Кислородно флюсовая резка металла
Кислородная резка металла – это термический способ разрезания металла с помощью газового пламени. В подаваемой струе кислорода разрезаемый металл сгорает, одновременно с этим процессом сгорают и выделяемые оксиды. Для поддержания стабильного процесса используют горючие газы – ацителен, пропан-бутановую смесь, МАФ, а также в отдельных случаях – пары бензина и керосина. Время нагрева газа для низкоуглеродистой стали полностью зависит от толщины заготовки. Для эффективной резки металл должен быть с низким коэффициентом теплопроводности.
Технология кислородной резки
- • скоростная, нормальная и кислородно-флюсовая, предназначены для прямолинейной и фигурной резки;
- • строжка поверхности и канавок, обточка – используют в поверхностных обработках;
- • кислородное копье и струя – применяют в сверлении и прожигании.
Резка металла кислородом под водой
Данный вид обработки используется только при необходимости проведения специальных операций: спасательных, строительных, аварийных, подъемных. Резаком для подводной резки можно кроить стальные сплавы толщиной до 70 мм, находясь при этом на глубине до 30 м. Бензокислородный резак может работать со сталью, толщина которой достигает 100 мм.
По типу разреза подразделяются на:
Особенности кислородной резки труб
Ручной способ кислородного раскроя применяется для обработки торцов трубопровода перед сварочными работами, для удаления дефектов. Операция может выполняться в любом пространственном положении. Для ее выполнения применяют вставные и универсальные резаки. Настройка режима зависит от толщины обрабатываемого изделия.
Классификация оборудования для резки кислородом
По способу обработки резка бывает ручная и механизированная. Существуют ручные резаки, работа которых характеризуется достаточно высокой точностьюю Они подразделяются на универсальные, специальные, для фигурного и прямого раскроя. При необходимости обработки больших объемов металла рационально использовать переносные аппараты "Гугарк", большие партии одинаковых изделий успешно вырезаются с помощью шарнирных машин АСШ-86. Промышленные предприятия чаще всего используют портально-консольные устройства.
Особенности рабочего процесса
Резка, как и другой рабочие процесс, требует внимательности и соблюдения техники безопасности:
- • запрещено проводить подогрев металла одним только сжиженным газом;
- • запрещено использовать жидкое горючее в газосварочных работах;
- • при работе в закрытых помещениях должны быть предусмотрены вентиляционные системы;
- • баллоны с сжиженным газом должны располагаться на расстоянии не менее 5 м от газосварочных работ.
Как подготовить поверхность перед резкой
Перед проведением раскроя металла кислородом необходимо очистить поверхность от коррозии, грязи, масляных пятен и окалин. Если резка выполняется вручную, достаточно всего лишь очистить место реза плазменным резаком. Если процесс механизирован, то листы правят на вальцовочных аппаратах, а очищают с помощью химических или дробеструйных работ.
Кислородно-флюсовая резка металла
Кислородно-флюсовая разделительная резка – способ разделительного раскроя, при котором в зону реза вводятся порошкообразный флюсовый материал. За счет этого увеличивается количество выделяемой при резании теплоты и раскисляются тугоплавкие окислы. В результате обеспечивается возможность порезки толстостенного металлопроката, отливок, слябов, а также бетонных и железобетонных изделий.
Возможности и отличия технологии
Возможность кислородно-флюсовой резки толстостенного металла (до 1000 мм и более) объясняется присутствием в технологическом процессе специальных флюсов, которые при взаимодействии с режущим кислородом на поверхности контакта с обрабатываемым материалом переплавляют тугоплавкие окислы в шлаки с жидкотекучими свойствами. Из зоны реза они выдуваются кислородом повышенного давления. Также при этом наблюдается минимальное расплавление кромок – т.е. отсутствую грубые разрезы.
Фото 1. Разделительное резание скрапа
В основе порошкообразных флюсов находится железный порошок. Во время резания его частицы сгорают после прохождения в толщу металла, образуя ударное трение и удаляя с кромок изделия тугоплавкие оксиды.
Основным инструментом кислородно-флюсовой резки является резак, состоящий из копьедержателя и копья в виде трубы. Его конец перед работой подогревается до температуры, равной воспламенению в кислороде. На рукояти режущего инструмента расположен вентиль для включения и регулирования подачи кислорода.
Аппаратная составляющая
Оборудование для раскроя по этой технологии конструктивно состоит из таких узлов:
- Флюсопитатель – представляет собой емкость для флюса.
- Резак – режущий инструмент с кислородным копьем.
Фото 2. Схема рабочего поста для кислородно-флюсовой резки
В стандартный пост также должны быть включены рукава подачи кислорода и флюсового порошка из флюсопитателя, воздушный и кислородный редукторы, баллоны со сжатым воздухом (можно заменить компрессором) и с кислородом.
