Как влияет толщина металла на выбор технологии термической резки?
Термическую резку в основном делят на 3 типа:
Независимо от конкретного варианта, эффективно резать нельзя, если тепло не распределено однородно по обрабатываемому участку, на всю глубину.
Как правильно использовать кислород
Такой способ обработки, если стенки толстые, применяют особым образом:
- струя газа имеет дозвуковую скорость;
- давление поддерживается относительно низкое;
- сечение кислородного потока должно быть большим, чтобы верхний участок реза окислялся активнее, а внизу шёл интенсивный нагрев;
- напор должен расти плавно, начиная с момента «входа» в металл.
Особых ограничений при выборе такого метода нет. Металл толще 5 см можно обработать через сопло сечением не менее 1,5 мм. Ошибка грозит либо перерасходом ресурсов, либо, что хуже, снижением качества шва.
Газокислородный метод
Даже 30-сантиметровый слой можно разрезать эффективно. Однако поверхности придётся заранее нагреть до +300. Технология непригодна, когда сам металл или сплав становится жидким менее чем при 1200–1300 °С, а его оксиды более тугоплавкие. Даже сталь, содержащую большую долю легирующих примесей, режут только по модифицированной схеме – с добавлением флюсов (бетона, кварцевого песка). Чем выше теплопроводность, тем больше расходуют дополнительных компонентов и рабочего тела. Промышленные установки способны прожечь до 20–25 см чугуна.
Кислородное копьё
Такое решение теоретически вообще не имеет пределов. На практике удаётся проделать отверстие в 2-метровом слое металла. Метод не освобождает от необходимости предварительно подогревать «базу». Кислородно-флюсовое копьё малоэффективно для работы с хромистыми сталями, обработка алюминия проходит только в крайне грубом режиме, точно выдержать геометрию реза нереально. Если надо нарастить тепловую мощность, добавляют стальные прутки (закладывают внутрь трубки либо приваривают снаружи).
Существует дополнительная модификация – кислородно-флюсовое копьё. Машинные резаки такого типа имеют глубину проникнования до 0,5 м. Непосредственное прижатие к поверхности недопустимо: полость может засориться шлаком.
Плазменная резка
Высокотемпературная струя способна разделять на части любое металлическое изделие, даже алюминиевое или медное. Однако нелегированные конструкции требуют подачи плазмы на основе кислорода, а для цветмета нужны водород, азот, аргон. Общие ограничения для обработки (см):
- углеродистая сталь – 10;
- нержавейка – 7,5;
- алюминий, его соединения – 5;
- чугун – 9.
Наименьший габарит отверстий составляет 1,5 толщины слоя, но плазма очень плохо прорезает каналы менее 1 см шириной. Выбор плазменно-дуговой машины с повышенной силой тока и напряжением, можно нарастить темп работы, повысить качество, но не снять ограничение по толщине.
Применение лазеров
Концентрированное излучение только кажется всемогущим. Высокая эффективность и чистота реза обеспечены лишь при толщине детали или стенки не выше 6 мм. Превышение этого показателя вызывает усиленное рассеивание теплового импульса; требуемая мощность бурно растёт. Есть исключения:
- медь;
- алюминий;
- латунь.
Их можно прорезать лазерным лучом на глубину 1 см. Однако мощность прибора должна достигать не менее 1 киловатта. Прецизионная обработка гораздо труднее: речь идёт уже только о десятых долях миллиметра.
Газоэлектрическая технология
Такой её подтип, как воздушно-дуговая обработка, позволяет в обычных условиях прорезать слой до 5 см. Однако, чем толще металл, тем дольше идёт работа; одновременно увеличивается ширина захватываемого участка. Кислородно-дуговой принцип позволит проделать отверстие в слое металла до 12 см. Для этого следует подавать ток силой от 200 до 350 ампер, напор газа составляет 2,96–9,86 атмосферы. В полуавтоматическом режиме кислород подкачивают по концентрической траектории.