Многие производители сталкиваются с проблемой резки толстого металла, которая должна быть чистой, доступной и простой в управлении. Плазменная резка работает, но стоит дорого. Гидроабразивная резка точна, но медленна. Если вы работаете с углеродистой сталью, то самым простым решением может стать кислородная резка. Это устаревший метод, но он по-прежнему позволяет выполнять работу с меньшими затратами и меньшим количеством настроек.
Хотите узнать, как он работает, что вам нужно и когда его можно использовать вместо плазмы или лазера? Продолжайте читать.
Что такое кислородная резка?
Кислородная резка - это метод разрезания стали с помощью резака. В резаке смешиваются горючий газ и кислород для нагрева металлической поверхности. Как только сталь достигает температуры воспламенения, через нагретую область выдувается струя чистого кислорода. Это сжигает металл и вытесняет расплавленный оксид, создавая узкий и чистый разрез.
Этот метод используется в основном для резки низкоуглеродистой или низколегированной стали. Он не очень хорошо работает с нержавеющей сталью или цветными металлами, поскольку они не окисляются таким же образом.
Основные принципы кислородной резки
Кислородная резка работает за счет сочетания тепла и кислорода для резки стали. Процесс может показаться простым, но каждая деталь играет особую роль. Вот как это работает с самого начала.
Процесс горения объясняется
В резаке используются два газа: один для нагрева, другой для резки. Сначала резак предварительно нагревает металл, используя смесь кислорода и горючего газа, например ацетилена, пропана или природного газа. Этот предварительный нагрев приближает сталь к температуре воспламенения - около 1 800°F (980°C).
Как только металл достаточно нагреется, открывается клапан, чтобы выпустить поток чистого кислорода. Этот поток вступает в реакцию с раскаленной сталью и запускает быстрый процесс окисления. Металл сгорает и превращается в оксид железа, который сдувается потоком кислорода.
Роль кислорода и топливных газов
Каждый газ в этом процессе выполняет свою работу. Топливный газ обеспечивает начальное тепло. Ацетилен - самый горячий и наиболее распространенный, но в зависимости от области применения используются также пропан и другие газы. Кислород играет две роли. Он смешивается с топливом для создания пламени, а затем действует сам по себе, сжигая и удаляя металл.
Ключевое значение имеет чистый кислород. Он должен быть под высоким давлением и не содержать примесей. Даже незначительная примесь может ослабить пламя или замедлить процесс резки.
Экзотермические реакции и режущее действие
Сама резка происходит в результате экзотермической реакции. Когда чистый кислород попадает на раскаленную сталь, он вызывает быстрое окисление. В результате этой реакции выделяется больше тепла, что помогает поддерживать резку. Реакция продолжается до тех пор, пока поступает кислород и металл остается горячим.
Кислород не только помогает сжигать металл, но и удаляет расплавленный оксид из зоны реза. Поэтому рез получается узким, острым и равномерным. Здесь нет механической силы. Весь процесс основан на химической энергии.
Как работает кислородная резка?
Кислородная резка может показаться простой, но в ней используется четкий пошаговый процесс. Каждый шаг играет определенную роль в получении чистого и точного среза. Вот как это работает от начала до конца:
Шаг 1: Установите оборудование
Подключите кислородные и топливные баллоны к резаку с помощью соответствующих шлангов и регуляторов. Убедитесь, что все соединения герметичны. Проверьте, нет ли утечек, и убедитесь, что предохранители от обратного удара находятся на месте.
Шаг 2: Регулировка расхода газа
Медленно откройте клапаны. Установите правильное давление кислорода и горючего газа с помощью регуляторов. Следуйте рекомендованным настройкам для типа топлива и толщины стали.
Шаг 3: Зажгите факел
С помощью зажигалки подожгите топливный газ. Слегка приоткройте кислородный клапан, чтобы отрегулировать пламя. Установите резак на нейтральное пламя - это обеспечит чистый и устойчивый источник тепла.
Шаг 4: Разогрейте сталь
Держите резак близко к краю металла. Пламя предварительного нагрева повышает температуру, пока сталь не станет ярко-красной. Этот этап подготавливает металл к резке.
Шаг 5: Начало резки
Нажмите на режущий рычаг, чтобы выпустить поток чистого кислорода. Это запускает химическую реакцию. Раскаленная сталь вступает в реакцию с кислородом и начинает сгорать.
