Cięcie metalu tlenem: technologia, niezbędny sprzęt, środki ostrożności

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Cięcie tlenowo-paliwowe metali (w literaturze można znaleźć termin „cięcie tlenowo-paliwowe”) jest aktywnie wykorzystywane w przemyśle do cięcia blachy ze stali i innych stopów na elementy o wymaganej długości. Technologia ta jest również wykorzystywana do wielu napraw i demontażu konstrukcji. Jego popularność wynika ze względnej prostoty i niskiego kosztu sprzętu, a także wysokiego stopnia bezpieczeństwa. Artykuł zawiera informacje o samej technologii, niezbędnym sprzęcie oraz podstawowych środkach ostrożności przy cięciu tlenowym metali i innych materiałów.

Podstawy technologii

Przed cięciem zaleca się podgrzanie metalu płomieniem palnika. Dotyczy to tylko materiałów o dużym przekroju. Wspomniany płomień pojawia się w wyniku reakcji tlenu z gazem. Jeśli to zalecenie zostanie zlekceważone, to metal nieuchronnie poprowadzi, będziewypaczenie. Jeśli jednak nie ma znaczenia geometryczny kształt ciętych elementów, np. przy demontażu konstrukcji ze stali budowlanej, a także przy cięciu blach cienkościennych, dozwolone jest spawanie gazowe i cięcie tlenem metalu bez podgrzewania produktów.

Wysokie temperatury w strefie cięcia są osiągane poprzez spalanie wysoko oczyszczonego tlenu z cylindra. Metalowe zbiorniki pod bardzo wysokim ciśnieniem zawierają od 99 do 99,8% tlenu. Jeżeli do ogrzewania używany jest tlen o zwykłej czystości (w skrócie powietrze atmosferyczne), to do efektywnego cięcia tlenowego metalu potrzebny jest tlen o wysokiej czystości.

Przygotowanie powierzchni

Jeżeli zadaniem jest pocięcie dużego przedmiotu na przenośne kawałki, które mają być wyrzucone, można pominąć przygotowanie powierzchni. Przecinarka poradzi sobie z tym zadaniem w możliwie najkrótszym czasie. Kolejna sprawa to produkcja nowych produktów. W takim przypadku ważne jest uzyskanie wysokiej jakości linii cięcia, oczyszczonej z kamienia i innych niepożądanych wtrąceń. Cięcie metalu tlenowo-paliwowe poprzedzone jest dokładnym oczyszczeniem materiału.

Istnieje wiele metod usuwania zanieczyszczeń. Najpopularniejsze z nich to podgrzewanie powierzchni płomieniem gazowym oraz czyszczenie mechaniczne. Pierwszy sposób jest najprostszy. Pozwala skutecznie wyeliminować zgorzelinę – największego wroga spawacza gazowego. Jego istota polega na nagrzaniu powierzchni metalu do temperatur krytycznych. Druga metoda jest droższa i wymagaspecjalistyczny sprzęt (piaskarki, skrobaki, szczotki itp.) oraz wykwalifikowani pracownicy.

Wymagania dotyczące materiałów

Cięcie metali strumieniem tlenowym może być poddawane działaniu dalekich od wszystkich gatunków stali i stopów. Jednym z głównych warunków jest temperatura topnienia i temperatura zapłonu. Dla normalnego przebiegu procesu pierwszy wskaźnik musi być znacznie wyższy niż drugi. Jest jasne, dlaczego: w przeciwnym razie materiał raczej się stopi niż spali, co doprowadzi do powstania smug. Linia cięcia będzie miała niedokładny wygląd, często uniemożliwia to dalszą obróbkę części na maszynach obróbczych w wyniku przemieszczenia podstaw. Ponadto taka warstwa metalu może mieć słabe właściwości mechaniczne i fizyczne.

Niektóre pierwiastki dodawane jako zanieczyszczenia do składu stali mogą mieć negatywny wpływ na proces cięcia tlenowo-propanowego metali. Tak więc najbardziej przetworzone są stale, w których zawartość węgla nie przekracza 0,3%. Szybkość skrawania nie zmniejsza się wraz ze wzrostem zawartości węgla, jednak stal staje się podatna na przegrzewanie, twardnienie warstwy wierzchniej i powstawanie pęknięć hartowniczych, które mogą służyć jako koncentratory naprężeń i prowadzić do kruchego pękania całego przedmiotu obrabianego.

Cięcie ręczne

Cięcie metali tlenowo-paliwowe, w zależności od stopnia automatyzacji i mechanizacji, dzieli się na zmechanizowane iinstrukcja.

