Повысьте эффективность с помощью этих советов по машинам кислородной резки | MachineMFG

Повысьте эффективность с помощью этих советов для машин кислородной резки

0
(0)

Под точностью газовой резки понимается погрешность соотношения между геометрией разрезанной заготовки и ее проектными размерами. Качество газовой резки, с другой стороны, определяется различными факторами, такими как шероховатость поверхности среза, степень оплавления и разрушения верхней кромки пропила, наличие шлака на нижней кромке и равномерность ширины среза. Точность пламенной резки поддерживается за счет надлежащего контроля параметров процесса.

Следующие факторы играют решающую роль в определении качества газовая резка:

  • Тип используемого горючего газа
  • Тип резака
  • Чистота кислорода, давление, скорость потока и форма потока, используемого для резки
  • Скорость резки и угол наклона
  • Регулировка пламени
  • Интенсивность энергии пламени предварительного нагрева
  • Угол наклона между режущая насадка и заготовки, а также расстояние режущего сопла от поверхности заготовки.

Режущий поток кислорода играет ключевую роль в газовая резка. Он не только воспламеняет металл, но и удаляет из пропила оксиды, образующиеся при горении. Таким образом, чистота, расход и форма потока режущего кислорода оказывают значительное влияние как на качество газовой резки, так и на скорость резки.

Тип горючего газа

При газопламенной резке обычно используются различные горючие газы, такие как ацетилен, пропан, природный газ и MAPP (метан + этан + пропан). Газы с высокой степенью горения и быстрой скоростью горения обычно используются для резки тонких листов, в то время как газы с низкой степенью горения и медленной скоростью горения лучше подходят для резки более толстых листов. Для стальных листов толщиной более 200 мм природный газ идеально подходит для получения высокого качества резки, хотя это может привести к некоторому снижению скорости резки.

По сравнению с природным газом ацетилен значительно дороже. Однако из-за ограниченности ресурсов ацетилен обычно используется в производстве. Природный газ рассматривается только при больших объемах резки, толстые пластины которые требуют высокого качества резки и большого количества ресурсов.

Тип факела

Чем толще разрезаемая заготовка, тем выше должен быть тип резака, количество сопел и давление кислорода. Взаимосвязь между давлением кислорода, толщиной разрезаемой детали, типом резака и количеством сопел показана в соответствующей таблице.

Технические характеристики сопла. Диаметр горла форсунки
мм
Толщина резки
мм
Скорость резки
МПа
Давление газа Разрез
мм
мм/мин Кислород Ацетилен Сжиженный нефтяной газ
1 0.6 5-10 750-600 0.7 0.025 0.03 ≤1
2 0.8 10-20 600-450 0.7 0.025 0.03 ≤1.5
3 1 20-40 450-380 0.7 0.025 0.03 ≤2
4 1.25 40-60 380-320 0.7 0.03 0.035 ≤2.3
5 1.5 60-100 320-250 0.7 0.03 0.035 ≤3.4
6 1.75 100-150 250-160 0.7 0.035 0.04 ≤4
7 2 150-180 160-130 0.7 0.035 0.04 ≤4.5
1A 0.6 5-10 560-450 0.5 0.025 0.03 ≤1
2A 0.8 10-20 450-340 0.5 0.025 0.03 ≤1.5
3A 1 20-40 340-250 0.5 0.025 0.03 ≤2
4A 1.25 40-60 250-210 0.5 0.03 0.035 ≤2.3
5A 1.5 60-100 210-180 0.5 0.03 0.035 ≤3.4

Чистота кислорода при резке, давление, скорость потока, форма потока кислорода

Чистота режущего кислорода

Чистота кислорода также оказывает значительное влияние на расход кислорода, качество реза и скорость резки. При снижении чистоты кислорода примеси, такие как азот, поглощают тепло в процессе резки и образуют газовую пленку на поверхности пропила, препятствуя горению металла и замедляя процесс окисления. Это приводит к резкому снижению скорости резки, более широкому резу, шероховатой поверхности реза, образованию шлака на нижней кромке пропила и увеличению потребления кислорода.

