Резка металла кислородно-пропановым резаком. Как правильно резать металл кислородно-пропановым резаком?

В промышленности и быту применяется немало методов разрезания металла. Не последнее место среди них занимает газовая резка. Самую экономически выгодную, а потому и широко распространённую — кислородно-пропановую резку металла (далее – КПРМ), мы и обсудим в этой статье.

Резка металла кислородом и пропаном

Сначала разберёмся, как же вообще осуществляется разделение металла кислородом. Резка этим газом базируется на свойстве металла сгорать под действием струи этого газа, а точнее — температуры её горения. Далее, под действием её напора из реза удаляются образующиеся продукты горения.

Рассмотрим процесс подробнее. Он делится на два основных этапа:

• на первом — сплав разогревают до нужной рабочей температуры (при ней в струе кислорода воспламеняется металл). Для этого используется пламя горящей смеси подогревающего газа (ацетилена, пропана и т. п.) с кислородом;
• на втором – подается режущий кислород в виде узкой струи под высоким давлением. Он приводит к непрерывному образованию окислов металла по всей его толщине (металл «прожигается» насквозь). Резак перемещается и сжигает струёй кислорода металл, удаляя, по пути, продукты горения. В результате — образуется линия реза. Подогревающий газ применяется только до разогрева рабочей зоны на поверхности обрабатываемой детали до температуры горения металла. На втором этапе он не нужен (его перекрывают) – необходимый температурный режим поддерживается кислородом.

Кислородная резка, как следует из её определения, может применяться далеко ни ко всем металлам и сплавам. Она может осуществляться только тех из них, которым, под воздействием кислорода, присущи следующие свойства:

• температура их сгорания должна быть ниже, чем этот показатель при их плавлении;
• окислы металлов, образующиеся в процессе раскроя, должны иметь температуру плавления ниже этого показателя самого металла;
• количество выделяющегося в процессе обработки тепла должно быть достаточно для поддержания процесса постоянной кислородной резки;
• образующиеся в процессе обработки деталей шлаки должны быть жидкотекучими. Это обеспечит их лёгкое удаление из рабочей зоны;
• разрезаемые сплавы и металлы не должны иметь высокую теплопроводность. К ним относятся:
  • низкоуглеродистые стали. Например, марок от 08 до 20Г;
  • среднеуглеродистые стали. Например, марок от 30 до 50Г2;
  • ковкий чугун.

ВНИМАНИЕ ! С другой стороны, невозможно раскроить кислородной резкой высокоуглеродистые стали (у них в обозначении имеется буква «У»). Вызвано это тем, что температура их плавления близка к температуре пламени. Вследствие этого, окалина не будет выбрасываться с обратной стороны листа (в виде столбов искр), а будет смешиваться с расплавленным металлом по краям реза. Это не позволит кислороду «пробраться» вглубь металла и прожечь его. Разрезать чугун помешают форма зерен и графит между ними (исключением является ковкий чугун). Не поддадутся кислородной резке, также, алюминий, медь и их сплавы.

Выбираем горючий газ

При использовании для раскроя металла обычного газопламенного резака в качестве предварительного подогрева применяют как пропан, так и ацетилен. Тем не менее, в большинстве случаев, для резки применяется именно пропан. Основанием для такого выбора являются следующие причины:

• стоимость пропана значительно ниже ацетилена;
• меньшая взрывоопасность пропана. Существует возможность быстрого обнаружения утечек, т. к. в баллоны к пропану добавляют ртутьсодержащие добавки. Специфический запах этих добавок позволяет легко обнаруживать место утечки газа (разгерметизации). Кроме того, ацетилен требует значительно более тщательного соблюдения правил техники безопасности, что не всегда просто выполнить на слесарном участке;
• при проведении пропановой резки создаётся более узкая кромка среза, нежели при работе с ацетиленом; -резкий запах ацетилена создаёт дискомфорт и не всегда приемлем. Это особенно сказывается, если резка осуществляется в обычной мастерской, в которой трудятся и другие рабочие. Учитывая изложенное выше, предпочтение отдают пропану.

Оборудование кислородно-пропановой резки металла

Операция раскроя металла осуществляется газовым резаком. На рисунке приведено изображение этого инструмента и органы управления им (вентили).

Пояснение к рисунку. Резак состоит из следующих узлов:

• рукоятка с ниппелями для присоединения кислородного и газового рукавов;
• корпус с регулировочными пропановым и кислородным вентилями.

Конструкции газовых резаков разных производителей отличается незначительно. Обычно, на них имеется 3 вентиля:

• первый — для подачи пропана. Красного или жёлтого цвета;
• второй — регулирующего кислорода (для подогревающего пламени);
• третий — режущего кислорода. Все кислородные вентили синего цвета.

Практически все детали этого аппарата сменные. Поэтому, его в случае поломки, можно быстро отремонтировать прямо на рабочем месте. Самые распространённые резаки модели «Р1-01» или более мощные «Р2-01 и Р3-01П».

В общем случае, для раскроя металла газом требуется:

• по одному баллону пропана и кислорода. Баллоны должны быть укомплектованы газовыми редукторами. Следует иметь ввиду, что на баллоне с пропаном резьба обратная и навернуть на него кислородный редуктор невозможно;
• шланги высокого давления (кислородные);
• резак;
• мундштук нужного размера.

Необходимо правильно подбирать мундштук, и исходить при выборе следует из толщины металла. Например, если обрабатываемая деталь состоит из частей разной толщины 6…300 мм, то понадобятся мундштуки с внутренними номерами от 1 до 2 и с внешними — от 1 до 5.

При небольших объёмах производства и в быту используются мобильные посты, имеющие указанное оборудование.

Подобные посты комплектуются всем необходимым от баллонов и резака до вспомогательных хомутиков.

На крупных производствах применяются автономные столы. Это газовое оборудование для резки металла в автоматическом режиме, которое, в большинстве случаев, производится без участия оператора. Наиболее известные из них «Смена», «Орбита», «Secator», «Quicky-E».

Как резать

Приступая к работе, в первую очередь, необходимо продуть кислородом шланги, чтобы удалить попавшие туда мусор или грязь.

Во-вторых, проверьте наличие подсоса в каналах резака. Для этого необходимо на нём:

• подсоединить кислородный шланг к штуцеру кислорода (штуцер подогревающего газа должен остаться свободным);
• установить давление подачи кислорода 5 атмосфер и открыть на резаке газовый и кислородный вентили;
• проверить пальцем свободный штуцер, чтобы убедиться: идет ли подсос воздуха? Если нет, то следует прочистить инжектор и продуть каналы резака.

После этого они подсоединяются к аппарату:

• шланг для кислорода крепится к штуцеру с правой резьбой при помощи ниппеля и гайки;
• шланг для пропана — к штуцеру с левой резьбой тем же способом.

• проверить разъемные соединения на герметичность. Обнаруженные утечки устранить, подтянув гайки или сменив уплотнители;
• проконтролировать герметичность крепления газовых редукторов и исправность манометров.

Начинать газовую резку металла следует с удаления с его поверхности механическим способом ржавчины и прочих загрязнений. Обязательность этой операции вызвана следующим. При горении углерода образуется окись СО. Она, при взаимодействии с железом, повышает содержание углерода на его поверхности (особенно в месте реза). Это приводит к образованию закаленных структур в металле, которые будут неравномерно нагреваться. Что, в свою очередь, приведёт к появлению на краях этих структур механического напряжения и, как следствие, некоторому их укорочению. В результате: возникают деформации и образуются трещины. Механическая зачистка раскраиваемой поверхности позволяет избежать таких дефектов.

Устанавливаем на редукторах баллонов с газом рабочее давление. Обычно соотношение давлений подогревающего газа к кислороду — 1:10. Поэтому, выставляем, атм:

• на пропановом – 0,5;
• на кислородном – 5.

Дальнейшие действия имеют следующую последовательность:

• на резаке немного открываем пропан (на четверть оборота маховика вентиля или чуть больше) и поджигаем газ;
• упираем мундштук сопла резака в любой металл (желательно под наклоном) и медленно открываем регулирующий (подогревающий) кислород.

Будьте очень внимательны. Не перепутайте вентиль подогревающего кислорода с вентилем режущего газа.

• поочередно регулируя оба вентиля (открывая и закрывая их), добейтесь пламени нужной нам силы. Длина пламени (она же его сила) подбирается из расчета толщины металла: чем толще лист или другая раскраиваемая деталь, тем сильнее должно быть пламя. Соответственно, увеличивается и расход кислорода с пропаном. Когда пламя отрегулировано, то оно приобретает синий цвет и корону.

Теперь можно начинать обрабатывать металл (напоминаем, что обработка начинается с разогрева и далее — разделение):

• подносим сопло резака к краю металла и держим на расстоянии 5 мм от разрезаемой детали под углом 90°. В том случае, если лист или другое изделие необходимо прорезать не с краю, то разогревать металл следует начинать с той точки, от которой пойдет разрез. Разогреваем верхнюю кромку детали до температуры, °С: Т = 1000…1300 (величина параметра зависит от марки раскраиваемого металла и температуры его возгорания). Визуально это выглядит так, словно поверхность начала несколько «мокнуть». По времени разогрев продлится всего несколько секунд (до 10);
• когда металл воспламенится, открываем вентиль режущего кислорода. На раскраиваемую деталь подается мощная узконаправленная струя режущего кислорода. Вентиль резака следует открывать очень медленно. В этом случае кислород зажжется от разогретого металла самостоятельно, и это позволит избежать обратного удара пламени, сопровождающегося хлопком. Когда раскрой начался, то разогревающий газ (пропан) отключаем.

Важно ! Начиная с этого момента и далее очень важно обеспечить непрерывную подачу режущего кислорода. В противном случае пламя может погаснуть, горение металла прекратится и придется всё начинать сначала (поджиг, настройка пламени, разогрев раскраиваемой поверхности и т. д.).

Тонкости в работе

На эффективность раскроя металла влияют два основных параметра:

• скорость резки;
• глубина раскроя.

Большое влияние на эти параметры оказывает качество подогревающего газа – пропана. Известно, что для обнаружения его утечек (этому уделяют большое внимание, т. к. пропан взрывоопасен, но не имеет запаха) его смешивают с другим газом – бутаном, который имеет специфический запах и при попадании в атмосферу легко идентифицируется. Нужно внимательно следить за его концентрацией, т. к. даже при наличии в пропане хотя бы 10% бутана процесс подогрева металла перед его разделением резко замедляется и производительность труда падает.

У пропана есть ещё одна особенность. При понижении температуры окружающей среды плотность пропана возрастает, а текучесть – соответственно, падает и он медленнее поступает к мундштуку горелки. Поэтому, кроме контроля над концентрацией бутана, необходимо осуществлять контроль температуры ёмкости, в которой он находится.

Кроме того, необходимо следить за давлением кислорода, т. к. это давление, в значительной степени, влияет на толщину и качество резки:

• недостаточно высокое давление:
  • не позволит прорезать всю толщину металла;
  • затруднит удаление окислов;
• слишком высокое давление:
  • приведет к ухудшению качества реза;
  • увеличивается расход газа.

Скорость резания металла технолог выбирает исходя из свойств металла. Проконтролировать её в процессе работы можно по выбросу искр и шлаков:

• если скорость выбрана верно, искры направлены вниз под углом 85…90°;
• при низкой скорости столб искр опережает движение резания;
• при завышенной скорости:
  • наблюдается отставанием потока искр от резака;
  • не происходит сквозного разрезания заготовки.

При раскрое толстого металла следует учесть, что режущая струя имеет форму конуса, который расширяется в нижней части. Это может привести к неприятным последствиям: повышению ширины реза и образованию снизу окалины. Чтобы избежать этого, необходимо увеличить подачу режущего кислорода, но при этом следует учитывать, что может:

• появиться окалина на верхней кромке реза;
• возрасти расход кислорода.

Производить раскрой металла следует не спеша, ведя струю кислорода вдоль заданной линии. Очень важно правильно выбрать угол наклона. Он должен составлять сначала 90°, затем следует иметь небольшое отклонение на 5…6° в сторону, обратную направлению резки. Однако, если толщина металла превышает 95 мм, можно допустить отклонение в 7…10°. Когда металл уже прорезан на 15…20 мм, необходимо изменить угол наклона до 20…30°.

Иногда возникает необходимость выполнить поверхностную или фигурную резку. Поверхностная резка (далее – ПР) заключается в том, что прорезают металл не насквозь, а лишь создают на его поверхности рельеф (прорезая канавки). В этом случае металл будет нагреваться не только за счет пламени резака, но и за счёт расплавленного шлака — растекаясь, он будет подогревать нижние слои металла. Начинается ПР, как обычная: нужный участок прогревается до температуры воспламенения. Далее, включаете режущий кислород и создаёте очаг горения металла. Равномерно перемещая резак, обеспечиваете процесс зачистки вдоль заданной линии реза, но резак в этом случае нужно расположить под углом 70…80° к обрабатываемой плоскости. При подаче режущего кислорода следует наклонить резак под углом в 17…45°. Схема обработки показана на рисунке.

Размеры канавки (ширину и глубину) регулируют следующим образом:

• изменением скорости резки: увеличивая скорость — уменьшают размеры углубления;
• глубина канавки увеличится, если:
  • возрастет угол наклона мундштука;
  • уменьшится скорость резки;
  • повысится давление кислорода;
• ширина канавки регулируется диаметром режущей кислородной струи.

ВНИМАНИЕ ! Следует помнить, что глубина канавки должна быть меньше ее ширины примерно в 6 раз. В противном случае на поверхности образуются «закаты».

Фигурная резка выполняется следующим образом. Размечаем на листе металла контур. Следует иметь в виду, что:

• до начала самой резки следует сделать пробивку отверстий;
• при разметке окружности или фланцев следует отмечать центры этих окружностей.

Начинать раскрой всегда необходимо с прямой линии — это поможет получить на закруглениях чистый рез. Прямоугольник можно начинать резать в любом месте (кроме углов). В последнюю очередь вырезается наружный контур. Такая последовательность позволит вырезать деталь с наименьшими отклонениями от чертежа.

Расход кислорода и пропана при резке металла

Расход кислорода на резку металла рассчитывается по формуле:

Рдет = HL + HКh

В этой формуле:

• Рдет – объём необходимого для выполнения реза кислорода, куб.м;
• Н- нормативы расхода во время рабочего процесса, куб.м/м;
• L — общая длина реза выкраиваемой детали, м;
• Kh — коэффициент, учитывающий множество особенностей рабочего процесса, требующих расхода газа на:
  • начальном этапе:
    • продувка;
    • регулировка;
  • прогреве металла;
  • процессе начала резки

Коэффициент Kh, как правило, равняется:

• 1,1 — при единичном производстве;
• 1,05 — при промышленном (серийном) производстве.

Норма расхода кислорода «Н» на резку металла зависит от мощности оборудования и режима резки. Она высчитывается по следующей формуле:

В этой формуле:

• Н – норма расхода кислорода, куб.м/м;
• Р — допустимый расход газов, куб.м/час. Он указан в технических характеристиках используемого оборудования;
• V — это скорость разрезания металла, м/час.

Наиболее часто применяемые значения газового расхода (измеряемый в куб.м/час) по различным диапазонам скорости резки для некоторых типов оборудования, приведены в следующей таблице.
Таблица № 1

Учитывая, что скорость раскроя и толщина обрабатываемого металла прямо зависят от допустимого расхода газа, то данные значения можно легко и просто определять интерполированием. Следовательно, можно укрупнено (оценочно) совершить вычисление расхода различных газов независимо от вида термической резки металлов. Для этого лишь необходимы:

• длина разреза;
• толщина металла;
• мощность оборудования.

Значение допустимого расхода (кислорода и пропана) берут из паспорта оборудования. Скорость резания находят в справочниках, которые содержат специальные таблицы или диаграммы, связывающие все исходные данные.

Соотношение кислорода и пропана при резке металла

Кислородная резка основана на сгорании металла в струе технически чистого кислорода. Из приведённого выше описания, вы знаете, что пропан в смеси с кислородом необходим только для разогрева обрабатываемого металла. Количество разогревающего газа зависит от многих факторов:

• марка стали;
• толщина материала;
• длина реза и т. д.

Дополнительными факторами, влияющими на расход, является:

• расход газа на начальном этапе резки:
  • продувка;
  • регулировка оборудования;
• зажигание и регулировка факела.

Рекомендуемые соотношения указываются в сопроводительной документации к конкретному оборудованию. Расчётные соотношение объёмов газа определяется по справочникам, которые содержат специальные таблицы и диаграммы, связывающие все данные. Эти параметры указываются в сопроводительной технологической документации. В процессе работы они могут корректироваться в ту или иную сторону.

Если у вас отсутствует указанная документация, то следует давление выставлять в соответствии с указанным выше соотношением. Обычно соотношение давлений подогревающего газа к кислороду — 1:10. Поэтому, выставляем, атм:

• на пропановом – 0,5;
• на кислородном – 5.

Расход пропана, кроме того, будет зависеть от количества и продолжительности прогревов.

Техника безопасности при работе с пропаном

При выполнении газовой резки металла необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, т. к. эта работа сопряжена с определённым риском. Начнем с защитной (рабочей) одежды. Она должна в себя включать:

• огнеупорный костюм и краги для рук с такой же пропиткой;
• маску сварщика, сделанную из негорючего пластика с наголовником;
• рабочую обувь с высокими бортами.

Кроме того, рекомендуется использовать респиратор (что бы ни дышать дымами и пылью). Пренебрегать этой рекомендацией не стоит, т. к. может возникнуть ситуация, при которой толстый металл с первого раза не продуется. В этом случае расплавленные брызги (а это раскалённый металл!) могут упасть на человека.

Нельзя приступать к резке, если на газовых шлангах имеются трещины, разрывы или стыки. В случае острой необходимости допускается в стыке использовать трубки из алюминия или латуни. Однако лучше не рисковать и при первой возможности заменить их кондиционными шлангами.

ВНИМАНИЕ ! Ни в коем случае не допускается использовать в стыках газовых шлангов стальные трубки, так как железо может дать искру и непредсказуемые последствия.

ПОМНИТЕ ! Пропан – огнеопасен, а кислород – маслоопасен, т. е. при контакте кислорода с любым маслом произойдет взрыв. Поэтому, не прикасайтесь к кислородному баллону испачканными маслом рукавицами или одеждой. И ни в коем случае не оставляйте промасленную ветошь – всё убирайте в специально для этого предназначенные ёмкости.

Баллоны должны располагаться на расстоянии 10 м от рабочего места и в 5 м друг от друга. В процессе работы нельзя забывать следить за давлением газа в баллонах. Весь газ из баллона расходовать не допускается.

В процессе работы могут возникнуть внештатные ситуации.

Ни в коем случае не паникуйте!

Если у вас во время раскроя металла слетел со штуцера или оборвался кислородный шланг, то необходимо тут же перекрыть на резаке подачу пропана, а затем — закрыть оба баллона. Если при розжиге пламени и настройки резака неожиданно раздаётся хлопок и пропадает пламя, то следует просто закрыть вентили резака и разжигать пламя заново.

Преимущества и недостатки

Преимуществом КПРМ является низкая стоимость подогревающего газа – пропана, а недостатком — им под силу только низко- и среднеуглеродистые стали, а так же ковкий чугун. КПРМ выгодно использовать при больших объемах работ (резка стали на металлолом и т. п.). Обычная кислородная резка труб из хромистых и хромоникелевых сталей, а также из чугуна, меди и ее сплавов КПРМ практически невозможна. Для обработки этих деталей из этих металлов применяют:

• кислородно-ацетиленовая резка. Применение для подогрева ацетилена позволяет увеличить температуру разогрева и соответственно толщину обрабатываемых заготовок. Но при этом резко возрастает стоимость работ;
• кислородно-флюсовую резку. Этот способ заключается в том, что в струю режущего кислорода подается порошкообразный флюс. Этот материал предназначен для того, что бы, сгорая в кислороде, выделять в месте раскроя дополнительное количество тепла. Оно должно способствовать расплавлению тугоплавких окислов. Расплавленные окислы, в свою очередь, образуют жидкие шлаки, которые стекают и не препятствуют процессу резки. Основным компонентом этих флюсов является железный порошок марок ПЖ5М, ВМ, ВС и различные добавки (например, алюминиевый порошок);
• кислородно-дуговая (её также называют — газоэлектрическая) резка. Это такой способ резки, при котором металл, расплавляемый электрической дугой, непрерывно удаляется струей газа. В качестве газа могут быть использованы:
  • сжатый воздух;
  • кислород;
  • азот и т. д.

