Лабораторная работа № 5

Лабораторная работа № 5

по дисциплине: «Ресурсосберегающие технологии в сварочном производстве»

Тема: «Изучение влияния закрученной кислородной струи на повышение производительности и качества кислородной разделительной резки»

Цель работы:

Проанализировать использование закрученной кислородной струи для повышения производительности и качества кислородной разделительной резки

Материальное обеспечение:

Инструкционно-технологическая карта

Последовательность выполнения работы:

1. Изучить основные теоретические положения.

2. Составить отчет.

3. Вывод.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Основные теоретические положения:

Резка с кислородной завесой. При этом способе резки струя режущего кислорода защищена от подогревающего пламени и окружающей атмосферы кислородной завесой. Применение процесса резки с кислородной завесой увеличивает производительность на 40-50% и соответственно снижает расход горючего газа на 20-30% кроме того, уменьшает шероховатость поверхности реза. Резка с кислородной завесой требует повышенного расхода кислорода, так как на создание потребляется 1,5-17 мз/ч кислорода.

Для резки с кислородной завесой применяют двух струйные мундштуки с двумя последовательно расположенными и смещенными соплами для режущего кислорода. В результате скорость резки увеличивается на 50-80%, качество поверхности реза улучшается, снижается расход горючего газа на 30-40%, хотя расход кислорода возрастает вдвое. Используют также контактные мундштуки, которые рассчитаны на максимальное приближение рабочего торца сопла режущего кислорода к поверхности разрезаемого металла (на 1-3 мм). Малое расстояние от торца мундштука до поверхности разрезаемого металла подсосу воздуха и продуктов сгорание в режущую струю. При резки с контактными мундштуками уменьшается ширина реза, повышается производительность на 30-40%, снижается расход горючего газа на 20-30%.

Увеличение производительности процесса резки можно достичь если направлять струю режущего кислорода под углом 45° к поверхности изделия. Благодаря этому создаётся центробежное давление на поверхности горения. Центробежное давление струи отжимает жидкий шлак в открытую заднюю часть реза, что облегчает удаление шлака. Происходит также быстрые нагрев металла до температуры воспламенения за счет наклона резака к разрезаемой поверхности и использованием теплоты шлака, находящегося впереди линии реза.

Скоростная кислородная резка. Выполнение резки под углом 45° в сторону, обратную направлению перемещение, носит название скоростной кислородной резки. Эта резка обеспечивает повышение производительности в 2-3 раза для толщин 3-20 мм. Однако качество резки низкое и требуется последующая механическая обработка кромок. Улучшение качества разрезаемой поверхности при скоростной резки достигается применением специальных мундштуков с двумя или тремя каналами для режущего кислорода. Скоростная чистовая резка требует увеличение расхода кислорода на 1 м реза в 1,3-2,3 раза по уравнению с обычной резкой. Однако стоимость чистовой резки меньше обычного благодаря высокой производительности процесса и экономии горючего газа, поскольку время подогрева разрезаемого металла значительно сокращается.

Резка смыв-процессом, данный способ резки позволяет разрезать сталь толщенной до 30 мм в 1,5-2,5 раза быстрее, чем при обычной кислородной резки, причем на поверхности реза отсутствуют бороздки. Сущности этого способа заключается в использовании трех струй режущего кислорода, взаимно смещенных по ширине и направлению резки. Мундштук резака направлен под острым углом к поверхности разрезаемого металла и имеет один канал для основной режущей струи и дна канала для зачищающих струй. Острые углы направленных на металл кислородных струй и факелов подогревающего пламени приводят к быстрому нагреву металлов основной режущей струей. Зачищающие струи окисляют ещё не остывший металл и сглаживают поверхность реза. При резки смыв-процессом увеличивается расход защитного газа на 50-80%, а расход кислорода в 1,8-2,5 раза.

Важное преимущество резки смыв-процессом по сравнению с обычной резкой - высокие механические свойства металла зоны реза, что является результатом повышения чистоты кромок реза. К недостаткам способа резки смыв-процессом можно отнести большую ширину реза и невозможность выполнения фигурных резон.