Шаг 6: Направляйте факел
Постоянно перемещайте резак по желаемой траектории реза. Держите наконечник на постоянном расстоянии и с одинаковой скоростью. Слишком быстрая скорость может привести к тому, что резка не пройдет. Слишком медленная - образуется шлак.
Шаг 7: Отделка и осмотр
Как только резка будет закончена, отпустите струю кислорода. Выключите резак в обратном порядке - сначала кислород, затем топливный газ. Дайте детали остыть, затем проверьте кромку на прямолинейность и наличие шлака. При необходимости подправьте.
Обзор оборудования
Кислородная резка зависит от правильной настройки. Каждый компонент системы должен работать правильно для безопасного и чистого реза. Давайте рассмотрим, какое оборудование вам нужно и как оно работает вместе.
Компоненты резака
Горелка - это сердце системы. В ней смешиваются топливный газ и кислород для создания пламени. Он имеет два клапана - один для кислорода, другой для топлива. На головке резака находится сопло или наконечник, из которого выходит пламя. Это сопло регулирует форму и интенсивность пламени.
Внутри резака отдельные каналы не позволяют газам смешиваться слишком рано. Курок или рычаг управляет струей кислорода для резки. Хорошая конструкция резака поддерживает стабильность пламени и позволяет быстро управлять им во время резки.
Варианты топливных газов: Ацетилен, пропан и многое другое
Ацетилен - самый распространенный топливный газ. Он горит жарче других, поэтому отлично подходит для быстрого разогрева. Но он также более дорогой и имеет более строгие правила обращения.
Пропан дешевле и его легче хранить. Он горит не так жарко, поэтому требуется больше времени на разогрев, но он хорошо подходит для более длинных резов и общего использования. Природный газ и пропилен также используются в некоторых установках. Выбор зависит от толщины среза, стоимости и наличия места для хранения.
Системы подачи и регулирования кислорода
Кислород должен быть чистым и находиться под давлением. Обычно он поставляется в больших баллонах или от генератора на месте. Постоянная подача - залог чистоты резки. Если давление падает, струя кислорода ослабевает, и качество резки ухудшается.
Регулятор поддерживает стабильное давление кислорода. Он подключается к баллону и контролирует количество кислорода, поступающего в резак. В процессе резки требуется больше кислорода, чем для разогрева пламени, поэтому правильные настройки давления имеют большое значение.
Предохранительные клапаны, шланги и регуляторы
В системе используются гибкие шланги для подачи газа из баллонов к резаку. Эти шланги имеют цветовую кодировку: красный - для топлива, зеленый - для кислорода. Они должны быть в хорошем состоянии, чтобы предотвратить утечки или обратное возгорание.
Предохранители от обратного удара и обратные клапаны защищают пользователя. Они предотвращают обратный выход пламени в шланг или бак. Регуляторы также играют ключевую роль. Они контролируют давление газа и помогают предотвратить скачки.
Типы кислородных резаков
Конструкция резака влияет на скорость и точность резки. Некоторые резаки являются ручными, другие устанавливаются на станки для масштабных работ. Каждый тип соответствует определенным потребностям.
Ручные резаки
Ручные или переносные резаки используются для небольших работ, ремонта и полевых работ. Они дают оператору полный контроль над движением реза. Такие резаки просты в настройке и использовании.
Они лучше всего подходят для резки толстой стали в ситуациях, когда точность не является главным приоритетом. Важна твердая рука, особенно при длинных или изогнутых резах. Они широко используются в строительстве, на складах металлолома и в общем производстве.
Резаки для машинного монтажа
Резаки, установленные на станке, крепятся к направляющей или столу для резки. Такие установки используются для резки больших листов или повторяющихся деталей. Они обеспечивают лучший контроль и согласованность, чем ручные резаки.
Кислородные станки с ЧПУ могут двигаться по заранее запрограммированным траекториям. Они работают медленнее, чем плазма или лазерные резакино гораздо доступнее для толстой стали. Такие системы широко распространены в производственных цехах и на верфях.
Многоторцевые установки для промышленного использования
В многороторных системах используется сразу несколько режущих головок. Они устанавливаются на станках портального типа. Они позволяют цехам резать несколько деталей одновременно, увеличивая скорость производства.
