Газовая резка

Кислородная резка газом — это один из способов термической обработки металла путем воздействия чистого потока кислорода на горячий металл. Сгорая, смесь пропана (ацетилена или других газов) с кислородом, нагревает металл до высокой температуры, при которой происходит химическая реакция между кислородом и металлом обеспечивая высокую температуру для локального плавления. Металл сгорает в струе кислорода, а образовавшиеся оксиды выдуваются из участка разреза. Данный тип резки носит название — разделительная газовая резка металлопроката. Он предназначен для раскроя листов металлопроката, разделки кромок под сварку, вырезки заготовок различной формы и других работ, связанных с разрезанием металла на части. Резка газом может применяться и для разделки канавок, удаления поверхностного слоя металла и устранения поверхностных дефектов.В этом случае газовая резка называется поверхностной.

Кислородную резку производят резаком — специальной сварочной горелкой с дополнительным устройством для подвода кислорода. Важное промышленное значение имеет резка газом, дающая возможность резать металлы различной толщины не только по прямой линии, но и по любому контуру. В ряде производств кислородная резка является одним из основных элементов технологического процесса изготовления металлических изделий.

В зависимости от формы реза кислородная резка бывает:

• резка прямым резом;
• вырезка флянцев и других простых деталей с прямолинейными, круговыми или произвольными контурами (диаметр вырезаемых кругов — 300-3000 мм).

Кислородная резка газом рекомендуется для того, чтобы резать листовой, сортовой и трубный металлопрокат:

Какие материалы можно резать газом? 

Газовой резке поддаются только те металлы, которые удовлетворяют следующим главным требованиям.

• Температура плавления металла должна быть больше температуры воспламенения его в кислороде. В противном случае металл будет только плавиться, но не будет сгорать. Например, низкоуглеродистая сталь имеет температуру воспламенения в кислороде 1300-1350 °С, а температуру плавления — около 1500 °С. Однако повышение количества углерода в стали будет сопровождаться увеличением температуры воспламенения в кислороде и уменьшением температуры плавления. В связи с этим газовая резка стали с повышенным содержанием углерода и примесей становится проблематичной.
• Температура плавления металла должна быть выше температуры плавления оксидов. Данное требование необходимо для того, чтобы образующиеся при резке оксиды легко выдувались кислородом и не мешали дальнейшему окислению и резке. Например, при резке алюминия образуются оксиды с температурой плавления приблизительно 2050 °С, а при резке хромистых сталей — оксиды с температурой плавления около 2000 °С. Совершенно очевидно, что эти оксиды покрывают поверхность металла и прекращают тем самым дальнейший процесс резки.
• Теплопроводность металла должна быть как можно меньшей, ибо при большой теплопроводности сообщаемая металлу теплота быстро уходит из зоны резки и подогреть такой металл до температуры воспламенения будет трудно.
• Количество выделяющейся при сгорании металла теплоты должно быть достаточно большим, так как эта теплота нагревает пограничные с зоной резки участки металла и тем самым обеспечивает непрерывность процесса резки. Так, например, при резке низкоуглеродистой стали 65—70% суммарного количества теплоты выделяется от сгорания металла в струе кислорода, остальные 30-35% составляет теплота от подогревающего пламени резака.
• Возникшие при резке газом шлаки должны быть достаточно текучими и без труда выдуваться из разреза. Вязкие и тугоплавкие шлаки будут серьезно затруднять процесс резки. Перед началом резки нужно тщательно очистить поверхность разрезаемого металла от ржавчины, окалины, грязи и краски. Для их удаления необходимо медленно провести пламенем резака по поверхности металла вдоль предполагаемой линии разреза. При этом окалина отстает от металла, а краска и масло выгорают. После этого следует зачистить металлическую поверхность щеткой.

Необходимо заметить, что разные металлы в разной степени подвергаются кислородной резке газом. Низкоуглеродистые стали с содержанием углерода не более 0,3% режутся газом очень хорошо, тогда как среднеуглеродистые стали (с количеством углерода не выше 0,7%) режутся газом несколько хуже. Высокоуглеродистые стали режутся газом с большим трудом, а при содержании углерода свыше 1% резка газом неосуществима без добавки специальных флюсов. Высоколегированные стали газокислородной сварке не поддаются, для их резки нужно использовать плазменно-дуговую или кислородно-флюсовую резку, которой можно разрезать еще медь, латунь, бронзу. Для разделки алюминия и его сплавов применима плазменно-дуговая резка. Таким образом, после характеристики разрезаемости следует изучить особенности технологии резки разных металлов в зависимости от их толщины, вида разрезаемого профиля, химического состава и деформируемости в результате высокотемпературного воздействия.

Преимущества газовой резки:

• возможность реза любого стального металлопроката толщиной до 80 мм за исключеним нержавеющего проката;
• возможность осуществления реза любой сложности;
• возможность проводить поверхностную обработку металла кроме непосредственно основной разделительной резки;
• широкий ассортимент и диапазон толщин металлопроката;
• относительно быстро и универсально;
• возможность одновременной резки большого количества сортового проката, за исключением швеллера и балки;
• оптимальное соотношение «цена – качество» услуги.

Недостатки резки газом:

• невозможность резки кругов и квадрата сплошного сечения свыше 100 мм;
• возможна резка только углеродистых сталей;
• худшее, по сравнению с другими способами, качество резанной кромки (бывает обгорелая кромка, окалина, неровные края, коробление металла), что требует дополнительной механической обработки;
• при резке металла толщиной более 30 мм может быть достаточно широкая линия реза — 3 мм;
• низкая точность резки, отклонения до 8 мм;
• значительная зона термического воздействия;
• при резке сгорает от 4 до 10 мм металла, в зависимости от толщины разрезаемого проката:
  • сгорает 3-4 мм при толщине прорезаемого металла до 6 мм;
  • сгорает около 5 мм при толщине прорезаемого металла от 8 мм до 12 мм;
  • сгорает до 6 мм при толщине прорезаемого металла от 14 мм до 25 мм;
  • сгорает от 5 мм до 7 мм при толщине прорезаемого металла свыше 30 мм и до 60 мм.