Способ кислородной резки стальных заготовок Советский патент 1993 года по МПК B23K7/00 

Изобретение относится к термической резке металла и может быть использовано во всех отраслях машиностроения при кислородной резке питателей литниковых систем, слитков, поковок, сортового проката и т.д.

Цель изобретения - увеличение диапазона разрезаемых толщин при одновременном повышении качества реза и улучшений условий техники безопасности.

Способ осуществляется в следующей последовательности: устанавливают резак над заготовкой, подогревают поверхность заготовки по всей предполагаемой линии реза, подают первую струю режущего кислорода на кромку заготовки, выдерживают струю в течении времени, необходимого для воспламенения металла, подают следующую струю кислорода и т.д. до полного разрезания заготовки, после чего прекращают подачу режущего кислорода и подогревающего пламени.

Ниже приведен пример конкретного осуществления предлагаемого способа резки..

Резка проводилась на опытном участке НИИПТмаш на экспериментальном стенде, оснащенном системой газопитания, специальным газокислородным резаком конструкции НИИПТмаш, устройством для крепления и установки резака в нужное положение и стеллажом для разрезаемой заготовки.

В качестве заготовки для резки использовали питатели кустов отливок деталей вагоностроения (балка надрессорная, рама боковая и др.) сечением 30x50 мм и 30x100 мм.

Резку питателей осуществляли специальным широкозахватным резаком, имеющим один ряд сопел для струй режущего кислорода и симметрично относительно него два ряда для подогревающего пламени, Диаметр кислородных сопел составлял 2.2 мм, расстояние между соплами - 4,5 мм,

00

W

о

со ч

количество - 9 шт.(оптимальное расстояние между соплами определяли экспериментально для различных диаметров d). Было установлено, что при I d процесс резки идет устойчиво, однако требует повышенных расходов кислорода. При i 3d процесс резки крайне нестабилен, не всегда удается получить сквозной разрез, прожигаемые отверстия не образуют сплошную линию реза. Наиболее приемлемое соотношение 3d, в частности для d 2,2 мм оптимальное значение I 4,5 мм «2 ). При этом ширина захвата кислородных струй составила 35 мм, что позволило разрезать заготовки шириной до 35 мм и толщиной до 100 мм.

Система газопитания, электромагнитными клапанами которой управляли по задаваемой программе, обеспечивала подачу режущего кислорода к соплам с различными временными интервалами так, чтобы любая последующая струя подавалась на заготовку после воспламенения металла от предыдущей,

Теоретически, приемлемый интервал времени между пуском ближайших струй, можно ограничить следующим неравенством

Величина - это время, за которое

шлаковая дорожка распространится на всю толщину заготовки, т.е. процесс резки (выгорание металла в кислородной струе} распространится на всю толщину заготовки. Скорость перемещения жидкого расплава в полости реза определена, например, в работе Пилипенко А.А. Разработка технологии и оборудования кислородной резки крупных заготовок с применением природного газа. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата наук. М., 1985, с. 18. и составляет 28,5-40,5 м/с. Если время между пуском двух ближайших струй будет

меньше, чем JJT, то к моменту пуска второй

струи первая не врежнтся в заготовку на всю толщину, и процесс резки сложно стабилизировать, возможно непрорезание заготовки на всю толщину. При большем временном отрезке шлаковая дорожка распространится на всю толщину заготовки уже от первой струи, что обеспечивает прогрев и горение металла по всей толщине заготовки и гарантирует непрерывность и

стабильность процесса резки. Для толщины заготовки 5 50 мм; 1,23 Ј1,75 .

w

Величина ту это

время, за которое

заготовка будет прорезана струей вдоль линии реза на длину I, т.е. до области воздействия следующей струи. В этом предельном случае заявляемый способ приближается к

традиционному способу резки одной кислородной струей, которую перемещают вдоль линии реза со скоростью U, выбранной в зависимости от толщины разрезаемой заготовки.

Скорость резки заготовки толщиной 50 мм по традиционному способу составляет

320 мм/мин, т.е. величина гт 0,43 с, электромагнитные клапаны под действием управляющей программы, последовательно срабатывали через 0,1 с.

Резак установили над линией реза питателя сечением 30x50 мм, Расстояние резак - изделие установили 15 мм и сохранили его

неизменным в течение всего процесса резки. Зажгли подогревающее пламя и нагревали поверхность заготовки по всей линии реза. Время нагрева кромки питателя до температуры воспламенения составило 7 с,

после чего была подана первая кислородная струя. Металл воспламенился, и образовалась шлаковая дорожка по всей толщине питателя, а тепло, выделившееся при горении металла, прогревало заготовку на фронте реза по всей ее глубине. Через 0,1 с включался второй электромагнитный кла- пан и подавалась следующая кислородная струя. Расплав от второй струи уносится через разрез, образованный к этому времени

от первой струи. Разрез от обеих струй смыкается вначале в верхней части и расширяется вглубь заготовки. Подается третья струя и т.д, до полного охвата кислородом всей линии реза. Питатель был разрезан

через 5 с после пуска первой струи. Время резки по традиционному способу составило 10 с. а способом импульсной резки (по прототипу) заготовку такой толщины разрезать не удалось.

Таким образом, использование заявляемого способа кислородной резки заготовок с совокупностью признаков, указанных в формуле изобретения, позволяет расширить диапазон разрезаемых толщин, повысить качество реза и улучшить условия техники безопасности.

Формула изобретения Способ кислородной резки стальных заготовок, при котором нагревают разрезавмый участок по линии реза, затем подают кислород в зону реза несколькими струями, расположенными последовательно вдоль линии реза, до момента полного прореза- ния материала, отличаю щи и с я тем, что, с целью расширения диапазона разрезаемых толщин, улучшения качества и условий техники безопасности, струи кислорода подают поочередно и размещают

определяемом по соотноих на расстоянии шению

d SI S 3d .

где d - диаметр струи режущего кислорода, мм;

I - расстояние между ближайшими струями, мм.

Использование: машиностроение, технология термической резки литейных деталей и прокатка. Сущность изобретения: одновременно нагревают разрезаемый участок по линии реза. Затем подают в зону реза поочередно струи кислорода, расположенные последовательно вдоль линии реза. Расстояние между струями кислорода определяют по соотношению: d , где d - диаметр струи режущего кислорода, мм. - расстояние между ближайшими струями, мм.