Плазмове зварювання. Леговані сталі (стр. 4 из 7)
Рис. 1,7.1. Схема процесу повітряно-дугового різання:
1 — електрод, 2 — струмінь повітря, 3 — цуги, 4 — різак ( праворуч- строжка вузької канавки, ліворуч — широкої канавки)
60-90° до поверхні металу, а при поверхневому різанні — під кутом до 30°. У міру обгорання електрод поступово висувають із губок. Натискати на нього не рекомендується, тому що при нагріванні він стає неміцним і може зламатися. Поверхня різа виходить рівною й гладкою. Ширина канавки різа більше діаметра електрода.
Апаратура й матеріали. Комплект апаратури для повітряно-дугового різання складається з різака, джерел струму, стисненого повітря й відповідних кабелів і рукавів.
Як електроди використовують вугільні, графітові й графітовані циліндричні стрижні діаметром 6—20 мм або пластинчасті електроди перетином до 400 мм2. Довжина електродів — 250—350 мм. Бажано застосовувати обміднені електроди, які менше окисляються, чим звичайні графітові електроди.
Різак для повітряно-дугового різання має затискний пристрій для закріплення електрода й соплову систему для подачі стисненого повітря в зону ріжучої дуги. Струм і повітря підводять до різака за допомогою комбінованого кабель-шланга. Різаки постачені клапанним повітряно- пусковим пристроєм. Серійно випускаються дві моделі повітряно-дугових різаків: РВДм-315 і РВДл-1200 «Раздан». Перший різак розрахований на роботу в монтажних умовах, а другий - у ливарному виробництві. Визначальний параметр різака, з яким зв'язані його конструкція, маса й продуктивність різкі, - сила струму. Для різака Рвдм-315 вона становить 315 А, а для різака «Раздан» - 1200 А. Технічні дані різаків дані в табл. 17.1.
Повітряно-дугове різання виробляється на постійному або змінному струмі. Джерелами постійного струму служать зварювальні перетворювачі або випрямлячі однопостові й багатопостові. При роботі на змінному струмі використовують трансформатори з низькою напругою холостого ходу й твердої вольтамперною характеристикою або потужні джерела змінного струму.
Таблиця 17.1
| Технічні дані ручних повітряно-дугових резаков | ||||||
| Різак | Призначення | Номінальний струм, А | Масавиплавлюваного металу, кг/год | Номінальна витрата повітря, м'/год* | Діаметрелектродів,мм | Маса різака, кг |
| Рвдм-315 | Монтажні роботи | 315 | 9,5 | 20 | 6-10 | 0,8 |
| Рвдл-1200 «Раздан» | Обробка лиття | 1200 | 20,0 | 30-40 | 15x25 | 1,6 |
* Тиск повітря на вході в різак не більше 0,63 МПа.
Різання виробляється при силі змінного струму 1000 А и застосовуються для обробки чавунних виливків.
Повітря подається під тиском 0,4—0,6 МПа від повітряної магістралі або від компресора продуктивністю 20—30 муч і більше. Повітря повинен бути чистим, тому обов'язково використання масловологовідділювачів
Техніка й технологія різки. Перед початком різання необхідно очистити металевою щіткою оброблювану поверхню металу й підібрати діаметр електрода залежно від необхідної ширини й глибини канавки.
При включеній напрузі джерела електрод направляють у точку початку різа під кутом 30—45° до оброблюваної поверхні, наближають його до зіткнення з металом і збуджують дугу. Одночасно здійснюють подачу повітря. Метал, що розплавляється, викидається під впливом струменя повітря, що випливає із сопла різака уздовж електрода. У різультаті на поверхні оброблюваного металу утвориться поглиблення у вигляді канавки. Поступово переміщають електрод уздовж осі, утвориться поглиблення потрібної глибини. Потім переміщають електрод по наміченій лінії, підтримуючи постійної глибину канавки. При необхідності одержання широких канавок електроду поряд з осьовою подачею й рухом уздовж різа надають поперечні зворотно-поступальні переміщення.
Ручне розділове різання виконується аналогічним образом, але кут між електродом і оброблюваною поверхнею встановлюють 60—90°. При товщині металу, що розріжеться, не менш 20 мм електрод втоплюють у метал, що розріжеться на всю глибину й рівномірно переміщається з утворенням наскрізного прорізу.
При різанні металу товщиною більше 20 мм електрод рівномірно переміщають уздовж лінії різа й одночасно роблять поступально-зворотні рухи нагору — долілиць. Періодично електрод висувають так, щоб виліт не перевищував 10 мм.
Режими поверхневого повітряно-дугового різання наведені в табл. 17:2, а режими розділового різання — у табл. 17.3.
Таблиця 17.2
Орієнтовні режими поверхневого повітряно-дугового різання (постійний струм, зворотна полярність) низкоуглеродистой і високолегованої сталі
| Ширина канавки, мм | Глибина канавки,мм | Діаметр електрода, мм | Сила струму, А | Швидкість повітряно-дугового різання стали, мм/хв | |
| низкоуглеродистой | високолеговано ї 1Х18Н9Т | ||||
• -' в-в- • 9-"Д-ю | ""И 8 16 | 66 | 290 240 | 300 500 | 390 610 |
| 11 12 13 | 18 9 | 8 10 | 350 420 500 | 300 500 300 | 390 640 390 |
| 10 | 410 | 500 | 640 | ||
Таблиця 17.3
Режими розділового повітряно-дугового різання низкоуглеродистих сталей
| Товщина металу, що розріжеться, мм | Сила струму, А | Тиск повітря, МПа | Діаметр електрода, мм | Ширина різа, мм |
| 5 25 | 200-240 370-390 | 0.6 0,5 | 48 | 6 10 |
| 25 | 500-580 | 0,6 | 12 | 14 |
Найбільша продуктивність досягається при роботі на постійному струмі зворотної полярності. Кількість виплавлюваного з порожнини різа металу пропорційно силі струму.
При повітряно-дуговому різанні повітря можна замінити киснем, що подається на розплавлений метал на деякій відстані від дуги, а вугільний електрод — металевим, для чого на звичайний електродотримач кріпиться кільцева насадка, черіз яку до місця різа подається стиснене повітря.
Киснево-дугове різання застосовують для вуглеводистих і легованих сталей, кольорових металів і чавуну. Від дугового різання цей спосіб відрізняється тим, що на нагрітий до плавлення метал подають струмінь кисню, що інтенсивно окисляє метал і видаляє з розрізу окисли, що утворяться. При згорянні металу й струменю кисню утвориться додаткове тепло, що прискорює процес різання. По чистоті обробки киснево-дугове різання не уступає кисневій, а по продуктивності в ряді випадків перевершує її. Різання ведуть трубчастими металевими, керамічними й звичайними електродами для ручного зварювання. Для стійкого горіння дуги на трубку наносять покриття. Трубчасті електроди використовують для різання профільного прокату, пакетного різання й вирізки отворів у сталевих конструкціях товщиною до 100 мм. Для різання кінець електрода при включеному джерелі харчування обпираються на поверхню, що розріжеться під кутом 80—85° до неї. козирок, що утвориться на кінці електрода, з покриття забезпечує необхідну для різання довжину дуги.
При різанні звичайними електродами з покриттям до електродотримача для ручного зварювання приєднують спеціальну приставку, за допомогою якої подається струмлячи ріжучого кисню.
Сутність процесу полягає у використанні як джерело нагрівання металу стовпа, що розріжеться, стислої електричної дуги, що обдувається газом. У різультаті обдува внутрішня поверхня стовпа газу, що стикається з дугою, нагрівається й іонізується, тобто розпадається на позитивно й негативно заряджені частки й перетворюється в потік плазми з високою щільністю енергії й температурою порядку 15 000°С.Стисла дуга інтенсивно розплавляє метал, що розріжеться по лінії різа.
Процес плазмоутворення може вестися по двох схемах:
• плазменною дугою прямої дії, порушуваної між електродом і виробом, що включено в електричне коло;
• плазменним струменем, тобто дугою непрямої дії, порушуваної між двома електродами, а виріб в електричне коло не включено.
Перша схема більше продуктивна й тому набагато частіше при міняється, чим друга, котра використовується в основному для плазменного напилювання покриттів. Розділове плазменне різання виробляється на постійному струмі прямої полярності. Поверхневе плазменне різання застосовується рідко.
З економічної точки зору, різання плазменною дугою доцільні для обробки вуглеводних і легованих сталей товщиною до 50 мм, міді товщиною до 80 мм, алюмінію і його сплавів товщиною до 120 мм, чавуну - до 90 мм.
Плазмоутворрючі гази. Для реалізації плазменного різання використовують різні плазмоутворюючі гази: активні (кисень, повітря) і неактивні (аргон, азот, водень і ін.).
Теплофізичні й хіміко-металургійні властивості робочих газів істотно впливають на якість і швидкість різання.
Вибір плазмоутворрючого середовища виробляється залежно від властивостей і товщини металів, що розріжуться, призначення й умов різання. Так, активні плазмоутворрючі гази (киснезмістовні суміші) застосовуються переважно для різання чорних металів, а неактивні гази і їхньої суміші — для різання кольорових металів і їхніх сплавів.