Расход ацетилена и кислорода при сварке труб - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Расход ацетилена и кислорода при сварке труб

Расход кислорода и пропана на резку металла

Расход кислорода и пропана на резку металла

Себестоимость процесса резки металла определяет расход кислорода и пропана, суммируемый с оплатой труда резчика. Причем расход окислителя и топлива зависит от технологии термического разделения металлов.

Поэтому мы начнем нашу статью с описания способов резки.

Технологии резки металлов

На сегодняшний день в промышленности используются три типовых технологии термического разделения металлических заготовок:

  • Кислородная резка.
  • Плазменная резка.
  • Лазерная резка.

Первая технология – кислородная резка – используется при разделении заготовок из углеродистой и низколегированной стали. Кроме того, кислородным резаком можно подравнять края кромок уже отрезанных заготовок, подготовить зону раздела стыка перед сваркой и «подчистить» поверхность литой детали. Расход рабочих газов, в данном случае, определяется тратой и топлива (горючего газа), и окислителя (кислорода).

Вторая технология – плазменная резка – используется при разделении сталей всех типов (от конструкционных до высоколегированных), цветных металлов и их сплавов. Для плазменного резака нет недоступных материалов – он режет даже самые тугоплавкие металлы.

Причем качество разделочного шва, в данном случае, значительно выше, чем у конкурирующей технологии. При определении объемов рабочих газов, в данном случае, важен расход кислорода — при резке металла плазмой за горение материала отвечает именно окислитель. А сама плазма используется, как катализатор процесса термического окисления металла.

Третья технология – лазерная резка – используется для разделения тонколистовых заготовок. Соответственно, объемы расходуемых газов, в данном случае, будут существенно меньше, чем у кислородной и плазменной резки, которые рассчитаны на работу с крупными, толстостенными заготовками.

Нормы расчета горючих газов и окислителя

Нормы расхода пропана и кислорода или ацетилена и кислорода или только окислителя рассчитываются следующим образом:

  • Норматив расхода топлива или окислителя на погонный метр разреза (H) умножается на длину разделочного шва (L).
  • После этого к полученной сумме прибавляют произведение все того же норматива расхода (H) на коэффициент потерь (k), связанных с продувкой и настройкой резака.

В итоге, расход кислорода при сварке (или расход горючего газа) считается по формуле:

Причем коэффициент k принимают равным 1,1 (для мелкосерийного производства или штучной резки, когда требуется часто включать и выключать резак) или 1,05 (для крупносерийного производства, когда резак работает почти без перерывов).

Определение норматива расхода газов

Для точного определения объемов расходуемых газов необходимо определить основу формулы — норму, которой определяется расход газа на погонный метр прорезаемого металла, обозначаемую в формуле литерой «H».

Согласно общим рекомендациям нормированный расход равняется частному от допустимого расхода разделяющего аппарата (p) (кислородного, плазменного или лазерного резака) и скорости резания металла (V).

То есть формула, по которой рассчитывается нормированный расход кислорода на резку металла (Н), а равно и любого другого газа, участвующего в процессе термического разделения, выглядит следующим образом:

Искомый результат подставляют в первую формулу и получают конкретное значение расходуемого объема.

Таблица расхода кислорода при резке труб

Труба (наружный диаметр × толщина стенки), ммРасход кислорода, м 3
Ø 14 × 2,00,00348
Ø 16 × 3,50,00564
Ø 20 × 2,50,00566
Ø 32 × 3,00,0102
Ø 45 × 3,00,0143
Ø 57 × 6,00,0344
Ø 76 × 8,00,0377
Ø 89 × 6,00,0473
Ø 108 × 6,00,0574
Ø 114 × 6,00,0605
Ø 133 × 6,00,0705
Ø 159 × 8,00,119
Ø 219 × 12,00,213
Ø 426 × 10,00,351
Ø 530 × 10,00,436

Определение значения допустимого расхода и скорости резания

Используемые во второй формуле операнды p (допустимый расход) и V (скорость резания) зависят от множества факторов.

В частности значение допустимого расхода определяется паспортными данными сварочного аппарата. По сути p равно максимальной пропускной способности форсунки резака в рабочем режиме.

