рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Высокие технологии
- /
- Вид работы: Лекции
- /
- Технология кислородной резки
Реферат Курсовая Конспект
Технология кислородной резки
Технология кислородной резки - Лекция, раздел Высокие технологии, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ И ДАВЛЕНИЕМ Сущность Кислородной Резки.Кислородной Резко...
Сущность кислородной резки.Кислородной резкой называют способ разделения металла, основанный на использовании для его нагрева до температуры воспламенения-теплоты газового пламени и экзотермической (с выделением теплоты) реакции окисления металла, а для удаления окислов — кинетической энергии режущего кислорода.
По характеру и направленности кислородной струи различают три основных вида резки: разделительная, при которой образуются сквозные разрезы; поверхностная, при которой снимается поверхностный слой металла; кислородным копьем, заключающаяся в прожигании в металле глубоких отверстий.
На рис. 6 показана схема разделительной резки. Металл 3 нагревается в начальной точке реза до температуры воспламенения (в кислороде для стали до 1000—1200°С) подогревающим ацетиленокислородным пламенем 2, затем направляется струя режущего кислорода 1, и нагретый металл начинает гореть с выделением значительного количества теплоты по реакции 2Fe+2O2=Fe3O4+Q.
Теплота от горения железа Q вместе с подогревающим пламенем разогревает лежащие ниже слои и распространяется на всю толщину металла. Чем меньше толщина разрезаемого металла, тем больше роль подогревающего пламени (при толщине 5 мм — до 80% общего количества теплоты, выделяемой при резке, при толщине более 50 мм — только 10%). Образующиеся окислы 5, а также частично расплавленный металл удаляются из зоны реза 4 под действием кинетической энергии струи кислорода. Непрерывный подвод теплоты и режущего кислорода обеспечивают непрерывность процесса.
Условия резки и разрезаемость. Для обеспечения нормального процесса резки должны быть выполнены следующие условия:
1. Источник теплоты должен иметь необходимую мощность, чтобы обеспечить нагрев металла до требуемой температуры сгорания металла, а количество теплоты, выделяющейся при сгорании металла в кислородной струе, должно быть достаточным для поддержания непрерывного процесса резки,
2. Температура плавления металла должна быть выше температуры его окисления (горения) в кислороде, иначе металл при нагреве будет плавиться и принудительно удаляться из разреза без характерного для процесса резки окисления, являющегося главным источником теплоты.
3. Температура плавления металла должна быть выше температуры плавления образующихся в процессе резки окислов, иначе тугоплавкие окислы изолируют металл от контакта с кислородом и затруднят процесс резки.
4. Образующиеся окислы и шлак должны быть жидкотекучими и легко выдуваться струей режущего кислорода, иначе контакт кислорода с жидким металлом будет замедлен или вовсе невозможен.
Всем перечисленным условиям удовлетворяет углеродистая сталь, поэтому ее можно резать кислородом.
Первому условию при газовой резке не удовлетворяет медь в связи с ее высокой теплопроводностью, сильно затрудняющей начало процесса резки, и низким тепловыделением при окислении. Поэтому мощности газовых резаков недостаточно для резки меди, и медь можно резать, применяя более мощный тепловой источник — электрическую дугу.
Второму и четвертому условию не удовлетворяет чугун. По мере повышения содержания углерода в железе процесс резки значительно ухудшается из-за снижения температуры плавления и повышения температуры воспламенения. Чугун, содержащий более 1,7% углерода, кислородной резкой не обрабатывается. Кроме того, вязкость шлака значительно возрастает при увеличении содержания кремния, который обязательно содержится в чугуне, что также является одной из причин невозможности вести кислородную резку чугуна. Третье условие не удовлетворяется при резке алюминия, магния и их сплавов, а также сталей с большим содержанием хрома и никеля. При нагревании этих сплавов в процессе резки на их поверхности образуется пленка тугоплавкого окисла, препятствующая поступлению кислорода к неокисленному металлу.
Основные параметры кислородной разделительной резки:
характеристики подогревающего пламени — мощность, горючий газ, соотношение смеси горючего газа и кислорода;
характеристики струи режущего кислорода — давление, расход, форма, чистота, скорость резки.
Подогревающее пламя имеет при резке нейтральный характер (β=1,1 для ацетилена, β=3,5 для пропанобутановой смеси). Мощность подогревающего пламени увеличивают с увеличением толщины разрезаемого металла.
Качество кислородной резки. Качество резки характеризуется точностью траектории и качеством поверхности реза. Наименьшие отклонения траектории (линии) реза от заданной получаются при резке на машинах с программным, фотоэлектронным и электромагнитным управлением, наибольшие — при ручной резке без направляющих приспособлений. Величина отклонений зависит от длины, толщины, состояния поверхности листа, формы вырезаемой заготовки, квалификации резчика.
Качество реза характеризуется неперпендикулярностью и шероховатостью его поверхности, равномерностью ширины реза, наличием подплавления верхней кромки и грата на нижней кромке (рис. 7, а).
Неперпендикулярность поверхности реза образуется при изменении угла наклона резака к поверхности листа, а также от расширения режущей струи кислорода при выходе ее из реза. Шероховатость поверхности реза определяется количеством и глубиной бороздок, оставляемых режущей струей кислорода (рис. 7, в). Бороздки имеют обычно криволинейное очертание из-за отставания Δ от оси мундштука режущей струи кислорода (рис. 7, б). Чем больше толщина металла, меньше чистота кислорода, тем больше отставание. Обычно отставание составляет от 1 до 15 мм при прямолинейной резке листов толщины от 5 до 200 мм. Глубина бороздок зависит от давления кислорода, скорости резки, равномерности перемещения резака и состава горючего. Величина оплавления кромок находится в прямой зависимости от мощности подогревающего пламени к в обратной — от скорости резки. ГОСТ 14792 устанавливает три класса качества при машинной резке: 1-й класс— высший, 2-й класс — повышенный, 3-й класс — обычный. Для каждого класса установлены предельные допуски на неперпендикулярность поверхности, на шероховатость и отклонения от линии реза.
Для повышения производительности и качества реза применяют ряд разновидностей кислородной разделительной резки.
Скоростная кислородная резка достигается за счет наклона резака на 45° в сторону, обратную направлению перемещения. Скорость резки листовой стали толщиной 3—20 мм повышается в 2—3 раза, но ухудшается качество реза.
Высококачественная скоростная кислородная резка (смыв-процесс) позволяет увеличить и скорость (в 1,5—2,5 раза) и качество резки. Первое достигается за счет острого угла наклона резака — 25°, второе — применением специальных мундштуков, имеющих три отверстия для режущего кислорода, расположенных по углам равнобедренного треугольника. Впереди перемещается основная режущая струя, которая осуществляет резку металла на всю толщину. Две другие струи, расположенные по бокам и сзади основной, «защищают» горячие кромки, образованные основной струей, Недостатком способа с острым углом является невозможность фигурных резов и большая ширина реза.
Резка кислородом высокого давления до 5 МПа обеспечивает увеличение скорости резки металла толщиной до 60 мм на 30—50%.
Стали толщиной до 300 мм, разрезают обычными универсальными резаками. Сварка сталей большой толщины связана с дополнительными трудностями: необходимостью применения высоких давлений кислорода, трудностью прогрева нижних слоев металла и удаления шлака на большом расстоянии от резака. Поэтому стали большой толщины (свыше 300 мм) режут специальными резаками, мундштуки которых имеют увеличенные по сравнению с универсальными резаками "проходные сечения для режущего кислорода. Применяют науглероживающее подогревающее пламя, так как в этом случае оно будет более длинным.
Поверхностная кислородная резка металла.Поверхностной кислородной резкой называется процесс снятия кислородной струей слоя металла, В этом случае струя кислорода направлена к поверхности обработки под острым углом 15—40°, но в отличие от разделительной резки направление струи совпадает с направлением резки, и металл, расположенный впереди резака, нагревается перемещающимся нагретым шлаком (рис. 8).
Рис. 8. Схема поверхностной резки:
1 — мундштук, 2 — шлак, 3 — канавка
Рис. 9. Схема прожигания отверстия в бетоне кислородным копьем: 1 — держатель копья, 2 — копье, 3 — защитный экран, 4 — бетонное изделии
Резку кислородным копьем(рис. 9) выполняют тонкостенной стальной трубкой (копьем) с наружным диаметром 20—35 мм. Трубку подсоединяют к рукоятке с вентилем для кислорода и по ней подают кислород к месту реза. До начала резки конец трубки нагревают газовой горелкой или электрической дугой до температуры воспламенения. Кислородное копье горящим концом прижимают с достаточно большим усилием к изделию (металл, бетон, железобетон) и прожигают, таким образом, отверстие. Образуемые в процессе прожигания отверстия шлаки давлением кислорода и газов выносятся наружу в зазор между копьем и стенкой прожигаемого отверстия. Этому процессу способствуют возвратно-поступательные и вращательные движения копьем.
Кислородно-флюсовая резка. Для резки хромистых, хромоникелевых нержавеющих сталей, чугуна и цветных металлов, которые не удовлетворяют условиям кислородной резки, применяют способ кислородно-флюсовой резки. Сущность заключается в том, что в зону реза вместе с режущим кислородом вводится специальный порошкообразный флюс, при сгорании которого выделяется дополнительная теплота и повышается температура в зоне реза. Кроме того, продукты сгорания флюса, взаимодействуя с тугоплавкими окислами, образуют жидкотекучие шлаки, которые легко удаляются из зоны реза, не препятствуя нормальному протеканию процесса.
Основным компонентом порошкообразных флюсов, применяемых при резке металлов, является железный порошок, который, сгорая, выделяет большое количество теплоты (около 1800 ккал/кг). Лучшие результаты при сварке нержавеющих сталей достигаются при добавлении к железному порошку 10—15% алюминиевого порошка. Для поверхностной и разделительной резки нержавеющих сталей используют в качестве флюса смесь алюминиево-магниевого порошка с ферросилицием или силикокальцием. Алюминиево-магниевый порошок, входящий во флюсовую смесь, сгорая в струе кислорода, повышает температуру пламени, а ферросилиций или силикокальций действует на окислы хрома, как флюсующая добавка.
Основная задача флюса при резке чугуна состоит в разбавлении флюса железом в области реза, снижении в сплаве содержания углерода, а также разжижении шлака, в котором содержится много кислорода. В состав флюсов для резки чугуна входят железный и алюминиевый порошки, кварцевый песок и феррофосфор.
Цветные металлы и сплавы подвергаются кислородно-флюсовой резке только с применением флюсов. Установки для кислородно-флюсовой резки состоят из двух основных частей: резака (ручного или машинного) и флюсопитателя, обеспечивающего подачу и регулирование расхода флюса.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ И ДАВЛЕНИЕМ
Лекция... Введение... г Петров открытие электрической дуги г Бенардос Н Н запантетовал сварку металлов электрической дугой между угольными электродами...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Технология кислородной резки
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.025 сек.
Новости и инфо для студентов