Содержание
Воздушно-дуговая резка металла: технология и принцип использования
Воздушно-дуговая резка основывается на расплавлении металла электрической дугой и его непрерывном удалении направленной струей сжатого воздуха. Данная технология требует применения инструментов специальной конструкции. Использующиеся в работе резаки могут иметь кольцевое или последовательное расположение воздушной струи. В последнем случае обтекание электрода сжатым потоком осуществляется только с одной стороны.
Особенности
В воздушно-дуговой резке используются угольные или графитовые электроды. Последние являются более прочными, отличаются меньшим электрическим сопротивлением (0,0008 Ом против 0,0032 Ом для кубика с ребром 1 см). Возможно использование угольных омедненных электродов.
В качестве источника питания при дуговой резке металла используются преобразователи постоянного тока или трансформаторы. Подача сжатого воздуха на резак идет от цеховой сети или передвижного компрессора.
Давление должно находиться в пределах 0,4–0,6 МПа. Его больший уровень нецелесообразен, так как слишком сильный поток снижает стабильность электрической дуги.
В воздушно-дуговой резке, как правило, используется постоянный ток обратной полярности как более производительный. Применение же переменного целесообразно при мелких работах, например, удалении местных неровностей сварного шва. Использование в таких случаях постоянного тока прямой полярности приводит к увеличению зоны нагрева, что затрудняет устранение расплавленного металла.
|
Схема воздушно-дуговой резки металлов |
Величина тока при воздушно-дуговой резке вычисляется по формуле:
I = K x d,
|
Сфера использования
Воздушно-дуговая резка широко применяется для обработки большинства черных и цветных металлов.
Чаще всего она используется в следующих случаях:
- для устранения дефектных участков сварных швов;
- резки металлических листов толщиной до 20–25 мм;
- пробивки отверстий;
- выплавки пороков литья;
- срезки заклепок и т. п.
Виды воздушно-дуговой резки
Разделительная. Используется для резки листов из низкоуглеродистой и легированной стали толщиной до 25 мм. Величина тока (300–600 А) и диаметр электрода (6–12 мм) подбираются в зависимости от размеров материала. Разделение листа осуществляется выплавкой металла вдоль траектории движения электрода. Использование разделительной воздушно-дуговой резки целесообразно, когда необходимо обработать большое количество листового металла, а требования к ширине и точности реза невысоки.
Поверхностная. Применяется для обработки дефектов сварных швов, подрубки их корней, снятия фасок. Последняя операция может осуществляться одновременно на обеих кромках листа.
Ширина канавки, которая образуется при такой обработке, на 2–3 мм больше диаметра использующегося электрода. Для поверхностной обработки требуется меньшая величина тока, чем для разделительной дуговой резки.
Аппаратура и технология
Стандартный пост для воздушно-дуговой резки включает:
- пусковую аппаратуру;
- шланг с компрессором;
- источник питания;
- сварочный кабель;
- резак.
При установке в производственном помещении шланг подсоединяется к цеховому воздухопроводу, а не к компрессору. На строительных площадках пост оборудуется в передвижном или уже существующем машинном зале, с подключением к сварочному оборудованию постоянного тока.
Основным рабочим инструментом является резак типа РВД, оснащенный воздушным клапаном и устройством для зажима электрода. В качестве источников питания для резки используется стандартное сварочное оборудование: преобразователи типа ПСО, выпрямители ВД или ВДУ, другие ИП.
При отсутствии компрессора и центральной сети допустимо использование баллонов со сжатым воздухом при оснащении их редуктором, понижающим давление.
Техника безопасности при воздушно-дуговой резке
Все сварочные работы связаны с определенными факторами, которые могут нанести вред здоровью человека.
К основным относятся:
- источники постоянного тока большой величины;
- расплавленный металл, образующийся при резке;
- ультрафиолетовое излучение электрической дуги;
- токсичные газы и пыль, образующиеся в процессе воздушно-дуговой резки.
Чтобы обезопасить себя от перечисленных факторов, следует точно выполнять инструкции по эксплуатации оборудования и работать только в специальной одежде. Помещение, в котором производится воздушно-дуговая резка, должно хорошо вентилироваться. Исключение составляют открытые строительные площадки, где происходит естественный воздухообмен.
В связи с высокой мощностью сварочного электрооборудования перед его включением обязательно следует проверить заземление.
|
Процесс воздушно-дуговой резки |
Основные правила работы при воздушно-дуговой резке
|
Воздушно-дуговая резка | Строительный справочник | материалы — конструкции
При воздушно-дуговой резке металл расплавляется дутой, горящей между изделием и угольным электродом, а удаляется струей сжатого воздуха.
Воздушно-дуговую резку металлов выполняют постоянным током обратной полярности, так как при дуге прямой полярности металл нагревается сравнительно на широком участке, вследствие чего удаление расплавляемого металла затруднено. Возможно применение и переменного тока. Для воздушно-дуговой резки применяют специальные резаки, которые делятся на резаки с последовательным расположением воздушной струи и резаки с кольцевым расположением воздушной струи. В резаках с последовательным расположением воздушной струи относительно электрода сжатый воздух обтекает электрод только с одной стороны.
Схема воздушно-дуговой резки металла: 1 — разрезаемый металл; 2 — электрод; 3 — воздушно-дуговой резак; 4 — разрезанный металл; 5 — струя воздуха |
Для воздушно-дуговой резки применяют угольные или графитовые электроды. Графитовые электроды более стойки, чем угольные. По форме электроды бывают круглыми и пластинчатыми.
Величину тока при воздушно-дуговой резке определяют по следующей зависимости:
I = K ּd,
где I — ток, А; d — диаметр электрода, мм; K— коэффициент, зависящий от теплофизических свойств материала электрода, равный 46—48 А/мм, для угольных электродов и 60—62 А/мм для графитовых.
Источниками питания для воздушно-дуговой резки служат стандартные сварочные преобразователи постоянного тока или сварочные трансформаторы.
Питание резака сжатым воздухом осуществляют от цеховой сети, имеющей давление 4—6 кгс/см2, а также от передвижных компрессоров. Применение сжатого воздуха при воздушно-дуговой резке давлением выше 6 ат нецелесообразно, так как сильная воздушная струя резко снижает устойчивость горения дуги.
Воздушно-дуговую резку разделяют на поверхностную строжку и разделительную резку.
Поверхностную строжку применяют для разделки дефектных мест в металле и сварных швах, а также для подрубки корня шва и снятия фасок. Фаску можно снимать одновременно на обеих кромках листа.
Ширина канавки, образующаяся при поверхностной строжке, на 2—3 мм превышает диаметр электрода.
Использованы репродукции http://welding.su/gallery/ |
Установка воздушно-дуговой резки: 1 — резак; 2 — воздух; 3 — источник питания дуги |
Воздушно-дуговую разделительную резку и строжку применяют при обработке нержавеющей стали и цветных металлов. Она имеет ряд преимуществ перед другими способами огневой обработки металлов, так как более проста, а также более дешевая и более производительная.
В табл. 1 приведены режимы разделительной воздушно-дуговой резки угольным электродом, а в табл. 2 приведены данные по разделке корня шва, выполненного встык с К-образной подготовкой кромок.
Таблица 1. Режимы разделительной воздушно-дуговой резки
| Толщина листа, мм | Диаметр электрода, мм | Ток, А | Скорость резки, м/ч | |
| Низкоуглеродистая сталь | Высоколегированная сталь | |||
| 5 10 12 12 25 | 6 8 10 12 12 | 270 — 300 360 — 400 450 — 500 540 — 100 540 — 600 | 60 — 62 26 — 28 20 — 22 22 — 24 8 —10 | 63 — 65 30 — 32 22 — 24 24 — 26 10 — 12 |
Таблица 2.
Режимы поверхностной воздушно-дуговой резки
| Толщина свариваемого металла, мм | Диаметр электрода, мм | Ток, А | Ширина разделки корня шва, мм | Глубина разделки корня шва, мм |
| 5 — 8 | 4 | 180 | 6—7 | 3—4 |
| 6 — 8 | 6 | 280 | 7,5—9 | 4—5 |
| 8 — 10 | 8 | 370 | 8,5—11 | 4—5 |
| 10 — 11 | 10 | 450 | 11,5—13 | 5—6 |
Технология сварки
Кислородно-дуговая резка
Плазменно-дуговая резка
CAC: Угольная дуговая резка — гуру сварки
Воздушная дуговая резка — это процесс дуговой резки, при котором металлы, подлежащие резке, плавятся под действием тепла угольной дуги.
Расплавленный металл удаляется высокоскоростной струей сжатого воздуха.
Воздушная струя снаружи расходуемого угольно-графитового электрода. Он попадает в расплавленный металл сразу за дугой.
Необходимое оборудование включает воздушный компрессор, источник сварочного тока, угольный электрод и горелку для строжки.
Процесс воздушно-угольной сварки показан на рис. 10-75.
Сравнение с другими процессами
Воздушная углеродная дуговая резка и удаление металла отличаются от плазменной дуговой резки тем, что они используют открытую (неограниченную) дугу, которая не зависит от газовой струи. Воздушная струя удаляет металл физически, а не химически, как в процессах кислородно-топливной резки.
Этот процесс является более гибким, чем кислородно-топливные процессы, поскольку он не требует окисления для резки. Наиболее распространенные металлы, которые режут с помощью этого процесса, включают чугуны, медные сплавы и нержавеющую сталь.
Этот процесс широко используется для обратной строжки, подготовки соединений и удаления дефектного металла сварного шва.
Технологическая схема воздушно-дуговой резки – рисунок 10-75
Видеоролик о воздушно-угольной дуговой резке
Оборудование и схема
Принципиальная схема воздушно-дуговой резки (CAC) или строжки показана на рис. 10-76. Обычно используются обычные сварочные аппараты с постоянным током. В этом процессе можно использовать постоянное напряжение. При использовании источника питания CV необходимо принять меры предосторожности, чтобы он работал в пределах номинального выходного тока и рабочего цикла. Источники питания переменного тока с обычными характеристиками спада также могут использоваться для специальных применений.
Должны использоваться угольные электроды переменного тока.
Схема воздушно-угольной дуговой резки (CAC)
Необходимое оборудование показано на блок-схеме. Специально для процесса воздушно-угольной дуги были изготовлены специальные мощные сильноточные машины. Это связано с чрезвычайно высокими токами, используемыми для угольных электродов большого размера.
Держатель электрода
Держатель электрода предназначен для процесса воздушно-угольной дуги (CAC). Держатель включает небольшую круглую головку, которая содержит воздушные форсунки для направления сжатого воздуха вдоль электрода. Он также имеет канавку для захвата электрода. Эту головку можно поворачивать, чтобы электрод располагался под разными углами по отношению к держателю. Тяжелый электрический провод и шланг подачи воздуха подключаются к держателю через клеммную колодку. В держателе имеется клапан для включения и выключения подачи сжатого воздуха. Держатели доступны в нескольких размерах в зависимости от рабочего цикла выполняемой работы, сварочного тока и размера используемого угольного электрода.
Для особо тяжелых работ используются держатели с водяным охлаждением.
Типы электродов
Углеродный графит:
Угольно-графитовые электроды изготавливаются из смеси углерода и графита, а также связующего вещества, которое обжигается для получения однородной структуры. Электроды бывают нескольких типов.
Электроды без покрытия :
Электроды без покрытия дешевле, пропускают меньший ток и легче запускаются.
С медным покрытием:
Электрод с медным покрытием обеспечивает лучшую электрическую проводимость между ним и держателем. Электрод с медным покрытием лучше сохраняет первоначальный диаметр во время работы. Он дольше служит и пропускает больший ток. Электроды с медным покрытием бывают двух типов
- Тип постоянного тока
- Тип переменного тока
Соотношение углерода и графита в составе этих двух типов несколько различается. Тип постоянного тока более распространен.
Тип переменного тока содержит специальные элементы для стабилизации дуги.
Он используется для отрицательного электрода постоянного тока при резке чугуна. Электроды с покрытием переменного тока изготавливаются из графита, угля и специального связующего. Редкоземельные материалы примешиваются для обеспечения стабилизации при использовании переменного тока.
При нормальном использовании электрод работает с положительным электродом. Диаметр электродов варьируется от 5/32 до 1 дюйма (от 4,0 до 25,4 мм). Электроды обычно имеют длину 12 дюймов (300 мм); однако доступны электроды диаметром 6 дюймов (150 мм). Электроды с медным покрытием и коническими раструбными соединениями доступны для автоматической работы и допускают непрерывную работу.
В таблице ниже показаны типы электродов и диапазон тока дуги для различных размеров.
| Тип электрода | Размер электрода | Текущий | ||
|---|---|---|---|---|
| дюйм | мм | Мин. | Максимум | |
| DC (простой) или AC (с медным покрытием) | 5/32 | 4 | 90 | 150 |
| 3/16 | 4,8 | 150 | 200 | |
| 1/4 | 6,4 | 200 | 400 | |
| 5/16 | 7,9 | 250 | 450 | |
| 3/8 | 9,5 | 350 | 600 | |
| 1/2 | 12,7 | 600 | 1000 | |
| 5/8 | 15,9 | 800 | 1200 | |
| 3/4 | 19,1 | 1200 | 1600 | |
| 1 | 25,4 | 1800 | 2200 | |
Полярность электрода положительная (обратная полярность).
Примечание. Для омедненных электродов постоянного тока ток может быть увеличен в процентах.
См. указания производителя
Давление воздуха
Давление воздуха не является критическим, но должно находиться в диапазоне от 80 до 100 фунтов на кв. дюйм (от 552 до 690 кПа). Требуемый объем сжатого воздуха колеблется от 5 кубических футов в минуту (2,5 литра в минуту) до 50 кубических футов в минуту (24 литра в минуту) для угольных электродов самого большого размера. Компрессор мощностью в одну лошадиную силу будет подавать достаточно воздуха для электродов меньшего размера. При использовании электродов самого большого размера потребуется компрессор мощностью до десяти лошадиных сил.
Горелка
Горелка CAC для строжки
Выше показана ручная горелка для строжки. Горелка удерживает электрод в поворотной головке с одним или несколькими воздушными отсеками. Таким образом, воздушная струя остается на одной линии с электродом независимо от угла наклона электрода к горелке.
Если горелка имеет две головки (воздушные форсунки с обеих сторон электрода) или с фиксированным углом между электродом и держателем, они лучше подходят для некоторых целей, таких как большие отливки (промывка подушечек) или для удаления подушечек.
Резак охлаждается воздухом. Если используются сильноточные приложения, то можно использовать водяное охлаждение вместе с мощной горелкой.
Преимущества и основные области применения
Процесс воздушно-дуговой резки (CAC) используется для резки металла, выдалбливания дефектного металла, удаления старых или некачественных сварных швов, выдалбливания корней сварных швов с полным проплавлением и подготовки канавок для сварки. . Воздушно-дуговая резка угольным электродом также используется, когда слегка рваные края не являются нежелательными.
Площадь разреза небольшая и, поскольку металл плавится и удаляется быстро, окружающая область не достигает высоких температур. Это снижает склонность к деформации и растрескиванию.
Воздушно-дуговая резка (CAC) и строжка обычно выполняются вручную. Аппарат может быть установлен на дорожной тележке. Это считается машинной резкой или строжкой.
Были сделаны специальные приложения, когда цилиндрическая деталь помещалась на токарное устройство и вращалась под воздушно-угольной дуговой горелкой. Это машинная или автоматическая резка, в зависимости от участия оператора.
Работает во всех положениях:
Процесс воздушно-дуговой резки (CAC) можно использовать во всех положениях. Его также можно использовать для строжки во всех положениях. Использование в положении над головой требует высокой квалификации.
Работа с обычными металлами:
Воздушно-дуговой процесс можно использовать для резки или строжки большинства обычных металлов. Металлы включают: алюминий, медь, железо, магний, а также углеродистую и нержавеющую сталь.
Процесс не рекомендуется для подготовки под сварку нержавеющей стали, титана, циркония и других подобных металлов без последующей очистки.
Эта очистка, обычно шлифованием, должна удалить весь науглероженный материал с поверхности, примыкающий к разрезу. Этот процесс можно использовать для резки этих материалов на металлолом для переплавки.
