Способ термохимической зачистки иуСТРОйСТВО для ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК B23K7/06 

режущего кислорода осуществляют от носительное движение изделия и режущей струи, ндд струей режущего кислорода наклонно к обрабатываемой поверхности подают листоподобный поток нереактивного вещества.

Листоподобный поток подают в том же направлении, что и струю режущего кислорода.

Кроме Того, листоподобный поток подают перпендикулярно струе режущего кислорода.

В способе также в качестве нереактивного вещества используют вод газоводяную смесь и пар.

Предлагаемый способ осуществляется при помощи устройства, содержащего приводную газорежущую головку с каналами для подачи струи режущего кислорода и горючего газа, у которой над отверстиями для подачи режущего кислорода закреплена дополнительная форсунка для подачи поток нереактивной жидкости.

При этом отверстия для подачи потока в этой форсунке расположены или вдоль продольной оси газорежущей головки или перпендикулярно этой оси.

На фиг. 1 изображен участок вырубки, на котором образована ванночка расплавленного металла и окалины, вид сбоку; на фиг. 2 - металлическая пластина, на которой вырублен участок с заусеницами, созданными при помощи известных способов, вид сверху; на фиг. 3 то же, разрез; на фиг. 4 - металлическая .пластина, на которой; вырублен участок при помощи способа и устройства, предотвращающих первичные заусеницы, но неспособные предотвращать вторичные заусеницы вдоль границ среза, вид сверху; на фиг. 5 - то же, разрез; на фиг. б - металлическая пластина, на которой вырублен участок в соответствии с предлагаемым изобретением, вид сверху; на фиг. 7 - то же, разре.з; на фиг. 8 - предлагаемое устройство, аксонометрия; на фиг.9 относительная ориентация водяной струи и кислородной струи, вид сбоку; на фиг. 10 - листоподобный защищающий поток, который уменьшает количество дыма, выпускаемого в атмосферу, но не предотвращает вторичные заусеницы, вид сбоку; на фиг. И поток, который предотвращает образование вторичных заусениц, но не уменьшает количество дыма, выпускаемого в атмосферу, вид сбоку; на фиг. 12 - устройство с жидкостной завесой, направленной сбоку обрабатываемой заготовки, перпендикулярно кислородной струе, которая уменьшае количество дыма, испускаемого в атмсферу, но не предотвращает вторичных заусениц, вид сверху; на

фиг. 13 - устройство с полостью дл уменьшения дыма путем направления листоподобного потока в направлении кислородной струи, так чтобы пересекаться с водяными струями дл удаления окалины, вид сбоку; на фиг, 14 - устройство, с полостью для уменьшения дыма путем подачи листоподобного потока перпендикулярно кислородной струе, так чтобы пересекаться с водяными струями для удаления окалины, вид сбоку.

Форсунка 1 для вырубки участка, создает срез в направлении, показанном стрелкой А, глубины D на обрабатываемой заготовке 2. Зона 3 первичной реакции создается между режущей кислородной струей и обрабатываемой заготовкой 2. Побочные продукты реакции вырубки выделяются из зо,ны 3 реакции, а также из задней части ванночки 4.

Некоторое количество расплавленного материала из ванночки 4 выдувается из зоны 3 реакции к краям среза вырубки. Если форсунка 1 .обычной круглой или прямоугольной формы то, расплавленные капли, отброшенные в сторону, впоследствии снова затвердевают, прилипая к обрабатываемой заготовке 2 (фиг.2 и 3) вдоль границ 5 среза вырубки 6, и образуют заусеницы 7. В дополнение к образованным из металла, заусеницы 8 называются вторичными.

На фиг. 4 и 5 показано, как образуются вторичные заусеницы 8 на поверхности, обрабатываемой заготовки 2, когда используется форсунка специальной формы, способная предотвращать только образование первичных заусениц. Перемещение изделия осуществляется в направлении стрелки А Срез вырубки 9 и 10 на расстоянии d получают без заусениц, тогда как остальная часть среза характеризуется вторичными заусеницами 8 вдоль границ среза 11. Однако, когда величина ванночки перед перемещающейс вперед зоной реакции становится чрезмерно большой, части ванночки отбрасываются к сторонам среза, образуя вторичные заусеницы.

На фиг. б и 7 показан срез 12 с ровным очертанием границы 13 без заусениц, созданный путем вырубки на обрабатываемой заготовке 2 участка с использованием форсунки специальной формы.