Наибольшее распространение получила технология с применением сжатого воздуха. Это объясняется его наиболее низкой стоимостью. Воздушно-дуговую резку применяют для:

• выплавки дефектных сварных швов, раковин и трещин;
• V-образной подготовки кромок под сварку;
• разделительной резки углеродистых и легированных сталей, чугуна и цветных металлов.

Наиболее широко ее применяют для разделительной резки нержавеющей стали толщиной до 20…25 мм. Преимуществом этих видов резки является возможность расширения ассортимента обрабатываемых металлов, а недостатком – усложнение технологии и повышение стоимости.

Газовая резка металла считается процессом резки продуктов из сплава, базирующимся на металлическом свойстве, благодаря которому металлы могут прогреваться до определенного температурного режима (тысяча двести – тысяча триста градусов) и могут гореть в таком веществе, как чистый кислород. Сегодня газовая резка служит человеку для осуществления самых различных обработочных типов резки по металлу. Поэтому этой теме на выставке посвящены не только экспозиции, но и тематические ознакомительные семинары. Так, с помощью газовой резки металла можно подготовить кромку для сварочного процесса или можно непосредственно резать лист с металлом прямо или под углом.

Сущность технологии

Резку начинают с листовой кромки. Поверхность, подготовленную для резки, очищают от таких элементов, как ржавчина, окалина и грязь. Затем подается кислородный и газовый баллон в горелку в состоянии сжатости. И начинается сам процесс работы. Стоит заметить, что баллон весит сам семьдесят килограмм, а кислородное давление в рабочем виде может составлять на 1м^3 – 300 кН, газ же – достигает 50 кН.
Давление регулируется в редукторной системе устройством, накрученном на штуцер баллона с кислородом. Редуктор оснащается манометром с высоким давлением, показывающим давление в кислородном баллоне. В нем есть и манометр с низким давлением, показывающий информацию об уровне давления в ходе самой работы.

Лист с металлом может прожигаться и разрезаться кислородной струей, подающейся под огромным давлением. Получаются железные окислы, вытекающие в жидком состоянии и выдуваемые из резовой полости.

Технологичная система газовой резки металла обычно включает в себя использование специального устройства под названием резак. Он является некоторой версией сварной горелки с особым механизмом для кислородного подвода.

Что используют?

Традиционно принято использовать водород, который бывает:

1) Коксовый;
2) Нефтяной;
3) Природный.

Используют также керосиновые и бензиновые пары, достигающие в процессе горения температуры 3200 градусов. Применяют горючий газ, резку по которому выделяют пяти видов:

1) Водородно-кислородная;
2) Ацетилено-кислородная;
3) Бензино-кислородная;
4) Машинная;
5) Ручная.

Все эти виды широко представлены на выставке.

Кислородная обработка

В основном используют кислородную резку, поскольку она режет прямо, а точнее перпендикулярно, по металлу, но есть еще и кислородная обработка для резки по металлу под острым углом. С помощью нее можно отрезать пластину из углеродистой умеренно- и низколегированной стали, которая будет в толщину от одного до двухсот и трехсот мм. В видеоролике можно увидеть газовую горелку, которая предназначена для стали толще 2 метров. Поэтому резку с помощью кислорода используют в цветной и черной металлургии, а кроме того, при собственных строительных работах.

Требования, которые предъявляются

Для того чтобы процесс резки прошел удачно, следует выполнять ряд указаний по работе с аппаратом.

1) Следует помнить о том, что лист металла обязан быть под большей температурой, чем показатель температуры горения в таком веществе, как кислород. У металлических оксидов же должна быть более низкая температура плавления, чем температура плавления используемого листа с металлом.
2) Следует помнить, что термальный уровень должен быть необходимым для того, чтобы обеспечить непрерывный процесс резки.

3) Используйте только низкую углеродистую и низкую легированную сталь и железо.

4) Соблюдайте правила безопасности при проведении перечисленных работ.

Преимущества газовой резки

Конечно, у газовой резки есть свои преимущества, одним из которых по праву считается раскрой металлических листов до 200 мм в толщину и 2-2,5 мм в ширину. Можно проводить также кромку среза вертикальным способом, поскольку есть специальное оборудование. К тому же резка газом не предполагает, что человек затратит много финансов. Еще одним достоинством можно считать отсутствие механической обработки и минимальные предъявляемые требования для работы.

Плазменную нарезку металлов осуществляют с помощью струи плазмы. Сжатая электрическая газовая дуга обдувается, формируется плазменный поток. Дуга прогревается и становится ионизированной, то есть возникают частицы, имеющие положительный и отрицательный заряд. Как правило, температура на поверхности потока плазмы составляет 15000 градусов по Цельсию.

Как может производиться плазменная резка? Для начала следует отметить, что плазменную резку в зависимости от способа обработки подразделяют на поверхностную и разделительную. Поверхностный способ не получил широкого распространения. В производстве чаще всего прибегают к разделительной технологии. Для резки поверхностным методом потребуется плазменная дуга и струя. В первом случае металл подсоединяется к электрической цепи. При работе по второму варианту дуга образуется между электродами. При этом сам лист к электрической цепочке не присоединяется.

Производительность резки плазмой значительно превышает производительность кислородной резки. Тем не менее для резки титановых и остальных деталей с большой толщиной рекомендуют остановиться на резке с использованием кислорода. Для цветных металлов, а в особенности алюминия, обязательна плазменная резка. Она объективно менее опасна для человека (не используется сжатый кислород или горючий газ) и окружающей среды. Кроме того, только эта технология позволяет выполнять фигурную резку металла. Одну и ту же работу техникой плазменной резки в сравнении с газовой выполняют быстрее.

Плазма образуется из активных (кислород) и неактивных (водород, азот и другие) газов. С помощью активных газов можно вырезать черные металлы (медь, сталь, алюминий). Неактивные газы применяют в случаях, когда требуется произвести нарезку цветных металлов.

В целях облегчения процесса резки металлов были разработаны полуавтоматы, а также мобильные инструменты. Переносные машины нуждаются в сжатом воздухе, а полуавтомату требуется газ.

Ручные автоматы предназначены для плазменной нарезки металлических изделий дома. Домашний комплект состоит из плазмотрона, коллектора и зажигалки. Зажигалка возбуждает режущую дугу. Такой комплект позволяет выполнить определенный объем работ без полной загрузки инструментов. Но без сварочных преобразователей, а также выпрямителей в этом случае не обойтись.

Что происходит во время процесса резки? Резка металлов начинается с возбуждения плазменной дуги. В процессе нарезки многие специалисты рекомендуют поддерживать расстояние от 3 до 15 миллиметров между металлической поверхностью и соплом. В то время, пока ток возрастает и увеличивается расход кислорода, коэффициент полезного действия электрода и сопла уменьшается с большой скоростью. Самым сложным этапом процесса сварки является просверливание отверстия. Дело в том, что в этот момент существует большая вероятность появления двойной дуги. Плазмотрон в таком случае ломается.

Во время работы с вышеперечисленным оборудованием чрезвычайно важно соблюдать некоторые правила по работе с инструментом. Он должен располагаться на 2-2.5 сантиметра выше поверхности детали. Когда плазмотрон пробил отверстие, он принимает рабочее положение. Излишне толстые листы потребуют защитного экрана с диаметром в 1-2 сантиметра. С этой целью плазмотрон и деталь разделяют защитным экраном.

Резка алюминия смесью, включающей аргон и водород, значительно повышает постоянство горения дуги. При этом процентное содержание водорода не должно превышать 20%. Работы с медными изделиями производят водородосодержащими смесями. Чтобы порезать латунь, необходима смесь с азотом или азотом и водородом. После завершения всех работ требуется произвести зачистку меди на глубину в 1 миллиметр. Однако это требование абсолютно не актуально при работах с латунью.

На сегодняшний день газовая резка является наиболее популярным методом, благодаря отсутствию строгих требований к месту проведения работы и простоте выполнения операций. В этой статье вы узнаете об особенностях технологии, достоинствах и недостатках этого способа, принципе работы оборудования и его видах.

Газовая резка металла – технология, которая на сегодняшний день используется широко, поскольку предполагает простоту выполнения операции, не требует дополнительных источников энергии и сложного оборудования. Именно эти методом пользуются специалисты в ремонтных, строительных и сельскохозяйственных работах. Практически все устройства, предназначенные для резки металла газом, мобильны, их легко транспортировать и использовать в другом месте.

Технология резки металла газом

Сущность процесса кислородной резки заключается в следующем. Нагреватель разогревает металл в среднем до температуры в 1100 градусов С. Затем в рабочую зону подается струя кислорода. Поток, соприкасаясь с нагретым металлом, воспламеняется. Горящая струя легко разрезает металлический лист, при условии постоянной и стабильной подачи газа.

У металла температура горения должна быть меньше, нежели температура плавления. В противном случае расплавленные, но не сгоревшие массы сложно удалить из рабочей зоны.

Таким образом, операция резки выполняется за счет сгорания материала в струе газа. Основным модулем инструмента газовой резки является резак. Он обеспечивает точную дозировку смешивание газов или паров жидкого топлива с кислородными массами в газовоздушную смесь. Также резак обеспечивает воспламенение получаемой смеси, и отдельную подачу кислорода к рабочему месту.

Резка газом относится к термическим способам обработки металла. Ее преимущества в том, что можно работать с материалом любой толщины, причем с высокой производительностью. Объемы ежедневной выработки сварщика может измеряться тоннами. Специалисты отмечают достоинства данной технологии в том, что полностью автономна и не зависит от наличия/отсутствия источников питания. Поскольку сварщик нередко должен вести работы в полевых условиях или у него нет возможности подключиться к источнику питания на конкретном объекте.

Ручная газокислородная резка металла доступна для работы с широким спектром материалов, за исключением латуни, нержавеющей стали, меди и алюминия.

