Давление кислорода и пропана при резке. Резка металла кислородно-пропановым резаком

Резка металла газовым резаком состоит из двух основных этапов:

• на первом — сплав разогревают до нужной рабочей температуры. Для этого используется пламя горящей смеси газа с кислородом;
• на втором – металл сжигается в струе кислорода.

Как пользоваться газовым резаком: поджиг газа и нагревание металла

Резак газовый марки NORD-S

Перед зажиганием резака следует убедиться в герметичности всех соединений в арматуре.

Далее, на резаке открывают клапан ацетилена и дают возможность кислороду выйти из камеры-смесителя. Когда станет слышно, что ацетилен медленно выходит, закручивают вентиль. Зажигается горелка специальным инструментом.

Зажигалки

Зажигалку следует так расположить перед соплом, чтобы ее внутренняя часть касалась мундштука. Зажигалка создаёт искры, которые подожгут ацетилен.

Перед мундштуком образуется маленькое жёлтое пламя. Клапаном подачи газа увеличиваем длину пламени примерно до 250 мм. Следим, что бы факел начинался у самого мундштука.

Если огонь будет «прыгать» или отрываться от него, то следует уменьшить подачу газа.

Плавно открываем передний кислородный вентиль. Необходимо подавать такое количество кислорода, которое необходимо для полного сжигания ацетилена. Когда это произойдёт, огонь поменяет свой цвет с жёлтого на голубой. После этого подачу кислорода следует увеличивать до тех пор, пока внутренний язычок голубого пламени не уменьшится и сожмется.

Продолжаем открывать кислородный клапан и увеличиваем размер факела до тех пор, пока длина его внутреннего пламени не станет несколько больше толщины разрезаемого материала. Если услышали звук, похожий на «сопение», или заметили, что голубое пламя стало неустойчивым, то следует уменьшить подачу кислорода. Её снижают до тех пор, пока пламя не станет устойчивым, а внутри – не образуется четкий конус.

Резак подносят к заготовке так, что бы внутреннее пламя самым кончиком коснулось её поверхности. Нагрев продолжают до тех пор, пока в месте соприкосновения не образовалась «лужица» расплавленного металла. Кончик пламени следует держать неподвижно на расстоянии 10 мм от этой «лужицы».

Газовые резкаи по металлу : укороченный и рычажный от фирмы Норд-С

Как резать газовым резаком (технология)

Плавно увеличиваем струю кислорода, которая поджигает расплавленный металл. Если начался бурный процесс, и сталь загорелась, то можно постепенно увеличивать давление кислорода (до момента, пока огонь не прорежет материал насквозь). Если реакция не началась (металл не разогрет), то следует добавить кислорода и разогреть его.

Начали резать металл и медленно передвигаемся вдоль линии реза. Все продукты обработки сдуваются струей к задней стороне зоны разрезания. Если этот поток замедляется или возвращается, то следует уменьшить скорость резки или остановиться и прогреть материал.

Благодаря появлению на рынке строительного инструмента различных видов резаков, доступных по цене и относительно простых в использовании, все актуальнее становится вопрос, как пользоваться резаком. Для того чтобы грамотно и безопасно выполнять работы с применением такого оборудования, необходимо сначала изучить его особенности и правила эксплуатации.

Газовое оборудование, которое используется в процессе резки металлов, а именно кислородно-ацетиленовый резак, относится к категории взрыво- и огнеопасных. Поэтому перед тем, как пользоваться газовым резаком, следует выполнить все обязательные рекомендации по соблюдению техники безопасности.

Для этого рабочее место следует снабдить:

• огнетушителем. Использование газового резака сопровождается открытым пламенем и высокими температурами, поэтому средства пожаротушения должны присутствовать на посту;
• защитной спецодеждой, состоящей из:
  • х/б костюма, по возможности, пропитанного огнезащитным составом;
  • перчаток или краг из брезента или достаточно толстой кожи;
  • ботинок с кожаной подошвой;
  • защитных очков с встроенными светофильтрами.

При работе с резаком ни в коем случае не следует надевать предметы одежды из синтетики или других с легкостью воспламеняющихся тканей, а также неприлегающие плотно к телу или имеющие сильно изношенные края. Все это может привести к возгоранию и, соответственно, опасности для здоровья и жизни.

Резать газом можно только различные марки и виды нелегированной углеродистой стали. Нержавеющая сталь, цветные металлы и разнообразные сплавы разрезать не получится.

Подготовка рабочего места

Для безопасной работы при кислородной резке металлов необходимо не только соблюдение требований безопасности, но и грамотная подготовка и организация рабочего места, иногда называемого постом. Помимо средств защиты он должен быть снабжен:

• комплектом приобретенного оборудования, используемого для того, чтобы резать металл;
• инструментами, которые используются для нанесения разметки и замеров (обычная линейка, рулетка, угольник, специальный карандаш);
• спецзажигалка, обычно поставляемая в комплекте с остальным оборудованием (применение спичек или обычных зажигалок запрещено).

