17.1.2. Кислородно-ацетиленовая резка

Кислородно-ацетиленовую (газовую) резку применяют главным образом для резки стальных отливок. Эта резка металлов является высокопроизводительным и вместе с тем простым и дешевым техно­логическим процессом, поэтому ее широко применяют почти во всех литейных цехах, вместо механической резки. Процесс кислородной резки хорошо поддается механизации, что позволило создать большое число специальных машин и приспособлений, обеспечиваю­щих высокую производительность. При газовой резке, в отличие от механической резки, почти не проис­ходит поломок или износа инструмента.

Процесс газовой резки основан на интенсивном окислении ме­талла в струе кислорода при высокой температуре. Для нормального протекания процесса резки металла кислородом необходимы выполнение следую­щих условий:

а) температура воспламенения металла должна быть ниже тем­пературы его плавления;

б) образующиеся при резке окислы металла должны плавиться при температуре более низкой, чем температура его воспламенения и плавления.

Если металл не удовлетворяет первому усло­вию, то он будет плавиться и переходить в жидкое состояние еще до того, как начнется его горение в кислороде. Если металл не удовлетворяет второму требованию, то кислородная резка его без применения специальных флюсов не­возможна, так как образующиеся окислы не будут находиться в жид­ком состоянии при температуре горения металла и не смогут быть удалены из места разреза.

Способность сталей подвергаться резанию кислородом зависит от содержания в них углерода и легирующих примесей. При содержа­нии углерода в сталях до 0,3% они еще достаточно хорошо поддается резке. При содержании углерода свыше 0,3% сталь склонна к за­калке и образованию трещин при резке, поэтому требуется пред­варительный общий подогрев разрезаемого материала.

Скорость резания зависит от нескольких параметров:

• от толщины материала, его свойств, состава и температуры;

• от температуры и мощности пламени;

• от формы режущей струи и скорости ее истечения из сопла;

• от давления сжатого кислорода, и его чистоты.

Примеси в режущем кислороде уменьшают скорость резания, примерно с 225 мм/мин при чистоте кислорода 99% до 65 мм/мин при чистоте кислорода 81%. Предварительный подогрев отливки повы­шает скорость резания. При подогреве стали до 200370 °C – ско­рость резания повышается на 50100%.

При оптимальных режимах резки колебание давления кислорода в пределах ±0,1 МПа изменяет скорость резания на 2550%. Чрезмерное повышение и понижение давления кислорода отражается на качестве резки. На скорость резания влияет также марка стали и род горючего. Скорость ручной резки углеродистых сталей в значительной степени зависит от рода горючего: ацетилен, пиролизный газ, бензин или керосин.

Время ацетилено-кислородной резки в минутах на погонный метр определяется по формуле

,

(156)

а скорость ацетилено-кислородной резки и (в м/с) может быть определена следующим образом

,

(157)

где  – толщина разрезаемого металла, мм;

t – продолжительность резки в мин на 1 погонный метр;

Кислородная резка элементов литниковых систем, а также резка стальных отливок отличается от резки прокатного материала. Про­цесс резки отливок затруднен недостаточной чистотой их поверх­ности, наличием приливов, пригара и песка. Внутренние дефекты отливок также затрудняют процесс резки. Специфика литейного производства создает особые условия труда резчика и предъявляет повышенные требования к эксплуатации оборудования и инстру­мента.

Загромождение рабочих мест отливками, прибылями, литни­ками, формовочной смесью, сильно насыщенная пылью атмосфера цеха резко снижают культуру производства, понижают производи­тельность труда резчика.

Для правильной обрезки прибылей необходимо руководство­ваться чертежом детали, на котором указываются допуски на обрезку прибылей и необходимые шаблоны и приспособления. В тех случаях, когда отрезаемые места подвергаются в дальнейшем меха­нической обработке, необходимо оставить некоторый дополнитель­ный припуск сверх чертежного размера, который снимается при последующей механической обработке. Этот припуск должен дать возможность обработать деталь до заданной чистоты поверхности, чем и определяется его наименьшая величина. Неравномерность реза и скосы по тол­щине металла должны быть в пределах разности наибольшего и наименьшего допусков. По сравнению с припусками по листовому и сортовому материалу размеры припусков при обрезке отливок несколько больше. Это вызывается тем, что металл отливок менее чист и плотен, чем металл проката.

Некоторое время считали, что кислородной резке поддается только сталь, но в настоящее время разработаны методы резки и чугуна. Режим кислородной резки чугуна предусматривает приме­нение горелки с ручным регулированием. Состояние поверхности чугуна после резки значительно хуже, а ширина реза больше, чем при резке низкоуглеродистой стали. Эти недостатки присущи большинству литейных чугунов. Исключение составляют высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Этот чугун, так же как и низкоуглеро­дистая сталь, легко поддается кислородной резке. Чугун с шаровид­ным графитом разрезают при помощи обычного устройства для кис­лородной резки.

Некоторая сложность возникает при резке элементов круглого сечения из-за того, что при перемещении резака мундштук все время должен находиться на равном расстоянии от поверхности разрезаемого металла.

Скорость резки определяется размером сечения разрезаемого ме­талла. Стремясь к максимальной скорости резки, необходимо учи­тывать, что вдоль линии реза металл имеет переменную толщину. Ускорение процесса резки при работе на переменной толщине металла может быть достигнуто за счет переменной скорости переме­щения резака. В начале и конце резки скорость должна быть наи­большей, в середине – наименьшей.

Для кислородной резки может быть применен также керосинорез. В керосинорезе в качестве горючего при кислородной резке исполь­зуют пары керосина или бензина.