Следующий график иллюстрирует влияние чистоты кислорода на время резки и расход кислорода. Вертикальная ось представляет собой время резки (1) и потребление кислорода (2).

кривая влияния чистоты кислорода на время газовой резки и расход кислорода

Снижение чистоты кислорода с 97,5% до 99,5% приводит к увеличению времени резки на 10% - 15% и увеличению потребления кислорода на 25% - 35% на каждые 1% снижения чистоты для резки длиной 1 метр. Поэтому очень важно поддерживать максимально возможную чистоту кислорода, как правило, более 99,5%. Чистота ниже 95% сильно затрудняет процесс резки.

Для достижения бесшлакового пропила в газовая резкаЧистота кислорода должна составлять не менее 99,6%. Хотя использование резки жидким кислородом требует больших первоначальных инвестиций, в долгосрочной перспективе оно имеет гораздо лучшие экономические показатели.

Давление режущего кислорода

При резке тонких деталей давление режущего кислорода может быть соответствующим образом снижено. Однако важно избегать слишком низкого или слишком высокого давления. Слишком высокое давление приведет к расширению шва резки, снижению скорости резки, шероховатости поверхности резки и сильному охлаждению разрезаемых деталей.

С другой стороны, если давление слишком низкое, это замедлит реакцию окисления в процессе резки, что приведет к образованию шлака на обратной стороне разреза, который будет трудно удалить и который может помешать завершению резки.

При увеличении давления режущего кислорода увеличивается и скорость потока кислорода, что позволяет резать более толстые листы. Однако существует максимальная толщина, при которой увеличение давления не приводит к увеличению разрезаемой толщины. Влияние давления режущего кислорода на скорость резки аналогично.

Влияние давления режущего кислорода на скорость резки

Влияние давления режущего кислорода на скорость резки

Как показано на рисунке, при использовании обычного сопла для газовой резки скорость резки увеличивается с ростом давления при низких уровнях давления. Однако, когда давление превышает 0,3 МП, скорость резки снижается, а пропил расширяется, что приводит к неровному поперечному сечению пропила.

С другой стороны, при использовании сопла диффузионной формы для газовой резки, если давление режущего кислорода соответствует расчетному давлению сопла, скорость резки увеличивается с ростом давления. Это объясняется тем, что скорость потока и импульс потока режущего кислорода увеличиваются, что приводит к повышению скорости резки по сравнению с использованием обычного сопла.

Рекомендуемое значение давления режущего кислорода

Тк./ммДавление режущего кислорода
/МПа
3-120.4-0.5
12-300.5-0.6
30-500.5-0.7
50-1000.6-0.8
100-1501.0-1.4

При практической резке оптимальное давление режущего кислорода можно определить с помощью метода испытания "линия ветра". Для данного сопла подходящее давление - это когда линия ветра наиболее чистая и длинная, что приводит к наилучшему результату резки.

Прекращение поступления кислорода

На рисунке показано влияние расхода кислорода на скорость резки при резке листа толщиной 12 мм. стальная пластина. Как показано на рисунке, скорость резки постепенно увеличивается с увеличением расхода кислорода, но за определенным пределом она снижается.

Это означает, что существует оптимальная скорость потока кислорода для конкретного толщина стального листа что обеспечивает не только высокую скорость, но и лучшее качество резки.

Влияние скорости потока кислорода на скорость резки (толщина листа 12 мм)

Влияние скорости потока кислорода на скорость резки (толщина листа 12 мм)

Скорость резки, угол наклона Скорость резки, угол наклона

Скорость резки

Скорость резки зависит от толщины заготовки и формы режущего сопла, обычно замедляясь по мере увеличения толщины заготовки. Скорость резки должна регулироваться в соответствии со скоростью окисления металла в пропиле.

Скорость резки напрямую влияет на стабильность процесса резки и качество среза. Попытки искусственно регулировать скорость резки для повышения производительности или замедлять ее для улучшения качества среза не дадут результата и приведут к ухудшению качества среза.

