Практическая работа № 8

ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ДУГОВОЙ И ВОЗДУШНО-ДУГОВОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛОВ

Цель – изучить особенности дуговой и воздушно-дуговой резки и строжки металлов.

Пояснения к работе:

При дуговой резке расплавленный металл удаляется из зоны резки механическим воздействием сварочной дуги и под действием собственного веса. Этим методом можно резать низкоуглеродистые стали, легированные, цветные металлы и чугун.

Резку электрической дугой производят металлическим и угольным электродами. В практике широко применяют обычные толстопокрытые электроды типа Э42, Э46. Метод резки металлов электрической дугой имеет и некоторые недостатки: низкую производительность процесса, недостаточную чистоту реза, науглероживание кромок, при резке угольным электродом, натеки на нижней кромке, большой расход основного металла.

Производительность процесса электродуговой резки определяется количеством (г) выплавленного металла в единицу времени

откуда ,

где – количество металла, выплавленного за 1ч, г;

–коэффициент выплавки, г/(А-ч].

Производительность зависит от силы тока и угла наклона электрода относительно поверхности обрабатываемого металла. Установлено, что наибольшая производительность будет при угле наклона 10° (рис. 1). При таком угле наклона повышается эффективная тепловая мощность дуги за счет уменьшения потерь тепла в окружающее пространство.

Воздушно-дуговая резка черных металлов наиболее производительна при использовании постоянного тока обратной полярности, а при резке цветных металлов - прямой полярности. При дуге прямой полярности под действием высокой температуры и других факторов на аноде плавление металла происходит интенсивно. При этом образуется чашеобразное углубление, по которому растекается расплавленный металл, удаление которого воздухом затруднено. Производительность резко падает. При резке на постоянном токе обратной полярности расплавленный металл образует форму конического выступа за счет движения потока электронов к аноду. Он более подвижен и текуч и легко удаляется струей воздуха. Основным рабочим инструментом является резак. В зависимости от назначения и метода подачи воздуха применяют в основном два вида резаков: резак с обтекаемой подачей воздуха и с боковой подачей воздуха.

Рисунок 1-Схема дуговой резки металлическим электродом.

Производительность воздушно-дуговой резки и строжки прямо пропорциональна силе тока, поэтому целесообразно применять мощные сварочные генераторы. Рекомендуемые значения силы тока в зависимости от диаметра электрода приведены ниже:

Питание резака сжатым воздухом осуществляется от цеховой сети под давлением 0,4-0,6 МПа или от сети индивидуального компрессора. Если давление больше, то обрывается дуга, а если меньше - слабо выдувается металл. Вылет электрода не должен превышать 100 мм. При работе электрод «обгорает» и периодически должен выдвигаться на ту же величину. Воздушный вентиль открывают до начала резки. Возбуждение дуги производится при поступлении воздуха. Выплавка металла начинается немедленно с появлением дуги, поэтому дугу надо возбуждать в намеченной точке реза. Во всех случаях строжки электрод устанавливается под углом 35-40° к поверхности металла. При использовании резаков с боковой подачей воздуха (рис. 2) отверстия для воздуха должны быть внизу по отношению к рабочему концу угольного электрода в призме резака.

Рисунок 2 – Схема дуговой строжки:

1-электрод, 2-резак, 3-воздушная струя, 4-канавка.

Движение резака производится по направлению конца электрода с постоянным касанием передней кромки расплавленной ванны. Скорость перемещения примерно 500-2000 мм/мин, а глубина канавки увеличивается с увеличением силы тока, угла между электродом и металлом и с уменьшением скорости движения электрода. При резке (рис. 3) электрод располагается под углом 45-60° по отношению к изделию. Если наклонить электрод в поперечном направлении к линии реза, то можно получить резку со скосом кромок. Особого внимания заслуживает резка этим способом нержавеющей стали толщиной до 15 мм.

Воздушно-дуговой поверхностной и разделительной резке могут подвергаться цветные металлы и их сплавы. Однако применение этого способа для разделения цветных металлов требует повышения погонной энергии ввиду более высокой теплоемкости и теплопроводности этих материалов. С помощью воздушно-дуговой резки можно удалять все дефекты в сварных швах, в стальном литье - газовые и усадочные раковины, шлаковые включения, земляные засоры, трещины, рыхлости и пористости.