А вот скорость резания – V– определяется исходя из глубины шва, ширины режущей струи окислителя или плазмы, типа разделяемого материала и целой серии косвенных параметров.

В итоге, значение допустимого расхода извлекают из паспорта «резака», а скорость резания находят в справочниках, которые содержат специальные таблицы или диаграммы, связывающие все вводные данные.

И согласно справочным данным допустимый расход кислорода равняется 0,6-25 кубическим метрам в час. А максимальная скорость резания – 5-420 м/час. Причем для лазерной резки характерен минимальный расход (0,6 м3/час) и максимальная скорость (420 м/час): ведь такой резак разделит только 20-миллиметровую заготовку.

А вот плазменный резак «сжигает» до 25 м3/час кислорода и 1,2 м3/час ацетилена. При этом он разделяет даже 30-сантиметровые заготовки, делая разрез на скорости в 5 метров в час.

Словом, в таких расчетах все относительно: чем больше скорость, тем меньше глубина и чем больше расход, тем меньше скорость.

Газовая сварка

Газовая сварка представляет собой один из видов сварки плавлением. Источником теплоты является высокотемпературное пламя сжигаемых газов в горелке. При производстве работ в качестве горючих газов наиболее часто применяются смеси кислорода и ацетилена, пропана и бутана, водород, либо природный газ. Соединение кромок металла производится с помощью присадочной проволоки, или за счет расплавления отбортованных кромок (для толщины металла не больше 2 мм).

Газовая сварка позволяет соединять детали практически из всех металлов, причем такие материалы, как чугун, латунь, медь, свинец таким способом свариваются лучше, чем электродуговой сваркой. Другим преимуществом этого метода является отсутствие необходимости в источнике электрического тока, простота сварочного процесса.

Превалирующей областью применения газовой сварки является соединение низкоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей толщиной до 4 мм, труб диаметром до 100 мм и толщиной стенки 3. 5 мм, чугунных деталей, деталей из цветных металлов различной толщины, наплавка на стальные и чугунные детали. Сваривание стали большей толщины производительнее электродуговым способом.

Рабочее место для проведения газовой сварки включает в свой состав кислородные баллоны с редукторами (для снижения давления баллонного газа), ацетиленовый генератор для кислородно-ацетиленовой сварки, предохранительные затворы, резиновые рукава для подачи газов, горелки, сварочные материалы: присадочную проволоку и флюсы; слесарные принадлежности и инструмент (средства индивидуальной защиты, ключи, зубила, молотки, металлические щетки и т.д.), приспособления для сборки, стол сварщика.

Кислород к посту сварщика может доставляться в газообразном виде в баллонах под давлением, либо в жидком виде, затем его преобразуют в газообразное состояние с помощью насосов с испарителями или газификаторов.
При газовой сварке можно изменять тип пламени при помощи варьирования состава смеси горючих газов (рисунок 1). Нормальное пламя характеризуется соотношениями:

1) кислород:ацетилен=1,1. 1,2;
2) кислород:природный газ=1,5. 1,6;
3) кислород:пропан=3,5.

Окислительное пламя применяется при сваривании латунных деталей. Науглероживающее пламя связано с избытком ацетилена, оно применяется при сварке чугуна. Оба вида пламени используются также для пайки с применением твердосплавных припоев.

В начале работы угол наклона мундштука выставляют больше, а затем его уменьшают в соответствии со значениями на рисунке 2.

В конце шва угол уменьшают, чтобы не произошло пережога металла. При сваривании шва совершают поперечные колебания мундштуком (рис. 3) для равномерного прогрева и получения шва требуемой ширины.

При заварке швов в нижнем пространственном положении наиболее часто используются колебательные движения «полумесяцем». Движение мундштука могут быть двух типов — левым и правым (рисунок 4). В первом случае пламя горелки направлено на не сваренные кромки деталей, во втором — на уже сваренный участок шва. Правое направление дает более качественный шов, оно экономичнее и производительнее при сварке деталей, у которых толщина выше 5 мм. Присадочную проволоку держат под углом примерно 45 град. в направлении, противоположном перемещению мундштука. По окончании шва присадочную проволоку не убирают из сварочной ванны, чтобы не произошло окисления металла.

