Резка металла газовым резаком: особенности, преимущества, основы работы

В связи с тем, что операция не отличается сложностью и отсутствуют жесткие требования к местам осуществления работ газовая резка приобрела широкую популярность при проведении многих работ. Далее разберем технологию газовой резки металла, ее особенности, применяемые устройства и принципы его работы.

Резка металла газом отличается простотой, так как не нуждается в использовании дополнительных источников энергии и сложного оборудования. Подобный способ обработки популярен среди многих специалистов во всех отраслях промышленности. Почти все оборудование для резания отличается мобильностью и простотой транспортировки.

Разновидности газовой резки

Газопламенная резка металла может классифицироваться по нескольким признакам, исходя из типа применяемого газа и ряда иных нюансов. Каждый метод лучшим образом решает определенные задачи. К примеру, при возможном подключении к электрической сети, возможно применение кислородно-электрической дуговой резки, при обработке низкоуглеродистой стали целесообразно применять газовоздушную смесь на основе пропана. К числу самых распространенных относятся:

• Пропановая – самый популярный способ работы. Существует ряд определенных ограничений. Техника применима для титанового сплава, низкоуглеродистых и низколегированных сталей. При наличии углерода, легирующего компонента более 1% следует использовать иные методы. Резка и сварка данным способом может предполагать применение иных газовых смесей с метаном, ацетиленом и иных.
• Воздушно-дуговая. Достаточно эффективный способ раскраивания деталей из металла. На изделие воздействует электрическая дуга, а остаточные элементы удаляются воздушными струями. Кислородная электрическая резка предусматривает подачу газовой смеси вдоль электрода. К минусам метода можно отнести довольно неглубокий рез, но его ширина может быть практически неограниченной.
• Кислородно-флюсовая. Отличается тем, что к рабочей зоне подается дополнительные компоненты – флюсы. Зачастую это порошкообразный материал. Благодаря им формируется лучшая податливость металла в процессе резки. Технология хороша при резании сплавов, у которых образовывается твердоплавкий окисел: чугун, легированная сталь, алюминий, медь и ее сплавы.
• Копьевая. Кислородно-копьевая резка применяется при разделении значительных объемов стали. Главной особенностью является существенное увеличение скорости выполнения работы. Подобная технология газовой резки металла формирует энергоемкую струю, снижающей расход копьев из стали. Повышенная скорость работы достигается также за счет полного и быстрого сгорания металла.

Применяемое оборудование

Резка металла газовым резаком сопровождается применением ряда дополнительных и основных компонентов. В целом оборудование состоит из:

• Редуктор – необходим для понижения давления до требуемых значений. Имеет 2 манометра для контроля данных на входе и выходе.
• Газовый и кислородный баллон.
• Соединительные шланги. Длина шланга не должна быть больше 30 метров.

Редуктор необходим для осуществления регулировки давления и поддержания его в автоматическом режиме в заданных значениях. Может состоять из 1 или 2 камер. В случае наличия двух камер, то у устройства повышается надежность.

Стальные баллоны имеют объем от 0,4 до 55 дм3. Имеют запорный вентиль, который может быть различной конфигурации, исходя из типа применяемого газа.

Технология газовой резки

Газовая резка металла кислородом предполагает нагрев детали примерно до 1100 °С. После этого к рабочей зоне подается кислородная струя, соприкасающаяся с прогретой поверхностью и в последствии загорающаяся. Горящий поток с легкостью режет металлическую деталь. При этом требуется постоянный и стабильный поток газовой смеси.

Металл должен иметь меньшую температуру горения, чем температура плавления. Иначе расплавленную, не сгоревшую массу будет затруднительно убрать с поверхности.

Исходя из этого, газокислородная резка металла проводится благодаря сгоранию газовой смеси. Основным элементом оборудования выступает газовый резак, обеспечивающий регулирование и формирование газовоздушной смеси. Данный инструмент производит воспламенение и перемещение струи в рабочей зоне.

Газоплазменная резка металлов – это одна из операций термической обработки. Основным преимуществом является то, что позволяет раскраивать материал любых толщин, сохраняя высокий КПД. Другим достоинством будет полная автономность и независимость от стороннего источника питания.

Технология может применяться для резания различных материалов. Исключением будет латунь, нержавеющая сталь, медь и алюминий.

Сколько расходуется газа

Объем расходуемого газа будет зависеть от способов осуществления работы. К примеру, во время воздушно дуговой резки будет вырабатываться больше газа, чем в случае с кислородно-флюсовой. В основной мере расход станет зависеть от:

• Опытности сварщика. Без должного опыта традиционно расходуется большее количество газа.
• Целостности и технических параметров применяемого оборудования.
• Типа и толщины обрабатываемых деталей.
• Ширины и глубины резки.

Условия для выполнения работы

Для успешного проведения работы необходимо достижение более высокой температуры плавления, чем температура воспламенения. Отлично соответствуют этому требованию низкоуглеродистые сплавы, которые расплавляются на 1500°С, а воспламениться способны на 1300 °С. Сталь со средним и высоким содержанием углерода будут резаться газом хуже, т.к. высокий процент содержания углерода способствует понижению температуры плавления и увеличению градуса воспламенения.

Следующим требованием является наличие не очень высокой теплопроводности. В противном случае активно отделяется нагретый шлак и операция становится неустойчивой, что может способствовать прекращению резки. Оптимальная теплопроводность наблюдается у стали и железа. Газовая резка металла пропаном других металлов в основном невозможна.

Также необходимо соблюдение следующих условий для резания:

• Кислородная (газовая) струя сжигает определенный объем металла. При этом необходимо постоянное выделение такого количества теплоты, которого будет достаточно для непрерывного проведения операции. Только 30% тепловой энергии образует пламя резака, оставшиеся 70% образовываются в процессе сгорания металлов.
• Высокий уровень жидкотекучести образовывающегося шлака. Это требуется для простой выдувки шлака из рабочей зоны.

Достоинства и недостатки технологии

Резание металла при помощи газа имеет ряд преимуществ:

1. Отличное решение при необходимости резки изделий большой толщины или криволинейных резов по шаблонам. Возможность выполнения глухих отверстий глубиной до 5 см.
2. Масса газового резака не велика, он удобен и мобилен. Отсутствует громоздкость, большой вес и повышенный шум, присущий электро и бензоинструменту.
3. Технология позволяет увеличить скорость работы до 2 раз в сравнении с бензиновым инструментом.
4. Газовая заправка баллона обходится дешевле и его хватает на большие объемы работы, чем в случае заправки бензином.
5. Газовый резак позволяет создавать узкую и чистую кромку на срезе.

К числу минусов можно отнести возможность взрыва газовоздушных смесей, нагреву значительных площадей изделий, ограниченный круг доступных к обработке металлов, которые рассматривались выше.

Деформация металла

Из-за термического воздействия на заготовку процесс деформации будет вполне естественным и его избежать сложно. При нагреве возможно изменение формы. В итоге можно получить вывернутую и вогнутую вырезанную деталь.

Деформационным процессам способствуют:

• Проведение неравномерного прогрева;
• Быстрое перемещение горелки;
• Высокая скорость охлаждения по окончанию работы.

В процессе работы нужно по максимальной возможности исключать влияние этих факторов. Иначе потребуется исправление поведенной заготовки. Существует ряд методов, позволяющих устранить или исключить дефекты:

• Отпуск или обжиг;
• Исправление листовых изделий на вальцах;
• Надежное закрепление до начала работы;
• Соблюдение верной последовательности действий в соответствии с толщиной и типом металла.

Без должного опыта выполнения данной операции начинать рекомендуется с малых деталей, а не сразу с массивных изделий.

Возможность обратного удара во время резки

Раскраивая металл газовым оборудованием необходимо учитывать то, что возможен эффект обратного удара. Он предполагает начало горение газового потока в обратном направлении, что предполагает значительное повышение скорости этого процесса. Сбой может спровоцировать поломку оборудования и даже его взрыв. Устраняется опасность путем установки дополнительного клапана.