Технологические принципы
Принципы воздушно-дуговой резки Диаграмма
Процедура выполнения канавок в стали показана в таблице ниже…
07.
3
- Давление воздуха От 80 до 100 фунтов на квадратный дюйм (от 552 до 690 кПа) рекомендуется для электродов 1/2″ и 5/8″ (13 и 16 мм).
- Для обработки канавок глубиной более 3/4 дюйма (19мм).
Чтобы сделать рез или строжку, резак зажигает дугу и почти сразу запускает поток воздуха.
Электрод заострен в направлении движения под углом примерно 45° к оси паза.
Скорость перемещения, угол наклона электрода, размер электрода и сила тока определяют глубину канавки. Диаметр электрода определяет ширину канавки.
Методы разрезания электродом для CAC
Обычные меры предосторожности, связанные с угольной дуговой сваркой и дуговой сваркой в среде защитного металла , относятся к воздушно-дуговой резке (CAC) и строжке. Однако необходимо соблюдать еще две меры предосторожности.
Во-первых, воздушный поток заставит расплавленный металл переместиться на очень большое расстояние. Металлические отклоняющие пластины должны быть размещены перед операцией строжки. Все горючие материалы должны быть удалены от рабочей зоны. При сильном токе масса удаленного расплавленного металла довольно велика и может стать пожароопасной, если ее не локализовать должным образом.
Второй фактор – высокий уровень шума. При больших токах с высоким давлением воздуха возникает очень громкий шум. Дуговой резак должен надевать защитные наушники, наушники или беруши.
Общие сведения о плазменной строжке
Главная >
Узнать >
Типы приложений >
Раздолбай
Подобно плазменной резке, плазменная строжка удаляет металл с помощью плазменной дуги между резаком и заготовкой. Поверхностный металл расплавляется, и струя газа сдувает расплавленный металл с заготовки, не прокалывая и не разрезая ее. Однако при строжке специально разработанные расходные материалы создают несколько более широкую дугу, резак держится под углом, и сдувается только часть материала.
Хотите обсудить свои потребности в строжке и узнать больше о наших решениях? Поговорите с одним из наших экспертов.
Обзор
Истории клиентов
Товары
Ресурсы
Обзор
Истории клиентов
Товары
Ресурсы
Связаться с экспертом
Обзор
Многие плазменные системы имеют специальный режим работы для строжки, который регулирует величину давления, подаваемого на резак.
Вы можете выполнять строжку, когда система находится в режиме резки, но рекомендуется использовать специальные щитки и насадки для строжки, чтобы случайно не прорезать заготовку.
Одним из основных преимуществ плазменной строжки по сравнению с кислородно-топливным или угольно-дуговым методами является то, что плазма работает с любым проводящим металлом, включая мягкую сталь, нержавеющую сталь, алюминий и медь. Немного потренировавшись, можно добиться гладких, чистых, однородных бороздок. Кроме того, плазменная строжка может снизить уровень шума и мусора в рабочей среде по сравнению со строжкой угольной дугой.
Строжка может выполняться от руки или с помощью механического приспособления, такого как канцелярский нож. Это также можно сделать на полностью автоматизированных столах для резки с ЧПУ.
Преимущества плазменной строжки:
Работает на любом проводящем черном или цветном металле.
Более высокие рабочие скорости и меньше времени, затрачиваемого на первичные или вторичные шлифовальные работы.
Снижение уровня шума и мусора для соответствия нормативным требованиям и требованиям безопасности на рабочем месте.
Отсутствие углеродных загрязнений для соответствия требованиям к загрязнению заготовки.
Повышенная безопасность по сравнению с кислородно-топливным и угольно-дуговым методами.
Как клиенты используют наши решения
1 из 0
Сервисный центр металлоконструкций
«Одним из преимуществ Powermax45 XP является его эффективность… Он быстрее возвращает формы в производство и облегчает мне строжку…» — Nordland Betong
Обзор продуктов для строжки
Посмотреть больше продуктов
Расходные материалы для строжки
Для систем Powermax ® доступны различные варианты расходных материалов для строжки в зависимости от желаемых результатов строжки и предпочтений оператора.