Разрезаемость металлов

Влияние чистоты кислорода на качество и производительность резки

Для процесса газовой резки чистота режущего кислорода — один из главнейших факторов, определяющих качество разрезанных кромок, производительность процесса и удельный расход кислорода.

С понижением чистоты кислорода процесс окисления железа замедляется, а продолжительность резки и удельный расход кислорода возрастают. Принято считать, что с понижением чистоты кислорода на 1% (в пределах 99,5—97,5) возрастает продолжительность резки (на 10—15%) и удельный расход кислорода (на 25—35%).

Помимо влияния на производительность резки и расход газа пониженная чистота кислорода влияет на качество кромок реза и, в частности, на образование на поверхности кромок привариваемого к ним, трудно отделимого грата.

Применять для резки кислород чистотой ниже 97,0% из-за низкого качества кромок реза не рекомендуется. Опыт показывает, что наиболее высокой эффективности процесса разделительной резки стали и наибольшей чистоты поверхности кромок, свободных от грата, достигают при использовании кислорода наибольшей практически достижимой чистоты (99,8%).

Подвергаемый газовой резке металл должен удовлетворять ряду определенных условий (требований).

I. Температура плавления металла должна быть выше температуры воспламенения его в кислороде (температуры начала интенсивного окисления металла). В противном случае металл под действием подогревающего пламени резака будет плавиться и принудительно удаляться кислородной струей без необходимого окисления, характеризующего процесс газовой резки. При этих условиях шлак не образуется, и расплавляемый металл, трудно удаляемый кислородной струей, будет образовывать на кромках реза наплывы. При этом производительность процесса крайне низкая, рез большой ширины и исключительно неровный.

II. Температура плавления металла должна быть выше температуры плавления образуемых в процессе резки окислов.

III. Тепловой эффект образования окисла металла должен быть достаточно высоким. Это условие диктуется тем, что при резке стали подогревающее пламя резака сообщает металлу сравнительно небольшую часть теплоты — около 5—30% ее общего количества, выделяемого в процессе резки. Основное же количество теплоты (70—95%) выделяется при окислении металла.

IV. Консистенция образующихся окислов должна быть жидкой, т. е. появляющиеся при резке шлаки должны быть жидкотекучими. Это условие хорошо выполняется при резке низко- и среднеуглеродистой стали, низколегированной стали и титановых сплавов.

Газовая резка сплавов, содержащих высокий процент кремния или хрома сильно затруднена или невозможна. Так, например, невозможна резка серого чугуна, содержащего высокий процент

кремния (до.3,5—4,5%), окись которого (5Ю₂) сильно повышает вязкость шлака (см. условие I).

V. Теплопроводность металла должна быть возможно низкой. В противном случае бывает трудно, а иногда и невозможно (при большой массе высокотеплопроводного металла) достигнуть концентрированного нагрева металла.

Анализируя приведенные выше условия газовой резки, можно констатировать, что всем этим условиям хорошо удовлетворяет чистое железо и низкоуглеродистая сталь. С повышением содержания углерода в стали способность ее поддаваться газовой резке падает.

Опыт показывает, что углеродистые стали по разрезаемости (с учетом качества) можно делить на следующие четыре группы.

1. Низкоуглеродистая сталь, содержащая до 0,20-—0,25% С, режется хорошо и не требует ни предварительного подогрева, ни последующей (после резки) термообработки.

2. Среднеуглеродистая сталь, содержащая 0,25—0,5% С, режется удовлетворительно, но во избежание возможной подкалки кромок, а иногда и образования трещин при жестком закреплении разрезаемого листа или наличии резких переходов в контуре вырезаемых деталей, приводящих к концентрации напряжений, требует предварительного (до 300° С) или сопутствующего подогрева.

3. Высокоуглеродистая сталь, содержащая 0,5—0,7% С, режется плохо, образуя рез с зашлакованными и оплавленными кромками (обычно с приваренным гратом). Резку такой стали рекомендуется производить с предварительным подогревом до температуры не ниже 300° С.

4. Высокоуглеродистая инструментальная сталь, содержащая 0,7—1,2% С, режется очень плохо и во всех случаях требует предварительного подогрева до температуры 600—650° С. Резка такой стали связана с сильным зашлаковыванием и оплавлением кромок и образованием на кромках большого количества трудно отделимого грата. Сталь, содержащая более 1,2% С, газовой резке не поддается.

Легированные стали по разрезаемости можно делить на две группы: 1) низколегированные, содержащие незначительное количество углерода и легирующих элементов, при котором эквивалент углерода С_экв «с; 0,45; в этом случае резка возможна без подогрева; 2) среднелегированные, содержащие повышенное количество углерода и легирующих примесей, при котором эквивалент углерода С_экв > 0,45; такие стали требуют предварительного или сопутствующего подогрева.

Дата добавления: 2014-01-04