Способ кислородной резки стальных заготовок

 

Использование: при кислородной резке слитков, поковок и т.д. Сущность изобретения: в способе кислородной резки. Заготовку 2 вращают, а резак 1 перемещают и производят резку струей 8 режущего кислорода с подачей проволоки 6. Проволоку подводят перед фронтом реза до упора с поверхностью заготовки 2 в зоне подогревающего пламени 4, имеющей температуру до 1500°С. 1 ил. СО С ч| 00 Ј Ч) ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4859252/08 (22) 13,08.90 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Краматорский научно-исследовательский и проектно-технологический институт машиностроения (72) В.М.Литвинов и Ю.Н,Лысенко (53) 621.791.556(088,8) (56) 1. Гузов С.Г., Спектор О.М. Методика расчета параметров режима и типового оборудования для кислородной резки горячего и холодного металла в металлургии, — Труды

ВНИИАВТОГЕНМАШ, вып, 14, с. 9.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 779955779922, кл. В 23 К 7/08, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

N. 1101334, кл. B 23 К 7/04, 1982.. > Ы)..ц 1 73 1 499 А 1 (54) СПОСОБ КИСЛОРОДНОЙ PЕЗКИ

СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК (57) Использование: при кислородной резке слитков, поковок и т.д. Сущность изобретения: в способе кислородной резки. Заготовку 2 вращают, а резак 1 перемещают и производят резку струей 8 режущего кислорода с подачей проволоки 6. Проволоку подводят перед фронтом реза до упора с поверхностью заготовки 2 в зоне подогревающего пламени 4, имеющей температуру до

1500 С, 1 ил.

1731499

Изобретение относится к газопламенной обработке металлов и может быть использованоо при кислородной резке слитков, поковок или литых заготовок.

На поверхности заготовок имеется корка, химсостав которой значительно отличается от основного металла. Эта корка зачастую включает в себя окалину, пригар, остатки формовочной смеси и другие неметаллические включения, которые не горят в струе кислорода и в процессе резки требуют расплавления подогревающим пламенем.

Скорость плавления кооки значительно меньше, чем скорость резки основного металла и она определяет скорость резки заготовки в целом. Если поверхностная корка .имеет толщину, при которой мощности подогревающего пламени не достаточно для его расплавления, процесс резки становится невозможным.

Заготовки, имеющие на поверхности окалину, пригар и другие включения, перед резкой очищают по линии предполагаемого реза, например механическим путем, или производят резку с замедленной скоростью, либо повышают расход режущего кислорода выше оптимального. Так, по сравнению с резкой листового проката, при резке непрерывнолитых слитков расход кислорода увеличивают в l,5 раза, а при резке литья — в 2 раза (1), Известен способ кислородной резки (2), при котором непосредственно перед начапоМ процесса резки поверхность заготовки нагревают по линии предполагаемого реза пламенем резака с последующим охлаждением нагретых участков режущей струей.

При этом за счет резкого перепада температур поверхность заготовки очищается от загрязнений, однако этим способом не удается удалять с поверхности заготовки металлизированный пригар, закованную окалину и некоторые другие дефекты, Использование способа требует повышенных расходов кислорода и горючего газа, а также увеличивает вспомогательное время резки, что снижает ее производительность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущнос- и и достигаемому эффекту является способ кислородной резки (3), заключающийся в том, что резку заготовки производят струей режущего кислорода с подачей металлической проволоки для образования продуктов горения металла с выделением теплоты. В известном способе проволока в начальный момент резки прогревается подогревающим пламенем и воспламеняется в струе кислорода. При горении проволоки выделяется тепло, достаточное для расплавления окалины, пригара и других загрязнений поверхности заготовки, и образовавшийся расплав удаляется режущей струей в полость реза вместе с продуктами горения проволоки, К основным недостаткам данного способа следует отнести то, что стальная нроволока, внедряясь в режущую струю кислорода, нарушает ее формирование и повышает степень турбулентности, что, в свою очередь, снижает ее дальнобойность. Дру10 гими словами, при прочих равных условиях уменьшается максимально разрезаемая толщина заготовки. Одновременно следует отметить, что расход металлической проволоки определяется ее скоростью горения и

1 5 достигается значительных величин при использовании данного способа.

Целью изобретения является повышение производительности газокислородной

20 резки поковок, слитков, литья и других заготовок, имеющих на поверхности корку с окалиной, пригаром и неметаллическими в кл ючения ми.

Поставленная цель достигается тем, что

25 согласно способу кислородной резки стальных заготовок, при котором резку производят струей режущего кислорода с подачей присадочной проволоки (прутка), присадочную проволоку под действием гравитацион30 ных сил подводят перед фронтом реза до упора с поверхностью заготовки в зоне подогревающего пламени.

На чертеже приведена схема резки по предлагаемому способу, 35 На схеме обозначены газокислородный резак 1, заготовка 2, поверхностная корка 3, зона отраженного пламени 4, фронт 5 реза, металлическая проволока 6, направляющая трубка 7, струя 8 кислорода, 40 В процессе резки газокислородный резак 1 подводят к разрезаемой заготовке 2, имеющей на поверхности корку 3 с пригаром, окалиной и неметаллическими включениями на расстояние Н. При этом в короне

45 отраженного пламени 4 зона с температурой около 1500 С находится от фронта 5 реза на расстоянии b. В эту зону подводится металлический пруток 6 через направляющую трубку 7. Таким образом, пруток 6 соб50 ственным весом давит на поверхностную корку 3 заготовки 2 в точке, находящейся на расстоянии Ь от фронта 5 реза. Материал 6 не находится в соприкосновении с кислородной струей 8.

55 Подогревающее пламя 4 оплавляет конец прутка 6 и образовавшиеся капли жидкого металла стекают на поверхность 3 заготовки 2, заполняя пустоты, трещины и образуя по линии предполагаемого реза пленку расплавленного металла.

1731499

При движении резака 1 в направлении

А режущая струя 8 кислорода в первую очередь воспламеняет эту пленку, а выделившееся тепло идет на расплавление окалины и других включений поверхностной корки 3, которые уносятся в полость 9 реза.

Металлический пруток 6 под действием собственной тяжести оседает на величину расплавленной части. Таким образом процесс газокислородной резки заготовки по загрязненной поверхности протекает неи рерывно.

В случае, если рез выходит на участок заготовки с чистой поверхностью и нет необходимости оплавлять пруток, то уменьшают расстояние Н между резаком и изделиями до величины Н . При этом пятно нагрева пламенем уменьшится и зона с температурой около 1500 С сместится вправо на величину b-Ь, а точка касания прутка с повеохностью 3 заготовки сместится влево на величину bz-b, т.е.конец прутка 6 отодвинется от зоны пламени с температурой плавления железа на расстояние bz-Ь и перестанет сплавляться.

Предлагаемый способ кислородной резки стальных заготовок осуществляется со следующей последовательностью выполнения операций, Газокислородный резак подводят к разрезаемой заготовке, имеющей на поверхности окалину, пригар.

Подогревающим пламенем резака нагревают кромку металла до температуры воспламенения металла в кислороде.

Перед фронтом реза до упора с поверх- ностью заготовки в зоне подогревающего пламени подводят металлическую проволоку (и руток).

В момент расплавления конца прутка производят пуск режущего кислорода и перемещением резака вдоль линии реза производят резку заготовки.

При выходе струи режущего кислорода на чистый участок заготовки резак перемещают вдоль его оси ближе к заготовке, При этом уменьшается пятно нагрева подогревающего пламени и конец прутка не оплавляется.

При выходе на загрязненный участок резак отводят от заготовки на первоначальное расстояние.

Пример. Резку проводят.на экспериментальном стенде, оснащенном механизмом для вращения цилиндрических заготовок, суппорта с закрепленным s нем газокислородным резаком, блоком регулировки газов, рампы с кислородом и горючим газом. Корпус резака оснащен направляю45

55 тем, что, с целью повышения производительности резки, присадочную проволоку под действием гравитационных сил подводят перед фронтом реза до упора с поверхностью заготовки в зоне подогревающего пламени, 10

35 щей трубкой, в которую подают стальную проволоку или пруток.

B качестве образцов, подвергающихся резке, используют поковки из стали марки

15Х1М1Ф наружным диаметром 300 мм и внутренним 120 мм, В качестве энергоносителей используют балонный кислород чистотой 99,5% и природный газ теплотворной способностью 8500 ккал/м, а также пруток з из стали СтЗ.

Поверхность поковок. имеет окалину толщиной 0,5-2 мм, которая затрудняет ведение резки обычным способом без внесения в полость реза дополнительного тепла путем сжигания флюса (железного порошка) или стальной проволоки.

Поэтому в процессе резки через направляющую трубку в зону подогревающего пламени перед фронтом реза 2-3 мм подают пруток диаметром 3 мм. Конец прутка сплавляется подогревающим пламенем и, сгорая в кислородной струе, прожигает окалину. Под действием собственного веса пруток по мере сгорания перемещается вниз по направляющей трубке и таким образом непрерывно подается на линию реза заготовки.

В результате многократного повторения эксперимента установлена оптимальная скорость резки 250-260 мм/мин, при которой обеспечивается стабильность процесса.

Аналогичная серия экспериментов с использованием известного способа, заключающегося в том, что проволоку или пруток

/3 мм подают непосредственно в полость реза в струю режущего кислорода, показала, что при этом обеспечивается оптимальная скорость резки 220-225 мм/мин при прочих равных условиях. Это объясняется тем, что струя режущего кислорода, контактируя с введенным в нее прутком, тормозится и теряет дальнобойность. Поэтому, чтобы сохранить сквозное разрезание заготовки вынуждены уменьшать скорость резки.

Таким образом, использование предлагаемого способа резки стальных заготовок позволяет увеличить производительность резки в среднем на 10-15%.

Формула изобретения

Способ кислородной резки стальных заготовок, при котором резку производят струей режущего кислорода с подачей присадочной проволоки, отличающийся