Технологический процесс газовой сварки включает операции подготовки кромок, сборку перед сваркой в приспособлениях, кондукторах или на прихватках, сварку и зачистку шва, предварительную или последующую термообработку. Способы разделки кромок под стыковые швы показаны в таблице 1. Газовая сварка нахлесточных и тавровых швов производится для металла толщиной не больше 3 мм, угловые швы обычно варят без присадочной проволоки, оплавлением кромок. Длину прихваток и расстояние между ними можно выбрать по таблице 2.

Читайте также:  Припой для сварки алюминия аргоном

Режимы газовой сварки имеют следующие параметры: мощность пламени (расход горючего газа, л/ч), диаметр и расход присадочного материала, тип пламени (состав газов).

Мощность определяется по формуле:
М=k*S,
где k — удельный расход горючего газа, л/ч, потребный для сварки материала толщиной 1 мм;
S — толщина свариваемых кромок.

Удельный расход можно определить по таблице 3. Исходя из мощности, назначается номер наконечника горелки по паспортным данным. Диаметр присадочного материала при сваривании стали определяется по формулам:

1) левый способ сварки d=(S+1)/2,
2) правый способ d=S/2.

Расход присадочного материала прямо пропорционален произведению квадрату толщины кромок и удельному расходу на 1 погонный метр шва (таблица 4).

Недостатками этого метода сварки являются взрывоопасность и пожароопасность (кислород при контакте с маслами самовоспламеняется, в смеси с горючими веществами кислород взрывоопасен, неисправные горелки также могут привести к взрывам и пожарам), большая зона нагрева металла, что может привести к деформациям конструкции, более низкая скорость нагрева металла шва, большие затраты на расходные материалы (кислород, ацетилен), по сравнению с дуговым методом сварки, низкая степень механизации.

Расход ацетилена и кислорода при сварке труб

Технология газовой сварки и резки

Газовую ручную сварку применяют для соединения тонкостенных (до 3,5 мм) стальных труб с условным проходом до 80 мм, где не может быть использована электродуговая сварка. Ограниченность применения газовой сварки объясняется тем, что механические свойства сварного шва при газовой сварке ниже, чем при электродуговой. При газовой сварке наплавленный металл сварного шва в исходном состоянии имеет меньшее удлинение и меньшую ударную вязкость, чем основной металл.

Технология газовой сварки заключается в том, что кромки свариваемых деталей нагреваются газокислородным пламенем и расплавляются, зазор между ними заполняется металлом присадочной проволоки, вводимой в зону нагрева. Газовое пламя расплавляет участок, шириной в 2,5—3 раза превышающий глубину. Проплавление на глубину более 4—5 мм затруднено из-за избытка жидкого металла. Поэтому при сварке труб с толщиной стенки более 4 мм делают скос кромок. Легче и быстрее осуществляется сварка в нижнем положении шва. При газовой сварке труб из углеродистой стали применяют сварочную проволоку Св-08А, Св-08ГА или Св-08ГС,

Процесс кислородной резки основан на сгорании некоторого объема обрабатываемого металла в струе кислорода и удалении этой струей образующихся окислов (шлаков). Кислородной резке могут подвергаться металлы, температура воспламенения которых в кислороде ниже температуры их плавления. В наибольшей степени этому условию удовлетворяет малоуглеродистая сталь, температура воспламенения которой около 1350° С, а температура плавления 1500° С. Чугун, большинство высоколегированных сталей и цветных металлов не удовлетворяют этому условию.

Кислород поставляют в стальных баллонах, окрашенных в голубой цвет, емкостью 40 л под давлением 150 кгс/см 2 . Вес баллона 67 кг.

Ацетилен поставляют в баллонах под давлением 16 кгс/см 2 , или получают на месте в ацетиленовых генераторах из карбида кальция. Из 1 кг карбида кальция получают 230— 280 л ацетилена. Емкость ацетиленовых баллонов 40 и 50 л, диаметр 219 мм, вес 52 и 64 кг. Баллоны окрашивают в белый цвет с надписью «ацетилен».

В качестве горючих газов, кроме ацетилена, применяют (главным образом, при кислородной резке) сжиженные нефтяные газы (пропано-бутановая смесь), природный газ (метан), пары керосина, бензина.