Слишком низкая скорость резки снижает производительность, в результате чего верхняя кромка пропила разрушается и плавится, нижняя кромка имеет закругленные углы, а нижняя часть разрезанного участка имеет глубокие канавки для размыва водой. С другой стороны, слишком высокая скорость резки приведет к чрезмерному сопротивлению, в результате чего на участке резки появятся впадины и свисающие шлаки, а в серьезных случаях даже помешает завершить резку.

По сравнению с ручной резкой скорость машинной резки увеличивается в среднем на 20%. В следующей таблице приведены рекомендуемые скорости резания при механизированной резке.

Рекомендуемые данные для скорости резания при механической резке

Толщина стали. Форма резки
  Прямая резка полуфабрикатов Сокращение надбавки за переработку органической продукции Резка с низкими требованиями к качеству резания поверхности Точная прямая резка Точная формовочная резка
5 / 330-350 710-760 590-640 400-500
10 710-730 330-470 570-620 480-520 320-400
20 580-630 400 470-500 390-420 260-330
30 520-560 350 410-450 350-380 230-290
50 440-480 330 350-380 300-320 200-250
100 380-420 290 310-330 260-280 170-220
150 360-390 260 290-310 240-260 160-200

Правильную скорость резки можно определить, наблюдая за характеристиками шлака, выбрасываемого из пропила. При обычной газовой резке поток режущего кислорода направлен под небольшим углом относительно вертикального резака, и это смещение называется величиной обратного шлака (как показано на рисунке).

Скорость резки можно определить по направлению падения искр шлака в пропиле. Если скорость слишком мала и нет обратного отвода, пучок искр под заготовкой смещается в направлении резки. Увеличение скорости резака приводит к смещению пучка искр в противоположном направлении. Если пучок искр параллелен потоку режущего кислорода или находится немного впереди разряда, скорость резки считается нормальной. Однако если скорость слишком высока, луч искры будет явно отклоняться назад.

Скорость резки, угол наклона Скорость резки, угол наклона

Наклон резания

Угол наклона между режущим соплом и заготовкой напрямую влияет на скорость газовой резки и величину обратного сопротивления. Величина угла наклона режущей части в первую очередь определяется толщиной заготовки.

Для стальных листов толщиной менее 4 мм режущую насадку следует наклонить назад под углом от 25° до 45°. Когда режущая сталь пластин толщиной от 4 до 20 мм, сопло должно быть отклонено назад под углом 20-30°. Для стальных листов толщиной от 20 до 30 мм режущая насадка должна быть перпендикулярна заготовке. Для заготовок толщиной более 30 мм режущая насадка должна быть наклонена вперед под углом 5°-10° в начале реза и 5°-10° после окончания реза. При ручной криволинейной резке режущая насадка должна быть перпендикулярна заготовке.

Взаимосвязь между наклоном сопла и толщиной реза показана на рисунке.

Взаимосвязь между наклоном режущей насадки и толщиной реза
  • 1-Толщина < 6 мм
  • 2- Толщина 6-30 мм
  • 3- Толщина > 30 мм

Угол наклона между режущим соплом и заготовкой напрямую влияет на скорость газовой резки и величину обратного сопротивления. Если угол выбран неправильно, это не только не улучшит скорость газовой резки, но и увеличит потребление кислорода и даже вызовет трудности при газовой резке.

Угол наклона между режущим соплом и заготовкой

Регулировка пламени

Регулируя соотношение кислорода и ацетилена, можно получить три типа пламени резки: нейтральное пламя (также известное как нормальное пламя), окислительное пламя и восстановительное пламя (как показано на рисунке ниже).

Регулировка пламени

Нормальное пламя характеризуется отсутствием свободного кислорода и реактивного углерода в восстановительной зоне и имеет три отдельных участка с резко очерченным ядром пламени (близким к цилиндрическому). Ядро пламени состоит из ацетилена и кислорода и имеет равномерно округлую и блестящую оболочку на конце. Внешняя оболочка состоит из раскаленных углеродистых точек, а температура ядра пламени достигает 1000°C.

Восстановительная зона расположена вне ядра пламени и имеет более темный цвет по сравнению с ядром пламени. Она состоит из продуктов неполного сгорания ацетилена - углекислого газа и водорода, а ее температура может достигать около 3000°C.

Внешнее пламя, или зона полного сгорания, находится за пределами восстановительной зоны и состоит из углекислого газа и водяного пара, азота. Его температура варьируется от 1200°C до 2500°C.

Окислительное пламя образуется в присутствии избытка кислорода, его ядро пламени имеет коническую форму, укороченную длину и нечеткие очертания, а также тусклую яркость. Восстановительная зона и внешнее пламя также укорочены, пламя фиолетово-синее, горит с громким звуком. Величина звука зависит от давления кислорода, а температура окислительного пламени выше, чем у обычного пламени. Если его использовать для резки, это значительно снизит качество резки.

Восстановительное пламя образуется в случае избытка ацетилена, и его пламенное ядро не имеет четких очертаний. На конце ядра пламени имеется зеленый край, который используется для определения наличия избытка ацетилена. Зона восстановления необычайно яркая и почти сливается с ядром пламени. Внешнее пламя имеет желтый цвет. Если ацетилена слишком много, он начнет выделять черный дым из-за недостатка кислорода, необходимого для сгорания ацетилена в пламени.

Величина энергии в пламени предварительного нагрева тесно связана со скоростью резки и качеством пропила.

В процессе резки стального листа сила пламени предварительного нагрева должна регулироваться в зависимости от толщины заготовки и скорости резки. По мере увеличения толщины заготовки и скорости резки энергию пламени следует увеличивать, но не слишком сильно. Слишком сильное пламя предварительного нагрева может привести к серьезному разрушению верхнего края надреза.

С другой стороны, если пламя предварительного нагрева слишком слабое, стальной лист не получит достаточно энергии, что приведет к снижению скорости резки и даже прерыванию процесса резки.

Поэтому зависимость между силой пламени предварительного нагрева и скоростью резки является взаимозависимой. Для резки стальных листов толщиной менее 200 мм рекомендуется использовать нейтральное пламя для повышения качества резки.

При резке стальных листов большой толщины для предварительного подогрева следует использовать уменьшающееся пламя, причем длина пламени должна быть как минимум в 1,2 раза больше толщины листа.

Интенсивность энергии пламени предварительного нагрева

Пламя предварительного нагрева играет важнейшую роль в газовой резке, нагревая металлическую заготовку до температуры воспламенения и поддерживая эту температуру. Цель подогревающего пламени - облегчить процесс резки, удалив и расплавив оксидный слой на поверхности стали, что позволяет потоку режущего кислорода контактировать с металлом.

Выбор пламени предварительного нагрева, будь то нейтральное или слегка окисляющее пламя, является важнейшим параметром процесса, влияющим на качество газовой резки. Не рекомендуется использовать карбонизирующее пламя, так как оно может привести к карбонизации кромки реза. Интенсивность пламени предварительного нагрева должна быть умеренной и выбирается в зависимости от толщины заготовки, типа режущего сопла и требований к качеству.

Когда резка толстой стали пластины, следует уменьшить энергию пламени, чтобы предотвратить оплавление верхнего края разреза.

С другой стороны, при резке тонких стальных листов скорость энергии пламени может быть увеличена, но режущее сопло должно находиться на определенном расстоянии от заготовки и поддерживать определенный угол наклона.

Если при резке тонких стальных листов энергия пламени предварительного нагрева слишком мала, заготовка не получит достаточного тепла, что приведет к снижению скорости газовой резки или даже к прерыванию процесса резки.

  • Сила пламени предварительного нагрева должна увеличиваться по мере увеличения толщины разрезаемой заготовки. Чем толще заготовка, тем больше должна быть сила пламени предварительного нагрева.

Взаимосвязь между мощностью пламени кислородно-ацетиленового подогрева и толщиной листа

Тк./ммСила пламени
/Л.Мин-1
3-254-8.3
25-509.2-12.5
50-10012.5-16.7
100-20016.7-20
200-30020-21.7
  • При резке более толстых стальных листов следует использовать легкое твердосплавное пламя, чтобы избежать разрушения верхней кромки реза, а также для того, чтобы внешнее пламя было более длинным.
  • При использовании сопла диффузионного типа и сопла с кислородной завесой для резки стального листа толщиной менее 200 мм мощность пламени должна быть больше, чтобы ускорить нагрев передней кромки пропила до точки воспламенения и получить более высокую скорость резки.
  • при резке стали с высокой содержание углерода или легирующих элементов, поскольку они имеют более высокую температуру воспламенения, мощность пламени предварительного нагрева должна быть больше.
  • При резке скосов одним режущим соплом шлак выдувается на внешнюю сторону пропила, что позволяет увеличить мощность пламени для получения дополнительной энергии.

Время предварительного нагрева при газопламенной резке следует определять исходя из толщины разрезаемой заготовки. Ниже приведен список эмпирических данных для выбора времени предварительного нагрева при газопламенной резке.

Эмпирические данные по выбору времени предварительного нагрева для газопламенной резки

Тк./ммВремя предварительного нагрева/СТк./ммВремя предварительного нагрева/С
206-715025-28
509-1020030-35
10015-17  

Угол наклона между режущим соплом и заготовкой и расстояние от поверхности заготовки

Расстояние между режущим соплом и поверхностью заготовки имеет решающее значение для определения качества реза. Идеальное расстояние зависит от толщины заготовки и длины пламени предварительного нагрева.

Если режущее сопло расположено слишком близко к заготовке, это может привести к разрушению плавления на верхней кромке реза, блокированию режущего сопла брызгами и даже к отпуску. С другой стороны, если высота режущего сопла слишком велика, увеличиваются потери тепла и снижается эффективность пламени предварительного нагрева на передней кромке реза, что приводит к недостаточному предварительному нагреву и снижению энергии потока режущего кислорода, затрудняя удаление шлака и ухудшая качество реза. Чистота кислорода в пропиле также снижается, что приводит к увеличению обратного сопротивления и ширина пропила, а также снижение скорости резки тонких пластин.

Обычно ядро пламени должно находиться на расстоянии 3-5 мм от поверхности заготовки, чтобы обеспечить наилучшие условия нагрева и свести к минимуму риск науглероживания. Если ядро пламени касается поверхности заготовки, это не только приводит к расплавлению верхнего края реза, но и повышает риск науглероживания в резе.

Угол наклона между режущим соплом и заготовкой и расстояние от поверхности заготовки

Расстояние между режущей насадкой и поверхностью заготовки должно регулироваться в зависимости от толщины разрезаемой заготовки.

При резке тонких листов скорость резки выше, а пламя может быть длиннее, поэтому расстояние между режущим соплом и поверхностью заготовки может быть больше.

С другой стороны, при резке толстых листов скорость резки ниже, поэтому, чтобы предотвратить оплавление верхнего края реза, пламя предварительного нагрева должно быть короче, а расстояние между режущим соплом и поверхностью заготовки - меньше. Это позволяет прямолинейность поток режущего кислорода и поддерживаемая чистота кислорода, что улучшает качество резки.

Лучшие параметры ЧПУ машина для газовой резки для резки листовой стали с низким содержанием углерода (насадка для быстрой резки GK1)

Толщина резки / мм 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 200 300
Насадка №. 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 7 9
Резка
высота
/мм
3.5 3.5 3.5 4 4 4 5 5 6 6 7 7 8 10
Резка
кислород
давление
/МПа
0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.65 0.65 0.65 0.7 0.7 0.8 1 1.2
Резка
ацетилен
давление
/Мпа
0.05 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.08 0.1 0.1
Резка
скорость
/мм-мин-1
400 380 350 350 330 320 300 250 250 250 220 220 200 120
Разогрейте
время
/s
6 7 7 8 8 8 10 10 10 15 15 28 35 40
Пламя
мощность
/L.min
9~13 13~22

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх