1. Виникнення і розвиток зварювання. Суть процесу зварювання


Технології кисневої різки



Сторінка3/11
Дата конвертації22.06.2022
Розмір208 Kb.
#92857
ТипРішення
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Зварка. Киснева резка
3. Технології кисневої різки


3.1 Техніка кисневого різання.
Загальні відомості. Киснева різка є одним з найбільш поширених процесів газополум'яної обробки металів. Вона широко використовується в металообробці і металургії при різанні листів, заготовок профільного прокату, труб і т.д.
Розрізняють два види кисневої різки: розділову і поверхневу.
При розділовій різці утворюються крізні розрізи, а при поверхневій - канавки круглого контуру.
Розділова різка проводиться без і з скосом кромок під зварку, а поверхнева буває або суцільною, коли обробляється вся поверхня заготівки за один прохід, або вибірковою з видаленням поверхневого шару металу.
На відміну від зварки киснева різка на вертикальній площині або в стельовому положенні не представляє труднощів і може проводитися в будь-якому просторовому положенні.
В процесі різання метал розплавляється і витікає з порожнини. Проте залізо легко окислюється, а в чистому кисні горить і перетворюється на оксиди і шлаки.
До термічної і хімічної дії може приєднуватися механічна дія струменя газу, що виштовхує рідкі і розм'якшені продукти з порожнини різу.
При кисневій різці відбувається хімічна реакція згорання заліза в кисні.
Залізо і сталь не спалахують, як відомо в кисні при низьких температурах, тому кисень зберігають в сталевих балонах. Температура почала горіння металу заздрості від його хімічного складу і рівна 1000-1200оС. Температура почала горіння підвищується із збільшенням змісту вуглецю в металі при одночасному пониженні температури його плавленні. Високоякісна киснева різка металу можлива лише в тому випадку, якщо він горить в твердому стані. Якщо ж метал спалахує лише при розплавленні, то в процесі різання він витікає з порожнини різу і шов виходить широким і нерівномірним.
Суть процесу кисневого різання. Суміш кисню з горючим газом виходить з підігріваючого мундштука різака і згорає, утворюючи полум'я, яке називають таким, що підігріває. Коли метал нагрівається до температури почала горіння, пір осьовому каналу ріжучого мундштука подається технічно чистий кисень. Він потрапляє на нагрітий метал і запалює його. В процесі горіння виділяється значна кількість кислоти. Нижче лежачі шари металу нагріваються, і горіння швидко розповсюджується в глибину, пропалюючи крізний отвір, через який ріжучий струмінь кисню виходить, назовні пробиваючи метал. Якщо переміщати різак з певною швидкістю, то метал розрізатиме.
Таким чином, киснева різка складається з декількох процесів: підігріву металу, спалювання металу струменем кисню, видування розплавленого шлаку з порожнини різу. Підігріваюче полум'я звичайно не гасять, і воно горить в перебігу всього процесу різання, оскільки теплоти, що виділяється при спалюванні заліза в кисні, недостатньо для відшкодування всіх втрат теплоти в зоні розрізання. Якщо підігріваюче полум'я згасити, то процес розрізання швидко припиняється, метал охолоджується настільки, що кисень перестане на нього діяти, і реакція горіння металу в кисні зупиняється.
Умови розрізання. Кисневій різці піддаються тільки ті метали і сплави, які задовольняють певним умовам.
Температура займання металу в кисні повинна бути нижче за температуру його плавлення. Цій вимозі відповідають низьковуглецеві сталі, температура займання яких в кисні біля 1300оС, а температура плавлення біля 1500оС. Збільшення змісту вуглецю в сталі супроводжується підвищенням температури займання в кисні і пониженням температури плавлення. Тому із зростанням змісту вуглецю киснева різка сталей погіршується.
Температура плавлення оксидів металів, що утворюються при різці, повинна бути нижче за температуру плавлення самого металу. Інакше тугоплавкі оксиди не видуватимуться струменем ріжучого кисню, що порушить нормальний процес розрізання. Цій умові не задовольняють високохромові сталі і алюміній. При різці високохромових сталей утворюються тугоплавкі оксиди з температурою плавлення 2000оС, а при різці алюмінію - оксид, температура плавлення якого біля 2050оС. Киснева різка їх неможлива без застосування спеціальних флюсів.
Теплоти, яка виділяється при згоранні металу в кисні, повинно бути достатньо для підтримки безперервного процесу розрізання. При різці сталі близько 70% теплоти виділяється в результаті згорання металу в кисні і лише 30% її поступає від підігріваючого полум'я різака.
Шлаки, що утворюються при різці, повинні бути рідкотекучими і легко видуватися з місця різу.
Теплопровідність металів і сплавів не повинна бути дуже високою, інакше теплота від підігріваючого полум'я і нагрітого шлаку інтенсивно відводиться від місця різу, процес розрізання стає нестійким і у будь-який момент може урватися. При різці сталі згорання заліза в кисні відбувається відповідно до наступних реакцій:
Fe + 0,5O2 = FeO + 269 МДж/кмоль
2Fe + 1,5O2 = Fe2O3 + 272 МДж/кмоль
3Fe + 2O2 = Fe3O4 +276 МДж/кмоль.
З рівнянь виходить, що на згорання 1 кг заліза витрачається 0,38 кг (0,27 л) кисню, або на 1 см3 залозу потрібно 2,1 л кисню. На практиці ж витрата кисню в процесі розрізання може бути вище або нижче за теоретичне значення, оскільки частина металу видувається з порожнини різу в не окисленому вигляді і витікаючий шлак містить не тільки оксиди, але і металеве залізо. Значна кількість теплоти, що виділяється при горінні заліза, оплавляє поверхню металу. Цей рідкий метал захоплюється в шлак разом з розплавленими оксидами. Кількість теплоти, що утворюється в результаті згорання заліза при різці, в 6-8 разів перевищує кількість теплоти, що виділяється підігріваючим полум'ям різака.
Вказаним умовам задовольняє лише залізо і його технічні сплави - сталі. Більшість інших металів не піддаються кисневій різці.




Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2022
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка