3 4,5 0,55…0,60 0,035…0,045 10…11
80 4 5,0 0,70…0,75 0,035…0,045 7…8
100 4 5,0 0,80…0,85 0,045…0,055 5…6
Резка с использованием природного газа
5 1 2,0 0,3…0,35 0,01…0,03 29…30
10 1 2,5 0,3…0,4 0,01…0,03 25…26
15 2 2,5 0,4…0,5 0,01…0,03 22…23
20 2 2,5 0,4…0,5 0,01…0,03 20…21
30 3 3,0 0,5…0,6 0,01…0,03 17…18
40 3 3,5 0,5…0,6 0,035…0,05 15…16
70 4 4,5 0,6…0,7 0,035…0,05 12…13
100 5 4,5 0,7…0,8 0,06…0,07 11…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, мм Количество

листов в

пакете, шт

Давление

режущего

кислорода,

МПа

vрез, м/ч
1 2 3 4
4 15 0,1…0,11 12
6 12 0,1…0,12 11
10 8 0,12…0,14 10
12 6 0,12…0,14 11
16 6 0,12…0,14 10
20 4 0,12…0,14 10
24 3 0,12…0,14 11
30 3 0,12…0,15 9,5
60 2 0,14…0,17 9,0

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, мм Диаметр

выходного

сопла

режущего

кислорода,

мм

рО2, МПа Qг, м3 Расстояне

между

мундштуком

и металлом,

мм

vрез, м/ч
кислорода ацетилена
200 5 0,06…0,08 35 3 15…20 10…11
300 6 0,12…0,16 45 4 20…30 8…9
400 7 0,12…0,17 60 5 25…40 6…7
500 8 0,12…0,16 80 6 30…50 5…5,5
600 9 0,16…0,22 100 7 35…60 4…5
700 9 0,15…0,21 130 8 40…65 3…3,5
800 9 0,19…0,25 260 9 45…70 3…3,3
1000 12…14 0,20…0,25 300 11 50…75 2,5…3,0

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

s, мм Давление

режущего

кислорода,

МПа

vрез, м/ч s, мм Давление

режущего

кислорода,

МПа

vрез, м/ч
С односторонней разделкой С двухсторонней разделкой
10 0,45 29
20 0,45 24 20 0,45 22
30 0,45 20 30 0,45 19
40 0,55 17 40 0,55 16
60 0,60 14 60 0,60 13
80 0,75 11 80 0,75 11
100 1,05 10 100 1,05 9

Таблица 48. Технические характеристики резаков для механизированной резки

Марка Машина,

на которой

установлен

резак

Разрезаемый

металл, мм

Рабочее

давление

кислорода

* , МПа

Расход газов, м3 Комплекты

сменных

мундштуков

Количество

резаков

в машине,

шт

Масса

резака,

кг

Толщина Наибольшая

ширина

кислорода ацетилена
РМ-0-РД-450 «Одесса», «Черномор»

«Днепр» «Юг»

5…300 2500 0,2…1,2 2…28 0,5…1,2 Внешний №1, 2 Внутренний №1…5 5…6 1,25
РМ-3-И-450 СГУ, СГФ 5…300 2000 0,2…1,2 2…28 0,3…1,2 Те же 4 1,25
РМШ-3-И-396 АСШ-2, АСШ-70 5…100 750 0,2…0,8 2…13 0,3…0,8 Внешний №1 Внутренний №3 1…3 1,3
РМ-2-И-330 «Радуга» 5…300 0,2…1,2 2…28 0,3…1,2 Внешний №1, 2 Внутренний №1…5 1…2 1,0
РМ-3-И-265 «Спутник» 5…50 0,2…0,6 2…8 0,3…0,8 Внешний №1 Внутренний №1…3 1…2 0,8
РМ-0-И-135 ПГО, УФВТ 5…60 0,2…0,6 2…9 0,3…0,8 Те же 1 0,44

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

Таблица 49. Технические характеристики переносных газорезательных машин

Марка Давление кислорода *1, МПа Qг, м3 vрез, м/ч U, В Масса, кг
кислорода ацетилена
«Радуга» 0,8 20 1,0 5,5…90 ~110/127 4,5
«Смена» 0,8 20 1,0 6…240 36 4,2
«Микрон-2» 0,8 22 0,55 6…240 24 4,2
«Спутник-3» *2 0,6 12 0,65 9…45 24 16,6
«Орбита-2» 0,6 14 1,1 12…42 ~220 18,4

*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 *