Рабочий пост, используемый для , должен быть расположен либо вне помещения, либо в цеху или мастерской, оборудованной хорошо работающей вентиляцией. При этом пол по требованиям пожарной безопасности должен быть земляным или выполненным из бетона. Также следует тщательно следить за тем, чтобы вблизи рабочего места газорезчика не находились легковоспламеняемые и огнеопасные материалы и изделия. В радиусе 5 метров от места резки металла пол или земля очищаются от мусора, тряпок, сухой травы и любых других предметов, которые потенциально могут загореться.

Сбор и регулировка оборудования

Сборка приобретенного оборудования выполняется в следующей последовательности:

• штуцер предварительно проверяется на дефекты. При их наличии поверхность обрабатывается обычным напильником. В противном случае редуктор, установленный на штуцер с дефектом, может «травить», то есть понемногу пропускать газ;
• затем производится установка редукторов: синего - на кислородный баллон, красного - на пропановый. При этом следует убедиться в исправном состоянии прокладок из резины, а также отсутствии на вентилях следов жира или масла;
• шланги в соответствии с направлением резьбы (левосторонней или правосторонней) устанавливаются на редукторы и резак при помощи хомутов, находящихся в комплекте поставки оборудования. Перед их монтажом следует убедиться в отсутствии повреждений на их поверхности;
• клапаны обратного удара монтируются на соответствующие штуцеры резака.

После сборки оборудования его необходимо настроить, проверив при этом исправность. Порядок действий при этом следующий:

• подача ацетилена проверяется открытием соответствующего вентиля на 1 поворот кисти руки. При этом давление не должно превысить уровень в 1 атмосферу. Оптимальное давление, которые рекомендуется устанавливать при помощи регулирующего клапана - 0,34-0,54 атмосферы;
• после этого следует продуть шланг открытием клапана на резаке до звука выходящего под давлением газа;
• аналогичным образом осуществляется настройка давления кислорода. Для него рекомендуемый уровень составляет 1,7-2,7 атмосфер;
• после этого производится продувка шланга последовательным открытием заднего, а затем переднего из двух вентилей, регулирующих количество подаваемого кислорода.

Все необходимые инструкции по сборке и настраиванию оборудования содержаться в комплекте поставки. Их требуется внимательно изучить и соблюдать при работе с резаком, которой достаточно просто научиться.

Поджигание резака и подготовка металла

Перед тем, как начать пользоваться приобретенным газовым резаком, необходимо:

• еще раз убедиться в том, что соединения используемой запорной арматуры герметичны и не повреждены;
• очистить рабочую зону в радиусе 4-5 метров от мусора и других способных с легкостью воспламениться материалов и предметов;
• надеть полный комплект спецодежды.

Далее следует открытием клапана ацетилена на резаке и спустить находящийся в камере-смесителе кислород. Затем регулировкой вентиля достигается еле слышный выход газа. Специальная зажигалка подносится к резаку и включается. Перед резаком должно возникнуть пламя небольших размеров и желтого цвета.

Для работы необходимо, чтобы длина пламени составляла 25 см. Это достигается регулировкой подающего ацетилен клапана.

Следующий этап - запуск кислорода. Она осуществляется открытием соответствующего клапана до того момента, пока цвет пламени не станет из желтого голубым. Это означает, что количество кислорода достаточное, чтобы полностью сжигался поступающий ацетилен.

Для эффективной работы подача кислорода увеличивается до того момента, когда длина находящегося внутри языка голубого пламени не превысит толщину стали, которую требуется разрезать. Если при работе резака раздается характерное «сопение» или пламя неустойчивое, следует немного сократить объем подаваемого кислорода.

До того, как начать резать металл, его поверхность следует нагреть. С этой целью резак подносят к листу стали так, чтобы внутреннее пламя находилось от него на расстоянии приблизительно 1 см. Нагревание стали выполняется до момента, когда на ее поверхности появляется лужица расплавленного материала.

Резка металла

Для начала резки металла следует опустить вниз плавным медленным движением ручку клапана резки. В результате к месту горения начнет поступать кислород, который должен поджечь предварительно нагретый металл. Если материал достаточно разогрет, реакция начнется мгновенно, после чего можно еще более увеличить давление до того момента, пока металл не будет прорезан полностью.

После этого следует постепенно передвигать резак по намеченному направлению разреза. Скорость режущего движения необходимо выбирать так, чтобы образующийся шлак, искры и капли раскаленного металла сдувались вниз или стекали в сторону от пламени горелки.

После выполнения разреза следует тщательно осмотреть место работы на наличие больших кусочков расплавленного металла. Наступать на них не следует ни в коем случае, так как это может привести к прожиганию даже толстой подошвы. Отрезанный лист или кусок металла охлаждается водой или естественным образом.