Смеси горючих газов с воздухом и кислородом взрывоопасны, поэтому газовую сварку и резку надо выполнять в хорошо проветриваемых помещениях.

Пропано-бутановые смеси получают в качестве побочных продуктов при добыче и переработке естественных нефтяных газов и нефти. Смеси пропана и бутана сжижаются при небольшом давлении (от 1 до 8 кгс/см 2 ). Хранят и транспортируют их в тонкостенных стальных баллонах емкостью 40—55 л при давлении до 17 кгс/см 2 .

При испарении 1 кг жидкой смеси образуется около 500 л газа. Баллон окрашивают в красный цвет.

Природные газы, получаемые из газовых месторождений, состоят в основном из метана (до 90% по объему) и примеси других газов. На место потребления природные газы подают, как правило, по газопроводам, и сравнительно редко транспортируют в баллонах, окрашенных в красный цвет.

Для ацетилено-кислородной сварки и резки требуется следующее оборудование : генераторы для получения ацетилена или баллоны с ацетиленом, баллоны с кислородом, редукторы для снижения давления, газовые горелки или резаки.

Ацетиленовые генераторы предназначены для получения ацетилена из карбида кальция под действием воды.

Газосварочные горелки предназначены для смешивания кислорода и горючего газа в требуемом соотношении и обеспечения образования устойчивого сварочного пламени. По принципу действия горелки классифицируют на инжекторные и безинжекторные. В табл. 10 приведены общие сведения о сварочных горелках.

Таблица 10
Характеристика сварочных горелок
Наименование горелкиМарка горелкиТолщина свариваемого металла, ммНомера наконечниковРасход газа, л/ч
ацетиленакислорода
Ацетиленокислородная инжекторнаяМоскваДо 300—720-280С22—3100
То жеГС-53 и ГС-57До 301—750—280055—3100
»ГСМ-53До 70—450—280050—3150
Ацетиленокислородная безинжекторнаяГАР-1-58До 301—755—360050—2800

Резаки, используемые для кислородной резки, отличаются от горелок наличием трубки и вентиля режущего кислорода, а также особым устройством головки. Резаки классифицируют по роду горючего (ацетиленовые, для газов — заменителей ацетилена, для жидких горючих) и по принципу действия (инжекторные и безинжекторные). Наибольшее применение нашли универсальные ацетиленокислородные резаки РР-53, а. также вставные ацетиленокислородные резаки РГС-53 и РГМ-53 к горелкам ГС-53 и ГСМ-53. Вставные резаки особенно удобны при выполнении монтажных и строительных работ, когда сравнительно часто переходят от сварки к резке и обратно.

В табл. 11 приведены общие сведения о резаках.

Таблица 11
Характеристика резаков для кислородной резки
Наименование резакаМарка резакаТолщина разрезаемой стали, ммНомер мундштукаРасход газа, м 3 /ч
наружноговнутреннегокислородаацетилена
АцетиленокислородныйРР-535—3001-21—52,5-420,6-1,2
То же вставнойРГС-533—5011,22-8,50,3—0,6
»РГМ-533—30112—5,80,3-0,55
Для заменителей ацетиленаРЗР-555—300254,7—43Пропанобутановая смесь 0,4—0,7

Редукторы предназначены для понижения давления газа, отбираемого из баллона, до рабочего, требующегося при сварке или резке, и поддержания этого давления постоянным, независимо от давления в баллоне и расхода газа.

1. Какие металлы можно подвергать кислородной резке?

2. Где применяют газовую сварку?

3. Какие газы используют для газовой резки и сварки металлов?

4. В какие цвета окрашивают баллоны с газами?

5. Какое основное оборудование применяют для газовой сварки и резки металлов?

6. Какие используют типы горелок и резаков?

Все материалы раздела «Сварка труб» :

Читать онлайн “Сварочные работы. Практическое пособие” автора Подольский Юрий Федорович – RuLit – Страница 28

На месте сварки ацетилен получают в газогенераторах путем разложения карбида кальция водой или используют пиролизный[15] ацетилен. Последний к месту сварки доставляют растворенным в ацетоне в виде пористой массы, заключенной в стальной баллон. Пиролизный ацетилен дешевле, чем получаемый из карбида кальция.

Ацетилен образует с кислородом, содержащимся в воздухе, взрывоопасные смеси при нормальном атмосферном давлении. Наиболее взрывоопасны смеси, содержащие 7–13 % ацетилена. Ацетилен может взрываться и без окислителя!

Водород2) при атмосферном давлении и температуре 20 °C – горючий газ без цвета и запаха. Плотность водорода равна 0,084 кг/м 3 , он в 14,5 раза легче воздуха. Водород предназначен для формирования газового пламени при сгорании в струе кислорода. Температура пламени составляет 2600 °C. Водородно-кислородное пламя бесцветное, не имеет четких очертаний, что затрудняет его регулирование.

Читайте также:  Сварка квадратных труб под углом

Хранится и поставляется в газообразном состоянии в стальных баллонах объемом 5, 10, 20 и 40 литров.

Водород образует с кислородом (2 объема водорода и 1 объем кислорода) взрывоопасную гремучую смесь.

Технический пропан – это смесь пропана (С3Н8) и пропилена (С3Н6), представляющая собой при нормальных условиях бесцветный газ, не имеющий запаха. Для безопасного пользования в состав смеси добавляют сильнопахнущие вещества – одоранты. Газ тяжелее воздуха, при атмосферном давлении и температуре 20 °C его плотность составляет 1,88 кг/м 3 . Применяется для формирования газового пламени с температурой 2700 °C в качестве заменителя ацетилена.

Поставляют пропан к месту сварки в стальных цельносварных баллонах в сжиженном состоянии.

Пропан огнеопасен. Может скапливаться в приямках, подвалах и колодцах, образуя взрывоопасную смесь.

МАФ-газ – метилацетилен-алленовая газообразная фракция, образующаяся в процессе переработки природного газа и нефтепродуктов, обладающая хорошими теплофизическими свойствами. Газ тяжелее воздуха, плотность при нормальных условиях составляет 1,9 кг/м 3 . Обладает резко выраженным запахом.

МАФ-газ применяют в качестве заменителя ацетилена при газовой сварке. Он в два раза дешевле ацетилена, а температура пламени при его сгорании достигает 2930 °C. Газ поставляют к месту сварки в сжиженном состоянии в цельносварных баллонах (таких же, как и для пропана). В баллоне вместимостью 50 л и весом 22 кг содержится 21 кг газа.

Склонность к обратному удару газа МАФ незначительна. По сравнению с ацетиленом МАФ имеет более мягкое пламя, что дает свои преимущества при работе с металлом малых толщин, с цветными металлами, а также при контурной резке изделий. В то же время ядро даже нейтрального пламени при использовании газа МАФ длиннее ацетиленового в 1,5–2 раза.

Технология газопламенной обработки при использовании газа МАФ в основном такая же, как и при использовании ацетилена. В качестве аппаратуры могут применяться горелки, резаки, редукторы и другие устройства, предназначенные для работы с ацетиленом и на сжиженных газах (пропан-бутановых смесях). Присадочную проволоку лучше применять такую, которая больше подходит для сварки пропаном.

На баллоне с газом может использоваться редуктор, применяемый на пропановых баллонах. По сравнению с пропан-бутановой смесью при сварке стали газом МАФ расход кислорода в 1,5 раза меньше.

Смесь МАФ-газа (3,4–10,8 % по объему) с воздухом взрывоопасна. Газ может скапливаться в подвалах, колодцах и приямках, образуя взрывоопасную смесь.

Присадочными материалами являются проволока, прутки (стержни), полоски металла, близкие по свойствам свариваемому металлу. При проведении сварки они обеспечивают дополнительный металл для заполнения зазора между свариваемыми кромками и образования сварного шва требуемой формы.

Основным присадочным материалом служит сварочная проволока.

При сварке углеродистых и легированных сталей применяют холоднотянутую сварочную проволоку. Ее характеристики приведены выше, в главе «Характеристика, классификация и назначение сварочной проволоки».

Для газовойсварки серого чугуна выпускают чугунные прутки ∅ 4, 6, 8, 10, 12 и 16 мм. Маркировку торца прутков выполняют краской черного, белого, красного, синего, коричневого, желтого или зеленого цвета.

Пиролизным называют ацетилен, вырабатываемый из природного газа.

Описание технологического процесса кислородной резки листовой стали марки 20А, толщиной 8 мм, длиной 1500 мм

Характеристика и область применения листовой стали марки 20А. Рассмотрение сварочных материалов. Выбор режима кислородной резки стали марки 20А толщиной 8 мм. Описание преимуществ кислородной резки. Основные требования к газорезчику и оборудованию.

РубрикаПроизводство и технологии
Видкурсовая работа
Языкрусский
Дата добавления17.11.2015
Размер файла448,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Челябинской области

“Саткинский политехнический техникум имени А.К. Савина”

МДК. 01.01. Технология сварочных работ и

МДК.01.02. Основное оборудование для производства сварных конструкций

Пояснительная записка к курсовому проекту

Описание технологического процесса кислородной резки листовой стали марки 20А, толщиной 8 мм, длиной 1500 мм

Выполнил студент группы 341

Задание на курсовой проект

Студенту Салманову Максиму Александровичу

Тема проекта: Описание технологического процесса кислородной резки листовой стали марки 20А, толщиной 8 мм, длиной 1500 мм.

Дисциплины: МДК. 01.01. Технология сварочных работ, МДК.01.02. Основное оборудование для производства сварных конструкций

Теоретическая часть проекта: Перечень вопросов подлежащих разработке:

2. Характеристика и область применения листовой стали марки 20А

3. Выбор сварочных материалов

4. Выбор сварочного оборудования

5. Технология кислородной резки листовой стали марки 20А

6. Мероприятия по технике безопасности при кислородной резке листовой стали марки 20А

Графическая часть проекта: 1 лист формата А1: Инжекторный резак для кислородной резки Р2А-01

Срок сдачи работы студентом 29 марта 2015 г.

Руководитель работы (проекта) Мартынец Е.Д.

Студент Салманов М.А.

1. Характеристика и область применения листовой стали марки 20А

2. Выбор сварочных материалов

2.2 Горючие газы

3. Выбор сварочного оборудования

3.1 Кислородные баллоны и редукторы

3.2 Ацетиленовые баллоны и редукторы

3.3 Инструменты и принадлежности резчика при кислородной резке

4. Технология кислородной резки стали 20 А

4.1 Разрезаемость стали 20 А

4.2 Выбор режима кислородной резки стали марки 20А толщиной 8 мм

4.3 Описание технологии кислородной резки стали марки 20А толщиной 8 мм, длиной 1500 мм

4.4 Преимущества кислородной резки

5. Мероприятия по технике безопасности при кислородной резке стали 20А

6. Экономическая часть

Кислородная резка — один из наиболее распространенных технологических процессов термической резки. Это процесс интенсивного окисления металла в определенном объеме с последующим удалением жидкого оксида струей кислорода. Резку начинают с нагрева верхней кромки металла, подогревающим пламенем, до температуры воспламенения металла в кислороде, которая в зависимости от химического состава стали составляет 1323-1473 K. По достижении температуры воспламенения на верхней кромке металла на нее из режущего сопла подают струю кислорода. Сталь начинает гореть в кислороде с образованием оксидов и выделением значительного количества теплоты, обеспечивающей разогрев металла у верхней кромки до температуры плавления.

Образовавшийся на верхней кромке расплав оксидов и железа перемещается по боковой кромке металла струй кислорода и осуществляет нагрев нижних слоев металла, которые последовательно окисляются до тех пор, пока металл не будет прорезан на всю глубину. Одновременно с этим начинают перемещать резак с определенной скоростью в направлении резки. На лобовой поверхности реза по всей толщине образуется непрерывный слой горящего металла. Окисление металла начинается сверху и последовательно передается нижним слоям металла.

Прежде всего, температура плавления оксидов должна быть ниже температуры плавления металла. В противном случае струя кислорода не сможет окислить расплавленный металл. Помимо этого температура воспламенения металла должна быть выше температуры его плавления, иначе металл начнет плавиться и выдуваться струей кислорода без последующего его окисления (плавильный процесс). Этот процесс требует значительных энергетических затрат.

При малой теплоте образования оксида лобовая поверхность реза не прогревается до температуры плавления, и процесс резки прерывается. По той же причине отрицательно сказывается на возможности подвергать металл кислородной резке его высокая теплопроводность. Значительная вязкость расплава не обеспечивает его турбулизации в поверхностном слое, что уменьшает выделение теплоты на кромке реза.

Среди чистых металлов кислородной резкой хорошо обрабатываются железо, титан и марганец. Так, температура плавления железа равна 1808 К, температура воспламенения — 1323 К; температура плавления FеO составляет 1643 К.

Тепловой эффект реакции горения железа довольно высок (269 МДж/моль). Поскольку теплопроводность железа невелика, лобовая поверхность реза разогревается при резке до высоких температур (1873-2273 К).

Реакция горения титана сопровождается более значительным тепловым эффектом (906 МДж/моль), тогда как теплопроводность титана ниже, чем у железа. Температура лобовой поверхности при резке титана превышает 2773 К. Поэтому он разрезается с более высокой скоростью, чем сплавы железа.

Читайте также:  Что нужно для аргонной сварки

Нельзя разрезать обычным кислородным способом Ni, Сu, Аl, Mg, Сr и Zn.

В технике за редким исключением применяют не чистые металлы, а их сплавы, причем наиболее широко используют сплавы железа и углерода — сталь и чугун. Для придания стали высоких прочностных характеристик, пластичности, коррозионной стойкости в различных средах, жаропрочности и других свойств в ее состав вводят различные легирующие элементы — Mn, Si, Сr, Ni, Ti, Аl и др. Наличие примесей влияет на возможность обработки стали кислородной резкой, поскольку в слое жидкого расплава, выдуваемого из реза кислородной струей, образуются тугоплавкие оксиды.

Они уменьшают жидкотекучесть расплава и препятствуют интенсивному теплообмену между расплавом и кислородом режущей струи. Элементы, расположенные в ряду химической активности по отношению к кислороду за железом, снижают активность окисления расплава. При окислении расплава, перемещаемого струей кислорода вдоль лобовой поверхности реза, их содержание в расплаве увеличивается, что приводит к торможению процесса окисления стали.

1. Характеристика и область применения листовой стали марки 20А

Сталь 20А является наиболее распространенным материалом в процессе создания труб, нагревательных трубопроводов, листа, прутков, котельного оборудования. После цианирования, цементации она подходит для производства изделий с повышенной твердостью поверхности – осей, кулачковых валиков, толкателей клапанов, вилки тяг, звездочек, пальцев, шпинделей, крепежных деталей, пальцев рессор и иных деталей, которые применяются в сельскохозяйственном, автотракторном производстве.

Кроме этого, сталь 20А может применяться для производства поковки категорий прочности 245, 215, 195, 175 при наличии толщины изделий 300-100 мм. Используются для создания поковок кованые, катаные стальные заготовки, слитки стального сплава данной марки, блюмсы.

Из стального сплава данной марки могут изготавливаться и прямошовные электросварные трубы различного диаметра, длины, толщины стенок, для чего используется листовой, рулонный прокат. Сварка изделий из стального сплава может выполняться без подогрева, термообработки, с подогревом 100-120 градусов, термообработкой, с подогревом 200-300 градусов, с отжигом.

Для изготовления листового проката 4-14 мм 1-2 категории, предназначенного для холодной штамповки; после нормализации или без термообработки крюков кранов, муфт, вкладышей подшипников и других деталей, работающих при температурах от -40°С до +450°С под давлением; после ХТО – для изготовления шестерней, червяков, червячных пар и других деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины; холоднокатаных плавниковых труб наружным диаметром 32, 38 и 50 мм, предназначенных для паровых котлов со сверхкритическими параметрами пара; труб перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления; цементируемых деталей для длительной и весьма длительной службы при температурах до +350°С;

Заготовок деталей трубопроводной арматуры; деталей типа донышек, воротниковых фланцев, штуцеров, колец, патрубков, тройников и деталей прямоугольной формы для энергооборудования и трубопроводов с абсолютным давлением свыше 3,9 МПа тепловых электростанций; оборудования и трубопроводов атомных станций (АС); деталей и элементов трубопроводов пара и горячей воды атомных станций (АС), с расчётной температурой среды не выше +350°С при рабочем давлении менее 2,2 МПа (22 кгс/см 2 ); труб для установок химических и нефтехимических производств с условным давлением Ру=19,6-98 МПа (200-1000 кгс/см 2 ); спиральношовных труб с двухсторонним швом для трубопроводов атомных электростанций; труб бесшовных высокого давления (6-10 мм) для топливопроводов дизелей; горячекатаного профиля для изготовления ободьев колес сельскохозяйственных машин.