Эта установка идеально подходит для больших объемов работ. Она используется в отраслях, где ежедневно режут толстые стальные листы, например, при строительстве мостов или производстве тяжелого оборудования. Эти системы требуют квалифицированной настройки, но позволяют сэкономить время и средства на резку.
Топливные газы: Свойства и выбор
Выбор газа влияет на скорость резки, время предварительного нагрева, стоимость и безопасность. Каждый газ обладает уникальными характеристиками. Выбор подходящего зависит от ваших потребностей в резке, бюджета и условий работы.
Ацетилен: высокая температура, высокий риск
Ацетилен дает самое горячее пламя из всех топливных газов. Его пиковая температура достигает около 6 000°F при смешивании с кислородом. Это делает его отличным средством для быстрого разогрева и быстрого запуска резки.
Однако ацетилен нестабилен. Он может взорваться под высоким давлением или при неосторожном обращении. Он требует специального хранения и строгих правил обращения. Кроме того, он стоит дороже других газов. Для многих магазинов скорость, которую он обеспечивает, стоит дополнительных мер предосторожности.
Пропан: Экономичный и универсальный
Пропан горит холоднее, чем ацетилен, но все равно справляется с работой. Его безопаснее хранить и проще обрабатывать. Он также стоит дешевле и поставляется в баллонах разных размеров.
Из-за более низкой температуры пламени пропану требуется немного больше времени для разогрева металла. Но у него более широкое пламя, что помогает при резке толстых листов или длинных линий. Это популярный выбор для резки общего назначения, особенно в условиях больших объемов работ.
Другие газы: MAPP, природный газ, водород
Газ MAPP представляет собой смесь нескольких углеводородов. Он горит жарче, чем пропан, но более стабилен, чем ацетилен. Он подходит для тех, кто хочет найти баланс между скоростью и безопасностью.
Природный газ дешев и чисто горит. Он используется в цехах с фиксированной системой подачи газа. Его меньшая теплоотдача означает более медленный предварительный нагрев, но он идеально подходит для длительных производственных процессов.
Водород горит чисто и горячо, но редко используется из-за риска для безопасности. В основном он применяется только в специальных областях, где другие газы не справляются с поставленной задачей.
Материалы, пригодные для кислородной резки
Кислородная резка лучше всего работает с определенными металлами. Процесс основан на определенной химической реакции, поэтому тип металла, который вы режете, имеет большое значение. Вот что вам следует знать, прежде чем выбрать этот метод.
Углеродистая сталь: Идеальный выбор материала
Углеродистая сталь лучше всего подходит для кислородной резки. Это связано с тем, что она легко окисляется и имеет нужную температуру воспламенения. Кислород вступает в реакцию с горячей сталью и сжигает ее начисто.
Стали с низким и средним содержанием углерода дают наилучшие результаты. Края среза получаются гладкими, а сам процесс - быстрым. Именно поэтому этот метод часто используется в строительстве, производстве тяжелой техники и судостроении.
Почему он не подходит для нержавеющей стали или алюминия
Нержавеющая сталь и алюминий окисляются по-разному. Вместо того чтобы образовывать легко удаляемый шлак, они образуют прочный оксидный слой, который сопротивляется резке. Струя кислорода не может эффективно пробить его.
В результате качество резки ухудшается или не достигается. Для таких металлов используются другие методы, например плазменная или гидроабразивный станок являются лучшим выбором.
Особые указания для ржавых или окрашенных поверхностей
Ржавчина или краска на поверхности могут повлиять на этап предварительного нагрева. Такие покрытия блокируют тепло или горят непредсказуемо, что задерживает воспламенение. Краска также может выделять токсичные пары.
Для достижения наилучших результатов очистите поверхность перед резкой. Проволочная щетка или шлифовальная машина удалит большинство ржавчины и покрытий. Это поможет резаку равномерно нагреть металл и сделает резку стабильной.
Техника резки и советы
Для разных видов резки требуются разные техники. Независимо от того, работаете ли вы с прямыми линиями, окружностями или скошенными краями, управление резаком имеет ключевое значение. Эти советы помогут вам получить более чистые и точные срезы.
Резка по прямой линии
Для прямых срезов используйте направляющую, например металлическую линейку или режущую линейку. Это позволяет держать руку ровно и улучшает качество кромки. Держите резак под постоянным углом и на одинаковой высоте. Следите за искрами - они должны равномерно вылетать из нижней части реза. Если они рассыпаются или останавливаются, измените скорость.
Четко отметьте линию мыльным камнем или писчим инструментом. Разогрейте весь начальный край, чтобы избежать неровной подводки.
Вырезание кругов и фигур
Вырезание кривых или отверстий требует большего контроля. Для маленьких окружностей можно использовать компасную насадку на резак. При работе со свободными формами действуйте медленно и уверенно. Держите запястье гибким и двигайтесь по плавным дугам.
Для внутренних разрезов начинайте от центра. Сначала проколите отверстие, а затем двигайтесь наружу. Для внешних разрезов начните с края и точно следуйте контуру.
Коническая резка для подготовки к сварке
Косые срезы помогают подготовить детали к сварке. Установите горелку под фиксированным углом - обычно 30-45 градусов. Держите его ровно на протяжении всего реза, чтобы скос был равномерным.
Используйте направляющую или приспособление, чтобы контролировать траекторию движения резака. Практика - ключевой момент, поскольку косые срезы более чувствительны к движению резака.
Управление скоростью и высотой пламени
Скорость влияет на качество резки. Слишком быстрая - и рез может не пройти. Слишком медленная - и на дне образуется шлак. Следите за искровым следом, чтобы проверить, правильно ли выбрана скорость.
Держите наконечник резака на нужной высоте - обычно на 1/8 - 1/4 дюйма над поверхностью. Если он находится слишком близко, вы повредите сопло. Слишком далеко - и срез не будет чистым. Для поддержания тепла направляйте пламя непосредственно перед линией реза.
Ошибки новичков, которых следует избегать
Новые пользователи часто сталкиваются с проблемами, которые влияют на качество и безопасность стрижки. Эти ошибки распространены, но их легко исправить при наличии правильных привычек. Вот на что следует обратить внимание.
Неправильная регулировка пламени
Пламя должно быть настроено на нейтральное состояние - не слишком много кислорода и не слишком много топлива. Слишком "богатое" пламя (слишком много топлива) горит грязно и оставляет шлак. Слишком "худое" (слишком много кислорода) может перегреть металл и изнасиловать наконечник.
Чтобы правильно настроить его, начните с топлива, затем медленно добавляйте кислород, пока пламя не станет резким и спокойным. Правильно настроенное пламя обеспечивает стабильный нагрев и более чистую резку.
Слишком быстрая или слишком медленная резка
Скорость имеет значение. Если двигаться слишком быстро, пламя не сможет полностью разрезать сталь. Вы получите неполный разрез или зазубренный край. Если двигаться слишком медленно, разрез расширится, образуется много шлака и тепловых искажений.
Следите за искрами. Они должны стекать прямо по срезу. Если они отлетают назад или разлетаются, отрегулируйте скорость.
Пропуск предварительного нагрева или неправильное выравнивание резака
Пропуск предварительного нагрева - большая ошибка. Перед резкой металл должен достичь нужной температуры. Если он слишком холодный, кислород не сможет правильно реагировать со сталью, и резка не начнется чисто.
Выравнивание резака не менее важно. Для прямых резов держите наконечник перпендикулярно. Для скосов держите угол ровно. Если резак шатается или наклоняется, край среза будет неровным или шероховатым. Не торопитесь выравнивать его перед началом работы.
Заключение
Кислородная резка - это надежный метод резки толстой углеродистой стали. В нем используется смесь горючего газа и кислорода для нагрева и прожигания металла. Этот процесс лучше всего подходит для низкоуглеродистой стали и хорошо работает во многих промышленных условиях. Он экономичен, прост в настройке и идеально подходит как для ручной, так и для машинной резки. При использовании правильного резака, газа и техники вы сможете получить чистые срезы с минимальным количеством отходов.
Вам нужна помощь в выборе подходящего метода резки или в поиске металлических деталей с точной резкой? Свяжитесь с нашей командой чтобы получить квалифицированную поддержку и быстрое предложение для вашего следующего проекта.
Привет, я Кевин Ли
Последние 10 лет я занимался различными формами изготовления листового металла и делился здесь интересными идеями из своего опыта работы в различных мастерских.
Связаться
Кевин Ли
У меня более десяти лет профессионального опыта в производстве листового металла, специализирующегося на лазерной резке, гибке, сварке и методах обработки поверхности. Как технический директор Shengen, я стремлюсь решать сложные производственные задачи и внедрять инновации и качество в каждом проекте.
