Тепловой |
эффект |
реакции |
горе |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
ния должен быть достаточно боль |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
шим, чтобы поверхность металла на |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
лобовой |
кромке |
|
прогревалась |
до |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
температуры |
плавления; |
по |
тем |
же |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
причинам хуже |
поддаются |
кислород |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ной резке металлы с высокой тепло |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
проводностью; вязкость |
расплава |
не |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
должна быть высокой, чтобы обес |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
печить его турбулизацию в. поверх |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ностных слоях и выделение необхо |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
димого количества тепла на кромке |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
реза. |
чистых |
металлов |
кислород |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Из |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ной |
резке |
хорошо |
поддаются |
|
же |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
лезо, титан, марганец. Так, для же |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
леза |
Гпл~1800 |
К; |
Твоейл= 1320 К; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Гол Рво = 1643 К. |
|
|
реакции |
горе |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Тепловой |
эффект |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ния |
железа |
довольно |
высок, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Fe + |
0,5О2 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
= FeO + |
269 |
МДж/кг • моль. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(26.3) |
|
|
|
|
|
|
||
Теплопроводность |
железа |
невы |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
сока, |
поэтому |
лобовая |
поверхность |
У |
|
|
|
|
||||||||||||
разогревается |
при |
резке |
до |
|
высоких |
|
|
|
|
|||||||||||
температур |
(1600—2000 °С). |
Кисло |
Рис. 26.1. Схема |
процесса |
кислородной |
|||||||||||||||
родную |
резку |
можно |
успешно |
при |
||||||||||||||||
резки: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
менять для |
обработки |
малоуглероди |
АА — граница |
раздела |
стоун |
кислорода н |
||||||||||||||
стых, конструкционных, |
низколегиро |
окисленного |
металла; |
ВВ — граница раз |
||||||||||||||||
ванных |
сталей, |
титана. Обычной кис |
дела окисленного и расплавленного ме |
|||||||||||||||||
лородной |
резкой |
|
нельзя |
разрезать |
талла; |
СС — граница |
раздела расплав |
|||||||||||||
|
ленного |
н твердого |
металла |
|
||||||||||||||||
Ni, |
Си, |
Al, |
Mg, |
|
Cr, |
|
Zn, |
|
так |
как |
|
|
|
|
|
|
||||
они |
не |
удовлетворяют |
вышеприве |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
денным условиям резки. |
|
|
в |
стали |
ряда легирующих |
элементов |
и прежде |
|||||||||||||
|
Повышение |
содержания |
||||||||||||||||||
всего хрома приводит к тому, что в образующейся жидкой пленке на по верхности реза содержится большое количество тугоплавких оксидов хрома (до 20% ). Температура плавления хромистых железняков с таким содер жанием хрома составляет примерно 2000 °С, что значительно превышает температуру плавления разрезаемой стали. Для кислородной резки высоко легированных сталей необходимо обеспечить расплавление и перевод в шлак образующихся тугоплавких оксидов, что может быть достигнуто путем по вышения температуры в разрезе или переводом шлаков в более легкоплав кие соединения. Для резки высоколегированных хромоникелевых сталей, чу гуна, меди и ее сплавов применяется кислородно-флюсовая резка.
Сущность процесса кислородно-флюсовой резки заключается в том, что в зону реза вводится порошкообразный флюс, который, поступая на кромку разреза, сгорает в струе кислорода и значительно повышает температуру в разрезе. Кроме того, продукты его окисления сплавляются с оксидом по верхностной пленки и образуют шлаки с более низкой температурой плав ления, которые довольно легко удаляются из разреза.
В качестве флюса наиболее широко применяется железный порошок марки ПЖ5М по ГОСТ 9849—86 или его смеси с порошками магния, алю
миния, силикокальция.
Тепловое воздействие на металл при кислородной резке характеризуется быстрым нагревом поверхности разреза и прилегающих к нему слоев и
высокой скоростью их охлаждения (до 2000 °С/с), что при резке конструк ционных, легированных сталей приводит к образованию закалочных струк тур на кромке реза.
Низкая пластичность металла кромки в сочетании с внутренними напря жениями, вызываемыми термическим циклом от источника тепла, могут при вести к потере технологической прочности металла на кромке (образование трещин), а в ряде случаев — к разрушению изделия.
Одним из способов устранения трещин при резке является предвари тельный подогрев заготовок, который снижает скорость охлаждения металла кромки и обеспечивает получение более пластичных структурных составляю щих [1]. Температура предварительного подогрева стали может быть опреде лена из следующей зависимости:
Гп = 500 VCSKB 0 + 1000А6) — 0,45 |
(26.4) |
где б — толщина разрезаемого металла, м; k — коэффициент толщины |
(для |
6<1000 мм, k =0,0002) I Сэкв — эквивалентное содержание углерода: |
|
Сэкв = с + 0,155 (Сг + Мо) + 0,14 (Mn + V) + 0,11 Si + 0,045 (Ni + Си). |
|
|
(26.5) |
При Сакв (1 + 1000 £6)<0,45 сталь при резке не требует подогрева |
и мо |
жет разрезаться в состоянии поставки. В случае невозможности подогрева заготовки должна быть снижена скорость резки:
и = 0опт(1— |
0,8 |
УСэкв“ *М5 )i |
(26.6) |
где Попт — скорость |
резки малоуглеродистой стали, м/с; v — скорость |
резки |
|
закаливающейся |
стали, м/с. В настоящее время кислородная резка |
наряду |
|
со сваркой является одним из основных технологических процессов в ме таллообрабатывающих отраслях промышленности, металлургии, строитель стве. Она используется для резки заготовок из листа, профильного проката, труб, отрезки прибылей в литейном производстве, резки заготовок под по следующую ковку, штамповку, в ремонтных работах и др.
26.2. Технология резки
При кислородной разделительной резке стали в соответствии с технологиче скими особенностями различают резку металла малых толщин (до 5 мм), средних толщин (5—300 мм) и больших толщин (свыше 300 мм). Такоечде ление довольно условно, однако для каждого диапазона разрезаемых толщин существуют общие закономерности.
26.2.1. Кислородная резка стали средних толщин
Наиболее важными технологическими параметрами кислород ной резки являются расход режущего кислорода, мощность по догревающего пламени, скорость резки.
Для расчетов расходов режущего кислорода может быть ре комендована следующая формула, полученная на основании ре зультатов обработки данных ВНИИаатогенмащ и зарубежных
фирм, |
|
|
|
Ккр = 0W kM nku'b™ , |
|
|
(26.7) |
где Уцр— расход «режущего» |
кислорода, |
м3/с; |
k2— коэффи |
циент, учитывающий состояние |
металла |
перед |
резкой (Л2 = |