Технологические особенности резки сталей различной толщины

Нормальному процессу резки подвергается сталь толщиной не менее 3-4 мм. При резке более тонких листов происходит сильное оплавление кромок и перегрев металла подогревающим пламенем.

При резке стали толщиной 2-3 мм необходимо применять резаки с последовательно расположенными подогревающим и режущим соплами, что позволяет уменьшить ширину зоны термического влияния и уменьшить или вообще устранить перегрев металла в разрезаемых кромках. При этом резку производят с максимальной скоростью при минимальной мощности подогревающего пламени.

Высокое качество резки стали малой толщины и высокая эффективность процесса достигаются при пакетной резке тонких листов. Сущность этого процесса (рис. 79) заключается в том, что разрезаемые листы (до 25-30 шт.) складывают в пакет и разрезают кислородной струей за один проход. Этим способом можно резать листы толщиной до 10 мм.

Рис. 79. Резка пакета листов стали небольшой толщины

Разрезаемые в пакете листы должны быть тщательно выровнены и зачищены от грязи и окалины. Плотное прилегание листов друг к другу производится с применением струбцин или других приспособлений, обеспечивающих минимальный воздушный зазор между листами. Торцы листов со стороны пакета, откуда начинается резка, должны быть хорошо пригнаны. Для предотвращения оплавления верхнего и нижнего листов пакета применяют накладки в виде полос листовой стали.

Кислородная резка стали средних толщин (10-100 мм) не вызывает затруднений. Она выполняется обычной аппаратурой, как ручными, так и механизированными способами.

Основная трудность резки стали большой толщины связана с необходимостью применения кислорода высокого давления. Форма кислородной струи в большой степени зависит от величины давления кислорода. Кроме того, с возрастанием давления кислорода увеличивается охлаждающее действие струи на металл, в результате чего процесс резки замедляется. Второй причиной трудности резки стали большой толщины является сложность осуществления нагрева нижних слоев металла подогревающим пламенем.

Неоднородность состава стали по сечению существенно влияет на процесс резки. Слои металла, содержащие больший процент углерода, имеют более низкую температуру плавления и воспламеняются в кислороде при более высокой температуре нагрева, чем слои с более низким содержанием углерода.

Не меньшее влияние на процесс резки оказывает и неравномерный нагрев стали по толщине. В результате неравномерного нагрева стали по толщине процесс окисления нижних слоев металла протекает медленнее, чем верхних, что обусловливает значительную величину отставания и зашлаковывание реза в нижней части разрезаемого металла.

Весьма существенное влияние на качество резки стали большой толщины оказывают также положение резака (по отношению к разрезаемой поверхности) и скорость его перемещения. Особенно важным является начало резки, при котором необходимо полное прорезание металла по всей его толщине.

Качественная резка стали большой толщины может быть достигнута лишь при соблюдении трех основных условий:

а) в начале резки режущее сопло резака, для повышения устойчивости процесса резки в момент врезания, должно устанавливаться либо под прямым углом к разрезаемой поверхности, либо с некоторым весьма незначительным наклоном (около 2-3) в сторону, обратную движению (рис. 80);

Рис. 80. Положение мундштука при резке стали большой толщины перед началом (а) и окончанием (б) резки

б) после подогрева металла в начальной точке реза до требуемой температуры и пуска струи режущего кислорода перемещение резака вдоль линии реза может быть начато только тогда, когда достигнуто прорезание металла в начале реза на всю его толщину;

в) для уменьшения отставания процесса в нижних слоях металла, которое при резке стали большой толщины может достигать особенно большой величины, применяют постепенное замедление скорости перемещения резака в конце процесса резки и увеличение угла наклона режущего сопла в сторону, обратную движению до 10-15.

Стали толщиной до 300 мм разрезаются обычными универсальными резаками. Стали толщиной свыше 300 мм режут специальными резаками, мундштуки которых имеют увеличенные проходные сечения для режущего кислорода. Для резки сталей больших толщин применяется науглероживающее подогревающее пламя, так как оно будет более длинным. Ориентировочные режимы резки конструкционной стали приведены в табл. 53.

Таблица 53

Ориентировочные режимы резки конструкционной стали

, мм	Ро, МПа	Qа, л/ч	Qоб, л/ч	Vр, мм/мин	h, мм
8 – 10	0,3 – 0,36	0,8	3	550 – 400	2 – 3
10 – 25	0,36 – 0,42	0,9	5	400 – 300	3 – 4
25 – 50	0,42 – 0,55	1	8,5	300 – 250	4 - 5
50 – 100	0,55 – 0,68	1	18,5	250 – 200	4 - 6
100 – 200	0,68 – 0,8	1,1	33,5	200 – 130	5 - 8
200 – 300	0,8 – 1,3	4	45	150 – 120	7 - 10
300 – 400	1,3 – 1,7	5	60	130 – 80	20 – 30
400 – 500	1,4 – 1,8	6	80	80 – 65	25 – 40
500 – 600	1,6 – 2,2	7	100	65 - 50	30 – 50
600 – 700	1,8 – 2,3	8	130	60 – 50	40 – 65
700 - 800	1,9 – 2,5	9	200	50 - 40	45 – 70
800 – 1000	2 – 2,5	11	260	40 - 35	50 - 75

Примечание: h – расстояние от мундштука до поверхности металла.