Заключение

Работа с газовым резаком предполагает тщательное соблюдение техники безопасности, а также правил и инструкций по работе с оборудованием. При этом она не представляет особой технологической сложности и может с легкостью выполнятся с приемлемым результатом с точки зрения качества даже без специального образования. Интересно узнать мнение специалистов о профессиональных секретах, наверняка существующих в большом количестве. Их можно высказать в комментариях к статье.

Как правильно собрать резак с баллонами (кислород+пропан), каков порядок подготовительных работ? Подскажите хорошую модель резака.

Резак МАЯК-2-01 газосварочный

Для корректной работы с подобным оборудованием одной только теории будет мало. Перед началом обязательно нужно попрактиковаться на постах с специалистами, которые имеют опыт. Неправильные действия могут привести даже к трагическому случаю. Техника безопасности здесь должна быть на первом месте.

Инструкция по сбору газового резака

• Устанавливаются редукторы: синий закручивается на баллон с кислородом (далее О2), красный — на пропановый. Перед закручиванием проверьте состояние резиновых прокладок. Осмотрите вентиль с О2. Не допускаются следы масла и жира на его поверхности (будьте внимательны, может привести к взрыву)
• Не допускается наличие дефектов на штуцере. Если присутствуют — их правят напильником. Если этого не сделать резиновая прокладка редуктора будет травить.
• Подберите шланги по резьбам (левосторонняя, правосторонняя).
  Тоже внимательно осмотрите их на отсутствие повреждений. Они соединяются с резаком и редуктором хомутами.
  По технике безопасности: нельзя продувать рукав для пропана кислородом или менять рукава между собой.
• на штуцер с горюч. газом резака устанавливается клапан обратного удара.

Как пользоваться — проверка инжекции (если имеется)

• Рукав для О2 подсоединяется к соответствующему штуцеру, газовый — освобождается (откручивается)
• Открывается барашек кислородного редуктора
• Откручивается барашек кислорода и горюч. газ на резаке
• Проверяется инжекционная способность на штуцере с газом: обычно прислоняется палец, его должно притягивать
• если притягивает, значит, все вы собрали правильно, в обратную сторону не будет удара благодаря хорошей инжекции

Как работать газовым резаком — правильное зажигание смеси

• Открывается немножко барашек О2 и газовый (на полоборота), смесь поджигается.
• Теперь необходимо упереться в металл и добавить О2 до появления коронки – все готово к выполнению задач
• Закрываются вентили в обратном направлении. Первым всегда закрывается горючий газ, затем О2

Самое главное в работе помнить, если произошло затухание пламени, чтобы остановить работу и избежать обратного удара, необходимо перекрыть подачу пропана и добавить О2 на несколько секунд. Если закрыть О2 – может прогреметь взрыв.

Вопрос выбора, какой лучше

Сегодня популярностью пользуются:

• все тот же старый добрый Маяк (2-2Р РЫЧАЖНЫЙ; 2-01) и РЗП-02М
• Ацетиленовые Р1А LATION с удлиненной ручкой и РС-2А-100
• Универсальные (Р2-01 УШЛ; Р3 П; Р1П) с внутриголовочным смешением газов и смешением газов в мундштуке.
• Резак Р3-300К с клапаном КР – служит в десяток раз дольше, чем инжекторный

Отзыв о резаке Harris

• Ну и отдельно, хочется отметить Harris 62-5 c двумя наконечниками. Это дорогостоящий резак для профессиональных рабочих, которые любят себя «побаловать».
  Имеет расширенные технические возможности. Вес побольше, чем у Маяков. Мундштуки имеет маленькие, можно сказать игрушечные, но при этом они продувают довольно большую глубину при удивительно низком давлении на манометрах.
  Рез лучше, чем у Маяков и расход в разы уменьшается. Приятная экономия.

Работа с металлическими образцами практически всегда проводится по разделительной технологии (не путать с поверхностной, которая ведется, если необходимо получить лишь канавку, без сквозного проникновения струи). Существует несколько методик разрезания металлов. Наиболее известная – чистым кислородом и пропаном.

Но она характеризуется некоторыми ограничениями. Например, толщиной заготовки. Кроме всего прочего, себестоимость такой резки достаточно высокая. Более эффективной (и дешевой) технологией считается процесс, при котором используются или 2 разных газа –

кислород + пропан (ацетилен, бутан), или кислород + смесь, состоящая из указанных соединений.

Принцип работы

Как уже отмечено, использование струи чистого кислорода не позволит проводить резку любого металла. Например, если он категории «легкие», то при повышении температуры начнет испаряться (деформироваться) раньше, чем она достигнет номинального значения. Именно поэтому наиболее универсальной технологией является комбинированная. В чем суть такого способа?

