3.14 Технология кислородной резки
Процесс кислородной резки основан на сгорании металла в струе режущего кислорода и удалении этой струёй образующихся окислов. Для подогрева поверхности металла до температуры воспламенения используют подогревающее пламя (рис.3.39). Наилучшим образом подвергаются резке низкоуглеродистые стали. С повышением содержания углерода и легирующих элементов в стали, процесс резки значительно осложняется. Поэтому высоколегированная сталь, чугун, цветные сплавы ацетилено - кислородной резке не подвергаются. Эти металлы режут кислородно – флюсовой или плазменной резкой.
Рис. 3.41 - Схема разделительной кислородной резки: 1 - металл; 2 - подогревающее пламя; 3 - режущая струя кислорода; 4 - бороздки на разрезанном металле; 5 - окислы (шлак)
В начальной точке реза металл нагревается до температуры воспламенения в кислороде (для стали 1200 – 13000 С ) подогревающим пламенем, затем подается кислород в зону резки (открывается вентиль режущего кислорода) и нагретый металл начинает гореть в кислороде с выделением значительного тепла. Образующиеся окислы, а также частично расплавленный металл, удаляются из зоны реза под действием кинетической энергии струи кислорода.
Подогревающее пламя при резке – нейтральное. По мере сгорания металла резак передвигают вдоль намеченного реза.
Для протекания процесса резки необходим ряд условий:
1 Температура плавления металла должна быть выше температуры её воспламенения в кислороде;
2 Температура плавления окислов должна быть ниже температуры плавления металла, иначе тугоплавкие окислы изолируют металл от контакта с кислородом;
3 Тепло, выделяющееся при резке должно быть достаточным для поддержания процесса;
4 Теплопроводность металла не должна быть высокой, чтобы мощности пламени хватило для предварительного нагрева;
5 Оксиды металла должны быть жидкотекучими, т.е. должны удаляться струёй кислорода.
Газовой резке поддаются стали с содержанием углерода до 1,0%, хотя уже после содержания углерода в стали более 0,3% - резка затруднена.
Не подвергаются ацетилено - кислородной резке: нержавеющие стали, чугуны, медь и её сплавы, алюминий и его сплавы, магний.
Цветные металлы и их сплавы не поддаются резке из–за высокой температуры плавления их оксидов и высокой теплопроводности. Медь и её сплавы режут кислородно-флюсовой резкой, алюминий и его сплавы: плазменной резкой.
3.15 Гидроабразивная резка
Компания Flow (США) первая в 1980 году начала использовать гидроабразивную струю для разрезания твердых материалов, а первая коммерческая установка была продана в 1983 году. Процесс резки аналогичен газовой кислородной резке. В процессе гидроабразивной резки, вода смешивается в камере с абразивом и проходит через узкое сопло (с дюзой) режущей головки под давлением до 3000 атм. Гидроабразивная смесь выходит из дюзы со скоростью, превышающей скорость звука в 3 раза. Скорость резки зависит не только от твердости материала и его толщины, но также и от таких параметров, как количество используемого абразива, уровня давления, количества используемой воды и других параметров.
В режущей головке используют дюзы малого диаметра из алмаза или сапфира или рубина.
Преимущества гидроабразивной резки:
1 Гидроабразивная резка, в отличие от лазерной или плазменной, не образует зон термического или физико-механического влияния, что позволяет на одной установке резать любые материалы, в том числе и пакетами, так как в процессе реза не происходит сваривания и слипания слоев.
2 Гидроабразивная струя имеет толщину около 1 мм, что позволяет изготавливать изделия любой формы и сложности с любым радиусом закругления. . 3 Используя технологию гидроабразивной резки, можно получать финишную поверхность с шероховатостью Ra 1,5 мкм, что во многих случаях исключает необходимость дополнительной обработки.
4 Заготовка не деформируется из-за термического воздействия, что особенно важно при обработке чувствительных к нагреву материалов.
5 Отсутствие области термического влияния на обработанных кромках позволяет вырезать детали со сложными профилями без дополнительной обработки поверхности реза с высокой точностью и производительностью.
Обрабатываемые материалы :
В отличие от лазерной или плазменной резки, гидроабразивная струя эффективно режет алюминий и медь большой толщины.
Она эффективна при обработке титановых сплавов, различных видов высокопрочных керамик, композитных и светоотражающих материалов.
Гидроабразивная резка дает возможность создания сложных форм из стекла, камня, керамической плитки и металла любой прочности. . Для сэндвич - материалов технология гидроабразивной резки является единственным решением.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ……………………………………………………………3
1 Свойства конструкционных материалов………………………..4
1.1 Нагрузка, деформация, напряжение ……………………….4
1.2 Механические свойства материалов……………………….5
2 Технология литейного производства …………………………..13
2.1 Общая характеристика литейного производства…………..13
2.2 Литейные сплавы, их механические и литейные свойства. 14
2.3 Литьё в песчаные формы ……………………………………21
2.3.1 Литниковая система………………………………………22
2.3.2 Конструкция песчаной литейной формы ………………..24
2.3.3 Стержни литейной формы ………………………………..28
2.3.4 Стержневые ящики, опоки .……………………………….30
2.3.5 Формовочные и стержневые смеси ………………………30
2.3.6 Последовательность изготовления песчаной формы в опо-
ках …………………………………………………………………..33
2.4 Получение моделей отливок методом прототипирования...37
2.4.1 Стереолитография …………………………………………40
2.4.2 Лазерное спекание …………………………………………41
2.5 Литье выжиманием…………………………………………..46
2.6 Кокильное литьё ……………………………………………..47
2.7 Литье под давлением…………………………………………49
2.8 Центробежное литьё………………………………………….52
2.9 Литьё по выплавляемой модели……………………………..55
2.10 Литьё по выжигаемым моделям …………………………...58
2.11 Литье в магнитные формы по выжигаемым моделям…….60
2.12 Исходные материалы для выжигаемых моделей ..………..61
2.13 Получение моделей для литья по выплавляемым и выжига -
емым моделям по технологиям БП… ..………………………......61
2.14 Использование песчаных синтез – форм, полученных БП –
технологиями ………………………………………………………65
2.15 Вакуумное литье …………………………………………...68
2.16 Литье в оболочковую форму……………………………….69
2.17 Электрошлаковое литьё…………………………………….71
2.18 Непрерывное литьё заготовок ……………………………..73
2.19 Суспензионное литьё ………………………………………74
2.20 Выбивка, очистка и обрубка отливок. Дефекты отливок ..76
2.21 Требования к материалам отливок в энергетическом маши-
ностроении ………………………………………………………….80
2.22 Каслинское литье...……………………………………….....85
3 Технология сварочного производства. Введение……………....88
3.1 Общая характеристика сварочного производства………......93
3.2 Сварные соединения и швы ………………………………….95
3.3 Пространственное положение сварных швов. Конструктивные
элементы сварных соединений и подготовка кромок под сварку 104
3.4 Сущность сварки покрытыми электродами …………………105
3.5 Сущность автоматической дуговой сварки под флюсом……108
3.6 Дуговая сварка в защитном газе……………………………....110
3.7 Плазменная сварка и резка………………………………….. ..112
3.8 Электрошлаковая сварка………………………………………113
3.9 Источники питания сварочной дуги…………………………..116
3.10 Стыковая контактная сварка…………………………………122
3.11 Точечная контактная сварка………………………………….125
3.12 Шовная контактная сварка……………………………….......126
3.13 Технология газовой сварки……………………………...……127
3.14 Технология кислородной резки………………………………130
3.15 Гидроабразивная резка………………………………………..132