Rezanie kovov kyslíkom: technológia, potrebné vybavenie, bezpečnostné opatrenia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Kyslíkovo-palivové rezanie kovov (v literatúre sa môžete stretnúť s termínom "kyslíko-palivové rezanie") sa v priemysle aktívne používa na rezanie plechových materiálov z ocele a iných zliatin na obrobky požadovanej dĺžky. Táto technológia sa používa aj pri mnohých opravách a demontážach konštrukcií. Jeho popularita je spôsobená relatívnou jednoduchosťou a nízkymi nákladmi na vybavenie, ako aj vysokým stupňom bezpečnosti. Článok obsahuje informácie o samotnej technológii, potrebnom vybavení a základných bezpečnostných opatreniach pre kyslíkové rezanie kovov a iných materiálov.

Základy technológie

Pred rezaním sa odporúča zahriať kov plameňom horáka. To platí len pre materiály s veľkým prierezom. Uvedený plameň sa objavuje v dôsledku reakcie kyslíka s plynom. Ak sa toto odporúčanie zanedbá, potom kov nevyhnutne povedie, budepokrivenie. Ak však nie je dôležitý geometrický tvar narezaných kusov, napríklad pri demontáži konštrukcií zo stavebnej ocele, ako aj pri rezaní tenkostenných plechov, je povolené zváranie plynom a kyslíkové rezanie kovu bez predhrievania výrobkov.

Vysoké teploty v zóne rezania sa dosahujú spaľovaním vysoko čistého kyslíka z valca. Kovové nádrže s veľmi vysokým tlakom obsahujú 99 až 99,8 % kyslíka. Ak sa na ohrev používa kyslík bežnej čistoty (približne povedané, atmosférický vzduch), potom je na efektívne rezanie kovu kyslíkom potrebný kyslík vysokej čistoty.

Príprava povrchu

Ak je úlohou rozrezať veľký predmet na prenosné kusy, ktoré sa majú zlikvidovať, príprava povrchu môže byť vynechaná. Fréza sa s touto úlohou vyrovná v čo najkratšom čase. Ďalšia vec je výroba nových produktov. V tomto prípade je dôležité získať vysokokvalitnú líniu rezu, očistenú od vodného kameňa a iných nežiaducich inklúzií. Kyslíkovému rezaniu kovu predchádza dôkladné vyčistenie materiálu.

Existuje veľké množstvo metód na odstránenie znečistenia. Najpopulárnejšie z nich sú zahrievanie povrchu plynovým plameňom a mechanické čistenie. Prvý spôsob je najjednoduchší. Umožňuje efektívne eliminovať vodný kameň - najhoršieho nepriateľa plynovej zváračky. Jeho podstata spočíva v zahriatí povrchu kovu na kritické teploty. Druhá metóda je drahšia a vyžaduje si tošpeciálne vybavenie (pieskovacie stroje, škrabky, kefy atď.) a kvalifikovaní pracovníci.

Požiadavky na materiály

Rezanie kovov kyslíkovým tokom možno podrobiť zďaleka nie všetkým druhom ocelí a zliatin. Jednou z hlavných podmienok je teplota topenia a teplota vznietenia. Pre normálny priebeh procesu musí byť prvý indikátor výrazne vyšší ako druhý. Je jasné prečo: v opačnom prípade sa materiál skôr roztopí, než spáli, čo povedie k tvorbe pruhov. Línia rezu bude mať nepresný vzhľad, čo často znemožňuje ďalšie spracovanie dielu na obrábacích strojoch v dôsledku posunutia podstavcov. Okrem toho môže mať takáto kovová vrstva zlé mechanické a fyzikálne vlastnosti.

Určité prvky pridávané ako nečistoty do zloženia ocelí môžu mať negatívny vplyv na proces rezania kovov s kyslíkom a propánom. Takže najviac spracovávané sú ocele, ktorých obsah uhlíka nepresahuje 0,3%. Rezná rýchlosť neklesá so zvyšujúcim sa obsahom uhlíka, avšak oceľ sa stáva náchylnou na prehrievanie, tvrdnutie povrchovej vrstvy a tvorbu tvrdnúcich trhlín, ktoré môžu slúžiť ako koncentrátory napätia a viesť ku krehkému lomu celého obrobku.

Ručne rezané

Rezanie kovov kyslíkom sa v závislosti od stupňa automatizácie a mechanizácie delí na mechanizované amanuál.

Ručné zváranie je vhodné použiť v malosériovej a kusovej výrobe, ako aj pri prácach na demontáži konštrukcií a konštrukcií. Ideálne na rezanie polotovarov z rúr, odstraňovanie vtokových kanálov z odliatkov atď.

Zariadenia na rezanie kovov a zliatin na kyslíkové rezanie sú vysoko mobilné, ľahko ovládateľné a spoľahlivé. Vďaka týmto vlastnostiam je táto technológia najrozšírenejšia ako v priemyselných podnikoch, tak aj v opravárenských organizáciách.

Mechanizácia procesu

Za posledné desaťročia sa robotika veľmi rýchlo rozvíjala. Dnes sa roboty používajú takmer všade. A rezanie kovov kyslíkovým oblúkom nie je výnimkou. V dnešnej dobe už CNC rezacie zariadenia nie sú prekvapením. Tieto stroje môžu byť vybavené viacerými kyslíkovo-palivovými rezacími horákmi, čo výrazne zvyšuje ich už tak vysoký výkon. Všetky popredné zahraničné strojárske holdingy a spoločnosti už dlhodobo aktívne zavádzajú takéto zariadenia do svojich výrobných reťazcov a domáce firmy sa im snažia držať krok. Úroveň mechanizácie zváračských prác je v priemere cca 80%.

Podstata rezania kovov s kyslíkovým tokom

Tradičné rezanie nie je vhodné pre všetky materiály. Napríklad oceľ legovaná chrómom a niklom je ťažké rezať. Podobný problém nastáva, keďrezanie neželezných kovov a liatiny.

Potom prichádza na pomoc technológia toku kyslíka. Jeho podstata je nasledovná. Prášok taviva sa privádza do zóny rezania. Táto látka sa pri rezaní vznieti a horí, pričom sa uvoľňuje veľké množstvo tepla, čo umožňuje taviť žiaruvzdorné karbidy, boridy a oxidy kovov.

Zariadenia na rezanie kyslíkovým tokom

Dá sa povedať, že na tento typ rezania kovov sa používa bežné štandardné vybavenie, navyše vybavené zariadením na prívod taviva (tzv. podávač taviva a kyslíkový rezací horák na rezanie kovu s prívodom taviva). Najbežnejšie inštalácie tohto typu sú zariadenia navrhnuté výskumným ústavom Avtogenmash URHS. Toto zariadenie je určené na rezanie ocelí s vysokým obsahom chrómu a iných legujúcich prvkov.

Takéto zariadenie možno použiť aj na mechanizované rezanie vybavením stroja podávačom taviva.

Techniky rezania kyslíkovým tokom

Technika sa nelíši od tradičných metód klasického rezania kyslíkom. Samotný proces je možné vykonávať ručne aj mechanizovane pomocou pomocných zariadení, robotov a zariadení. Môže byť aj deliaca aj plošná. Odporúča sa na rezanie a rezanie ocelí s vysokým obsahom chrómu a niklu (t.j. žiaruvzdorných ocelí).

Vlastnosti rezania liatiny kyslíkom

Pri horení uvoľňuje tavivo veľa tepla. Až tak, že dochádza k takzvanému chladeniu liatiny. Podstata tohto javu spočíva v tom, že uhlík prechádza z voľného stavu do viazaného. Inými slovami, atómy uhlíka v určitej oblasti tvoria chemickú zlúčeninu s atómami kovu. To je sprevádzané zhoršením mechanických vlastností liatiny (zvyšuje sa tvrdosť, stáva sa krehkejšou). V dôsledku zrýchleného ohrevu a chladenia vznikajú na povrchu praskliny, ktoré môžu spôsobiť deštrukciu produktu.

Problém je možné vyriešiť predhriatím kovu a reguláciou rýchlosti jeho ochladzovania. S takýmito úlohami sa dokáže vyrovnať iba pracovník s vysokou kvalifikáciou a rozsiahlymi skúsenosťami s vykonávaním takejto práce.

Vlastnosti rezania neželezných kovov a zliatin kyslíkom

Tak ako liatina, aj meď sa musí pred rezaním zahriať. Ohrev sa vykonáva na teplotu 800-900 stupňov Celzia. Meď má vysokú tepelnú vodivosť, takže rezanie bez predhrievania bude mať za následok výrazné zdeformovanie, priestorové skreslenie a odpad.

Zliatiny na báze medi s inými prvkami (mosadz, bronz atď.) je tiež potrebné zahriať. Teplota predohrevu by však nemala presiahnuť 500 stupňov Celzia.

Výhody a nevýhody technológie kyslíkovo-palivového rezania

V porovnaní s inými alternatívnymi metódami rezania plechových materiálov rôznych akostí ocele je táto technológia vynikajúca na rezanie pozdĺž zakrivených línií, na rezanie otvorov s veľkým priemerom. Táto metóda vám tiež umožňuje získať slepé diery.

Druhou a veľmi významnou výhodou je jednoduchosť používania zariadenia. Plynová rezačka má malú hmotnosť, takže s ňou zvárač môže pracovať dlho bez únavy. To má pozitívny vplyv na výkon.

Plyn je relatívne dostupné a lacné palivo. A toto je tretia výhoda.

Veľmi významnou nevýhodou technológie je výbušnosť použitých látok. Porušenie technologickej disciplíny preto nie je dovolené. Ignorovanie bezpečnostných predpisov môže viesť k vážnym následkom.

Pravidlá fungovania kyslíkového reduktora na rezanie kovov

Pred pripojením prevodovky sa pracovník musí uistiť, že na závitových plochách nie je žiadne znečistenie. Ak nejaké existujú, je potrebné ošetriť kontaminované povrchy petrolejom alebo rozpúšťadlom. Až po prečistení systému a odstránení všetkých cudzích častíc a prvkov, ktoré sa môžu dostať do prevodovky a narušiť jej činnosť, môžete nasadiť a upevniť maticu na prevodovke.

Rovnakým spôsobom sú nainštalované ďalšie prevodovky.

Plyny sa spúšťajú plynulým otvorením ventilu fľaše. Ak nie sú pozorované žiadne odchýlky od prevádzky, ventil je možné úplne otvoriť. Ak sa prevodovka začne zahrievať, vydávať abnormálny hluk, musíte okamžite zatvoriť zotrvačník kyslíkového valca na rezanie kovov.

Bezpečnosť pri práci

Poprípravné práce, je potrebné sa uistiť, že nedochádza k úniku plynu. To môže byť veľmi nebezpečné. Až potom môžete zapáliť rezač a nastaviť plameň.

Ak potrebujete urobiť krátku prestávku v práci (nie viac ako dve alebo tri minúty), potom jednoducho vypnite ventil rezačky. V prípade, že sa práca zastaví na dlhší čas, je potrebné uzavrieť reduktor a ventil plynovej fľaše.

Na rezaní kovov kyslíkom môžu pracovať iba pracovníci, ktorí prešli všetkými potrebnými pokynmi.

Je zakázané vykonávať akékoľvek práce v blízkosti výbušných nádrží a horľavých materiálov. Ak sa práca vykonáva v malých uzavretých priestoroch, pracovníci by mali pravidelne oddychovať a dýchať čerstvý vzduch.

Zváracie práce vo výrobe, ktoré sa vykonávajú systematicky (nie dočasne), by sa mali vykonávať v špeciálne vybavených miestnostiach. Zároveň plocha jedného pracoviska nie je menšia ako štyri metre štvorcové. Priechody medzi pracoviskami by mali byť aspoň 0,8 metra.

Priestory musia byť vybavené výkonným odsávaním škodlivých látok. Jeho kapacita by mala byť 2500-3000 m³ na 1 m^{3 spáleného plynu.}

V prípade, že je v jednej miestnosti (dielni) vybavených viac ako desať pracovísk zváračov, plyn by im mal byť dodávaný nie z tlakových fliaš, ale centrálne z distribučnej stanice plynu. Je povolené dodávať plyny z existujúcich plynovodov.

Fľaše s pracovným plynom je možné prepravovať len s ochrannými uzávermi. Oni súzabrániť poškodeniu a znečisteniu ventilu. Ručná preprava fliaš na veľké vzdialenosti je zakázaná. Na tieto účely musíte použiť špeciálne zariadenia a vozíky. Náraz valcov do zeme alebo do seba nie je povolený.

V kyslíkovej fľaši na rezanie kovu môže v prípade porušenia technológie a pracovného poriadku vzniknúť výbušná zmes plynu a kyslíka. Preto je potrebné k nastavovaniu prevodoviek pristupovať zodpovedne.