Фото 3. Внешний вид копьедержателя
Виды копьевой резки
Способ кислородно-флюсовой резки металла с добавлением флюсового порошка подходит для разделительного раскроя любых металлов, включая высокохромистые, нержавеющие стали, медные, алюминиевые сплавы, чугун. Данная технология подходит даже для резания бетонных и железобетонных конструкций.
1. Резание цветных металлов и сплавов
Обычно этим методом режется медь и латунь, алюминий и его сплавы – довольно грубо из-за наличия оксидной пленки на поверхности.
Сжигание флюса дает значительное количество тепла – это возмещает небольшой тепловой эффект горения сплавов на основе меди и минимизирует отведение тепла в обрабатываемый материал. Однако важно учитывать, что здесь также требуется предварительный нагрев зоны реза примерно до 200-400 °C.
1) смесь железных (50-55 %), алюминиевых частиц (20-40 %) и азотнокислого натрия;
2) состав из железного (35-90 %) и алюминиевого порошкообразного материала (10-65 %).
Кромки вырезанных деталей из меди или латуни получаются относительно грубыми, поэтому обычно дополнительно обрабатываются.
2. Раскрой высоколегированных сталей
Высокохромистые стали (с содержанием от 5 % хрома) перед раскроем, как правило, подвергаются отпуску при 300 °C. Особенно это касается металлопроката, из которого будут вырезаться заготовки сложной формы. Это исключит вероятность образования трещин. Перед резкой хромоникелевых марок металла рекомендуется производить смягчающую термообработку.
Резание обязательно должно выполняться с применением сухих флюсов, не рекомендуется использование долго хранившихся во флюсопитателе порошков.
При кислородно-флюсовой резке высоколегированных сталей кислородное копье лучше удерживать перпендикулярно обрабатываемому материалу и вести углом вперед. Это позволит получить довольно качественный рез.
3. Резка бетона и железобетона
Способ копьевого резания применим также для бетонных и ЖБ изделий. Но поскольку бетон в кислороде не горит, то для правильного выполнения кислородно-флюсовой резки требуются порошкообразные флюсы с повышенной теплоэффективностью – например, смесь из железного (75-90 %) и алюминиевого порошка (10-25 %).
Фото 4. Схема кислородно-флюсовой резки бетона
Технология резания тоже отличается – кислородное копье в процессе нужно время от времени вращать, а перемещение выполнять возвратно-поступательными движениями.
Где применяется кислородно-флюсовая разделительная резка?
Технология копьевой резки активно используется на металлургических заводах, предприятиях тяжелого машиностроения и т.д. С ее помощью выполняют порезку металлолома и неликвидов, остывших блюмов, обрезку прибылей, поверхностную резку и разделку дефектов на отливках, прожигают отверстия в железобетонных и бетонных изделиях.
Фото 5. Порезка металлолома на копровом участке
При этом следует знать, что качество реза при использовании данного метода невысокое, поэтому используют его там, где не требуются качественные кромки или другие варианты раскроя невозможны.
Кислородно-флюсовая копьевая резка
Раскрой чугуна, сталей с большим содержанием легирующих элементов, цветных металлов и сплавов выполняют преимущественно плазменно-дуговым способом. Но как быть, если они имеют слишком большую толщину и порезка данным методом невозможна? В таких случаях применяется резка кислородно-флюсовым копьем.
Отличительные особенности процесса
Популярность резки кислородно-флюсовым копьем толстостенных материалов обусловлена присутствием в процессе порошкообразных флюсов. При подаче совместно с кислородом они позволяют переплавить тугоплавкие окислы в жидкотекучие шлаки, которые впоследствии легко удаляются с места реза под воздействием высокого давления кислорода.
Частицы порошка сразу не сгорают, а попадают в глубину реза. Под воздействием ударного трения, которое они создают, с поверхности кромок удаляются тугоплавкие оксиды.
Конец копья перед резкой подвергается предварительному подогреву любым возможным способом (газовым пламенем, газокислородной горелкой) до температуры воспламенения в кислороде, подачу которого включают и регулируют на рукоятке.
От традиционного кислородного способа кислородно-флюсовый отличается следующими параметрами:
- Увеличенная мощность пламени для подогрева (в пределах 15-20 %) с целью равномерного нагрева частиц флюса до их воспламенения. В противном случае железный порошок будет воспламеняться на большом расстоянии от мундштука и не полностью сгорать, что ведет к неустойчивому процессу резки кислородным копьем.
- Большее расстояние от торца мундштука к поверхности разрезаемого материала для предупреждения его закупорки – около 15-60 мм в зависимости от толщины материала и используемого оборудования. Это снижает вероятность хлопков, которые являются результатом отскакивания флюса от поверхности металла, а также закупорки выходных отверстий резака.