Расшифровка марки стали 20А – Сталь конструкционная низкоуглеродистая качественная, количество углерода в стали 0,2%. Буква А – очищенный металл ,пониженное содержание серы и фосфора.

Основные характеристики стали

· Удельный вес стали 20А: 7,85 г/см 3

· Твердость материала: HB 10 -1 = 163 МПа

· Температура критических точек: Ac1 = 735, Ac3(Acm) = 850, Ar3(Arcm) = 835, Ar1 = 680

· Температура ковки, °С: начала 1280, конца 750, охлаждение на воздухе

· Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при HB 126-131 и дB=450-490 МПа, К х тв. спл=1,7 и Кх б.ст=1,6.

Резка металла кислородом и пропаном

При возникновении необходимости работы с толстослойным металлом используется газовый резак. Он осуществляет разрез металлического листа с помощью горячей пламенной струи. Она формируется благодаря смешению двух газов – это пропан и кислород.

Кислородно-пропановым резаком невозможно осуществить резку высокоуглеродистых металлов, меди и ее сплавов, алюминия. Спектр материалов, поддающихся воздействию, ограничен низкоуглеродистыми сталями марки от 08 до 20Г по ГОСТу (1050-60) и среднеуглеродистым – от 30 до 50Г2 (ГОСТ 1050-60).

Пропановый резак раскраивает металл, имеющий толщину не более 300 мм.

Для работы необходимо иметь

  • кислородные шланги высокого давления
  • баллоны с пропаном и кислородом
  • мундштук
  • резак

Все детали газового оборудования стандартные и при поломке могут быть заменены.

Подготовка к работе

Перед началом работ необходимо убедится в безопасности: на одежде, полу, окружающих поверхностях должны отсутствовать следы масла и прочие легковоспламеняющиеся вещества. Далее следует осмотреть газовое оборудование на предмет полной комплектации и исправности. Следующие шаги помогут привести оборудование в режим готовности:

  1. Продуйте все шланги высокого давления газом для удаления пыли и грязи, прежде чем начнете подсоединять их. Проверьте подсос в каналах резака. Прикрепите с помощью ниппеля и гайки кислородный шланг к штуцеру с правой резьбой. Пропановый шланг прикрепите к левому штуцеру;
  2. Проверьте, нет ли утечки газов в разъемных соединениях;
  3. Проверьте исправность манометров. Обратите внимание на герметичность газовых редукторов.
    Техника безопасности при резке и сварке

    Разработанные четкие правила техники безопасности позволили сделать процесс контролируемым, жизнь и здоровье резчиков и окружающих стала вне опасности:

    1. Использование специальной маски с светофильтрами, респиратора и защитного костюма.
    2. Допуск к работам лиц, достигших возраста 18 лет и прошедших специальный курс по газовому делу, имеющие удостоверение с отметкой на проведение данного вида работ.
    3. Обмыливание на плотность всех соединений аппаратуры, трубопроводов и арматуры для предотвращения утечки газа.
    4. Использование специальных тележек и носилок для перемещения отдельных баллонов. Отсутствие ударение баллонов друг о друга при транспортировке.
    5. Не допускается попадание на кислородный редуктор, вентиль или шланг сжиженного газа, жиров, масла.
    6. Запрещается открывание замасленными руками редуктора и вентиля кислородного баллона.
    7. Перед началом работ необходимо выпускать через резак смесь газа и воздуха, образующуюся в шланге. Таким образом предотвращаем появление обратного удара в шланг и редуктор.
    8. Прогрев металла только сжиженным газом без кислорода строго запрещается.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector