Инструмент

Резка металла газом и компрессором. Возможность деформации

Машины термической резки металла: какой тип подходит для вашего производства?

Машина для тепловой резки – высокотехнологичное оборудование для вырезания прямолинейных и фигурных заготовок из металлопроката различных марок и толщин. Станки выпускаются различных видов по предназначению, механизму работы и уровню автоматизации. Это позволяет подобрать нормально подходящую модель для решения определенных производственных задач.

Машинная резка помогает ускорить одинаковые процессы по раскройке металлов и повысить качество результата. В их задействуются те же механизмы работы, что и в ручном оборудовании: смесь горючего газа и кислорода для образования пламени, также подача струи режущего кислорода, или воздушно-плазменная резка со струей воздуха от компрессора и электронной дугой. В последнем типе воздух греется от дуги и перебегает в состояние плазмы, которой осуществляется резка. Разница автоматической установки от ручной заключается в том, что машины имеют ЧПУ, полностью контролирующее движения горелки. Режущая головка с соплом передвигается на кронштейнах и роликах, обеспечивая равномерный проход и точность действий. Оператору остается только установить деталь на стол и запустить программу.

Типы машин для резки металлов делятся по:

  • способу реза (что воздействует на металл);
  • габаритам (для гаража или производства);
  • конструкционному исполнению;
  • прорезаемой толщине (от 1.5 до 300 мм).

Еще одним различием является чистота реза, где после одних можно сразу сваривать детали, а после других потребуется легкая зачистка УШМ.

Большие и мощные станки термической резки используют на заводах и других предприятиях по металлообработке. В частной сфере применяются компактные машины по сравнительно доступной цене, располагаемые на верстаке или отдельной подставке, которые легко помещаются в гараже или небольшой мастерской. Главное преимущество машин для термической резки — полная автоматизация процесса.

резка, металл, компрессор, возможность

Газовая резка

Газовая (газо-кислородная) резка имеет ограниченный диапазон обрабатываемых материалов (низколегированные и углеродистые стали) в силу их физических особенностей (необходима температура расплавления металла, чтобы его можно было прорезать струёй сжатого кислорода), но в то же время данный тип резки позволяет разрезать как средние, так и большие толщины (рекомендуемый диапазон 3 – 300 мм).

Процесс резки происходит следующим образом: сначала металл предварительно нагревается до температуры расплавления, затем в место локального расплавления подается струя кислорода для разделительного реза.

После процедуры резки газом на торце получившейся детали образуется окалина, которая требует последующей механической обработки.

Эксплуатационные затраты (сюда входит стоимость газов и расходных частей) на газо-кислородную резку низкие, а обслуживание машины не составляет большой сложности (при условии работы на машине).

Очевидные преимущества данного метода: большой диапазон толщин, простота в эксплуатации, универсальность относительно окружающей среды.

Недостатки: обработка низколегированных и углеродистых сталей, большое термическое влияние в зоне реза, низкая скорость резки.

Технология резки газом

Современная технология газовой резки металла несколько отличается от той, которая описана выше. К примеру, для работы с «легкими металлами» температуры в 1000 градусов за Цельсием и выше могут попросту разрушить металл, с которым вы работаете (расплавить и испарить).

В этих случаях сама резка производится с одновременным подогревом. Наконечник газового резака имеет форму пирамиды с 3 соплами.

Через два боковых подается подогревающая смесь, ну а по центру монтируется тонкое сопло для подачи кислорода под высоким давлением.

В современных резаках, кислород подается под давлением в 12 атмосфер! Проще говоря – под струей воздуха можно повредить даже кожу (имеется в виду не зажженная струя).

Флюс, который образовывается при такой резке, либо выбрасывается подогревающем пламенем в стороны, либо прожигается непосредственно через весь металл (если выполняется сквозная резка).

Не забывайте, что резка металла газом имеет большое преимущество перед электрической. Какое?

Не создается «рваного» шва. А если дополнительно использовать накладки (трафаретки, как их называют профессиональные сварщики), то шов резки получается очень аккуратным!

Но учитывайте, что резка металла кислородом не подразумевает использовать металлы, которые плавятся при температуре ниже 600 градусов за Цельсием. В этом случае будет выполняться простое удаление верхнего слоя металла, а не его резка.

Вот в таких случаях рекомендуется использовать так называемые мобильные нагреватели – обычные баллончики со сжатым газом и соплом на конце трубки.

Стандартная технология кислородной резки металла подразумевает использовать направляющий резак, которым управляет оператор. Подача газа регулируется при помощи двух вентилей (в некоторых моделях – одним общим).

Сама рукоятка резака имеет две трубки, которые как раз и встраиваются в ручку. Первая рукоятка подает топливо для нагревателя, вторая (как правило — центральная) – подает кислород. То есть, к главному соплу подводятся аж 3 трубки!

Через две подается пропан, через третью – кислород. В более старых моделях резаков использовалось два наконечника, которые работали аналогичным образом.

Какой расход газа при резке металла? Это зависит от температуры, до которой разогревается сам металл при работе.

В стандартном резаке Р1-01 за один час работы в среднем расходуется порядка 10 кубических метров кислорода и 0,7 кубических метров ацетилена (при использовании пропана – 1 метр кубический топлива).

А вот в резаке Р2-01 расход значительно больше – 21 м3 кислорода и 1,2 – ацетилена! Расход подогревателя зависит от температуры нагрева и плоскости, которая разрезается.

В «старших» резаках также используется так называемое направление сопел, которое т.акже частично влияет на расход (чем ближе к струе кислорода, тем приходится подавать большую струю).

Оборудование для газовой резки

Итак, в России, еще со времен СССР самым распространенным считался резак Р1-01. Он является ручным с инжекторным соплом, что дает струю под высоким давлением, которая и режет металл «как горячий нож масло».

Более мощные модели – это Р2-01 и Р3-01П. Их основное отличие – это размер сопла, рабочее давление кислорода в системе, рабочее давление подачи нагревательной смеси.

Также существуют автономные столы – это газовое оборудование для резки металла в автоматическом режиме, которое производится без участия оператора.

Управление таким столом является чисельно-программным. То есть, человек просто задает параметры резки.

Такое оборудование для кислородной резки металла используется исключительно на листовых металлах, где выполняется либо ровная резка, либо дуговая.

Стоит отметить, что моделей данных столов – огромное количество, но практически все они являются аналогами АН-01, который был разработан Шепелевым еще в СССР!

Таковыми, к примеру, являются «Смена», «Орбита», «Secator», «Quicky-E». Во всех у них рабочая температура в диапазоне 1000-3200 градусов по Цельсию. Работают как с ацетиленовым, так и с пропановым нагревателем.

В моделях Quicky используется также смешанное – ацетиленово-пропановое нагревание. В этом случае, сопло используется только раздвоенное. То есть, на одно из них подается ацетилен, на второе – пропан.

Кстати, стоит отметить, что в такой резке нагревательная смесь поддается от центра (то есть, от кислородной струи).

Также еще отмечаются так называемые стационарные резаки для газовой резки металла.

От мобильной они отличаются, не сложно догадаться, тем, что они встраиваются в специальную нишу-станок, которую как раз и может двигать оператор устройства.

Такие резаки являются более удобными для работы, но стоят весьма дорого. Зато их режущей мощности более чем достаточно для того, чтобы разрезать толстый слой высокопрочного металла!

Это стало возможным из-за того, что в таких резаках используется дополнительный нагнетатель, при помощи которого что нагреватель, что кислородная струя подается под еще большим давлением.

Работает дополнительный компрессор на электричестве, к тому же – трехфазном (380 Вольт). Из-за этого он и не может быть мобильным! Используется такой резак исключительно на профессиональных предприятиях.

Гугарк – это самый популярный представитель таких резаков.

Кстати, газовая горелка для резки металла также бывает двух видов – так называемая прямая и гнутая:

  • Первая – это та, которую вы все привыкли видеть. Представляет из себя букву Г и работает при помощи операторского направления.
  • Ну а вторая, прямая – это горелка типа сопло, которая используется на столах-резаках.

Стоит также отметить, что в прямых соплах используются спаренные наконечники для того, чтобы при движении не нарушить угол наклона сопла один к одному.

Кстати, учитывайте, что каждый из резаков имеет свой коэффициент работы и мощности с каждым металлом.

К примеру, при использовании стандартного Р1-01, чтобы разрезать медь, достаточно коэффициента 0,5 ацетилена, а вот для алюминия потребуется аж 0,7.

Больше всего, конечно же, уйдет на вольфрам – аж 1,4! При этом разогрев будет в районе 3800 градусов по Цельсию (используйте при этом только специализированные наконечники)!

Преимущества и недостатки

Любой инструмент имеет свои плюсы и минусы, резак газовый – не исключение. Среди преимуществ современных устройств с внутрисопловым смешением газов нужно отметить:

  • Относительно большая толщина разрезаемого металла – до 300 мм в зависимости от модификации и рабочих параметров (используемого газа и давления кислорода).
  • Стабильное горение пламени без хлопков и обратных ударов.
  • Возможность резки сталей в любом направлении, независимо от толщины.
  • Высокая производительность.
  • Простота обслуживания и продолжительный срок службы.

резка, металл, компрессор, возможность

  • В результате сильного нагрева вырезаемые детали могут деформироваться (особенно из тонколистового металла).
  • Достаточно большая ширина реза, что требует соблюдения определенных припусков при разметочных работах.
  • Невысокое качество реза – кромки неровные с окислами и окалиной. Поэтому перед сварочными или другими работами требуется предварительная обработка кромок.
  • Довольно высокая себестоимость процесса газокислородной резки.

Особенности выбора

Чтобы избежать ошибок, перед покупкой газового резака важно ознакомиться с некоторыми конструктивными особенностями устройства. Это позволит понять, на какие первостепенные факторы нужно обращать внимание при его выборе.

  • Ниппели – производятся из латуни и алюминия, первые считаются более долговечными.
  • Мундштуки – наружный обычно изготавливается из хромистой бронзы или чистой меди (отличается красноватым оттенком). Для ацетиленовых устройств внутренний тоже желательно, чтобы был медным, для других – допускается применение латунных аналогов.
  • Соединительные трубки – делаются из латуни. При этом на них не должно быть декоративного покрытия, которое может скрывать мелкие дефекты.
  • Вентильные шпиндели – из нержавейки, латунные отличаются малым сроком службы.
  • Рукоять – лучшим материалом считается алюминий, пластик менее износостойкий. Ее размер должен быть не менее 40 мм, чтобы был удобный обхват.
  • Длина резака – для резки металла больших толщин, а также окрашенных или замасленных материалов лучше выбирать устройства размером до 1000 мм. В остальных случаях можно покупать горелки 500 мм.

Основные расходники к газовым резакам

Также при покупке рекомендуется взять инструмент в руки и проверить его на удобство использования. От этого напрямую зависит производительность и время работы мастера резаком без усталости.

Условия для резки металла газом

Газовая резка металла будет эффективна только в том случае, когда температура воспламенения металла будет меньшей, чем температура плавления. Такие пропорции соблюдаются в низкоуглеродистых сплавах, они плавятся при 1500 о С, а процесс воспламенения наступает при 1300 о С.

Для качественной работы установки необходимо обеспечить постоянную подачу газа, поскольку кислороду необходимо постоянное количество теплоты, которая поддерживается в основном (на 70%) за счет сгорания металла и лишь 30% обеспечивает пламя газа. Если его прекратить, металл перестанет вырабатывать тепло и кислород не сможет выполнять возложенные на него функции.

Максимальная температура ручных газовых резаков достигает 1300 о С, это достаточная величина для обработки большинства видов металла, однако, есть и такие, которые начинают плавиться при особо высоких температурах, например, окисел алюминия – 2050 о С (это почти в три раза больше чем температура плавления чистого алюминия), сталь с м хрома – 2000 о С, никеля – 1985 о С.

Если металл достаточно не разогрет и не начат процесс плавления, кислород не сможет вытеснить тугоплавкие окислы. Обратная этой ситуация, когда металл имеет низкую температуру плавления, под воздействием горящего газа он может просто расплавиться, так, нельзя применять данный способ резки для чугуна.

Техника безопасности

Осуществление резки металла с помощью газовой установки лучше доверить опытному специалисту, поскольку при неаккуратном обращении последствия могут быть достаточно печальными.

Техника безопасности предполагает выполнения следующих условий:

  • хорошая вентиляция в помещении, где будут осуществляться работы;
  • на расстоянии 5 метров не должно быть баллонов с газом и прочими горючими веществами;
  • работы должны вестись в защитной маске или специальных очках, а также в огнеупорной одежде;
  • направлять пламя необходимо в противоположную сторону от источника газа;
  • шланги в процессе эксплуатации прибора нельзя перегибать, наступать на них, зажимать ногами;
  • если делается перерыв, то следует полностью погасить пламя у горелки и закрутить газовые вентили баллонов.

Соблюдение этих простых условий обеспечит безопасную и эффективную работу по резке металла газовой установкой.

Настройка

Чтобы настроить инжекторный резак на выполнение газорежущей операции, необходимо выполнить регламентированные инструкциями по эксплуатации ИГР процедуры:

Провести проверку инжекции в следующей последовательности:

  • подсоединить шланг от кислородного баллона к соответствующему ниппелю, при этом ниппель для подсоединения газового шланга остается свободным либо просто выкручивается;
  • открыть подачу кислорода на редукторе;
  • открыть вентили кислорода и горючего газа на ИГР;
  • проверить инжекционную способность, прислонив палец к штуцеру с газом – палец должен слегка притягиваться (опытные сварщики не гнушаются вместо пальца попробовать наличие втягивания языком). Наличие втягивания указывает о хорошей инжекции.

После проверки инжекции подсоединить шланг с горючим газом.

Разжечь пламя для резки металла. Длину факела и цвет пламени регулируют открытием соответствующих вентилей кислорода, горючего газа и смеси вплоть до полной стабилизации пламени и приобретения им формы конуса.

Принципиальная конструкция газового резака

Инжекторный или двухтрубный резак

Это самая популярная модель по своей конструкции. Название «двухтрубный» происходит из-за разделения технического кислорода на два потока. Это делается для функционального разделения работы кислорода.

Верхний поток кислорода с высокой скоростью идет сквозь сопло внутреннего мундштука. Это чрезвычайно важная часть аппарата – она отвечает за непосредственно фазу резки металла. Регулируется этот поток специальным вентилем, который обычно выносится на наружную панель.

Второй поток кислорода идет прямиком в инжектор. Порядок работы в камере инжектора следующий: кислород поступает в камере под большим давлением и с высокой скоростью, в результате чего в этом пространстве образуется зона разреженного давления. Кислород является в данном случае инжектируемым.

Номинальный расход газов.

Через специальные боковые отверстия в стенках камеры в нее втягивается горючий газ – он является в данном случае эжектируемым. Происходит смешение газов, скорости выравниваются, в итоге на выходе из камеры формируется поток из смеси газов, у которого скорость ниже, чем у инжектируемого кислорода, но выше, чем у эжектируемого горючего газа.

На следующем этапе сформированная смесь газов поступает в наконечник – сначала в его головку, а затем через сопло между мундштуками выходит и образует то самое пламя в виде факела, которое разогревает металл до температуры его горения. Все потоки газов регулируются собственными вентилями на внешней стороне корпуса – для подачи кислорода и отдельно для подачи горючего газа в инжектор.

Безинжекторный или трехтрубный газовый резак

В данном случае устройство газового резака сложнее. Кислород в него попадает по двум трубкам, третью трубку по праву занимает горючий газ. В этом сварочном резаке газы смешиваются внутри головки, никакой камеры здесь нет. Такая система является более безопасной, чем двухкамерная модель.

Дело в том, что здесь нет риска для так называемого «обратного удара», который заключается в весьма неприятном и опасном явлении: проникновении горящих газов в каналах и трубках аппарата в обратном направлении.

У этой модели стоимость значительно выше. Кроме этого недостатка у трехтрубного резака имеется еще один нюанс: в работе с ним необходимо очень высокое давление горючего газа – выше, чем с инжекторным аппаратом.

Плазморез

В это воскресенье (22-04-2018) наконец-таки попробовал, что такое плазморез.Болгарка, конечно хорошо, но резать криволинейные резы ей не получается. Да и толстый металл тоже не особо порежешь. А мне нужно вырезать кусок ржавой рамы из УАЗика и вварить усиление…

В общем, приобрёл вот такого самого наидешманского китайца:

И попробовал порезать пластинку.Первые впечатления:1. Очень похоже на газовый резак, обязательно нужны защитные очки/маска. Я с непривычки наловился «зайцев».2. Ещё толком не понял, что такое контактный поджиг. Пока зажигаю просто нажимая (удерживая) кнопочку и стукая соплом по металлу.

Рез металла толщиной 2 мм получился вот такой. Ток 25-30 А.Поначалу, пока приноравливался как разжигать дугу, выжег целый кусок пластины:

Пользуюсь одноцилиндровым компрессором с двиглом на 1,5 кВт. Производительность вроде бы 220 л/мин.Его производительности хватает только-только.

Точнее, пока плазморез режет, а компрессор работает, то давление в баллоне компрессора поддерживается постоянным, т.е. не растёт и не падает. Я выставлял 4 очка.

02-05-2018Разобрался, как надо резать.Во-первых, головка плазмореза была собрана впопыхах, неправильно — центральный электрод касался сопла. Поэтому без зазора не резал. Пересобрал и всё завелось!Режет аж бегом.Во-вторых, начинать рез удобно на зачищенной поверхности. Коррозию или любое покрытие не любит — плохо зажигается дуга.Но если начал резать, то дальше уже всё равно, есть покрытие или нет — прорезает и всё.В общем виде это выглядит так:— подключаем массу к детали,— прижимаем головку плазмореза к поверхности детали так, чтобы был контакт головки с деталью. При этом струя из сопла должна иметь выход, иначе будет плавиться головка.— нажимаем на кнопочку, включается продувка и идут разряды — через полсекунды загорается дуга и выдувает расплавленный металл детали.

Прорезал в трубе два отверстия.Раз головка уже под-убитая — поначалу я резал с зазором, дуга гуляла по поверхности, часть отражалась обратно к соплу и подплавила его — то резал без предварительного насверливания. Хотя лучше всегда начинать рез с кромки, хотя бы просверленного отверстия или с края листа. Но мне надо было с середины.Прорезал отлично.И когда прижимаешь головку, то дуга горит внутри — защитные очки не нужны.Я доволен, как слон!

18-05-2018Пришли сопла. Буду пробовать.

05-09-2018Случилось так, что болгарка откинула копыта. Пришлось резать уголки плазмой.

Это же просто удовольствие одно!А когда потом стал резать длинный листовой металл — только тогда оценил удобство и быстроту относительно болгарки.По деревянному брусочку режет ровно, края чуток оплавляет, они не острые.Всё тихо, беспыльно и ровно. Красота!

14-04-2019Напишу, как он режет толстый металл.Максимум, что резал я — это полки швеллера с уклоном от 7 мм до 12 мм.Получалось вот так:

12 мм резал на полном токе (43 А), но шло с трудом. Не сразу проплавляет и плохо выдувает (давление 4 ат).

Вчера нужно было вырезать в уголке 50х5 отверстие, резал так:

В процессе работы выключили свет, пришлось работать от бензогенератора по-очереди — сначала компрессор, потом 5-6 см режем, воздух кончается и опять: глушим плазму, качаем воздух…В общем, от генератора на 2,5 кВт (3 кВт максималка) предельный рабочий ток получился 23 А.При 25 А защита станции ещё не срабатывала, но отключался сам плазморез из-за снижения напряжения.

Жаль, не замерил потребляемый по сети ток… Но в принципе и так всё ясно.

23 А хватает чтобы прорезать 5 мм сталь

07-07-2019Понадобилось разрезать железнодорожный башмак.

Толщина в месте реза — 15 мм.Разрезал с превеликим трудом.

Пришлось повысить давление воздуха до 6 ат, иначе расплавленный металл не успевал выдуваться из реза.Ток максимальный — 45 А.В процессе сжёг два сопла, но рез проплавил.Да, ещё возникает вопрос, что такое переключатель 2,5С — 5С ?Это время продувки горелки после окончания реза. 2,5 или 5 секунд 🙂

Как рассчитать стоимость услуги за метр

При расчете стоимости в рассмотрение принимается: толщина металла, максимальный размер детали, ширина реза, кромка, особенности конфигурации, исходный материал – черный или цветной металл, а также предусмотрена резка под углом. Как правило, формула для расчета принимает во внимание прямой рез, если же она осуществляется по окружности/сектору, тогда используется повышающий коэффициент 2.0. Стоимость одного отверстия = 0,25 стоимости реза 1 п.м. металла.

резка, металл, компрессор, возможность

Расход газа при резке металла

Рабочий диапазон, мм Резательное сопло NX Кислород (давление, bar) Горючий газ (давление, bar) Кислород (потребление, m3/h) Горючий газ (потребление, m3/h)
3-5 000 NX 1,0-2,0 0,5 1,5-2,0 0,20
5-10 00 NX 1,5-2,0 0,5 2,0-3,0 0,30
10-15 0 NX 2,0-3,0 0,5 3,0-3,5 0,35
15-25 1 NX 2,5-3,5 0,5 3,5-4,5 0,40
25-50 2 NX 3,5-4,0 0,5 4,0-4,8 0,40
50-75 3 NX 3,0-4,5 0,5 5,0-6,5 0,40
75-150 4 NX 3,5-5,5 0,5 6,5-9,5 0,50
150-200 5 NX 4,5-5,5 0,5 10,0-14,0 0,60
200-300 6 NX 5,5-6,5 0,5 15,0-19,0 0,70

Газовая резка позволяет проводить фигурный раскрой листа. Используя газовый резак, можно получить ровный вертикальный край без рваных швов. Также повысить качество можно применяя трафаретную резку. Среди достоинств метода – мобильность оборудования, благодаря чему можно совершать одинаковые операции по шаблонным задачам.

Ассортимент инжекторных резаков

Артикул: 001.020.169 Резак пропановый Р3П «ПТК» Артикул: 001.020.166 Резак пропановый удлинённый Р333У, L=900, ∠150°

Инжекторный пропановый газокислородный резак для ручной разделительной резки металла из низкоуглеродистых сталей толщиной до 300 мм. Аналог резака «Маяк». Длина резака 900 мм. Угол наклона головки резака 150°. Укомплектован наружным и внутренними мундштуками.

Артикул: 001.020.165 Резак пропановый Р333

Инжекторный пропановый газокислородный резак для ручной разделительной резки металла из низкоуглеродистых сталей толщиной до 300 мм. Аналог резака «Маяк». Укомплектован наружным и внутренними мундштуками.

Артикул: 001.020.163 Резак пропановый удлинённый Р3ПУ, L=800, ∠150°

Инжекторный пропановый газокислородный резак для ручной разделительной резки металла из низкоуглеродистых сталей толщиной до 300 мм. Длина резака 800 мм. Угол наклона головки резака 150°. Укомплектован наружным и внутренними мундштуками.

Артикул: 001.020.161 Резак пропановый Р3П

Инжекторный пропановый газокислородный резак для ручной разделительной резки металла из низкоуглеродистых сталей толщиной до 300 мм. Укомплектован наружным и внутренними мундштуками.

Артикул: 001.020.152 Резак ацетиленовый Р1А

Инжекторный ацетиленовый газокислородный резак для ручной разделительной резки металла из низкоуглеродистых сталей толщиной до 100 мм. Укомплектован наружным и внутренними мундштуками.

Артикул: 001.020.151 Резак пропановый Р1П

Инжекторный пропановый газокислородный резак для ручной разделительной резки металла из низкоуглеродистых сталей толщиной до 100 мм. Укомплектован наружным и внутренними мундштуками.

Огнепреградительные клапаны выпускаются трех видов, в зависимости от способа установки. Они могут быть установлены на:

Как пользоваться кислородно пропановым резаком

Функционирование пропаново – кислородным резаком требует соблюдения определенных правил. Перед тем, как пользоваться оборудованием с кислородным, пропановым резаком, важно ознакомиться со следующими требованиями:

  • Соблюдение техники безопасности не пренебрегается, важно применять защитную маску или специализированные очки. Также одежда оператора должна быть изготовлена из огнеупорного материала.
  • Пламя из резака должно отводиться от шлангов подачи газов противоположной стороной.
  • Расположение баллонов с газами не допускается на расстоянии ближе пяти метров до места непосредственных работ.
  • Рассекание производится на открытом воздухе, либо в помещении с исправной вентиляцией.

Длительный простой оборудования требует профилактики перед возобновлением работ. Перед началом испытания, отсоединяется пропановый шланг, подается давление газа. Инжектор проверяется пальцем у отверстия, если происходит всасывание, значит оборудование в исправном состоянии.