Безгратовая резка. Этот способ резки используют повышения качества реза. При безгратовой резки применяют кислород высокой чистоты (99,5-99,8%). Процесс необходимого осуществляет при минимальной мощности подогревающего пламени, поэтому предпочтительно применение газов-заменителей: пропанбутана, природного газа. Скорость резки снижают на 15-20% по сравнению с обычной кислородной резкой и поддерживают постоянным расстояние между мундштуком и металлом.

Резка кислородом высокого давления. Процесс позволяет увеличить скорость резки металла толщенной до 50 мм на 30-50%, уменьшить ширину реза в 1,5 раза, снизить величину деформаций детали, получить высокое качество поверхности реза. Применение кислорода высокого давления (до 5 МПа) с углом наклона резака до 60' в сторону, обратную направлению резки, позволяют повысить скорость резки толщин до 30 мм в 2-4раза.

Импульсная резка. Сущность способа заключается в прорезании металла одновременно по всей линии реза неподвижным многосопловым резаком конфигурация которого соответствует контуру вырезаемой детали.При импульсной резке по всей длине реза одновременно производят подогрев поверхностей детали до температуры воспламенения, после чего пускают импульсную струю режущего кислорода и пробивают металл с образованием сквозного разреза. Обычно производится резка металла толщенной до 25 мм при давлении режущего кислорода 0,15-0,4 МПа. Преимуществом импульсной резки является сокращение общего времени процесса по сравнению с последовательной резкой и соответственно сокращение расхода горючих газов и кислорода. Недостатком применение данного способа является сравнительно невысокого качество поверхности реза. Поэтому перспективно сочетание импульсной резки с одновременным перемещением дополнительного резака для получение сквозной гладкой поверхности реза.

Резка с наложением пульсаций на струю режущего кислорода. Процесс резки заключается в том, что режущий кислород проходит через специальное устройство для пульсирующий подачи газа. Один из выходных каналов устройства, по которому проходит режущий кислород, периодически перекрывается вращающим валом, и в струе кислорода возбуждаются пульсации. Один из выходных каналов устройства, по которому проходит режущий кислород периодически перекрывается вращающим валом, и в струе кислорода возбуждаются пульсации. Процесс резки используется при частотах пульсаций от 400 до 5000 гц. Дальнейшее увеличение частоты не приводит к заметному улучшению процесс резки. При возбуждении колебаний в струе режущего кислорода увеличивается давление струи в 1,3-1,5 раза по сравнению с обычной резкой. Соответственно возрастанию и скорость истечения кислородной струи. Окисление металла зависит от воздействия кислородной струи. Чем больше скорость истечения, тем соответственно активнее происходит окисление металла интенсивнее удаляются образующие в зоне реза шлаки, и обеспечивается более равномерной по толщине разрезаемого металла интенсивнее удаляются образующиеся в зоне реза шлаки и обеспечивается более равномерная по толщине разрезаемого металла ширина реза и минимально возможная величина «отставания». Пульсации кислородной струи передают подогревающему пламени. Пульсирующее пламя обеспечивает интенсивный подогрев разрезаемого металла до температуры воспламенения. При нагреве толщины 20-30 мм скорость нагрева пульсирующим пламенем с использованием пропан -бутана соизмерима со скоростью нагрева ацетиленом. Ввод тепла в металл увеличивается в 1,5 раза по сравнению с обычным способом резки на пропан-бутане. Использование пульсаций кислородной струи увеличивает производительность кислородной резки в 1,5-2 раза, улучшает качество поверхности реза и на 20 30% уменьшает ширину реза. Расход же горючего газа снижается на 20- 30% ПО сравнительно с обычным способом резки на пропан-бутане.

Содержание отчета:

1. Написать отчет о проделанной работе.

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Сделать вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы.

1. В чем заключается сущность способа резки с кислородной завесой?

2. Резка смыв-процессом. Сущность способа, область применение.

3. В чем заключается сущность способа импульсной резки?

4. Технология и техника резки с наложением пульсации на струю режущего кислорода?