Кислородно-флюсовая резка

КИСЛОРОДНО-ФЛЮСОВАЯ РЕЗКА

Сущность процесса

В процессе кислородной резки металл сгорает при температуре ниже температуры его плавления. Если температура плавления, образующихся при горении оксидов превышает температуру плавления металла, то обычная кислородная резка становится невозможной. Например, при резке хромистых сталей образуется оксид хрома с температурой плавления 2270 °С, тогда как хром плавится при температуре 1903 °С.

Тугоплавкая пленка оксидов сильно затрудняет контакт между кислородной струей и металлом, подогретым до температуры воспламенения. При этом увеличивается отвод теплоты соседними участками металла, струя кислорода охлаждает место реза и процесс резки прекращается. Для осуществления кислородной резки нужно обеспечить расплавление и перевод в шлак образующихся тугоплавких оксидов. Это возможно за счет дополнительного нагрева места реза от сгорания флюса. Поэтому для резки хромистых, хромоникелевых нержавеющих сталей, чугуна и цветных металлов, которые не удовлетворяют условиям кислородной резки, применяют способ кислородно-флюсовой резки.

Сущность кислородно-флюсовой резки заключается в том, что в зону реза вместе с режущим кислородом вводится специальный порошкообразный флюс, при сгорании которого выделяется дополнительная теплота и повышается температура в зоне реза. Кроме того, продукты сгорания флюса, взаимодействуя с тугоплавкими оксидами, образуют жидкотекучие шлаки, которые легко удаляются из зоны реза и не препятствуют нормальному протеканию процесса.

Составы флюсов

Основным компонентом порошкообразных флюсов, применяемых при резке металлов, является железный порошок, который, сгорая, выделяет большое количество теплоты. Лучшие результаты при сварке нержавеющих сталей достигаются при добавлении к железному порошку 10-15 % (по массе) алюминиевого порошка.

Для поверхностной и разделительной резки нержавеющих сталей используют в качестве флюса смесь алюминиево-магниевого порошка с ферросилицием или силикокальцием. Алюминиево-магниевый порошок, входящий во флюсовую смесь, сгорая в струе кислорода, повышает температуру пламени, а ферросилиций и силикокальций действуют на оксиды хрома как флюсующая добавка.

Основное назначение флюса при резке чугуна состоит в разжижении шлака, в котором содержится много кислорода. В состав флюсов для резки чугуна входят железный и алюминиевый порошки, феррофосфор и кварцевый песок.

Аппаратура для резки

Установки для кислородно-флюсовой резки состоят из двух основных частей: резака (ручного или машинного) и флюсопитателя, обеспечивающего подачу и регулирование расхода флюса.

Резаки для кислородно-флюсовой резки в отличие от резаков для кислородной резки имеют дополнительные узлы для подачи флюса. Применяются резаки трех типов: с подачей флюса по центральному каналу, с внешней подачей и универсальные, имеющие сменные мундштуки.

Флюсопитатели подразделяются на пневматические и с механической подачей флюса. Пневматическая подача флюса осуществляется инжекторным или циклонным (вихревым) устройством, в которое поступает кислород, воздух или азот, увлекающий флюс к резаку.

Механическая подача порошка от флюсопитателя до резака производится шнековым устройством со шлангами и трубками.

Для резки хромистых сталей используется высокопроизводительная установка УРХС-5.

Технология кислородно-флюсовой резки

При кислородно-флюсовой резке давление кислорода не должно превышать определенного значения, поскольку при слишком большом давлении увеличивается ширина реза и возрастают потери флюса. Например, давление режущего кислорода при резке нержавеющей стали Х18Н10Т толщиной 10-100 мм составляет 0,5- 0,7 МПа.

Для зажигания горючей смеси применяют те же приемы, что и при резке низкоуглеродистой стали универсальным резаком. Вентиль подачи флюса на резаке открывают после зажигания подогревающего пламени. Длительность подогрева металла перед началом резки значительно меньше, чем при обычной кислородной резке, и составляет 15 с для листа толщиной 10 мм и 120 с - для листа толщиной 90 мм.

Во время процесса резки необходимо следить за движением резака, регулировать давление режущего кислорода и подачу флюса, выдерживать оптимальное расстояние между резаком и разрезаемым металлом. Расстояние между торцом резака и разрезаемым металлом при его толщине до 100 мм должно быть 25 мм, при большей толщине - 40-60 мм.

            
Электронный текст документа подготовлен АО "Кодекс"
и сверен по авторскому материалу.
Автор: Демьянов А.А. - к.т.н., преподаватель
Военного инженерно-технического университета,
Санкт-Петербург, 2004