- Скорость процесса в обязательном порядке подбирается с учетом расхода флюса.
- Большее сечение каналов для подачи режущего кислорода.
Оборудование для кислородно-флюсовой резки
Аппараты состоят из нескольких основных узлов:
Флюс может подаваться в резак по следующим схемам:
- Механическая – подача осуществляется при помощи шнека с электромеханическим приводом, установленного внизу емкости. Флюс захватывается ним и по шлангу проходит к резаку, где подхватывается струей режущего кислорода и доставляется на место резки. Как правило, применяется при использовании легковоспламеняемой смеси на основе алюминиево-магниевого порошка, подача которой непосредственно кислородом недопустима.
- Однопроводная – флюс подается из бачка под воздействием давления кислорода, что исключает необходимость наличия дополнительного инжектора в головке резака.
- Внешняя – кислород подводится к нижней и верхней части емкости с флюсом. Вверху емкости создается давление, внизу – кислород подается в шланг.
Резка высоколегированных марок сталей
Стали с большим содержанием хрома (от 5 % и более) перед резкой рекомендуется предварительно подвергать отпуску при температуре 300 °C, особенно при необходимости получения деталей сложной конфигурации. Это позволит предотвратить трещинообразование. А хромоникелевые стали, полученные методом холодной прокатки – смягчающей термообработке.
Для резки кислородно-флюсовым копьем запрещено применять флюсы повышенной влажности и те, которые на протяжении длительного периода времени находились во флюсопитателе.
Качественная поверхность реза получается, когда кислородное копье при разделительной резке удерживается перпендикулярно разрезаемому материалу либо углом вперед. Но данный метод возможен только при условии прямолинейного раскроя.
Для кислородно-флюсовой резки чугуна используются все вышеперечисленные порошки кроме состава на основе двууглеродистого натрия и фосфористого кальция.
Раскрой цветных металлов
Благодаря сжиганию флюса при резке кислородно-флюсовым копьем вводится огромное количество дополнительного тепла, чем возмещается низкий тепловой эффект горения меди и ее сплавов и повышенный отвод тепла в обрабатываемый материал, что обусловлено высокой теплопроводностью. Но и эти металлы требуют предварительного подогрева места реза до температуры от 200 до 400 °C.
Расположение мундштука по отношению к поверхности разрезаемого материала выбирается в зависимости от его толщины и составляет 30-50 мм, что больше даже сравнительно с резкой высоколегированных сталей.
Также по сравнению с раскроем сталей с высоким содержанием хрома и других легирующих элементов процесс протекает в 2-4 раза медленнее и сопровождается повышенным расходом флюса:
Поверхность реза не отличается высоким качеством, поэтому изделия впоследствии подвергаются механической обработке.
Алюминий режется этим способом довольно грубо.
- смесь железного (35-90 %) порошка с алюминиевым (10-65 %);
- состав на основе железного (50-55 %), алюминиевого (20-40 %) порошка и азотнокислого натрия (5-30 %).
Порезка бетона и железобетона
Помимо различных металлов резка кислородно-флюсовым копьем может применяться для бетона и различных ЖБИ толщиной до 1500 мм. От раскроя сталей процесс отличается тем, что необходимо использовать флюсы со значительно большей теплоэффективностью, поскольку бетон в кислороде не горит. Отлично подходит для этих целей смесь на основе 75-90 % железного и 10-25 % алюминиевого порошка. Для подачи флюса применяется внешняя схема.
В начале резки копье прижимается к поверхности материала, а в процессе работы его следует периодически вращать и перемещать возвратно-поступательными движениями. Также его допускается установить на специальной стойке, чтобы облегчить нагрузку, или держать в руках, если объем работы небольшой.
Области применения кислородно-флюсовой резки
Кислородно-флюсовая резка нашла широкое применение на металлургических предприятиях, заводах тяжелого машиностроения. Ее использование экономически оправдано при выполнении следующих работ:
- обрезка прибылей на стальных отливках;
- вырезания отверстий (леток) в сталеплавильных печах металлургического производства, которые служат для выпуска шлака, штейна или расплавленного металла;
- резка металлолома, неликвидов на копровых участках различных предприятий;
- поверхностная резка и разделка различных дефектов (шлаковые и песчаные включения, наплывы и т.п.) на поверхности отливок из высоколегированных сталей;
- ликвидация остатков шлака и стали (так называемых «козлов») в шлаковых камерах доменных, электрических и мартеновских печей;
- резка блюмов в холодном состоянии;
- прожигание отверстий в бетоне и железобетоне и их разделение.
Поскольку качество реза при кислородно-флюсовой резке относительно невысокое, данный метод применяется в основном в случаях, когда использование других способов раскроя экономически нецелесообразно либо просто невозможно.
Кислородно флюсовая резка (УКФР)
Кислородно-флюсовая резка металла – процесс, при котором в зону реза посредством специального оборудования непрерывно подается порошкообразный флюс вместе с режущим кислородом. Купить УКФР целесообразно при необходимости раскроя нержавеющих хромистых и хромоникелевых сталей, чугуна, цветных металлов и их сплавов, которые не поддаются газокислородному резанию.
Особенности технологии
Сущность процесса заключается во введении флюсового порошка в струю режущего кислорода. При сгорании порошкообразный материал существенно повышает температуру в зоне реза. В результате химической реакции тугоплавких окислов с продуктами сгорания флюса образуются жидкотекучие шлаки, не препятствующие резанию и легко удаляющиеся из зоны реза под высоким давлением кислорода.
Кислородно-флюсовая резка характеризуется такими преимуществами:
- Возможность резания металлов, которые при плавлении образуют тугоплавкие или вязкие соединения. К ним относятся высоколегированные, хромоникелевые и хромистые нержавеющие стали, чугун, алюминий и различные его сплавы.
- Относительно высокая скорость реза материалов большой толщины. Но при этом она напрямую зависит от количества флюса, который подается за единицу времени. Так, при работе с материалами толщиной 10-200 мм скорость выбирается в диапазоне 0,76-0,23 м/мин соответственно, а расход используемого порошка должен составлять 0,25-0,8 кг/ч.
- Достойное качество реза при условии правильной настройки рабочих параметров. Но если вырезаются заготовки для изготовления каких-либо ответственных конструкций, оборудования или спецтехники, дополнительная механическая обработка в большинстве случаев все же требуется.
Для равномерного нагрева частиц флюса до их воспламенения мощность подогревающего пламени при флюсовой резке должна составлять на 15-20% больше, чем при кислородной. С целью исключения возможности засорения мундштука расстояние между ним и разрезаемым материалом устанавливают в пределах 25 мм, а при работе с металлом толщиной от 100 мм – 40-60 мм.
В процессе работы необходимо учитывать, что вентиль подачи порошкообразного флюса открывают только после зажигания подогревающего пламени. Длительность предварительного подогрева меньше по сравнению с традиционным воздушно-кислородным способом – для сталей толщиной 10-100 мм составляет в пределах 15-150 сек. Давление режущего кислорода устанавливается в зависимости от конкретной марки стали и ее толщины.
Оборудование
Аппаратура для кислородно-флюсовой резки состоит из таких основных элементов:
- Флюсопитатель.
- Ручной резак с флюсовой оснасткой.
- Тележка для установки и перемещения флюсопитателя.
Конструкция оборудования предполагает подачу порошкообразного флюса через специализированную насадку на резаке, которая обеспечивает оптимальный расход материала. Это происходит за счет разрежения и всасывания порошка в струю режущего кислорода при его пуске. Благодаря этому обеспечивается возможность резания в любом пространственном положении, а также пакетного раскроя (т.е. одновременного раскроя нескольких листов).
В качестве флюса используется мелкофракционный железный порошок (размеры частиц – 0,1-0,2 мм). Но в зависимости от разновидности разрезаемого металла добавляются и другие порошкообразные материалы. Например, кварцевый песок при работе с высокохромистыми сталями, феррофосфор – при раскрое чугуна.
Обратите внимание! Во избежание воспламенения флюса в резаке, флюсопитателе или шланге не допускается применять порошки с содержанием свыше 96% чистого железа либо алюминия.
Ассортимент
Группа компаний "ПУРМ" производит и предлагает к продаже современное и надежное оборудование для кислородной резки. У нас вы можете подобрать и купить подходящую по характеристикам и цене аппаратуру для любых производственных целей.
В нашем ассортименте вы найдете:
- Установки кислородно-флюсовой резки. При выборе ориентируйтесь на толщину разрезаемого материала – она может составлять 200 и 300 мм. Также в каталоге имеется устройство для резания нержавейки, чугуна, сплавов цветных металлов и неметаллических материалов толщиной до 1000 мм.
- Резаки для УКФР. Отличаются от обычных (используемых при кислородном резании) каналами большего диаметра. Выбор устройств довольно большой, поэтому перед покупкой определитесь с основными задачами, для которых оно будет применяться.
- Запчасти к резакам. К ним относятся все расходные материалы – мундштуки, гильзы, смесители и насадки.
В каталоге нашей компании вы найдете все необходимое для флюсовой резки металла. Мы гарантируем профессиональную помощь в выборе, предоставляем услуги доставки и пуско-наладки.
Читайте также: