Резка металлов - Резка плавлением

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 16:05

Просмотров: 35918

Дуговые способы резки Ручную дуговую резку металлов используют как вспомогательную операцию. Резка происходит за счет выплавления металла из зоны реза сварочной дугой. В качестве неплавящихся используют угольные, графитовые и вольфрамовые электроды. Последние применяют для аргонодуговой резки алюминия, коррозионно-стойкой стали, меди малой толщины. При дуговой резке неплавящимися электродами получают низкую точность и плохую чистоту реза. Более чистый и узкий рез получается при дуговой резке плавящимися штучными электродами. Электродное покрытие повышает устойчивость дуги и ускоряет резку за счет окисления металла входящими в него компонентами. Резку электродами с покрытием ведут с опиранием на козырек покрытия. Ток при дуговой резке применяют постоянный и переменный, силу тока устанавливают на 20...30 % выше, чем при сварке. Для резки применяют специальные электроды АНО-2, АНО-4. Более высокую производительность и качество реза обеспечивает воздушно-дуговая резка. У плавящегося угольного или графитового электрода и выдувается из реза струей воздуха, подаваемой под давлением 0,4...0,5 МПа. Часть металла при этом сгорает в кислороде воздуха, выделяя дополнительную теплоту. Применяют разделительную и поверхностную воздушно-дуговую резку, в основном для углеродистых сталей, цветные металлы и чугун режутся хуже. Однако иногда этот способ применяют для резки листов из коррозионно-стойких сталей толщиной до 20 мм. Воздушно-дуговую резку используют для обрезки прибылей от литья, для разделки дефектов сварных швов. Ее преимущества - простота оборудования, дешевизна вспомогательных материалов. Недостаток - науглераживание поверхностного слоя металла. Для воздушно-дуговой резки выпускают резаки, имеющие зажимное устройство для закрепления электрода и сопловую систему с клапаном для пуска воздуха. Одно или несколько сопел расположены в передвижной губке зажимного устройства у поверхности электрода. Примеры резаков: РВДм-315 и РВДл-1200 на силу тока соответственно 315 и 1200 А. Резку производят на постоянном или переменном токе от источников питания дуги с жесткой вольтамперной характеристикой. Электрод при поверхностной резке направляют под углом 30...45° к обрабатываемой поверхности, при разделительной - под углом 60...90°. Если толщина металла больше 20 мм, электрод утапливают в разрезаемый металл. Вылет электрода не должен превышать 100 мм, по мере обгорания его выдвигают из зажима резака. Воздушно-дуговой резкой обрабатывают углеродистые и легированные стали. Хуже режутся цветные металлы и чугун. Промежуточной между способами резки окислением и плавлением является киолородно-дуговая резка. Она относится к группе способов резки плавлением-окислением. Металл по этому способу разогревается до плавления дугой и в образовавшуюся ванну подают под давлением 0,15...0,35 МПа струю кислорода, так же, как и при кислородной резке. Металл сгорает, выделяется дополнительная теплота, образующиеся окислы выдуваются из полости реза. В качестве электродов используют стальные трубки диаметром до 8 мм и длиной 340...400 мм. На них наносят электродное покрытие и через них подают в зону резки кислород. Электрод при резке располагают под углом 80...85° к обрабатываемой поверхности. Этот способ успешно применяют для подводной резки углеродистых сталей толщиной до 420 мм. В обычных условиях применяется ограниченно. Наиболее распространен обеспечивающий высокое качество и производительность труда способ плазменной резки (резки сжатой дугой). Особенности сжатой дуги, схемы ее образования и технологические возможности изложены в гл.11. В отличие от сварки сжатой дугой при плазменной резке решается обратная задача: надо не удерживать металл в сварочной ванне, а вытолкнуть его оттуда через отверстие, образуемое в дне ванны, - нужен сплошной прожог, который и является резом. Разделительная плазменная резка производится на постоянном токе прямой полярности. Хорошие результаты дает при резке трехфазная сжатая дуга. Поверхностная плазменная резка применяется редко. Плазменную резку используют для обработки конструкционных и коррозионностойких сталей, а также чугуна толщиной 50...60 мм. При увеличении толщины теряется основное преимущество плазменной резки перед кислородной - высокая производительность. Для цветных металлов, и в первую очередь алюминия, плазменная резка - один из лучших способов. Металл малой толщины и неэлектропроводные материалы можно резать сжатой дугой косвенного действия (см. рис. 113, б) - плазменной струей. Однако сжатая дуга прямого действия (плазменная дуга) эффективнее во всех случаях. В качестве плазмообразующих газов при резке используют азот, водород, азотоаргоновую, азотоводородную, азотокислородную, аргоноводородную смеси, сжатый воздух. Двухатомные газы (Н2, N2) предпочтительны, так как при диссоциации (разложении) в плазмотроне они поглощают теплоту, которую затем отдают у поверхности реза, ассоциируя там в молекулы. Газовые смеси, содержащие кислород, используют преимущественно для резки черных металлов, а неактивные газы и их смеси - при резке цветных металлов и их сплавов.

При резке с неактивными плазмообразующими газами применяют вольфрамовые электроды, с активными кислородосодержащими газами, в том числе с воздухом, - медные водоохлаждаемые державки с циркониевыми или гафниевыми вставками (см. рис. 118). На поверхности этих вставок образуются пленки плотных окислов, защищающих металл от дальнейшего окисления и электропроводных при высоких температурах. В результате при силе тока 250...500 А продолжительность работы такого электрода доходит до 4...6 ч. Стационарные установки для плазменной резки практически такие же, как и для кислородной резки, отличаются они режущей оснасткой (плазмотроны вместо кислородных резаков) и упрощенной системой газопитания. При использовании водорода подачу его обязательно производят через сухой затвор (например, ЗСУ-1) для предохранения от обратного удара. Переносные комплекты оборудования и полуавтоматические установки применяют для плазменной резки листов из низкоуглеродистой, коррозионно-стойкой стали и из алюминиевых сплавов толщиной до 40 мм, а с водородосодержащими смесями до 100... 120 мм. Универсальные комплекты оборудования (например, КДП-1, КДП-2) включают в себя резак (плазмотрон с рукояткой) с кабелями и шлангами и сварочный выпрямитель. Полуавтоматы (например, ПРП-1) состоят из переносной тележки, циркульного устройства, машинного резака-плазмотрона и пульта управления. Аппаратура для плазменной резки имеет общие стандартные обозначения независимо от ее индивидуального типа: Плр - для ручной резки, Плм - для машинной резки, Плмт - для машинной точной резки, Плмр - для машинной и ручной резки. За буквенным обозначением следуют цифры, разделенные дробной чертой. Первая означает толщину разрезаемого металла мм, вторая - силу рабочего тока, А. Например, Плм-300/1000 - это установка для машинной плазменной резки, способная резать сталь толщиной 300 мм при силе тока до 1000 А.

Для питания сжатой дуги используют обычные источники питания постоянного тока с крутопадающей вольтамперной характеристикой. Однако при резке металла толщиной больше 80 мм применяют специальные источники питания с повышенным до 500 В напряжением холостого хода для автоматической, 300 В - для полуавтоматической и 180 В - для ручной резки.