При работе устройства дополнительная водяная форсунка 14, расположенная выше газорезательной головки 15, направляет на изделие струю воды высокого давления, которая разбрызгивается для получения водяной завесы 16 (фиг. 8). Передняя часть 17 ванночки охлаждается, гранулируется водяным потоком 16, и гранулированная окалина 18 смывается вперед Для того, чтобы умен шить количество дыма, которое поступает в атмосферу, водяной поток 16 должен иметь ширину, по. крайней мере, равную ширине зоны реакции. Наклонный водяной поток 16 обраэует полость с обрабатываемой заготовкой 2, которая захватывает поднимающийся дым, поглощая его. С целью предотвращения вторичны заусениц, поток воды 16 должен, по крайней мере, иметь ширину W аанноч ки расплавленного метгшла, чтобы га рантировать, что передняя часть ван ночки 17 гранулируется по всей свое ширине и смывается вперед водяным потоком 16 высокого давления. Остал ная часть ваннечки 19 поддерживаетс достаточно маленькой для продвижени вперед кислородной струей, но доста точно большой, чтобы тем не менее обеспечить необходимое предваритель ное прогревание обрабатываемой заготовки 2. На месте форсунки 14 может быть использовано множество таких форсунок или тип форсунки с большим коли чеством каналов (фиг. 2). ВместО газорежущей головки 15 может быть использована кислородная горелка для вырубки в виде одной форсунки 1 (фиг. 9). Форсунка 1 направляет струю кислорода для вырубк в направлении оси форсунки 1, на обрабатываемую заготовку 2 для образования зоны 3 реакции вырубки Водяная завеса, испускаемая дополни тельной водяной форсункой 20, падает на ванночку на расстоянии Ь перед зоной 3 реакции под углом с относительно обрабатываемой загоТОВКИ.2. Водяная завеса не падает и не должна падать на зону 3 реакции, так как это помешало бы реакци вырубки и могло бы прекратить ее полностью. Уменьшение дыма и предотвращение вторичных заусениц может .выполняться с использованиемустройств, изображенных на фиг. 8 и 9, путем использования следующих режимов работы; скорость перемещения холодн заготовки приблизительно 9 м/мин; глубина D приблизительно 4,76 мм. В этом случае расстояние Ь должно быть около 35 см, а угол oL , образованный водяной струей и поверхностью обрабатываемой заготовки, должен быть между 30° и 45®. Манометри ческое давление жидкости дол)№О быть от 8 кг/см до 11 кг/см . Вода предпочтительная жидкость. Размер . ванночки 4 не допускается большим, чем длина Ь . Несомненно, .что водяная завеса не только предотвращает образование вторичных заусениц, но путем охватывания области над зоной реакции, она также действует как дымопоглотающая завеса. Подача водяной струи происходит так, что она пересекается с обрабатываемой заготовкой 2 впереди ванночки 4 (фиг. 10). Здесь водяная завеса уменьшает количество дыма, выпускаемого в атмосферу, но не предотвращает образование вторичных заусениц, так как струи водяной завесы не падают на ванночку. Однако до тех пор, пока водяная завеса проходит над зоной реакции с шириной, по крайней мере, равной ширине зоны реакции, количество дыма, испускаемого в атмосферу, существенно уменьшается. Угол может изменяться от 0° до 60 и тем не менее быть эффективным для удаления дыма, при этом угол в 30° предпочтителен. Воздушноводяные смеси могут быть использованы на низких давлениях, так как воздух имеет тенденцию распылять воду, создавая более ме.пкий водяной туман над зоной реакции Пар или смеси инертного газа, такого как азот или аргон с водой, также эффективно захватывают дым. Для предотвращения -вторич ных заусениц без существенного уменьшения количества дыма, испускаемого в атмосферу, водяная форсунка 20 располагается таким образом, что струя жидкости не проходит над зоной реакции. Эффективного удаления дыма не происходит (фиг. 11). Однако, так как водяная струя падает на ванночку 4 вдоль всей ее ширины, выполняется предотвращение вторичных заусениц. Для предотвращения вторич- ных заусениц угол может изменяться от 20до 80°, при этом угол в 45 предпочтителен. Предпочтительное давление жидкости 8 кг/см . Вариант исполнения устройства, существенно уменьшающего количество дыма, выпускаемого в атмосферу (фиг. 12),-не дает возможности предотвращать вторичные заусеницы. На фиг. 13 показано, как может быть образована полость дпя захвата дыма путем объединения листоподобной жидкостной завесы 21 с водяными струями 22 для удаления окалины. Жидкостная завеса может быть образована множеством струй, подаваемых форсунками сбоку обрабатываемой заготовки 2, перпендикулярно направлению кислородной струи 23 при помощи форсунок 24 (фиг. 14). Формула изобретения 1. Способ термохимической эачистки, при котором на обрабатываемое изделие подают струю режущего кислорода и осуществляют относите.пьное движение изделия и режущей струи отличаю щи и с я тем, что, с целью предотвращения образования заусениц, и, одновременно с этим, предотвращения загрязнения атмосферы продуктами зачистки, над струей режущего кислорода наклонно к обрабатываемой поверхности подают листоподобный поток нереактивного вещества.

2. Способ по п. 1, отличающ и и с я тем, что листоподобный поток подают в том же направлении, что и струю режущего кислорода.

з. Способ по п. 1, о т л и ,ч а ющ и и с я тем, что листоподобный поток подают перпендикулярно струе режущего кислорода.

4. Способ поп, 1, отличающийся тем, что в .качестве нереактивного вещества .используют воду .5. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качестве нереактивного вещества используют газоводяную смесь.

6. Способ по п. 1, отлич а ющ и и -с я тем, что в качестве нереактивного вещества используют пар.

7.Устройство для осуществления способа по пп, 1-6, содержащее газорежущую головку с каналами для подачи режущего кислорода и горючего газа, отличающееся тем, что на газорежущей головке над отверстиями для подачи режущего кислорода закреплена дополнителная форсунка для подачи потока нереактивного вещества.

8.Устройство по п. 7, о т л ичаюцеес я тем, что отверсти дополнительной форсунки для подачи потока нерёактивного вещества

расположено вдоль продольной оси газорежущей головки.

9.Устройство по п. 7, о т л ичающеес я тем, что ось дополнительной форсунки размещена перпендикулярно продольной оси газорежущей головки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1.Патент США № 4013486, кл. 148-9.5, 22.05.77.

2.Патент США f 2873224, кл. 148-9.5, 10.02.59.

3.Патент США № 3354002, кл. 148-9.5, 21.11.67.

4.Патент США № 3163559, кл. 134-34, 29.12.64 (прототип).

г 7 f

б 51

I и

Г Т

Фиг. 2

Фиг. 5

Фиг.4

8 11

Фиг.5

«/J

4П

ffuz.6

12 13

f.

13

Фиг.1

.IQ

Фиг. JO

Фиг.12

II

Фиг. /J

2k