Начальный этап работы делится на 2 фазы. На первой производится разогрев металла до нужной температуры, которая зависит от его разновидности, пропаном (раз речь идет именно об этом газе). После этого в рабочую зону подается чистый кислород, и наступает вторая фаза. Газ при соприкосновении с раскаленной поверхностью сразу же воспламеняется, и начинается непосредственный процесс раскроя металла.

*На схеме показан ацетилен (С²Н²). Формула пропана иная – С³Н8.

При этом подогрев не заканчивается, так как сварщик постоянно перемещает резак вдоль намеченного контура, а каждый новый участок также нуждается в требуемом разогреве. Конструкция резака показана на рисунке (одна из моделей).

Его сопло устроено по принципу «труба в трубе». По внешней подается пропан. Он образует своеобразный газовый конус, по оси которого (внутренняя трубка) в рабочую зону поступает чистый О², «отвечающий» за разделение заготовки на фрагменты.

Получается, ничего особо сложного здесь нет. Но это только на первый взгляд.

Особенности технологии

Необходимо правильно настраивать горелку. Устойчивость струи – залог высокого качества . Прерывание пламени требует повторного разогрева рабочей зоны. А это и увеличение времени на проведение операции, и повышенный расход газов.

Образец должен быть подготовлен – очищен и обезжирен. Нет смысла говорить, что необходимо учесть сквозной проход пламени, поэтому заготовка и укладывается соответственно.

При толщине металла более 1 см рез начинается от кромки. В остальных случаях – с любой точки поверхности.

На заметку! Если лист тоньше 0,5 см, то резка ведется сначала с установкой пламени перпендикулярно поверхности, а потом – под углом (в сторону, противоположную движению резака) в пределах от 15 до 300 (выбирается исходя из свойств металла).

Если толщина образца в пределах 0,5 – 1 см, то резак держится под углом (но другим) с самого начала.

• Оптимальное отстояние резака от заготовки – порядка 2,5 мм. По мере того, как струя углубляется в структуру материала, уменьшается интенсивность пламени и скорость его перемещения вдоль намеченной линии.
• Чем больше толщина образца, тем мощнее устанавливается пламя для его разогрева. Но здесь необходимо учесть, что его чрезмерное увеличение приводит к оплавлению кромок в месте реза и повышает расход газа.
• То же касается и давления режущей струи. Если оно меньше требуемого, то образующиеся шлаки полностью выдуваться не будут. Превышение нормы не обеспечит чистоты разрезания (кромки станут неровными). Соответственно, и расход газа возрастает.

И последнее. Для каждой марки стали используется «свой» мундштук на резак. Это отдельная тема, но знать такой нюанс следует.

Самая распространённая операция с металлом – это его раскрой. И действительно:

• в ходе этой операции деталь «рождается» на заготовительном участке металлообрабатывающего производства;
• этой же операцией прекращается её практическое применение после утилизации;
• без неё не обходятся формообразование, ремонт и т. п.

В промышленности и быту применяется немало методов разрезания металла. Не последнее место среди них занимает газовая резка. Самую экономически выгодную, а потому и широко распространённую — кислородно-пропановую резку металла (далее – КПРМ), мы и обсудим в этой статье.

Резка металла кислородом и пропаном

Сначала разберёмся, как же вообще осуществляется разделение металла кислородом. Резка этим газом базируется на свойстве металла сгорать под действием струи этого газа, а точнее — температуры её горения. Далее, под действием её напора из реза удаляются образующиеся продукты горения.

Рассмотрим процесс подробнее. Он делится на два основных этапа:

• на первом — сплав разогревают до нужной рабочей температуры (при ней в струе кислорода воспламеняется металл). Для этого используется пламя горящей смеси подогревающего газа (ацетилена, пропана и т. п.) с кислородом;
• на втором – подается режущий кислород в виде узкой струи под высоким давлением. Он приводит к непрерывному образованию окислов металла по всей его толщине (металл «прожигается» насквозь). Резак перемещается и сжигает струёй кислорода металл, удаляя, по пути, продукты горения. В результате — образуется линия реза. Подогревающий газ применяется только до разогрева рабочей зоны на поверхности обрабатываемой детали до температуры горения металла. На втором этапе он не нужен (его перекрывают) – необходимый температурный режим поддерживается кислородом.

Кислородная резка, как следует из её определения, может применяться далеко ни ко всем металлам и сплавам. Она может осуществляться только тех из них, которым, под воздействием кислорода, присущи следующие свойства:

• температура их сгорания должна быть ниже, чем этот показатель при их плавлении;
• окислы металлов, образующиеся в процессе раскроя, должны иметь температуру плавления ниже этого показателя самого металла;
• количество выделяющегося в процессе обработки тепла должно быть достаточно для поддержания процесса постоянной кислородной резки;
• образующиеся в процессе обработки деталей шлаки должны быть жидкотекучими. Это обеспечит их лёгкое удаление из рабочей зоны;
• разрезаемые сплавы и металлы не должны иметь высокую теплопроводность. К ним относятся:
  • низкоуглеродистые стали. Например, марок от 08 до 20Г;
  • среднеуглеродистые стали. Например, марок от 30 до 50Г2;
  • ковкий чугун.

ВНИМАНИЕ ! С другой стороны, невозможно раскроить кислородной резкой высокоуглеродистые стали (у них в обозначении имеется буква «У»). Вызвано это тем, что температура их плавления близка к температуре пламени. Вследствие этого, окалина не будет выбрасываться с обратной стороны листа (в виде столбов искр), а будет смешиваться с расплавленным металлом по краям реза. Это не позволит кислороду «пробраться» вглубь металла и прожечь его. Разрезать чугун помешают форма зерен и графит между ними (исключением является ковкий чугун). Не поддадутся кислородной резке, также, алюминий, медь и их сплавы.

Выбираем горючий газ

При использовании для раскроя металла обычного газопламенного резака в качестве предварительного подогрева применяют как пропан, так и ацетилен. Тем не менее, в большинстве случаев, для резки применяется именно пропан. Основанием для такого выбора являются следующие причины:

• стоимость пропана значительно ниже ацетилена;
• меньшая взрывоопасность пропана. Существует возможность быстрого обнаружения утечек, т. к. в баллоны к пропану добавляют ртутьсодержащие добавки. Специфический запах этих добавок позволяет легко обнаруживать место утечки газа (разгерметизации). Кроме того, ацетилен требует значительно более тщательного соблюдения правил техники безопасности, что не всегда просто выполнить на слесарном участке;
• при проведении пропановой резки создаётся более узкая кромка среза, нежели при работе с ацетиленом; -резкий запах ацетилена создаёт дискомфорт и не всегда приемлем. Это особенно сказывается, если резка осуществляется в обычной мастерской, в которой трудятся и другие рабочие. Учитывая изложенное выше, предпочтение отдают пропану.

Оборудование кислородно-пропановой резки металла

Операция раскроя металла осуществляется газовым резаком. На рисунке приведено изображение этого инструмента и органы управления им (вентили).

Пояснение к рисунку. Резак состоит из следующих узлов:

• рукоятка с ниппелями для присоединения кислородного и газового рукавов;
• корпус с регулировочными пропановым и кислородным вентилями.

Конструкции газовых резаков разных производителей отличается незначительно. Обычно, на них имеется 3 вентиля:

• первый — для подачи пропана. Красного или жёлтого цвета;
• второй — регулирующего кислорода (для подогревающего пламени);
• третий — режущего кислорода. Все кислородные вентили синего цвета.

Практически все детали этого аппарата сменные. Поэтому, его в случае поломки, можно быстро отремонтировать прямо на рабочем месте. Самые распространённые резаки модели «Р1-01» или более мощные «Р2-01 и Р3-01П».

В общем случае, для раскроя металла газом требуется:

• по одному баллону пропана и кислорода. Баллоны должны быть укомплектованы газовыми редукторами. Следует иметь ввиду, что на баллоне с пропаном резьба обратная и навернуть на него кислородный редуктор невозможно;
• шланги высокого давления (кислородные);
• резак;
• мундштук нужного размера.

Необходимо правильно подбирать мундштук, и исходить при выборе следует из толщины металла. Например, если обрабатываемая деталь состоит из частей разной толщины 6…300 мм, то понадобятся мундштуки с внутренними номерами от 1 до 2 и с внешними — от 1 до 5.

При небольших объёмах производства и в быту используются мобильные посты, имеющие указанное оборудование.

Подобные посты комплектуются всем необходимым от баллонов и резака до вспомогательных хомутиков.

На крупных производствах применяются автономные столы. Это газовое оборудование для резки металла в автоматическом режиме, которое, в большинстве случаев, производится без участия оператора. Наиболее известные из них «Смена», «Орбита», «Secator», «Quicky-E».

Как резать

Приступая к работе, в первую очередь, необходимо продуть кислородом шланги, чтобы удалить попавшие туда мусор или грязь.

Во-вторых, проверьте наличие подсоса в каналах резака. Для этого необходимо на нём:

• подсоединить кислородный шланг к штуцеру кислорода (штуцер подогревающего газа должен остаться свободным);
• установить давление подачи кислорода 5 атмосфер и открыть на резаке газовый и кислородный вентили;
• проверить пальцем свободный штуцер, чтобы убедиться: идет ли подсос воздуха? Если нет, то следует прочистить инжектор и продуть каналы резака.

После этого они подсоединяются к аппарату:

• шланг для кислорода крепится к штуцеру с правой резьбой при помощи ниппеля и гайки;
• шланг для пропана — к штуцеру с левой резьбой тем же способом.

• проверить разъемные соединения на герметичность. Обнаруженные утечки устранить, подтянув гайки или сменив уплотнители;
• проконтролировать герметичность крепления газовых редукторов и исправность манометров.

Начинать газовую резку металла следует с удаления с его поверхности механическим способом ржавчины и прочих загрязнений. Обязательность этой операции вызвана следующим. При горении углерода образуется окись СО. Она, при взаимодействии с железом, повышает содержание углерода на его поверхности (особенно в месте реза). Это приводит к образованию закаленных структур в металле, которые будут неравномерно нагреваться. Что, в свою очередь, приведёт к появлению на краях этих структур механического напряжения и, как следствие, некоторому их укорочению. В результате: возникают деформации и образуются трещины. Механическая зачистка раскраиваемой поверхности позволяет избежать таких дефектов.

Устанавливаем на редукторах баллонов с газом рабочее давление. Обычно соотношение давлений подогревающего газа к кислороду — 1:10. Поэтому, выставляем, атм:

• на пропановом – 0,5;
• на кислородном – 5.

Дальнейшие действия имеют следующую последовательность:

• на резаке немного открываем пропан (на четверть оборота маховика вентиля или чуть больше) и поджигаем газ;
• упираем мундштук сопла резака в любой металл (желательно под наклоном) и медленно открываем регулирующий (подогревающий) кислород.

Будьте очень внимательны. Не перепутайте вентиль подогревающего кислорода с вентилем режущего газа.

• поочередно регулируя оба вентиля (открывая и закрывая их), добейтесь пламени нужной нам силы. Длина пламени (она же его сила) подбирается из расчета толщины металла: чем толще лист или другая раскраиваемая деталь, тем сильнее должно быть пламя. Соответственно, увеличивается и расход кислорода с пропаном. Когда пламя отрегулировано, то оно приобретает синий цвет и корону.

Теперь можно начинать обрабатывать металл (напоминаем, что обработка начинается с разогрева и далее — разделение):

• подносим сопло резака к краю металла и держим на расстоянии 5 мм от разрезаемой детали под углом 90°. В том случае, если лист или другое изделие необходимо прорезать не с краю, то разогревать металл следует начинать с той точки, от которой пойдет разрез. Разогреваем верхнюю кромку детали до температуры, °С: Т = 1000…1300 (величина параметра зависит от марки раскраиваемого металла и температуры его возгорания). Визуально это выглядит так, словно поверхность начала несколько «мокнуть». По времени разогрев продлится всего несколько секунд (до 10);
• когда металл воспламенится, открываем вентиль режущего кислорода. На раскраиваемую деталь подается мощная узконаправленная струя режущего кислорода. Вентиль резака следует открывать очень медленно. В этом случае кислород зажжется от разогретого металла самостоятельно, и это позволит избежать обратного удара пламени, сопровождающегося хлопком. Когда раскрой начался, то разогревающий газ (пропан) отключаем.

Важно ! Начиная с этого момента и далее очень важно обеспечить непрерывную подачу режущего кислорода. В противном случае пламя может погаснуть, горение металла прекратится и придется всё начинать сначала (поджиг, настройка пламени, разогрев раскраиваемой поверхности и т. д.).

Тонкости в работе

На эффективность раскроя металла влияют два основных параметра:

• скорость резки;
• глубина раскроя.

Большое влияние на эти параметры оказывает качество подогревающего газа – пропана. Известно, что для обнаружения его утечек (этому уделяют большое внимание, т. к. пропан взрывоопасен, но не имеет запаха) его смешивают с другим газом – бутаном, который имеет специфический запах и при попадании в атмосферу легко идентифицируется. Нужно внимательно следить за его концентрацией, т. к. даже при наличии в пропане хотя бы 10% бутана процесс подогрева металла перед его разделением резко замедляется и производительность труда падает.

У пропана есть ещё одна особенность. При понижении температуры окружающей среды плотность пропана возрастает, а текучесть – соответственно, падает и он медленнее поступает к мундштуку горелки. Поэтому, кроме контроля над концентрацией бутана, необходимо осуществлять контроль температуры ёмкости, в которой он находится.

Кроме того, необходимо следить за давлением кислорода, т. к. это давление, в значительной степени, влияет на толщину и качество резки:

• недостаточно высокое давление:
  • не позволит прорезать всю толщину металла;
  • затруднит удаление окислов;
• слишком высокое давление:
  • приведет к ухудшению качества реза;
  • увеличивается расход газа.

Скорость резания металла технолог выбирает исходя из свойств металла. Проконтролировать её в процессе работы можно по выбросу искр и шлаков:

• если скорость выбрана верно, искры направлены вниз под углом 85…90°;
• при низкой скорости столб искр опережает движение резания;
• при завышенной скорости:
  • наблюдается отставанием потока искр от резака;
  • не происходит сквозного разрезания заготовки.

При раскрое толстого металла следует учесть, что режущая струя имеет форму конуса, который расширяется в нижней части. Это может привести к неприятным последствиям: повышению ширины реза и образованию снизу окалины. Чтобы избежать этого, необходимо увеличить подачу режущего кислорода, но при этом следует учитывать, что может:

• появиться окалина на верхней кромке реза;
• возрасти расход кислорода.

Производить раскрой металла следует не спеша, ведя струю кислорода вдоль заданной линии. Очень важно правильно выбрать угол наклона. Он должен составлять сначала 90°, затем следует иметь небольшое отклонение на 5…6° в сторону, обратную направлению резки. Однако, если толщина металла превышает 95 мм, можно допустить отклонение в 7…10°. Когда металл уже прорезан на 15…20 мм, необходимо изменить угол наклона до 20…30°.

Иногда возникает необходимость выполнить поверхностную или фигурную резку. Поверхностная резка (далее – ПР) заключается в том, что прорезают металл не насквозь, а лишь создают на его поверхности рельеф (прорезая канавки). В этом случае металл будет нагреваться не только за счет пламени резака, но и за счёт расплавленного шлака — растекаясь, он будет подогревать нижние слои металла. Начинается ПР, как обычная: нужный участок прогревается до температуры воспламенения. Далее, включаете режущий кислород и создаёте очаг горения металла. Равномерно перемещая резак, обеспечиваете процесс зачистки вдоль заданной линии реза, но резак в этом случае нужно расположить под углом 70…80° к обрабатываемой плоскости. При подаче режущего кислорода следует наклонить резак под углом в 17…45°. Схема обработки показана на рисунке.

Размеры канавки (ширину и глубину) регулируют следующим образом:

• изменением скорости резки: увеличивая скорость — уменьшают размеры углубления;
• глубина канавки увеличится, если:
  • возрастет угол наклона мундштука;
  • уменьшится скорость резки;
  • повысится давление кислорода;
• ширина канавки регулируется диаметром режущей кислородной струи.

ВНИМАНИЕ ! Следует помнить, что глубина канавки должна быть меньше ее ширины примерно в 6 раз. В противном случае на поверхности образуются «закаты».

Фигурная резка выполняется следующим образом. Размечаем на листе металла контур. Следует иметь в виду, что:

• до начала самой резки следует сделать пробивку отверстий;
• при разметке окружности или фланцев следует отмечать центры этих окружностей.

Начинать раскрой всегда необходимо с прямой линии — это поможет получить на закруглениях чистый рез. Прямоугольник можно начинать резать в любом месте (кроме углов). В последнюю очередь вырезается наружный контур. Такая последовательность позволит вырезать деталь с наименьшими отклонениями от чертежа.

Расход кислорода и пропана при резке металла

Расход кислорода на резку металла рассчитывается по формуле:

Рдет = HL + HKh

В этой формуле:

• Рдет – объём необходимого для выполнения реза кислорода, куб.м;
• Н- нормативы расхода во время рабочего процесса, куб.м/м;
• L — общая длина реза выкраиваемой детали, м;
• Kh — коэффициент, учитывающий множество особенностей рабочего процесса, требующих расхода газа на:
  • начальном этапе:
    • продувка;
    • регулировка;
  • прогреве металла;
  • процессе начала резки

Коэффициент Kh, как правило, равняется:

• 1,1 — при единичном производстве;
• 1,05 — при промышленном (серийном) производстве.

Норма расхода кислорода «Н» на резку металла зависит от мощности оборудования и режима резки. Она высчитывается по следующей формуле:

В этой формуле:

• Н – норма расхода кислорода, куб.м/м;
• Р — допустимый расход газов, куб.м/час. Он указан в технических характеристиках используемого оборудования;
• V — это скорость разрезания металла, м/час.

Наиболее часто применяемые значения газового расхода (измеряемый в куб.м/час) по различным диапазонам скорости резки для некоторых типов оборудования, приведены в следующей таблице.
Таблица № 1

Учитывая, что скорость раскроя и толщина обрабатываемого металла прямо зависят от допустимого расхода газа, то данные значения можно легко и просто определять интерполированием. Следовательно, можно укрупнено (оценочно) совершить вычисление расхода различных газов независимо от вида термической резки металлов. Для этого лишь необходимы:

• длина разреза;
• толщина металла;
• мощность оборудования.

Значение допустимого расхода (кислорода и пропана) берут из паспорта оборудования. Скорость резания находят в справочниках, которые содержат специальные таблицы или диаграммы, связывающие все исходные данные.

Соотношение кислорода и пропана при резке металла

Кислородная резка основана на сгорании металла в струе технически чистого кислорода. Из приведённого выше описания, вы знаете, что пропан в смеси с кислородом необходим только для разогрева обрабатываемого металла. Количество разогревающего газа зависит от многих факторов:

• марка стали;
• толщина материала;
• длина реза и т. д.

Дополнительными факторами, влияющими на расход, является:

• расход газа на начальном этапе резки:
  • продувка;
  • регулировка оборудования;
• зажигание и регулировка факела.

Рекомендуемые соотношения указываются в сопроводительной документации к конкретному оборудованию. Расчётные соотношение объёмов газа определяется по справочникам, которые содержат специальные таблицы и диаграммы, связывающие все данные. Эти параметры указываются в сопроводительной технологической документации. В процессе работы они могут корректироваться в ту или иную сторону.

Если у вас отсутствует указанная документация, то следует давление выставлять в соответствии с указанным выше соотношением. Обычно соотношение давлений подогревающего газа к кислороду — 1:10. Поэтому, выставляем, атм:

• на пропановом – 0,5;
• на кислородном – 5.

Расход пропана, кроме того, будет зависеть от количества и продолжительности прогревов.

Техника безопасности при работе с пропаном

При выполнении газовой резки металла необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, т. к. эта работа сопряжена с определённым риском. Начнем с защитной (рабочей) одежды. Она должна в себя включать:

• огнеупорный костюм и краги для рук с такой же пропиткой;
• маску сварщика, сделанную из негорючего пластика с наголовником;
• рабочую обувь с высокими бортами.

Кроме того, рекомендуется использовать респиратор (что бы ни дышать дымами и пылью). Пренебрегать этой рекомендацией не стоит, т. к. может возникнуть ситуация, при которой толстый металл с первого раза не продуется. В этом случае расплавленные брызги (а это раскалённый металл!) могут упасть на человека.

Нельзя приступать к резке, если на газовых шлангах имеются трещины, разрывы или стыки. В случае острой необходимости допускается в стыке использовать трубки из алюминия или латуни. Однако лучше не рисковать и при первой возможности заменить их кондиционными шлангами.

ВНИМАНИЕ ! Ни в коем случае не допускается использовать в стыках газовых шлангов стальные трубки, так как железо может дать искру и непредсказуемые последствия.

ПОМНИТЕ ! Пропан – огнеопасен, а кислород – маслоопасен, т. е. при контакте кислорода с любым маслом произойдет взрыв. Поэтому, не прикасайтесь к кислородному баллону испачканными маслом рукавицами или одеждой. И ни в коем случае не оставляйте промасленную ветошь – всё убирайте в специально для этого предназначенные ёмкости.

Баллоны должны располагаться на расстоянии 10 м от рабочего места и в 5 м друг от друга. В процессе работы нельзя забывать следить за давлением газа в баллонах. Весь газ из баллона расходовать не допускается.

В процессе работы могут возникнуть внештатные ситуации.

Ни в коем случае не паникуйте!

Если у вас во время раскроя металла слетел со штуцера или оборвался кислородный шланг, то необходимо тут же перекрыть на резаке подачу пропана, а затем — закрыть оба баллона. Если при розжиге пламени и настройки резака неожиданно раздаётся хлопок и пропадает пламя, то следует просто закрыть вентили резака и разжигать пламя заново.

Преимущества и недостатки

Преимуществом КПРМ является низкая стоимость подогревающего газа – пропана, а недостатком — им под силу только низко- и среднеуглеродистые стали, а так же ковкий чугун. КПРМ выгодно использовать при больших объемах работ (резка стали на металлолом и т. п.). Обычная кислородная резка труб из хромистых и хромоникелевых сталей, а также из чугуна, меди и ее сплавов КПРМ практически невозможна. Для обработки этих деталей из этих металлов применяют:

• кислородно-ацетиленовая резка. Применение для подогрева ацетилена позволяет увеличить температуру разогрева и соответственно толщину обрабатываемых заготовок. Но при этом резко возрастает стоимость работ;
• кислородно-флюсовую резку. Этот способ заключается в том, что в струю режущего кислорода подается порошкообразный флюс. Этот материал предназначен для того, что бы, сгорая в кислороде, выделять в месте раскроя дополнительное количество тепла. Оно должно способствовать расплавлению тугоплавких окислов. Расплавленные окислы, в свою очередь, образуют жидкие шлаки, которые стекают и не препятствуют процессу резки. Основным компонентом этих флюсов является железный порошок марок ПЖ5М, ВМ, ВС и различные добавки (например, алюминиевый порошок);
• кислородно-дуговая (её также называют — газоэлектрическая) резка. Это такой способ резки, при котором металл, расплавляемый электрической дугой, непрерывно удаляется струей газа. В качестве газа могут быть использованы:
  • сжатый воздух;
  • кислород;
  • азот и т. д.

Наибольшее распространение получила технология с применением сжатого воздуха. Это объясняется его наиболее низкой стоимостью. Воздушно-дуговую резку применяют для:

• выплавки дефектных сварных швов, раковин и трещин;
• V-образной подготовки кромок под сварку;
• разделительной резки углеродистых и легированных сталей, чугуна и цветных металлов.

Наиболее широко ее применяют для разделительной резки нержавеющей стали толщиной до 20…25 мм. Преимуществом этих видов резки является возможность расширения ассортимента обрабатываемых металлов, а недостатком – усложнение технологии и повышение стоимости.