Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Газовая кислородная резка — один из наиболее распространённых методов термического раскроя углеродистой стали. Процесс основан на сгорании металла в струе технически чистого кислорода при предварительном разогреве зоны реза до температуры воспламенения. Метод позволяет разрезать листы и профили толщиной от 3 до 300 мм, не требует дорогостоящего стационарного оборудования и доступен как в цеховых, так и в полевых условиях.
Газовая резка — термический процесс разделения металла, при котором предварительно нагретый участок стали сгорает в направленной струе кислорода с образованием жидких оксидов, которые выдуваются из полости реза. Этот метод также называют кислородной резкой, кислородно-пламенной или автогенной резкой.
Для осуществления процесса необходимы два рабочих газа: горючий — для нагрева металла до температуры воспламенения, и технически чистый кислород чистотой не менее 99,5% — непосредственно для окисления металла и выдувания шлаков. В качестве горючего применяют ацетилен, пропан-бутановую смесь, природный газ и другие горючие газы с температурой пламени в кислороде не менее 1800 °C.
Механизированная кислородная резка листов низкоуглеродистой стали толщиной 5–100 мм регламентируется ГОСТ 14792-80, устанавливающим требования к точности вырезаемых деталей и качеству поверхности реза. Классификация термических резов по геометрическим характеристикам и допускам качества определяется ГОСТ Р ИСО 9013-2022 — российским аналогом международного стандарта ISO 9013:2017.
Процесс кислородной резки протекает в три последовательные стадии:
Ключевое условие реализации процесса: температура горения металла в кислороде должна быть ниже температуры его плавления, а температура плавления оксидов — ниже температуры плавления металла. Именно поэтому кислородная резка эффективна для низко- и среднеуглеродистых сталей, но неприменима к чугуну, высоколегированным и нержавеющим сталям, алюминию и меди.
При взаимодействии железа с кислородом протекают экзотермические реакции окисления. Одна из основных при температурах резки: 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄. Выделяемое при этом тепло существенно поддерживает непрерывность процесса и прогревает нижележащие слои металла. Поэтому при правильно подобранных режимах внешний подогревающий газ лишь инициирует реакцию, а дальнейший нагрев происходит за счёт энергии окисления.
Выбор горючего газа определяет температуру пламени, скорость нагрева и общую производительность резки. Горючие газы должны обеспечивать температуру пламени в кислороде не менее 1800 °C.
Ацетилен обеспечивает наиболее быстрый нагрев металла и применяется при резке заготовок с последующей сваркой по ГОСТ 5264-80. Вместе с тем слишком высокая температура ацетилено-кислородного пламени при невыверенном режиме может приводить к оплавлению кромок. Пропан-бутан дешевле и безопаснее при хранении, поэтому широко применяется при крупносерийном раскрое листовых заготовок.
Резак — основной инструмент, смешивающий горючий газ с кислородом и формирующий два раздельных потока: подогревающий факел и режущую кислородную струю. Резаки делятся на инжекторные (работают при низком давлении горючего) и безынжекторные (давление горючего и кислорода равное). По назначению — на ручные и машинные.
Универсальные ручные резаки инжекторного типа применяются для разделительной резки стали толщиной 5–300 мм. Машинные резаки устанавливаются на портальные, консольные и шарнирные машины термической резки, обеспечивая постоянство скорости и расстояния от сопла до металла, что напрямую влияет на качество реза.
Кислород поставляется в стальных баллонах объёмом 40 л под давлением 150–200 атм (окрашены в синий цвет). Ацетиленовые баллоны объёмом 40 л содержат газ, растворённый в ацетоне в пористой массе, при максимальном рабочем давлении не более 1,9 МПа (~19 атм) (белый цвет). Редукторы снижают давление газа до рабочего и поддерживают его стабильным в процессе резки. Рабочее давление режущего кислорода устанавливается в диапазоне 0,3–1,2 МПа в зависимости от толщины металла.
Современные установки газовой резки оснащаются системами ЧПУ и позволяют реализовывать сложные контуры раскроя по загруженным программам. Портальные машины комплектуются несколькими резаками для повышения производительности. Точность размеров вырезаемых деталей при механизированной резке регламентирована ГОСТ 14792-80: при 1-м классе точности предельное отклонение по перпендикулярности для листов толщиной 61–100 мм не превышает 0,5 мм.
Правильный подбор режимов — ключевое условие получения качественного реза без оплавления кромок, шлаковых натёков и недорезов. При малой скорости резки кромки оплавляются; при избыточной скорости кислородная струя отстаёт и металл не прорезается насквозь.
Приведённые значения соответствуют ручной и машинной резке низкоуглеродистой стали с использованием ацетилена или пропана. Фактические режимы уточняются в зависимости от марки стали, типа резака и требований к качеству реза.
Кислородная газовая резка применима только к металлам, одновременно удовлетворяющим трём условиям: температура воспламенения в кислороде ниже температуры плавления металла; температура плавления оксидов ниже температуры горения металла; теплота реакции окисления достаточна для поддержания непрерывного процесса.
Согласно ГОСТ Р ИСО 9013-2022 (идентичен ISO 9013:2017), качество поверхности термического реза оценивается по двум основным параметрам: допуск перпендикулярности или наклона (u) и средняя высота профиля (Rz5). Стандарт устанавливает 5 диапазонов по перпендикулярности и 4 диапазона по шероховатости, каждый из которых численно зависит от толщины материала.
По ГОСТ 14792-80 для механизированной кислородной резки листов 5–100 мм при 1-м и 2-м классах по шероховатости типовые значения Rz: для листов 10–30 мм — 60–160 мкм, для 31–60 мм — 70–250 мкм. Отклонение поверхности реза от перпендикулярности при 1-м классе не превышает 0,3–0,5 мм (для толщин 13–100 мм), при 2-м классе — 0,7–1,5 мм.
При ручной резке показатели значительно хуже, поэтому ответственные конструкции, как правило, требуют последующей механической обработки кромок.
Газовая кислородная резка остаётся востребованным методом термического раскроя низко- и среднеуглеродистых сталей толщиной от 3 до 300 мм. Доступность оборудования, возможность мобильного применения и широкий диапазон толщин делают этот метод незаменимым в строительстве металлоконструкций, котельном производстве, судостроении и монтажно-ремонтных работах.
Для получения качественного реза необходимо строго соблюдать режимы резки: давление режущего кислорода, скорость перемещения резака и расстояние от сопла до металла. Требования к точности и качеству поверхности реза при механизированной резке листов 5–100 мм регламентированы ГОСТ 14792-80; классификация качества термических резов — ГОСТ Р ИСО 9013-2022. При необходимости резки нержавеющих сталей, алюминия и высоколегированных сплавов следует применять плазменные или лазерные технологии раскроя.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.