Spawanie ręczne jest wskazane do stosowania przy produkcji małoseryjnej i jednostkowej, a także przy prowadzeniu prac związanych z demontażem konstrukcji i konstrukcji. Idealny do wycinania półfabrykatów z rur, usuwania wlewków z odlewów itp.

Sprzęt do cięcia tlenem metali i stopów jest wysoce mobilny, łatwy w obsłudze i niezawodny. Dzięki tym cechom technologia ta jest najczęściej stosowana zarówno w przedsiębiorstwach przemysłowych, jak i w organizacjach naprawczych.

Mechanizacja procesu

W ciągu ostatnich dziesięcioleci robotyka rozwinęła się bardzo szybko. Dziś roboty są używane prawie wszędzie. A cięcie metali łukiem tlenowym nie jest wyjątkiem. W dzisiejszych czasach urządzenia do cięcia CNC nie są już niespodzianką. Maszyny te mogą być wyposażone w wiele palników do cięcia tlenowo-paliwowego, co znacznie zwiększa ich i tak już wysoką wydajność. Wszystkie wiodące zagraniczne holdingi i firmy z branży maszynowej od dawna aktywnie wprowadzają takie urządzenia do swoich łańcuchów produkcyjnych, a firmy krajowe starają się nadążyć. Poziom mechanizacji prac spawalniczych wynosi średnio około 80%.

Istota cięcia metali metodą oxy-flux

Tradycyjne cięcie nie jest odpowiednie dla wszystkich materiałów. Na przykład stal stopowa z chromem i niklem jest trudna do cięcia. Podobny problem występuje, gdycięcie metali nieżelaznych i żeliwa.

Na ratunek przychodzi technologia strumienia tlenu. Jego istota jest następująca. Topnik w proszku podawany jest do strefy cięcia. Substancja ta zapala się i pali podczas cięcia, wydzielając dużą ilość ciepła, co umożliwia topienie ogniotrwałych węglików, borków i tlenków metali.

Sprzęt do cięcia strumieniem tlenowym

Można powiedzieć, że do tego typu cięcia metalu stosuje się zwykłe standardowe wyposażenie, wyposażone dodatkowo w urządzenie podające topnik (tzw. podajnik topnika oraz palnik tlenowy do cięcia metalu z doprowadzeniem topnika). Najczęściej spotykanymi instalacjami tego typu są urządzenia zaprojektowane przez instytut badawczy Avtogenmash URHS. To urządzenie jest przeznaczone do cięcia stali o wysokiej zawartości chromu i innych pierwiastków stopowych.

Taki sprzęt może być również używany do cięcia zmechanizowanego poprzez wyposażenie maszyny w podajnik topnika.

Techniki cięcia strumieniem tlenowym

Technika nie różni się od tradycyjnych metod klasycznego cięcia tlenowego. Sam proces może być realizowany zarówno ręcznie, jak i zmechanizowany za pomocą urządzeń wspomagających, robotów i urządzeń. Może też być zarówno dzielący, jak i powierzchniowy. Zalecany do cięcia i cięcia stali o wysokiej zawartości chromu i niklu (tj. stali ogniotrwałych).

Cechy cięcia żeliwa strumieniem tlenowym

Podczas spalania topnik uwalnia dużo ciepła. Do tego stopnia, że następuje tak zwane schładzanie żeliwa. Istota tego zjawiska polega na tym, że węgiel przechodzi ze stanu wolnego do związanego. Innymi słowy, atomy węgla w określonym obszarze tworzą związek chemiczny z atomami metali. Towarzyszy temu pogorszenie właściwości mechanicznych żeliwa (wzrasta twardość, staje się ono bardziej kruche). W wyniku przyspieszonego nagrzewania i chłodzenia na powierzchni pojawiają się pęknięcia, które mogą spowodować zniszczenie produktu.

Problem można rozwiązać przez wstępne podgrzanie metalu i regulację szybkości jego chłodzenia. Tylko pracownik o wysokich kwalifikacjach i dużym doświadczeniu w wykonywaniu takich prac może podołać takim zadaniom.

Cechy cięcia strumieniem tlenowym metali nieżelaznych i stopów

Podobnie jak żeliwo, miedź musi być podgrzana przed cięciem. Ogrzewanie odbywa się do temperatury 800-900 stopni Celsjusza. Miedź ma wysoką przewodność cieplną, więc cięcie bez podgrzewania spowoduje znaczne wypaczenie, zniekształcenia przestrzenne i złom.

Stopy na bazie miedzi z innymi pierwiastkami (mosiądz, brąz itp.) również wymagają podgrzania. Jednak temperatura podgrzewania nie powinna przekraczać 500 stopni Celsjusza.

Zalety i wady technologii cięcia tlenem

W porównaniu z innymi alternatywnymi metodami cięcia arkuszy różnych gatunków stali, ta technologia doskonale nadaje się do cięcia wzdłuż linii krzywych, do wycinania otworów o dużych średnicach. Ta metoda pozwala również na uzyskanie ślepych otworów.

Drugą i bardzo istotną zaletą jest łatwość obsługi sprzętu. Przecinarka gazowa ma niewielką masę, dzięki czemu spawacz może pracować z nią przez długi czas bez zmęczenia. Ma to pozytywny wpływ na wydajność.

Gaz to stosunkowo niedrogie i tanie paliwo. I to jest trzecia korzyść.

Bardzo istotną wadą tej technologii jest wybuchowość użytych substancji. Dlatego łamanie dyscypliny technologicznej jest niedopuszczalne. Ignorowanie przepisów bezpieczeństwa może prowadzić do poważnych konsekwencji.

Zasady działania reduktora tlenu do cięcia metalu

Przed podłączeniem przekładni pracownik musi upewnić się, że nie ma zanieczyszczeń na powierzchniach gwintowanych. Jeśli są, konieczne jest potraktowanie zanieczyszczonych powierzchni naftą lub rozpuszczalnikiem. Dopiero po przeczyszczeniu układu i usunięciu wszystkich obcych cząstek i elementów, które mogą dostać się do gearboxa i zakłócić jego pracę, można założyć i dokręcić nakrętkę na gearbox.

W ten sam sposób montuje się inne skrzynie biegów.

Gazy są uruchamiane przez płynne otwarcie zaworu butli. Jeżeli nie zaobserwuje się żadnych odchyleń od pracy, zawór można całkowicie otworzyć. Jeśli skrzynia biegów zacznie się nagrzewać, wydać nienormalny dźwięk, musisz natychmiast zamknąć koło zamachowe butli tlenowej w celu cięcia metalu.

Bezpieczeństwo podczas pracy

Poprace przygotowawcze, należy upewnić się, że nie ma wycieków gazu. To może być bardzo niebezpieczne. Dopiero wtedy możesz zapalić przecinarkę i wyregulować płomień.

Jeśli potrzebujesz zrobić krótką przerwę w pracy (nie więcej niż dwie lub trzy minuty), po prostu wyłącz zawór tnący. W przypadku dłuższej przerwy w pracy należy zamknąć reduktor i zawór butli gazowej.

Tylko pracownicy, którzy przeszli wszystkie niezbędne instrukcje, mogą pracować przy tlenowym cięciu metalu.

Zabrania się wykonywania jakichkolwiek prac w pobliżu zbiorników wybuchowych i materiałów łatwopalnych. Jeśli praca jest wykonywana w małych, zamkniętych przestrzeniach, pracownicy powinni regularnie odpoczywać i oddychać świeżym powietrzem.

Prace spawalnicze w produkcji prowadzone systematycznie (nie tymczasowe) powinny być wykonywane w specjalnie wyposażonych pomieszczeniach. Jednocześnie powierzchnia jednego miejsca pracy wynosi nie mniej niż cztery metry kwadratowe. Przejścia między miejscami pracy powinny mieć co najmniej 0,8 metra.

Pomieszczenia muszą być wyposażone w potężny wylot szkodliwych substancji. Jego pojemność powinna wynosić 2500-3000 m³ na 1 m^{3 spalanego gazu.}

W przypadku, gdy w jednym pomieszczeniu (warsztacie) znajduje się więcej niż dziesięć stanowisk pracy spawaczy, gaz powinien być do nich dostarczany nie z butli, ale centralnie ze stacji dystrybucji gazu. Dopuszcza się dostarczanie gazów z istniejących gazociągów.

Cylindry z gazem roboczym mogą być transportowane tylko z kołpakami ochronnymi. Oni sązapobiec uszkodzeniu i zanieczyszczeniu zaworu. Zabroniony jest transport ręczny butli na duże odległości. Do tych celów musisz użyć specjalnych urządzeń i wózków. Butle uderzające o ziemię lub o siebie nawzajem są niedozwolone.

W butli tlenowej do cięcia metalu, w przypadku naruszenia technologii i porządku pracy, może powstać wybuchowa mieszanka gazu i tlenu. Dlatego konieczne jest odpowiedzialne podejście do regulacji skrzyń biegów.