Виды резки металла газом

Газорезка различных металлов классифицируется на несколько методов, в зависимости от используемых газов и некоторых других особенностей. Каждый из способов оптимален для выполнения тех или иных задач. Например, если есть возможность подключения к сети, то можно воспользоваться кислородно электрической дуговой резкой, или при работе с низкоуглеродистыми сталями лучше использовать газовоздушную смесь с пропаном. Наиболее востребованы на практике следующие методы:

• Резка пропаном. Резка металла пропаном и кислородом один из наиболее популярных способов работы, но она имеет некоторые ограничения. Операция выполнима для титановых сплавов, низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Если содержание углерода или легирующего компонента в материале превышает 1%, необходимо искать другие способы кислородной эффективной резки металла. Этот метод предусматривает использование и других газов: метан, ацетилен, пропан и некоторые другие.
• Воздушно-дуговая резка. Кислородно электрическая дуговая резка является весьма эффективным методом. Металл расплавляется с помощью электрической дуги, а удаление остатков выполняет воздушная струя. Кислородно электрическая дуговая резка предполагает подачу газа непосредственно вдоль электрода. Недостатком данного способа являются неглубокие резы. Зато их ширина при выполнении работы кислородно электрической дуговой сварки может быть любая.
• Кислородно-флюсовая резка. Особенностью кислородно флюсовой металлической резки является подача в рабочую зону дополнительного компонента. Это флюс, имеющий порошкообразную форму. Этот компонент обеспечивает большую податливость материала во время проведения кислородно флюсовой металлической резки. Метод используется для разрезания материалов, образующих твердоплавкие окислы. Использование метода кислородно флюсовой металлической резки позволяет создать дополнительный тепловой эффект. Так режущая струя выполняет операцию эффективно. Кислородно флюсовая металлическая резка применима для чугуна, легированных сталей, алюминия, меди и медных сплавов, зашлакованных металлов и железобетона.
• Копьевая резка. Кислородно копьевая металлическая резка используется для разделки габаритных массивов стали, технологических производственных отходов и аварийных скрапов. Ее особенность в том, что скорость выполнения операции значительно увеличивается. в этом случае заключается в использовании высокоэнергетичной струи, что снижает расход стальных копьев. Высокая скорость обеспечивается за счет полного и более быстрого сгорания металла.

Расход газа при резке металла

Расход газа к объемам резки зависит в первую очередь от выбранного метода проведения операции. Например, воздушно дуговая эффективная резка металла предполагает большее использование газа, нежели кислородно флюсовая металлическая резка. Также расход зависит от таких параметров:

• опытность сварщика, новичок затратит больший объем на метр, нежели мастер;
• целостность и технологические параметры используемого оборудования;
• марка металла, с которым предстоит работа, и его толщина;
• ширина и глубина выполняемого реза.

Ниже представлена таблица, если для резки металла используется пропан:

Преимущества и недостатки технологии

Резка металла кислородом характеризуется следующими преимуществами:

• возможность разрезания листов и изделий значительной толщины;
• рез можно выполнять любой степени сложности;
• возможность поверхностной обработки материала;
• оптимальное соотношение стоимость работы и ее качества;
• достаточно быстрый способ и универсальный.

Среди недостатков следует отметить:

если у специалиста небольшой опыт работы, ему не следует браться за точные операции, поскольку для выполнения необходимы навыки и знания;

• метод не безопасен, поскольку возможен взрыв газовоздушной смеси;
• термическому воздействию подвергается значительный участок;
• низкая точность резания.

Деформация материала при резке газом

Поскольку резка металла газом предполагает термическое воздействие на материал, деформация является естественным последствием операции. Неравномерный нагрев и охлаждение могут измерить форму заготовки. Но существуют несколько способов устранения этого дефекта:

• использование отпуска или обжига;
• правка листовой стали на вальцах, после этого материал становится более стабильным;
• чтобы избежать коробления, можно закрепить изделие перед операцией;
• выполнять операцию на максимально допустимой скорости и другие.

Обратный удар при резке газом

При работе с газовым резаком существует возможность обратного удара. В этом случае газовый поток начинает гореть в обратном направлении, причем скорость процесса выше, нежели скорость истечения газа. Это эффект способен вывести из строя оборудование, взрыв баллонов или редуктора. Также существуют риски нанесения значительного ущерба здоровью сварщика и других людей, находящихся поблизости. Эффективным решением данных опасностей будет установка клапана.

Еще некоторые особенности вы можете посмотреть на видео:

Резка металла при помощи сварки до определенного времени применялась активно, как основной способ обработки металлических конструкций в домашних условиях. Получаемый рез не отличался красотой, поэтому применение болгарки заметно потеснило сварку. К проверенному годами способу по-прежнему прибегают, его возможности расширились за счет использования нового оборудования.

При помощи сварки режут металл в следующих случаях:

• в полевых условиях, когда отсутствуют к источники электроэнергии,
• возникает необходимо разрезать очень толстый металл,
• при резке необходимо получить фигуру сложной формы,
• необходимо разрезать металл в труднодоступном месте.

Сварка относится к универсальным процессам, выполняя которые можно как соединить, так и разделить детали на части. Наиболее применимы в домашних условиях следующие варианты оборудования для резки металла:

1. дугой (инвертором),
2. газовым резаком,
3. плазморезом.

В этой статье мы подробно поговорим об особенностях, технологии и основных принципах резки металла сварочным инвертором, газовой резке металла с помощью кислорода и пропана, и о плазменной резке металла. Изучив основные принципы работы с разными видами оборудования вы сможете осуществить резку металла своими руками.

Резка дугой

При обучении основам сварки новичок больше всего боится прожечь металл и полностью разрушить соединение. При резке металла цель сварщика именно прожечь, разрезать металл.

Для того чтобы разрезать металл сварочной дугой необходимо нагреть его до температуры плавления и удалить расплавленный металл из зоны сварки. Удаление выполняется под собственным весом расплавленного металла, за счет давления со стороны дуги или поток воздуха, подаваемый в зону сварки.

Для резки металла применяют такие электроды:

• покрытый металлический,
• угольный,
• трубчатый,
• вольфрамовый.

Этим способом режут сталь, в том числе и легированную, цветные металлы и сплавы.
К недостаткам относится низкое качество реза, неровные края, наличие окалины. Поэтому, если металл в дальнейшем идет для создания конструкций, кромки необходимо дополнительно обработать, например, зачистить.

Резку выполняют на том же оборудовании, что и сварку, во всех пространственных положениях. В качестве оборудования в домашних условиях ранее использовался трансформатор или выпрямитель, теперь чаще всего применяют инвертор.

Основы дуговой резки

Для того чтобы разрезать металл дугой устанавливают силу тока на 30-40% выше, чем при сварке. Зажигают мощную дугу на верхней кромке металла и углубляются вниз, при этом разрезают кромку.

Резка метала сварочным инвертором

Для резки выбирают электрод небольшого диаметра, а вот ток, наоборот, выставляют больше чем необходимо для сварки. Например, на диаметр электрода 2,5 мм, устанавливают 140А.
Зажигайте дугу и оставляйте электрод на одном месте. Стараетесь, чтобы дуга углублялась, как бы прожигала металл.
Если пластину разместить вертикально, расплавленный металл будет аккуратно стекать. При горизонтальной резке металла сварочным инвертором подтеки будут собираться внизу пластины.
Чтобы обеспечить лучший прогрев металла, при резке вбирают прямой полярности. В этом случае металл прогревается глубоко, но рез получается узким.

На видео показано, какие возможности открываются при применении резки дугой. Пластина в 10 – 20 мм толщиной разрезана буквально за несколько минут с легкостью и красиво.

Резка газовым резаком

До недавнего времени газорезка металла оставалось основным способом раздела металла, особенно если требовалось выполнить рез по сложному контуру, обработать кромку или получить отверстие. Преимущество в том, что для выполнения работ нет надобности в источнике электроэнергии.
Резка металла газовым резаком выполняется следующим образом: воспламеняют смесь кислорода с горючим газом, полученным факелом разогревают металл в зоне реза до температуры горения, не менее 12000С. Подают струю кислорода.

Металл воспламеняется и получается линия реза. Чаще всего для резки используется кислород в смеси с пропаном. Газовой резкой обрабатывают стали, как углеродистые, так и легированные, титановые сплавы.

Газовая резка металла на смеси пропана и кислорода

До начала работы металл подготавливают: очищают грязь, жир, окалину, ржавчину.

Оборудование для газовой резки

Для выполнения газовой резки требуется меньше навыков чем при сварке, потому что нет необходимости обеспечивать герметичность соединения. Из оборудования потребуется газовый резак, баллоны кислорода и пропана.

На каждом баллоне есть редуктор для регулирования давления. Газ от баллона к редуктору подается по шлангу высокого давления.
Перед тем как приступить к работе продувают шланги, чтобы очистить от грязи. Все шланги осматривают, места соединения с редуктором, все разъемные соединения проверяют на герметичность.

Проверяют исправность самого резака и продувают его кислородом. Для этого подсоединяют баллон с кислородом к месту крепления кислородного шланга. Баллон с горючим газом пока не подсоединяют. Устанавливают на редукторе 5 атм и открывают оба вентиля на резаке. Поднося палец ко второму штуцеру можно наблюдать, есть ли подсос. При его отсутствии, каналы резака необходимо продуть.

Порядок работы

Газовую резку выполняют, выдерживая пропорцию: 10 частей кислорода на 1 часть газа. Поэтому устанавливают на газовом редукторе 0,5 ати, а на редукторе кислорода 5 ати.
Для начала немного приоткрывают подачу пропана и поджигают газ. Соплом упираются в металл и понемногу начинают подачу кислорода. С помощью вращения вентилей можно отрегулировать величину пламени и получить необходимое пламя для работы. Чем толще металл предполагается разрезать, тем сильнее должно быть пламя, для чего необходима большая подача газа и кислорода.
Внимание: пламя регулируется при помощи давления кислорода регулирующего, а не режущего.

Горящее пламя подносится к металлу в том месте, где нужно выполнить рез, выдерживая расстояние между соплом и металлом в 5мм. Под действием пламени металл нагревается до требуемой температуры. Это происходит быстро, секунд за 10. Наблюдая за процессом замечают, что в этот момент металл как бы становится мокрым. Только металл воспламенится, тут же включают режущий кислород.
Для того чтобы избежать обратного удара пламени, который может сопровождаться хлопком, включают режущий кислород постепенно.

В этом случае кислород сам загорится как только дотронется к горячей поверхности металла. На видео показано, как с помощью газовой резки можно вырезать фигуры самой сложной формы.

На качество резки влияет скорость сварки. Контролируют скорость ориентируясь на искры в зоне резки. Если искры впереди, это означает что скорость недостаточна. При высокой скорости искры находятся позади резака, в этом случае трудно качественно разрезать заготовки.
Для того чтобы выполнить отверстие, место нагревается до требуемой температуры, подается режущий кислород. Металл воспламеняется. Резак подается в зону металла и пробивается отверстие.

Резка металла плазменным резаком или плазморезом

О возможностях плазмотрона хорошо рассказано в видео. Просмотрев ролик вы обязательно захотите иметь в хозяйстве такое чудесное оборудование, даже несмотря на его большую цену.

Резка металла происходит под действием энергии плазмы. Получается это следующим образом. Когда нажимают кнопку розжига, подается ток от источника и внутри плазмотрона образуется дежурная сварочная дуга. Через нее проходит сжатый воздух, ионизируется, и плазмой вырывается через сопло с высокой скоростью. Плазма имеет температуру свыше 10 тыс. градусов и скорость в два раза больше скорости звука. Этой энергии достаточно, чтобы металл расплавился и даже испарился.

Оператор подносит плазморез к месту, где необходимо выполнить разрез и металл начинает плавиться. Скорость ручного перемещения должна обеспечивать разрез металла. Параметрами резки есть сила тока и давление воздуха.
Подробности о том, как получается плазма и устроен резак хорошо показано в видео.

При неправильно подобранных параметрах на кромке может образоваться окалина. После окончания резки сразу не отключают подачу сжатого воздуха. Он подается некоторое время для охлаждения металла.

Технология работы с плазморезом

Перед началом работ зачищают кромки, удаляют с них загрязнения и ржавчину.
Работы по плазменной резке любого металла начинают с установки силы тока. Принцип прост: сила тока рассчитывается в зависимости от толщины металла. Величину силы тока, которая необходима для разрезания 1 мм толщины металла, умножают на толщину металла, который необходимо разрезать. Если необходимо разрезать 25 мм стали, то необходимо 25 умножить на 4А (ток, необходимый для реза 1 мм стали или чугуна). Итого на оборудовании выставляют 100А.

Скорость с которой необходимо выполнять резку непосредственно влияет на качество работы, но зависит от умения резчика. Специалисты советуют на начальной стадии выполнения работ ориентироваться на наличие искр с обратной стороны изделия. Если они отсутствуют, то металл прорезается не полностью.

Перед тем как разжечь дугу в течение полуминуты резак продувают газом, чтобы удалить грязь и возможный конденсат. Далее оператор нажимает кнопку розжига дежурной дуги, она горит 2 сек. Если режущая дуга не образовалась, процесс повторяют еще раз.

В зависимости от модели поджиг бывает контактный и бесконтактный:

1. При контактном необходимо короткое замыкание. Как только плазма вышла из сопла между металлом и электродом образуется плазменная дуга и начинается процесс резки.
2. При бесконтактном дуга зажигается между соплом и электродом. Когда сопло приближают к металлу, образуется рабочая дуга.

Во время резки необходимо поддерживать постоянную длину дуги. Если она не обеспечивается специальным упором, то этот параметр выдерживает резчик, он должен быть от 1,6 до 3 мм.
При работе необходимо сопло держать к металлу под углом 900С. Для того чтобы уменьшить деформации на тонком металле, горелку держат под небольшим углом. Во время резки обращают внимание, чтобы металл не засорял сопло горелки.

Подробно о работе плазматрона смотрите в видео.

С помощью рассмотренных способов резки можно порезать металл по самому сложному контуру. Эти работы по силам выполнить своими руками, после небольшой теоретической и практической подготовки. Главное – это наличие оборудования и соответствующих материалов.

Кислородная резка – процесс сгорания металлов и их сплавов в струе технически чистого кислорода. Для этого металл вдоль линии предполагаемого разреза предварительно нагревают до температуры его воспламенения в кислороде. Таким образом, весь процесс можно подразделить на стадию подогрева ацетиленовым пламенем (или пламенем других газов) и стадию резки металла струей кислорода, во время которой происходит сгорание металла, а образовавшиеся оксиды выдуваются из участка разреза. Такая резка носит еще одно название – разделительная (рис. 124). Она предназначена для раскроя листов металла, разделки кромок под сварку, вырезки заготовок различной формы и других работ, связанных с разрезанием металла на части. Однако вышеописанную резку можно применять и для разделки канавок, удаления поверхностного слоя металла и устранения поверхностных дефектов. В этом случае резка будет называться поверхностной (рис. 125).

Рис. 124.

Рис. 125.

Классификация резаков и установок для ручной резки

Такой инструмент, как кислородной резке, удобно совмещает все стадии резки и предназначен для правильного смешивания горючих газов или паров жидкости с кислородом, образования подогревающего пламени и подачи струи чистого кислорода в зону резки. Резаки классифицируют по принципу смешения газов (инжекторные и безынжекторные), по назначению (универсальные, вставные и специальные), по применению (для ручной и машинной резки) и по виду резки (для разделительной и поверхностной резки). В настоящее время широко используются универсальные инжекторные ручные резаки для разделительной резки, схема строения которых представлена на рисунке 126.

Рис. 126. :
1, 2 – ниппели, 3, 4 – кислородные трубки, 5 – наружный мундштук, 6 – инжектор, 7 – смесительная камера, 8 – внутренний мундштук

За образец взят резак средней мощности Р2А-01, применяемый для ручной резки низкоуглеродистой и низколегированной стали толщиной до 200 мм. Принцип действия горелки заключается в следующем. Ацетилен подается по шлангу к ниппелю 1, а кислород – к ниппелю 2. От ниппеля 2 кислород идет по двум направлениям. Одна часть кислорода, как и в обычных сварочных горелках, попадает в инжектор 6, а потом в смесительную камеру 7. В последней образуется горючая смесь кислорода с ацетиленом, который поступает через ниппель 1. Далее смесь идет по трубке, проходит через кольцевой зазор между наружным 5 и внутренним 8 мундштуками и образует подогревательное пламя. Остальная часть кислорода через трубки 3 и 4 продвигается к центральному отверстию внутреннего мундштука 8 и создает струю режущего кислорода.

В небольших мастерских сейчас используются специальные, универсальные и вставные резаки малой, средней и большой мощности. Специальные резаки марок РПА-2-72, РПК-2-72, РЗР-2, РК-02 могут разрезать металл толщиной от 200 до 800 мм. Резак РЗР-2 массой 5,5 кг в качестве горючего газа использует пропан-бутановую смесь, максимальный расход которой 7,5 м3/ч. Наибольший расход кислорода 114,5 м3/ч. Инструмент имеет сопло для смешивания кислорода и горючего газа. Давление горючего газа на входе в резак составляет не ниже 0,05 МПа (0,5 кгс/см2), а для контроля давления кислорода имеется манометр. Поступление горючего газа происходит от распределительных рамп или от цеховых магистралей. Если используется магистраль, то нужно иметь пропан-бутановую рампу на 3 баллона и кислородную рампу на 10 баллонов. РЗР-2 применяется для резки прибылей, поковок и отливок из низкоуглеродистых и низколегированных сталей; он способен резать металл толщиной до 800 мм.

Резак РК-02, или керосинорез, имеет обогреваемый подогревающим пламенем испаритель. В качестве горючего используется бензин или керосин (или их смесь). Это горючее поступает из шаровидного бачка БГ-02 объемом 8 л под давлением 0,3 МПа (3 кгс/см3). Бачок имеет предохранительный клапан и ручной насос. Российской промышленностью резак РК-02 производится в виде комплекта КЖГ-1 вместе с бачком БГ-02 для резки с использованием только жидкого горючего. Инструмент предназначен для разделительной ручной резки металлургического лома, листового металла, рельсов и скрапа толщиной до 200 мм.

Резаки РПК-2-72 и РПА-2-72 массой по 2,5 кг и длиной 13,5 см снабжены корпусом с внутренним и наружным мундштуками, рычагом пуска режущего кислорода и несколькими вентилями. С целью получения широкой и мягкой струи режущего кислорода диаметры выходных каналов в мундштуках и проходные сечения немного больше, чем в универсальных резаках. Универсальные резаки Р2А-01 и РЗП-01, соответственно средней и большой мощности, имеют достаточно большие диаметры каналов мундштуков, смесительной камеры и инжектора. Резак Р2А-01 предполагает использование ацетилена, а резак РЗП-01 – бутана, пропана и природного газа.

Установки для ручной резки

Установка УФР-5 предназначена для порошково-кислородной резки железобетона толщиной до 300 мм и работает на пропане или бутане в смеси с кислородом. В состав аппарата входит флюсоноситель на тележке, резак, крепление для баллонов и копьедержатель, предназначенный для фиксирования трубы, по которой поступает кислород. Флюс представляет собой смесь двух порошков: железного (75-85%) и алюминиевого (15-25%); причем воздух используется в качестве флюсо-несущего газа. Глубина отверстия, прожигаемого в железобетоне УФР-5, может составить 1,5 м.

Шарнирные установки АСШ («Огонек») и АСШ-В для кислородной резки имеют пантограф, позволяющий производить фигурную вырезку одновременно трех деталей небольших размеров при толщине материала от 5 до 100 мм при скорости резания до 1600 мм/мин. Масса этих установок около 350 кг, и они обеспечивают при использовании только одного резака первый класс точности.

127. :
а – вид спереди, б – вид сбоку; 1 – тележка, 2 – циклон, 3 – флюсопитатель, 4 – редуктор кислорода, 5 – резак, 6 – шланги

Установка УГПР по конструкции напоминает УФР-5, однако имеет некоторые особенности. Установка имеет универсальный резак Р2А-01 в блоке с механизмом подачи флюса, а также бачок флюсопитателя с редуктором ДКС-66, которые зафиксированы на тележке (рис. 127). В качестве флюса используется железный порошок ПЖ, который вдувается кислородом. Необходимо заметить, что УГПР смонтирована на базе установок УРХС-5 и УРХС-6.

Помимо упомянутых установок, имеются переносные машины для кислородной резки – «Гугарк», «Орбита-2» и «Спутник-3». Данные машины представляют собой самоходные тележки, перемещающиеся по разрезаемому металлу и оснащенные резаком. Последняя установка массой 18 кг предназначена для резки стальных труб диаметром от 190 до 1620 мм при толщине стенки от 5 до 75 мм со скоростью 100-900 мм/мин.

Кислородная резка

Нужно сразу заметить, что данной резке поддаются только те металлы, которые удовлетворяют следующим главным требованиям. Температура плавления металла должна быть больше температуры воспламенения его в кислороде. В противном случае металл будет только плавиться, но не будет сгорать. Например, низкоуглеродистая сталь имеет температуру воспламенения в кислороде 1300-1350 °С, а температуру плавления – около 1500 °С. Однако повышение количества углерода в стали будет сопровождаться увеличением температуры воспламенения в кислороде и уменьшением температуры плавления. В связи с этим резка стали с повышенным содержанием углерода и примесей становится проблематичной.

Температура плавления металла должна быть выше температуры плавления оксидов. Данное требование необходимо для того, чтобы образующиеся при резке оксиды легко выдувались кислородом и не мешали дальнейшему окислению и резке. Например, при резке алюминия образуются оксиды с температурой плавления приблизительно 2050 °С, а при резке хромистых сталей – оксиды с температурой плавления около 2000 °С. Совершенно очевидно, что эти оксиды покрывают поверхность металла и прекращают тем самым дальнейший процесс резки.

Теплопроводность металла должна быть как можно меньшей, ибо при большой теплопроводности сообщаемая металлу теплота быстро уходит из зоны резки и подогреть такой металл до температуры воспламенения будет трудно.

Количество выделяющейся при сгорании металла теплоты должно быть достаточно большим, так как эта теплота нагревает пограничные с зоной резки участки металла и тем самым обеспечивает непрерывность процесса резки. Так, например, при резке низкоуглеродистой стали 65-70% суммарного количества теплоты выделяется от сгорания металла в струе кислорода, остальные 30-35% составляет теплота от подогревающего пламени резака.

Возникшие при резке шлаки должны быть достаточно текучими и без труда выдуваться из разреза. Вязкие и тугоплавкие шлаки будут серьезно затруднять процесс резки. Перед началом резки нужно тщательно очистить поверхность разрезаемого металла от ржавчины, окалины, грязи и краски. Для их удаления необходимо медленно провести пламенем резака по поверхности металла вдоль предполагаемой линии разреза. При этом окалина отстает от металла, а краска и масло выгорают. После этого следует зачистить металлическую поверхность щеткой.

Необходимо заметить, что разные металлы в разной степени подвергаются кислородной резке. Низкоуглеродистые стали с содержанием углерода не более 0,3% режутся очень хорошо, тогда как среднеуглеродистые стали (с количеством углерода не выше 0,7%) режутся несколько хуже. Высокоуглеродистые стали режутся с большим трудом, а при содержании углерода свыше 1% резка неосуществима без добавки специальных флюсов. Высоколегированные стали газокислородной сварке не поддаются, для их резки нужно использовать плазменно-дуговую или кислородно-флюсовую резку, которой можно разрезать еще медь, латунь, бронзу. Для разделки алюминия и его сплавов применима плазменно-дуговая резка. Таким образом, после характеристики разрезаемости следует изучить особенности технологии резки разных металлов в зависимости от их толщины, вида разрезаемого профиля, химического состава и деформируемости в результате высокотемпературного воздействия.

Если толщина металла не достигает 300 мм, то достаточно нормального пламени. При толщине металла свыше 400 мм длину факела подогревающего пламени нужно увеличить за счет избытка притока ацетилена. Это позволит глубоко прогреть металл. Скорость резки играет большую роль в эффективности выполняемой работы. Скорость перемещения резака должна соответствовать скорости горения металла. Самым простым способом определения скорости будет являться характер выброса искр и шлака (рис. 128).

Рис. 128. :
а – медленная скорость резания; б – нормальная скорость резания; в – быстрая скорость резания

Если скорость движения резака правильная, то поток искр и шлака вырывается из разреза прямо вниз, а кромки получаются чистыми, без натеков и подплавлений. При малой скорости поток искр опережает резак, а кромки разреза оплавляются и покрываются натеками. При большой скорости сноп искр отстает от резака, а металл в нижней кромке не успевает сгорать, поэтому сквозное прорезание прекращается.

Производительность резки зависит и от правильного положения резака. Резка листовой стали толщиной до 50 мм выполняется следующим образом. В самом начале резки на край разрезаемого металла нужно направить подогревающее пламя для нагрева кромки до температуры оплавления. Потом мундштук резака нужно установить перпендикулярно к поверхности разрезаемого металла так, чтобы струя подогревающего пламени, а затем и режущего кислорода располагалась вдоль вертикальной грани металла. После прогрева металла до температуры воспламенения следует пустить струю режущего кислорода. Перемещать резак нужно лишь после того, как металл будет прорезан на всю его толщину в самом начале линии резания.

Чтобы не допустить отставания резки в нижних слоях металла, в конце процесса нужно сделать угол наклона резака в 20-30° в сторону, обратную его движению, а скорость движения инструмента уменьшить.

Рис. 129. :
а – начало резки; б – процесс резки

Рис. 130.

Рис. 131.

При работе с металлом большей толщины (100-200 мм) угол наклона следует уменьшить до 10-15°. Предварительный подогрев до 300-400 °С позволит провести резку с повышенной скоростью. Положение резака в процессе работы показано на рисунке 129. Ширина и чистота разреза зависят от способа резки и толщины металла. Машинная резка дает меньшую ширину разреза и более чистые кромки, чем ручная резка. Чем толще разрезаемый металл, тем больше ширина разреза.

Если происходит разрезание заготовок круглого сечения, то в начале резки угол наклона резака нужно сделать большим, а затем постепенно уменьшать его в процессе работы вплоть до перпендикулярного положения резака (рис. 130). Следует заметить, что при вырезке фигурных деталей положение резака по отношению к поверхности металла должно быть строго перпендикулярно. При резке нескольких листов металла их необходимо закрепить в пакет, чтобы сделать процесс производительным. Кромки листов в месте начала резки нужно сложить так, как это продемонстрировано на рисунке 131.

Прожигание отверстий имеет ряд особенностей. При толщине металла до 20 мм сначала нужно выполнить подогревание до требуемой температуры, затем подогревающее пламя необходимо выключить, а режущий кислород пустить плавным открытием вентиля на резаке. От горячего металла кислород самовоспламеняется. Такой порядок действий позволяет предотвратить обратные удары пламени. При толщине металла 20-50 мм лист или деталь нужно установить в вертикальном или наклонном положении для того, чтобы сток шлаковых образований происходил незамедлительно. При этом первоначальное отверстие высверливается на небольшую глубину. Далее ход работы такой же, как и в предыдущем случае.

Мундштук при работе следует держать от поверхности металла на определенном расстоянии. Для этого можно использовать тележку или другие приспособления, которые крепятся к головке резака. При резке металла толщиной до 100 мм расстояние между поверхностью металла и торцом мундштука должно быть на 2-3 мм больше длины ядра пламени. При разрезании металла толщиной свыше 100 мм и при резке, выполняемой на газах-заменителях ацетилена, расстояние следует увеличить на 30-40% для предотвращения перегрева мундштука. Номера мундштуков (внутренних и наружных) необходимо выбирать в зависимости от толщины металла.

Таким образом, ручная резка может быть успешной только тогда, когда работающий соблюдает рекомендуемый угол наклона резака, точно определил место начала резки, тщательно выбрал номера мундштуков и горючий газ.

Рис. 132. :
а – скоростная резка; б – резка на роликах

Резку труб можно производить с использованием ацетилена и его заменителей. При осуществлении резки трубу можно вращать роликами, как это показано на рисунке 132. На данном рисунке приведено и правильное положение резака, при котором участок взаимодействия металла с кислородом резко увеличивается, а образующийся в процессе работы шлак нагревает пограничные зоны трубы. Это, в свою очередь, очень улучшает условия резки металла. Вместе с тем такое положение резака удлиняет сроки предварительного подогрева металла до температуры воспламенения до 60-70 с. Чтобы сократить время нагрева, нужно сразу же ввести в участок разрезания стальной пруток или железный порошок. Тогда скорость резки труб с толщиной стенки до 12 мм и диаметром 300-1020 мм составит 1,5-2 м/мин.

При резке отливок и поковок толщиной 300-800 мм можно воспользоваться ручным резаком типа РЗР-2, которому в начале резки нужно придать перпендикулярное по отношению к разрезаемой поверхности положение (или под углом в 5° в сторону, противоположную движению). Затем следует насквозь прорезать металл в месте начала линии разреза после предварительного подогрева. Далее надо начать перемещение инструмента под тем же углом, а к концу реза нужно сделать угол наклона инструмента в 10-15° в сторону, обратную движению, и уменьшить скорость движения. Это необходимо для окончательного прорезания конечного участка.

Деформация при резке и борьба с ней . Неравномерный нагрев и охлаждение деталей или заготовок в процессе резки приводит к возникновению остаточных напряжений в металле и деформации. Чтобы этого не произошло, нужно выполнять при работе нижеперечисленные практические рекомендации:

• перед началом работы следует провести отпуск;
• резку начинать всегда с наибольшей по длине кромки, а заканчивать на короткой кромке;
• сначала вырезать мелкие детали, а потом крупные;
• скорость резки должна быть предельно высокой, чтобы кромки металла сильно не разогревались;
• вырезка отверстий должна проводиться раньше других работ;
• в процессе работы осуществлять охлаждение металла водой;
• прежде нужно выполнять зигзагообразные разрезы, а потом прямые;
• перед работой листы металла нужно надежно закреплять для предупреждения их смещения под влиянием остаточных напряжений;
• при наличии перемычек их ликвидируют после окончания работ по резке.

Ручная резка металлов большой толщины (300-700 мм) осуществляется резаком типа РЗР-2, который дает науглероживающее пламя требуемой величины. Инструмент в начале резки должен иметь наклон в сторону движения в 2-3° по отношению к плоскости торца, а в конце процесса – 2-3° в сторону, противоположную направлению движения (рис. 133).

Рис. 133. :
а – перед началом резки; б – перед окончанием резки

Кислородно-флюсовая резка

Цветные металлы и их сплавы, чугуны, нержавеющие хромистые и хромоникелевые стали невозможно разрезать обычной газокислородной резкой. Для этого надо использовать плазменно-дуговую, а лучше кислородно-флюсовую резку. Сущность последней состоит в том, что в зону резания с помощью специальной аппаратуры непрерывно поступает порошкообразный флюс совместно с режущим кислородом. Флюс сгорает и расплавляет образующиеся тугоплавкие оксиды. Кроме того, флюс переводит оксиды в жидкотекучие шлаки, легко вытекающие из места разреза. Данная резка применяется, главным образом, для работы с чугуном и высоколегированными сталями толщиной до 70 мм.

В качестве флюса применяется мелкогранулированный железный порошок марки ПЖ5М (ГОСТ 9849-74) с размерами частиц от 0,07 до 0,16 мм (используется для резки чугуна и меди). Для резки нержавеющих сталей к указанному порошку добавляют 10-12% алюминиевого порошка марки АПВ. Можно использовать и алюминиево-магниевый порошок (60-80%) в смеси с ферросилицием (20-40%). При резке хромистых и хромоникелевых сталей используется железный порошок ПЖ5М с добавкой 25-50% окалины. При резке чугуна можно добавить к этому порошку 30-35% доменного феррофосфора. Смесь железного порошка с алюминиевым порошком (15-20%) и феррофосфором (10-15%) применяется при резке меди и ее сплавов.

Данная резка осуществляется установкой УРХС-5, состоящей из резака и флюсопитателя. Установка может разрезать ручным или машинным способом высоколегированные хромоникелевые и хромистые стали толщиной 10-200 мм при скорости резания 230-760 мм/мин. На 1 м разреза расход кислорода составляет 0,20-2,75 м3, ацетилена – 0,017-0,130 м3 и флюса – 0,20-1,3 кг. Чугун толщиной 50 мм режется со скоростью 70-100 мм/мин при расходе на 1 м разреза 2-4 м3 кислорода, 0,16-0,25 м3 ацетилена и 3,5-6 кг флюса. При резке сплавов меди получают приблизительно такие же параметры.

Следует учитывать, что мощность подогревающего пламени нужно повысить на 15-25% по сравнению с обычной газовой резкой, так как определенная часть теплоты этого пламени будет уходить на нагревание флюса. Пламя должно быть нормальным или с незначительным избытком ацетилена. От торца мундштука резака до поверхности металла должно быть расстояние в 15-25 мм. При малом расстоянии возможны хлопки и обратные удары пламени из-за отскакивания частиц флюса от поверхности и попадания их в сопло резака. Кроме того, может быть перегрев мундштука и вследствие этого нарушение процесса резки. Угол наклона инструмента следует сделать в 1-10° в сторону, обратную направлению резки. Для облегчения процесса резки сплавы меди нужно предварительно подогревать до 200-50 °С, а хромистые и хромоникелевые стали – до 300-400 °С.

На практике довольно часто производится резка бетона и железобетона. Она выполняется 2 способами: кислородно-копьевой и порошково-копьевой резками. Кислородно-копьевая резка очень хорошо прожигает отверстия в бетоне. Она позволяет получить отверстия глубиной до 4 м при диаметре до 1,2 м. Этой резкой можно с успехом прижигать отверстия в стальной заготовке. При данном способе используется стальная труба (копье), один конец которой разогревается до температуры оплавления и приставляется к поверхности бетона. Через копье продувается кислород, который, взаимодействуя с раскаленным торцом трубы, восстанавливается. При этом возникают жидкотекучие оксиды железа, реагирующие с бетоном и превращающиеся в шлаки, которые затем легко выдуваются. Продвигая трубу вперед, можно прожечь требуемое отверстие в бетоне.

В качестве копья можно использовать газовую тонкостенную трубу диаметром 10-20 мм, заполненную стальными прутками на 60-65% ее объема или обмотанную снаружи стальной проволокой диаметром 3-4 мм, а также цельнотянутую толстостенную трубу диаметром 20-35 мм. Проволока и прутки выполняют при такой резке ту же функцию, что и флюс при кислородно-флюсовой резке. Копье нагревается, как правило, угольным злектродом или горелкой.

Порошково-копьевая резка характеризуется тем, что при ней используется железо-алюминиевый порошок в соотношении 85: 25. Как и флюс, этот порошок вдувается струей кислорода в зону резания. Параметры выполняемой работы при этом могут быть следующими. Так, например, при прожигании отверстия диаметром 50 мм и глубиной 500 мм, скорость продвижения составит 120-160 мм/мин при давлении кислорода 0,7 МПа, расходе порошка 30 кг/ч и расходе копья (трубы) 4 мм на каждый метр длины отверстия. При глубине отверстия 1,5 м и том же диаметре скорость углубления уменьшится до 40-70 мм/мин при давлении кислорода 1,0-1,2 МПа, расходе флюса 30 кг/ч и расходе копья 6 мм на 1 м длины отверстия.

Поверхностная резка – разновидность кислородной резки. Она предназначена для вырезания на поверхности металла рельефа в виде одной или нескольких, раздельных или совмещенных канавок. В сварочных работах эта резка часто используется для вырезки дефектных участков швов. При данной резке источником нагрева металла будет являться и пламя резака, и расплавленный шлак, который при своем растекании подогревает глубоколежащие слои металла. Для этого вида работ хорошо подходят резаки типа РПА и РПК. Режим резки и угол наклона инструмента играют важную роль в эффективности поверхностной резки.

На начальном этапе нужно прогреть область разреза до температуры воспламенения. Резак следует располагать при этом под углом 70-80° к поверхности металла. Перед подачей режущего кислорода инструменту необходимо придать наклонное положение под углом 15-45°. В процессе резки возникает очаговое горение металла; тем самым обеспечивается эффективная зачистка металлической поверхности, в том числе и за счет равномерного продвижения инструмента по линии намечаемого разреза. Положение резака при данном виде резки детально показано на рисунке 134.

Рис. 134. :
1 – мундштук; 2 – шлак; 3 – канавка

Ширина и глубина канавки уменьшаются при увеличении скорости резки. Кроме того, глубина канавки становится меньше, когда уменьшается угол наклона мундштука инструмента и при падении давления режущего кислорода. Ширина канавки зависит от диаметра струи кислорода. Во время поверхностной резки нужно сделать ширину канавки в 5-6 раз больше ее глубины, чтобы предупредить возникновение закатов на поверхности. Если необходимо зачистить многочисленные дефекты на большой площади, то в этом случае следует произвести резку «елочкой» за один или несколько проходов с использованием колебательных движений резака.

Особенности воздушно-дуговой резки

Воздушно-дуговая резка является одной из разновидностей разделительной резки и основана на выплавлении металла из участка резания теплотой электрической дуги, возбуждаемой между разрезаемым металлом и электродом. При этом струя сжатого воздуха непрерывно удаляет расплавленный металл из полости разреза. Этот вид резки нашел широкое применение при строительно-монтажных работах для грубой разделки металла толщиной до 30 мм, но только в том случае, если не нужно высокого качества, так как ширина разреза будет в 2-3 раза шире, чем при кислородной резке. Данную резку выполняют и для выплавки дефектных участков швов, устранения литников, обработки отливок и для зачистки поверхностей. Скорость такой резки при толщине металла 15 мм не превышает 120-150 мм/мин. Расход электрода составляет 1,0-1,5 кг на 1 м разрезаемого металла. Схема устройства резака для воздушно-дуговой резки приведена на рисунке 135. Он имеет клапанное воздушно-пусковое устройство и сопло для подачи сжатого воздуха в участок разрезания. Ток и воздух поступают через комбинированный кабель-шланг.

Рис. 135. :
1 – трубка подачи воздуха; 2 – подача электродной проволоки; – корпус резака; 4 – дуга; 5 – сопло подачи сжатого воздуха в зону горения; 6 – заготовка; 7 – выплавленный участок заготовки

Электроды для воздушно-дуговой резки представлены в виде угольных, графитовых, графитированных цилиндрических стержней или пластин длиной от 250 до 350 мм. Омедненные электроды намного лучше остальных, так как они меньше подвержены окислению. В настоящее время на практике широко используются 2 вида резаков: РВДм-315 и РВДл-1200. Первый аппарат рассчитан на ток 315 А, а расход воздуха составляет 20 м3/ч. РВДм-315 имеет массу 0,8 кг и широкий спектр применения. Диаметр электрода у этого аппарата составляет 6-10 мм. РВДл-1200 использует ток силой 1200 А при расходе воздуха 35 м3/ч. Данным аппаратом можно исправлять литейные заготовки, пользуясь при этом электродами с диаметром не менее 15-25 мм. Масса аппарата 1,6 кг. Воздух поступает под давлением 0,4-0,6 МПа либо от компрессора производительностью 20-30 м3/ч и более, либо от воздушной магистрали. При этом надо обязательно использовать масловлагоотделители, так как воздух должен быть чистым.

Для указанного вида резки можно использовать как постоянный, так и переменный ток. Источниками постоянного тока могут выступать сварочные преобразователи или однопостовые и многопостовые выпрямители. В качестве источников переменного тока могут использоваться трансформаторы с низким напряжением и четкой вольт-амперной характеристикой холостого хода.

Техника безопасности при газосварочных и газорезочных работах

При данных видах работ возможны следующие виды травматизма: поражение электрическим током, ожоги от капель металла и шлака, поражение глаз и поверхности кожи излучением электрической дуги, ушибы и ранения от взрывов баллонов сжатого газа и при сварке сосудов из-под горючих веществ, отравление вредными газами, пылью и испарениями, выделяющимися при сварке. Для защиты от поражения электрическим током нужно соблюдать следующие условия.

Корпуса источников питания дуги, свариваемые изделия и сварочное вспомогательное оборудование должны быть надежно заземлены медным проводом, один конец которого присоединяют либо к металлическому прутку, вбитому в землю, либо к общей заземляющей поверхности, а второй конец присоединяют к корпусу источника питания дуги, а именно к специальному болту с надписью «Земля».

Заземление переносных источников питания осуществляют до момента включения их в электрическую сеть, а снятие заземления – только лишь после отключения от сети. Подключение источников сварочного тока к сети предполагает обязательное использование настенных ящиков с рубильниками, зажимами и предохранителями. Длина проводов сетевого питания не должна превышать более 10 м. Провод нужно подвешивать на высоте 2,5-3 м. Вводы и выводы должны быть оборудованы воронками или втулками, которые предохраняют провода от перегибов, а изоляцию – от порчи. Подключать и отключать электросварочное оборудование, а также наблюдать за их исправным состоянием в ходе эксплуатации обязаны электрики. Сварщикам подобные работы выполнять запрещается.

Нельзя использовать провода с поврежденной и ветхой изоляцией. Изоляция должна соответствовать силе применяемого тока. При наружных работах сварочное оборудование должно находиться под навесом с целью защиты от снега и дождя. При отсутствии этих условий сварка не допускается. Обязательно следует использовать резиновый коврик, галоши и резиновый шлем, а также наколенники и подлокотники, подшитые войлоком, при сварке внутренних швов котлов, труб, резервуаров и других закрытых, а тем более сложных конструкций. Все электросварочное оборудование нужно оснастить устройствами (АСН-1, АСН-30 или АСТ-500) автоматического отключения напряжения холостого хода или его ограничения до безопасной величины.

При поражении электрическим током пострадавшему нужно оказать помощь: прежде всего освободить его от электропроводов, обеспечить доступ свежего воздуха, а при потере сознания как можно скорее сделать искусственное дыхание и вызвать «скорую помощь». Для защиты от брызг металла и шлака нужно применять спецодежду, а лицо закрывать щитком, маской или шлемом. Нужно заметить, что при сварке горизонтальных, потолочных и вертикальных швов нужно надевать брезентовые нарукавники и плотно завязывать их поверх рукавов. Спецодежда сварщика состоит из брезентового костюма, брезентовых рукавиц и кожаной или валяной обуви. Брюки должны быть без отворотов, гладкими, с напуском поверх ботинок или валенок. Рукавицы также должны иметь напуск на рукава и завязываться тесьмой.

Для защиты глаз и кожи лица от излучения электрической дуги также следует использовать маску, щиток или шлем, так как яркость световых лучей сильно превышает допустимую для человеческого глаза норму и производит ослепляющее действие. Излучение невидимых ультрафиолетовых лучей при горении сварочной дуги способно вызвать в течение нескольких секунд заболевание глаз под названием электрофтальмия, которое характеризуется острой болью, слезотечением, спазмами век, резью в глазах. От этих лучей на коже при длительном их воздействии может появиться ожог. Инфракрасный спектр излучения при горении может вызвать помутнение хрусталиков глаза (катаракту) и ожоги лица. Однако указанные средства защиты имеют смотровое отверстие, снабженное светофильтром, который уменьшает яркость световых лучей дуги и, кроме того, задерживает инфракрасные и ультрафиолетовые лучи. Снаружи для защиты от брызг металла светофильтр защищен простым прозрачным стеклом.

Предотвращение опасности взрыва. Взрыв может возникнуть при неправильном хранении, транспортировке и использовании баллонов со сжатыми газами, а также при сварочных работах в различных емкостях без предварительной аккуратной очистки их от остатков горючих веществ. Категорически запрещается устанавливать баллоны вблизи нагревательных приборов или под солнечными лучами. Баллоны на рабочем месте должны быть хорошо укреплены в вертикальном положении, исключающем любую возможность ударов и падений. Ни в коем случае нельзя отогревать открытым пламенем редуктор баллона с углекислотой и в любых баллонах со сжатым газом. Отогревание можно производить только тряпками, смоченными горячей водой.

К эксплуатации должны допускаться только прошедшие освидетельствование и исправные баллоны. Транспортировка баллонов может осуществляться на специальных носилках или на подрессорных колясках. Для этого на баллоны навертывают предохранительные колпаки и кладут их на деревянные подкладки с гнездами, обитыми войлоком. Нужно всегда помнить о том, что совместная транспортировка кислородных и ацетиленовых баллонов запрещается.

При работе баллон фиксируют в вертикальном положении с помощью хомутика на расстоянии не менее 5 м от места сварки. Перед началом работы выходное отверстие баллона нужно продуть. Расходование газа необходимо осуществлять до остаточного давления кислорода не меньше 0,05 МПа, а ацетилена 0,05-0,1 МПа. По завершении работы следует тщательно закрыть вентиль баллона, из редуктора и шлангов выпустить газ, потом снять редуктор, зафиксировать на штуцере заглушку и навернуть колпак на вентиль. Следует также своевременно освидетельствовать баллоны (1 раз в 5 лет) и пористую массу ацетиленовых баллонов (1 раз в год).

Категорически запрещается хранить смазочные материалы и замасленную ветошь рядом с кислородными баллонами. Емкости из-под нефтепродуктов нужно перед сваркой промыть 2-3 раза горячим 10%-ным раствором щелочи, а затем продуть паром или воздухом для удаления запаха. Тщательную продувку нужно производить и перед сваркой газопроводов.

Защита от отравлений вредными газами, пылью и испарениями. Загрязнение воздуха указанными факторами происходит особенно сильно при работе электродами с качественным покрытием. В то же время количество пыли и газов значительно меньше при автоматической сварке, чем при ручной. Сварочная пыль является по своим физическим свойствам аэрозолью, состоящей из взвеси частиц минералов и оксидов металлов в газовой среде. Основные компоненты пыли – оксиды железа (до 70%), хрома, марганца, кремния, а также фтористые соединения. Для организма наиболее вредны соединения фтора, марганца и хрома. Из газов, выделяемых при сварке в рабочих помещениях, наиболее токсичными являются оксиды углерода, азота, фтористый водород и другие. Поэтому для удаления пыли и вредных газов из зоны сварки и для подачи чистого воздуха нужно организовать общую и местную вентиляцию. Общую вентиляцию нужно сделать приточно-вытяжной, тогда как местная вентиляция должна быть с верхним, нижним и боковым отсосом, обеспечивающим удаление пыли и газов непосредственно из зоны сварки. Категорически запрещается работать в замкнутых емкостях без вентиляции, которая заключается в подаче по шлангу свежего воздуха в зону работы сварщика. Количество подаваемого воздуха должно составлять не менее 30 м3/ч.

При ручной дуговой сварке электродами с качественными покрытиями объем вентиляции должен составлять 4000-6000 м3 на 1 кг расхода электродов, при сварке в углекислом газе – до 1000 м3 на 1 кг расплавляемой проволоки, а при автоматической сварке под флюсом – приблизительно 200 м3. Разрешается пользоваться естественной вентиляцией в том случае, если часовой расход электродов менее 0,2 кг на 1 м3 помещения. Кроме этого, при эксплуатации газосварочного (резочного) оборудования нужно выполнять следующие требования.

Перед проведением сварочных работ нужно тщательно ознакомиться с инструкциями по правилам пользования и техническими характеристиками различного оборудования (горелки, емкости, редукторы, шланги). В том случае, если вы не располагаете достаточным для проведения указанных работ объемом практических знаний, то необходимо проконсультироваться у специалистов (можно у рабочего-газосварщика).

Новое оборудование нужно эксплуатировать только в течение гарантийного срока, который обеспечивает безопасность работ. Необходимо аккуратно выполнять повторные испытания, наладку и регулировку аппаратуры в те сроки, которые указаны в техническом паспорте. Причем испытания и ремонт могут проводить только специалисты. Запрещается производить сварочные работы и устанавливать оборудование около огнеопасных материалов. В период работы нельзя оставлять генератор без надзора, а также перемещать заряженный генератор. Подвижные ацетиленовые генераторы нужно устанавливать на расстоянии не менее 10 м от очагов огня. Эти генераторы необходимо монтировать строго вертикально и заправлять водой только до рекомендуемого уровня. Загружать генератор карбидом кальция нужно только той грануляции, которая записана в паспорте машины. После загрузки указанного вещества следует осуществить продувку генератора от остатков воздуха. Для предотвращения замерзания генератора необходимо удалить после работы воду. Если генератор все-таки замерз, то отогревать его можно только паром или ветошью, смоченной горячей водой, но не открытым пламенем. Ил нужно выгружать только лишь после окончательного разложения карбида и лишь в иловые ямы с надписью о запрещении курения.

Наличие, исправность и заправленность водяного затвора генератора – необходимое условие безопасности работы этой установки. Перед работой нужно обязательно установить в затворе через его смесительный кран уровень воды либо низкозамерзающей жидкости (30%-ный раствор хлористого кальция в воде или 60%-ный раствор этиленгликоля в воде), которая заправляется при температуре воздуха ниже 0 °С. В водяном затворе уровень жидкости нужно устанавливать на высоте контрольного крана. После сварочных работ затвор следует промыть водой. Водяной затвор нужно еженедельно проверять на герметичность, а через каждые 3 месяца разбирать для очистки и промывания; после сборки следует выяснить надежность уплотнения обратного клапана.

Карбид кальция следует хранить только в герметически закрытых барабанах, которые должны находиться в хорошо проветриваемых и сухих помещениях. При вскрытии барабана нельзя использовать стальное зубило и молоток для предупреждения образования искр, очень опасных для ацетилено-воздушных смесей. Разрешается вскрытие только специальным ножом, причем крышку предварительно покрывают маслом в месте разреза (можно просверлить отверстие, а потом произвести вырез ножницами). Нельзя использовать и медные инструменты, потому что ацетилен в условиях влажности может образовать с медью ацетиленовую медь, которая очень взрывоопасна даже при незначительных ударах.

Фиксация редуктора на баллоне должна осуществляться с осторожностью, чтобы не сорвать резьбу; крепление должно быть плотным. Кислородная подача в редуктор проводится только при совсем ослабленной регулировочной пружине редуктора, а вентиль нужно открывать медленно. При этом следят за тем, чтобы не было утечки кислорода. При выявлении какой-либо неисправности ее надо ликвидировать после предварительного закрытия вентиля баллона.

Газоподводящие шланги нужно герметично и плотно закрепить на ниппелях стяжными хомутиками. Контроль за исправностью газопроводов и шлангов должен проводиться постоянно. Категорически запрещается уменьшать давление кислорода на входе в резак ниже давления горючего в бачке; подсоединять более одной горелки к одному затвору; пользоваться резаком или горелкой, не снабженной обратным клапаном, который предохраняет шланг от проникновения в него пламени; перемещаться с работающей горелкой, а также оставлять без присмотра резак или горелку с зажженным пламенем.

Нельзя начинать сварочные работы при отсутствии противопожарного инвентаря (огнетушитель, бочки или ведра с водой, ящики с песком и лопата); курить в процессе работы с карбидом кальция, жидкими горючими веществами и с ацетиленовым генератором; использовать для обдувания одежды кислород, а также применять инструменты собственного изготовления.

Места проведения газопламенных работ должны быть хорошо очищены от взрывоопасных и легковоспламеняющихся веществ на расстоянии 30 м. Сами работы нужно проводить на расстоянии не менее 1,5 м от газоразборных постов и газопроводов, 5 м – от бачков с жидким горючим и баллонов, 10 м – от передвижных генераторов. Если пламя и искры направлены в сторону источников питания, то для их защиты следует воспользоваться металлическими ширмами. В сосудах и резервуарах газопламенные работы нужно выполнять в асбестовой или брезентовой одежде; работающий в сосуде должен быть снабжен страховочным канатом, предохранительным поясом, средствами индивидуальной защиты с притоком чистого воздуха.