Образование отверстий

Копьевая резка металлов и неметаллических материалов

Кислородное копье—стальная трубка, по которой пропускается кислород. Будучи предварительно нагретым до температуры 1350—1400³С, рабочий конец копья после пуска кислорода начинает интенсивно окисляться (гореть), развивая температуру до 2000° С. Для увеличения тепловой мощности копья внутрь трубки обычно закладывают стальной пруток.

Для начального нагрева копья пользуются обычно посторонними источниками нагрева сварочной дугой, пламенем сварочной горелки, подогревающим пламенем резака и др. В начальный момент, при зажигании копья, давление кислорода устанавливают небольшим, после же воспламенения трубки и установления устойчивого процесса давление кислорода поднимают до рабочего.

В процессе горения копье непрерывно укорачивается, причем в зависимости от толщины прожигаемого материала длина сгоревшей части трубки копья может быть в 5—25 раз больше длины прожигаемого отверстия. Обычно процесс прожигания кислородным копьем отверстий производят без применения подогревающего пламени.

Прожигание отверстий в стали. Процесс прожигания кислородным копьем отверстий начинается с воспламенения рабочего конца копья в кислороде. После воспламенения его прижимают к поверхности прожигаемого металла, и, заглубив его в металл, увеличивают давление кислорода до требуемой рабочей величины, совершая копьем периодически возвратно-поступательные и вращательные движения. В процессе прожигания отверстия торец копья все время необходимо прижимать к обрабатываемому металлу, отрывая его лишь на короткое время при возвратно-поступательном движении. Образуемые в процессе прожигания отверстия шлаки давлением кислорода и газов, продуктов реакции окисления металла, выносятся в зазор между трубкой копья и стенкой прожигаемого отверстия.

Кислородным копьем можно прожигать отверстия во всех пространственных положениях. В качестве копья при прожигании отверстий в стали может служить стальная водо-газопроводная трубка с диаметром проходного сечения 10 и 15 мм и заложенная внутрь нее низкоуглеродистая проволока диаметром 4 и 5 мм.

Прожигание отверстий в чугуне находит применение в металлургическом производстве при образовании шпуров в "чугунных зашлакованных массивах, подлежащих разрушению во взрывных ямах для переплавки.

Производительность прожигания кислородным копьем (стальной трубкой с проволокой) отверстий в чугуне крайне низка.

Прожигание отверстий в бетоне и железобетоне. Особенность прожигания отверстий в бетоне и железобетоне состоит в том, что для поддержания материала в месте контакта с копьем в расплавленном состоянии копье необходимо прижимать к обрабатываемому бетону с силой до 300—500 Н (30—50 кгс), преодолевая сопротивление тугоплавких шлаков. Последнее вызвано тем, что бетон, состоящий из окислов (А1₂О_Э, СаО и Si0₃), кислородной струей не окисляется и теплоты не выделяет, в связи с чем при удалении от его поверхности горящего конца копья быстро застывает. Поэтому прожигать отверстия в бетоне и других неметаллических материалах следует без возвратно поступательных движений копья, совершая им лишь периодически вращательные движения на угол 10—15° в обе стороны.

Прожигание отверстий и разделительная резка порошково-кислородным копьем

Порошково-кислородное (кислородно-флюсовое) копье представляет собой стальную трубку с проходящими по ней кислородом и флюсом — мелкодисперсной смесью металлических порошков (железного и алюминиевого). Так же, как и при кислородном копье, рабочий конец порошково-кислородного копья в начале процесса нагревают посторонним источником теплоты до температуры 1350—1400^е С, после чего в копье подают кислород и флюс.

На выходе из копья порошок воспламеняется, образуя ярко светящийся факел длиной до 50 мм с температурой 4000° С и выше. Направляя факел копья на поверхность обрабатываемого материала, ее расплавляют и кислородной струей удаляют образующиеся шлаки. При резке металлов наряду с расплавлением имеет место и окисление основного металла.

Прожигание отверстий. В отличие от кислородного порошково-кислородное копье во избежание закупорки его шлаком не прижимают к прожигаемому материалу, а выдерживают на расстоянии 30—50 мм от торца образуемого отверстия. Достигается это, периодической, с интервалом в несколько секунд, подачей копья вперед до упора в торец отверстия. Промежутки времени между очередными подачами копья вперед зависят от скорости сгорания трубки копья.

Отверстия порошково-кислородным копьем прожигают в горизонтальном или наклонном снизу вверх направлении.

Основная область применения порошково-кислородного копья для образования отверстий в зашлакованной стали и чугуне — металлургическое производство, в частности — копровые цехи заводов черной металлургии и организации, реализующие вторичное сырье для переплавки. Отверстия в зашлакованных стальных и чугунных массивах длиной до 600 мм образуют для последующего разрушения этих массивов во взрывных ямах.

В сопоставлении с кислородным порошково-кислородное копье обеспечивает повышение производительности прожигания: на стали — в 2 раза и на чугуне — в 3,5 раза при одновременном значительном снижении расхода кислорода, флюса и стальных трубок.

Необходимость образования отверстий в железобетонных станах и перекрытиях для прокладки внутренних трубопроводов и электропроводки возникает при строительстве новых зданий и сооружений, а также при реконструкции эксплуатируемых.

Отверстия в бетоне и железобетоне порошково-кислородным копьем прожигают обычно в горизонтальном или наклонном снизу вверх направлении. Диаметр образуемого порошковым копьем отверстия зависит от диаметра копья, наличия или отсутствия вращательных движений копья и от удельных расходов кислорода и флюса.

Разделительная резка. Процесс разделительной резки начинают от края разрезаемого материала или от начального сквозного отверстия, образуемого внутри контура.

Резка порошковым копьем возможна во всех пространственных положениях независимо от толщины материала (для бетона и железобетона в пределах 3—3,5 м). Поэтому этот процесс незаменим для разделки зашла кованных массивов стали, чугуна, бронз и латуней, а также для резки больших толщин огнеупоров, сочетаний металлов с огнеупорами, бетоном и железобетоном.

Дата добавления: 2014-01-04