Cięcie tlenem metali: 5 procesów
Ten artykuł rzuca światło na pięć najważniejszych procesów cięcia tlenem metali. Procesy są następujące: 1. Cięcie gazem tlenowo-tlenowym 2. Metalowe cięcie proszkowe 3. Cięcie strumieniem chemicznym 4. Cięcie lancą tlenową 5. Cięcie strumieniem tlenu.
Proces nr 1. Cięcie gazowo-tlenowe :
Jest to najczęściej stosowany proces cięcia termicznego stosowany w przypadku blach ze stali niskowęglowej i niskostopowej i często określany jako "cięcie płomieniem" lub "cięcie gazowe". Może być stosowany do cięcia stali o grubości do 2 m.
Proces gazowo-paliwowy obejmuje wstępne podgrzanie niewielkiej strefy, w której rozpoczyna się cięcie, do temperatury rozpałki materiału. Sprężony tlen jest następnie uderzany w gorący metal, co powoduje bardzo wysokie tempo utleniania, któremu często towarzyszy wydzielanie ciepła z powodu egzotermicznej natury reakcji.
Jako paliwo stosuje się zwykle acetylen, ale można również stosować propan, LPG (gaz płynny), gaz ziemny lub stabilizowany meta- nylacetyleno-propadienem (MAPP lub MPS), w zależności od dostępności i kosztów.
Palnik zastosowany do cięcia tlenowo-acetylenowego pokazano na rys. 19.2. Ma komorę mieszania dla tlenu i acetylenu, jak w palniku spawalniczym. Ale po wymieszaniu mieszanina gazu wypływa z dyszy palnika przez szereg małych otworów umieszczonych w okręgu wokół centralnego otworu, przez który może przepływać strumień czystego tlenu o wysokim ciśnieniu poprzez naciśnięcie dźwigni na uchwycie palnika. Średnica tych otworów jest różna i wzrasta wraz ze wzrostem grubości ciętego materiału.
Gdy materiał przeznaczony do rozcięcia podnosi się do temperatury zapłonu * (co odpowiada 870-950 ° C dla stali niskowęglowej, w zależności od zawartości węgla) i reaguje z nim czysty tlen z czystym tlenem, możliwe są następujące reakcje w przypadku materiały żelazne.
1. Fe + O → FeO + ciepło (267 KJ) .................. (19.1)
2. 2Fe + 1.5O 2 → Fe 2 O 3 + ciepło (825 KJ) ............. (19.2)
3. 3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4 + ciepło (1120KJ) ............ (19.3)
Głównie trzecia reakcja ma miejsce z ogromnym wydzielaniem ciepła. Druga reakcja występuje w pewnym stopniu tylko w cięciu cięższych odcinków. Teoretycznie 0, 29 m 3 O2 utworzy 1 kg żelaza i utworzy Fe 3 O 4 . Jednak w praktyce zużycie tlenu jest wyższe niż ta wartość dla grubości blachy mniejszej niż 40 mm i jest niższe w przypadku większych grubości, przy czym najmniejsze są w zakresie grubości od 100 do 125 mm.
Reakcja egzotermiczna pomiędzy O 2 i Fe generuje wystarczającą ilość ciepła, aby kontynuować proces cięcia termicznego bez użycia płomienia podgrzewania przy użyciu tylko tlenu, ale w praktyce nie jest to możliwe, ponieważ zużywa się dużo ciepła w spalaniu brudu, farby, kamienia itp. ., a znaczna ilość jest tracona przez promieniowanie. Ponadto strumień o dużej prędkości uderzający o powierzchnię powoduje działanie chłodzące, które musi zostać skompensowane przez wstępne podgrzanie.
Reakcja chemiczna pomiędzy żelazem i tlenem jest rzadko zakończona, a analiza wydmuchiwanego materiału (lub żużlu) często wskazuje, że od 30% do 40% żużla stanowi materiał macierzysty.
Stal i niektóre inne metale można ciąć za pomocą płomienia tlenowo-acetylenowego, jeżeli spełniają następujące warunki:
(1) Temperatura topnienia metalu powinna być wyższa niż temperatura rozpalania.
(2) Tlenek metalu powstały w wyniku reakcji z tlenem powinien mieć niższą temperaturę topnienia niż temperatura topnienia materiału macierzystego i powinien być płynny w stanie stopionym, aby łatwo mógł się wydmuchać.
(3) Powinien mieć niskie przewodnictwo cieplne, aby materiał mógł zostać gwałtownie podniesiony do temperatury rozpałki.
Gdy obrabiany przedmiot jest cięty za pomocą procesu cięcia termicznego, szerokość cięcia jest określana jako KERF, która w procesie tlenowo-paliwowym jest funkcją wielkości otworu tlenowego w końcówce dyszy, natężenia przepływu tlenu i gazów podgrzewających, prędkości cięcie i rodzaj ciętego materiału.
Prędkość cięcia i przeciąganie:
Dla każdego metalu jest jedna najlepsza prędkość cięcia. Grubość i rodzaj ciętego materiału określają rozmiar dyszy. Najlepsze wyniki uzyskuje się, gdy ciśnienie tlenu, prędkość skrawania, rozmiar końcówki i płomienie podgrzewające są tak sterowane, aby uzyskać wąski, czysty krój. Nieprawidłowo wykonane nacięcia tworzą poszarpane i nieregularne krawędzie z żużlem przylegającym do dna płytek. Jednym ze wskaźników prawidłowej prędkości skrawania są "linie oporu" powodowane przez przepływ tlenu tnącego w pobliżu roztopionego metalu tworząc boki skrawania.
Przez przeciągnięcie rozumie się ilość, o którą dno cięcia znajduje się za wierzchołkiem. Jest to zwykle wyrażone w procentach grubości przedmiotu obrabianego; tak więc jeżeli płytka o grubości 10 mm zostanie przecięta, a wielkość opóźnienia wynosi 5 mm, będzie to wynosić 50% (5/10 x 100 = 50%) oporu, jak to pokazano na ryc.
Wpływ prędkości skrawania na opór, szczelinę i charakter cięcia pokazano na rys. 19.4. Drobne, dość pionowe linie przeciągania oznaczają dobrą jakość cięcia; zazwyczaj osiąga się to, gdy strumień iskier pod obrabianym przedmiotem ma kąt natarcia 15 °. Jeśli z jakiegokolwiek powodu obrabiany przedmiot pozostaje nierozdzielony, cięcie jest określane jako "cięcie nieopadające".
Wyższa niż optymalna prędkość bez odpowiedniego zwiększenia przepływu tlenu powoduje większy opór. Odchylenie wsteczne można uzyskać, gdy strumień tnącego tlenu jest zbyt wysoki, a prędkość skrawania zbyt niska. Opóźnienie spowodowane nieprawidłowym kątem nie jest uważane za opór.
Niska prędkość skrawania często powoduje nierówności w szczelinie, a nadmiar metalu jest utleniany, co powoduje szersze nacięcia. Górne krawędzie są również niesłusznie zaokrąglone. Zasadniczo przy grubości materiału wynoszącej 50 mm szerokość szczeliny może być utrzymywana w zakresie ± 0, 4 mm.
Tlen stosowany do cięcia gazem tlenowo-paliwowym powinien mieć czystość co najmniej 99, 5%. Prędkość cięcia strumieniem tlenu jest również kluczowym czynnikiem w osiągnięciu żądanej jakości cięcia, ponieważ mniejsza prędkość może nie być wystarczająca do usunięcia żużla, roztopionego metalu i gazowych produktów, takich jak CO, CO2, SO2 utworzonych w reakcji tlenu z węglem i siarką w stali, podczas gdy większa prędkość strumienia może powodować szorstkość na krawędziach ciętych. Ogrzewanie wstępne do cięcia tlenowo-acetylenowego powinno być neutralne lub utleniające.
Wytyczne dotyczące optymalnych ustawień cięcia stali miękkiej można uzyskać zgodnie z harmonogramem podanym w tabeli 19.1:
Powyższy harmonogram dotyczy cięcia przy użyciu zwykłych końcówek; prędkości można jednak zwiększyć o 25 do 50% za pomocą końcówek o dużej prędkości.
Cięcie maszynowe:
Ręczne cięcie płomieniowe jest szeroko stosowane i zapewnia całkowicie zadowalające cięcia dla szerokiej gamy operacji cięcia. Jednak cięcie maszyny znajduje coraz większe zastosowanie, ponieważ zapewnia większą szybkość, dokładność i oszczędność. Maszyny do cięcia płomieniem mogą być używane do cięcia w linii prostej, do cięcia w kształcie koła, do przygotowania krawędzi blachy i do cięcia kształtów.
Cięcie proste i koło:
Większość dostępnych maszyn jest przygotowana do pracy zarówno na torze prostoliniowym, jak i kołowym. Kółka o różnych rozmiarach można przycinać poprzez odpowiednie ustawienie mocowania pręta promienia.
Przygotowanie krawędzi:
Grube płyty zwykle wymagają fazowania lub żłobienia, aby przygotować je do spawania. Cięcia ukośne można łatwo wykonać, ustawiając palnik pod żądanym kątem. Jednakże w przypadku przygotowywania krawędzi J lub U stosuje się końcówkę żłobkową, która zwykle jest zaprojektowana do dostarczania dużego strumienia tlenu przy małej prędkości. Palnik do żłobienia jest utrzymywany na poziomie około 20 ° w stosunku do poziomu podczas cięcia, a następnie opuszczany do około 5 °, gdy operacja przebiega.
Ukłucie kształtu:
Cięcie kształtowe obejmuje wycinanie konturu o dowolnym kształcie. Można to osiągnąć ręcznie, ale wykończenie nie jest ogólnie zadowalające, z wyjątkiem bardzo trudnej pracy. Maszyny do cięcia płomieniem mogą wykonywać pracę z doskonałymi rezultatami za pomocą fototekstu lub elektronicznych znaczników, a nawet szablonów.
W najnowszych jednostkach są również stosowane systemy NC (sterowanie numeryczne) i CNC (komputerowe sterowanie numeryczne). Urządzenia śledzące zapewniają środki podążania za konturem rysunku w celu napędzania koła, które z kolei zapewnia przyczepność do napędzania maszyny do odstrzelania.
Najnowocześniejsze wielolampowe maszyny tnące są sterowane za pomocą urządzeń NC, które mogą być sterowane komputerowo. Niezależnie od tego, jaki jest typ kontroli śledzenia, operacja cięcia jest zasadniczo taka sama. Jednym z postępów w automatycznym cięciu płomieni jest cięcie krawędzi ukosowania na częściach w kształcie konturu. Tolerancja wymiarów osiągnięta przez nowoczesną maszynę do cięcia płomieniem przy użyciu kontroli znaczników może wynosić nawet +0 i -0, 8 mm.
Znaczniki szablonów nie są tak łatwe w użyciu, jak znaczniki elektroniczne lub fotokomórkowe, ale nadal są bardzo szeroko stosowane w większości sklepów produkcyjnych. Szablony mogą być wykonane z materiału taśmy lub litego metalu, a nawet drewna, w zależności od dostępnej głowicy znacznika i dokładności cięcia.
Metalurgiczne efekty cięcia płomieni:
Cięcie płomieniowe stali miękkiej ma bardzo mały wpływ fizyczny lub metalurgiczny na metal przylegający do cięcia, ale twardość krawędzi wzrasta wraz ze wzrostem zawartości węgla lub stopu. Hartowane krawędzie są trudne w obróbce i mogą pękać pod obciążeniem. Aby tego uniknąć, najlepiej wstępnie podgrzać metal. Stal średniowęglowa powinna być podgrzewana do 175-350 ° C, podczas gdy stal HSLA (o wysokiej wytrzymałości i niskostopowa) wymaga temperatury podgrzewania od 315 do 480 ° C.
Ciężkie talerze nie odkształcają się podczas cięcia płomieniowego, ale płyty o grubości 15 mm lub mniejszej mogą wymagać zaciśnięcia lub ograniczenia cięcia w dowolnym momencie.
Aplikacje:
Cięcie gazowo-tlenowe jest szeroko stosowane do ogólnego cięcia stali i żeliwnych kształtów. Kształtki konstrukcyjne, rury, pręty i podobne inne materiały mogą być cięte na pożądaną długość w celu budowy lub cięcia w złomach i operacjach odzyskiwania. Proces ten można stosować w hucie lub odlewni do cięcia bram, pionów, kęsów i odlewów. Może być stosowany do cięcia ciężkich elementów o grubości do 2 m oraz do cięcia stosu.
Cięcie w stosie:
Znaczny czas można zaoszczędzić, przecinając kilka identycznych części, lub arkuszy i arkuszy, układając je w stos i przecinając wszystkie w jednym przejściu. Płyty powinny być ściśle zaciśnięte, ponieważ jakakolwiek szczelina powietrzna może spowodować utratę cięcia.
O całkowitej grubości stosu decyduje wymagana tolerancja cięcia i grubość górnej części. Przy tolerancji cięcia 0, 8 mm wysokość stosu powinna być ograniczona do 50 mm; przy tolerancji 1, 6 mm grubość stosu może wynosić 100 mm. Maksymalna wysokość stosu do cięcia gazem tlenowo-paliwowym jest zwykle ograniczona do 150 mm.
Jeśli do grubego stosu używa się dużego płomienia do podgrzewania lub gdy materiał do cięcia stosu ma grubość mniejszą niż 5 mm, na wierzchu stosuje się "tarczę wastrową" o grubości 6 mm. Chroni nie tylko górną płytę, ale także zapewnia lepszy rozruch, ostrzejszą krawędź na lopie i brak wyboczenia górnego arkusza.
Cięcie żeliwa i stali nierdzewnych:
Stale żelaza i niskowęglowe można łatwo przerwać płomieniem, ale żeliwo nie jest łatwo odcinane tym procesem, ponieważ jego temperatura rozpałania jest wyższa od temperatury topnienia. Ponadto ma on ogniotrwały tlenek krzemu, który wytwarza pokrycie żużla. Chromowo-niklowa stal nierdzewna może również nie być cięta za pomocą normalnej techniki cięcia płomieniem z powodu ogniotrwałego tlenku chromu utworzonego na powierzchni. Podobnie, metale nieżelazne, takie jak miedź i aluminium, również tworzą ogniotrwałe warstwy tlenków, które uniemożliwiają normalne cięcie płomieniem; sytuacja jest dodatkowo podkreślana ze względu na ich wysoką przewodność cieplną.
Można jednak odciąć żeliwo pod warunkiem, że można je wstępnie ogrzać do pożądanego stopnia, a ciśnienie tnącego tnącego zwiększa się o 25% w przypadku żeliwa w stosunku do ciśnienia wymaganego do cięcia równoważnej grubości kształtowników stalowych. Cięcie żeliwa jest zwykle osiągane poprzez ruch oscylacyjny do palnika do cięcia, jak pokazano na rys. 19.5; ruch zmienia się w zależności od grubości roboczej. Oscylacja palnika pomaga strumieniowi tlenu wydmuchać żużel i stopiony metal w szczelinie.
Rzeka jest zwykle szeroka i szorstka. Ponadto płomień podgrzewający używany do cięcia żeliwa jest typu redukującego, z parownikiem rozciągniętym na przeciwną stronę sekcji z żeliwa. Zalety paliwa gazowego pomaga utrzymać podgrzewanie w szczelinie podczas spalania. Żeliwo może być również cięte przy użyciu płytki ściekowej, tak jak w przypadku cięcia stosowego.
Do cięcia stali nierdzewnych i innych stali żaroodpornych ruch palnika jest skierowany do przodu, a następnie lekko do tyłu, następnie do przodu, a następnie do tyłu, jak pokazano na rys. 19.6. Technika ta może być stosowana do cięcia stali nierdzewnej o grubości do 200 mm za pomocą standardowego palnika do cięcia pod warunkiem, że cała grubość krawędzi początkowej jest wstępnie podgrzewana do jasnoczerwonego koloru przed rozpoczęciem cięcia.
Stale nierdzewne i inne stale odporne na utlenianie mogą być również cięte płomieniem przez zaciśnięcie płytki ze stali niskowęglowej o odpowiedniej grubości na wierzchu ciętego materiału. Cięcie rozpoczyna się w płycie ze stali węglowej, a ciepło generowane przez jego utlenianie zapewnia dodatkowe ciepło do podtrzymywania reakcji utleniania przy cięciu stali nierdzewnej. Ponadto tlenek żelaza z płytki usuwającej pomaga w wymywaniu ogniotrwałych tlenków ze stali nierdzewnej. Jednak ta metoda usuwania płomienia ze stali nierdzewnej powoduje dodatkowe koszty na płytce ściekowej, czasie ustawiania md, przy niskiej prędkości skrawania i niskiej jakości cięcia.
Inną metodą cięcia stali nierdzewnej jest ułożenie stalowego pręta spawalniczego lub taśmy stalowej wzdłuż linii cięcia. Ciepło powstające w wyniku reakcji tlenu ze stalowym prętem lub taśmą jest zasadniczo wystarczające do stopienia szczeliny w płycie ze stali nierdzewnej. Cięcie stali nierdzewnej jest jednak bardziej procesem topienia niż proces utleniania.
Oprócz technik oscylacji i niszczenia, żeliwo i stal nierdzewna mogą być również cięte metodami cięcia i cięcia strumieniem.
Process # 2. Metalowe cięcie w proszku:
Jest to proces cięcia tlenowego, w którym stosuje się proszek metalowy (żelazo lub aluminium) w celu ułatwienia cięcia. Proces ten jest stosowany do cięcia żeliwa, stali chromowo-niklowej, stali nierdzewnej i niektórych stali wysokostopowych. Zasada działania cięcia proszkowego polega na wtryśnięciu sproszkowanego metalu w strumień tlenu na długo przed uderzeniem w cięty metal.
Proszek jest ogrzewany przez przejście przez płomienie wstępnego acetylenu i prawie natychmiast zapala się w strumieniu tlenu. Proszek z dozownika proszku jest przenoszony do krawędzi palnika tnącego za pomocą sprężonego powietrza lub azotu, jak pokazano na rys. 19.7.
Zapalony proszek zapewnia znacznie wyższą temperaturę w strumieniu i pomaga w uboju metalu w prawie taki sam sposób, jak cięcie stali niskowęglowej. Wstępne podgrzewanie nie jest niezbędne do cięcia proszku.
Prędkości cięcia i ciśnienia cięcia są podobne jak w przypadku cięcia miękkiej stali; jednak w przypadku materiału grubszego niż 25 mm należy użyć dyszy o jeden rozmiar większej. Natężenia przepływu są zwykle utrzymywane na poziomie od 0, 0 do 0-25 kg proszku żelaza na minutę cięcia. Cięcie proszkowe zazwyczaj pozostawia skalę na ciętej powierzchni, którą można łatwo usunąć podczas chłodzenia.
Pobieranie metalu w proszku było początkowo wprowadzane do cięcia stali nierdzewnej, ale było z powodzeniem stosowane do cięcia stali stopowych, żeliwa, brązu, niklu, aluminium, wycieków z kadzi stalowych, niektórych materiałów ogniotrwałych i betonu. Ten sam podstawowy proces można również zastosować do żłobienia i szatkowania w celu uzyskania kęsów, kwiatów i płyt w hutach.
Cięcie proszkowe jest również przydatne do cięcia stosowego, w którym wstępne ogrzewanie ze zwykłego uboju płomienia nie jest wystarczające na dolnej płycie (płytach) z powodu dużej głębokości lub oddzielenia płyt. Za pomocą sproszkowanego metalu i jego reakcji w tlenie, cięcie jest zakończone nawet przez rozdziały. Jednak cięcie proszkowe wytwarza dość dużo dymu, który należy usunąć, aby zabezpieczyć zdrowie operatora i uniknąć zakłóceń w innych operacjach w tym obszarze.
Proces # 3. Cięcie strumieniem chemicznym:
W procesie cięcia tlenowego strumień chemiczny jest wtryskiwany do strumienia tlenu, gdy proszek metalu jest wtryskiwany do cięcia proszkowego. Strumień łączy się z ogniotrwałymi tlenkami i nadaje im rozpuszczalny związek. Chemiczne strumienie mogą być solami sodu, takimi jak węglan sodu.
Rys. 19.8 pokazuje jedno z ustawień używanych do cięcia strumieniem. W tym sposobie tlen zasysa strumień z leja z prędkością 0 06 do 0-30 kg na minutę i przepływa strumieniem tnącego tlenu.
Procedura cięcia strumieniem obejmuje ogrzanie punktu początkowego cięcia do białego ciepła, tnący zawór tlenu jest następnie otwierany pół obrotu, a strumień w strumieniu tlenu jest kierowany do palnika. Gdy stopiony metal osiąga dolną krawędź pracy, palnik porusza się wzdłuż linii cięcia, a tnący zawór tlenowy jest całkowicie otwarty. Aby zatrzymać działanie, pierwszy zawór zasilania strumieniem jest zamknięty, a następnie inne zawory palnika są odcięte.
Wskazane jest ustawienie źródła strumienia w odległości 10 m od obszaru cięcia. Należy również zapewnić, aby węże, przez które przepływa mieszanina strumień-tlen, nie miały ostrych zakrętów, w przeciwnym razie może dojść do zatykania.
Proces ten może być stosowany do cięcia żeliwa, stali chromowej, stali chromowo-niklowej, miedzi, mosiądzu i brązu. Jednak nie jest zalecany do cięcia stali o wysokiej zawartości niklu, na przykład stali 15 Cr 35Ni. Cięcie strumieniem chemicznym powoli traci jednak na znaczeniu przemysłowym z powodu rozwoju bardziej wydajnych metod, takich jak cięcie plazmowe.
Proces # 4. Cięcie lancą tlenową:
Nakłuwanie tlenem jest procesem cięcia tlenowego stosowanym do cięcia metali tlenem dostarczanym przez zużywającą się rurę. Lanca tlenowa wykonana jest z rury o małej średnicy (3-13 mm) z czarnego żelaza. Rura lancy jest połączona z łącznikami i złączkami oraz przełącznikiem zaworu tlenu z szybkozłączką, jak pokazano na Rys. 19.9A. Tlen jest doprowadzany przez wąż do rury o regulowanym ciśnieniu od 550 do 620 KPa. Rura lancy jest spalana podczas procesu cięcia.
Główna różnica między cięciem lancy tlenowej a zwykłym palnikiem do cięcia palnikiem polega na tym, że w pierwszym nie ma płomienia podgrzewania, aby utrzymać materiał w temperaturze zapłonu. Głównym zastosowaniem lancy tlenowej jest cięcie gorącego metalu, szczególnie w ciągłych stalowniach odlewniczych.
Stal jest wystarczająco gorąca, a zatem strumień tlenu powoduje szybkie utlenianie i cięcie. Do innych zastosowań, takich jak ciężkie lub głębokie cięcia, używany jest standardowy palnik do podgrzewania, a następnie do cięcia lancą tlenową. Koniec lancy tlenowej staje się gorący i topi się, doprowadzając żelazo do reakcji, aby utrzymać wysoką temperaturę do cięcia.
Inne metody stosowane do uzyskania ciepła potrzebnego do rozpoczęcia cięcia obejmują umieszczenie czerwonego gorącego kawałka stali w punkcie szpiczastym lub ogrzanie końca lancy, aż stanie się czerwony; po zetknięciu z przecinanym metalem i włączeniem tlenu koniec rury spala się doskonale, dostarczając wystarczającą ilość ciepła, aby rozpocząć cięcie.
Osłona przeciwrozpryskowa jest często wymagana w celu ochrony operatora przed rozpryskiwaniem żużla. Można to dogodnie osiągnąć za pomocą wiadra w pozycji odwróconej z 13 mm otworem w dnie, przez który lanca tlenowa przechodzi do pożądanego miejsca, jak pokazano na Fig. 19.9B.
Lanca tlenowa jest doskonałym narzędziem do otworów na przebicie w stali, na przykład otwór o średnicy 65 mm można ciąć na stali o grubości 300 mm w ciągu dwóch minut. Proces ten stosuje się również do gwintowania pieców z paleniskami i otwartymi paleniskami. Zwykłe urządzenie pozwala na cięcie materiału o grubości do 2 m.
Czasami cięcie proszkowe odbywa się również za pomocą sprzętu do cięcia lanc. Proszki żelaza i aluminium są mieszane z tlenem w rękojeści lancy i płoną na końcu rury. Lanca do cięcia proszkowego może być z powodzeniem stosowana do cięcia kęsów aluminiowych, brązu, stali i żeliwa za pomocą wtrąceń, cegieł ogniowych i betonu.
Dostępne są również niektóre opatentowane rury z lancą tlenową. Takie rury są wyposażone w cięte kawałki drutu z aluminium i stali lub magnezu i stali. Aluminium i magnez łatwo utleniają się i zwiększają temperaturę reakcji. Stal rury i stalowe przewody mają tendencję do spowalniania reakcji, podczas gdy drut aluminiowy i magnezowy przyspieszają reakcję. Ten rodzaj lancy może palić się w powietrzu, pod wodą lub w niepalnych materiałach. Ogromna ilość wytwarzanego ciepła może ciąć prawie wszystko, w tym beton, cegły i inne niemetale.
Proces # 5. Cięcie łukiem tlenowym:
W tym procesie niezbędne ciepło do podgrzewania lub topienia materiału jest dostarczane przez łuk pomiędzy zużywalną rurową elektrodą a metalem podstawowym. Stosowana elektroda ma pokrycie topnika i jest podłączona do zasilacza prądu stałego lub prądu przemiennego, chociaż zwykle preferowane są dc z elektrodą ujemną, ponieważ zapewnia ona większe prędkości skrawania.
Proces wymaga specjalistycznego kombinowanego uchwytu elektrody i palnika tlenowego, jak pokazano na rys. 19.10. Tlen jest dostarczany do otworu w elektrodzie pod ciśnieniem około 5 barów (500 KPa). Popularnymi rozmiarami elektrod są średnice 5 mm i 7 mm z centralną średnicą otworu odpowiednio 1-6 mm i 2-5 mm i długością 450 mm. Prąd elektryczny mieści się w zakresie od 150 A do 250 A i można stosować ciśnienie tlenu od 20 KPa do 500 KPa.
Po rozpoczęciu cięcia, elektroda przemieszcza się wzdłuż płyty, a zewnętrzna krawędź pokrycia topnika styka się z powierzchnią tworząc kąt 80 ° do 85 °. Koniec elektrody płonie w postaci stożka, utrzymując stałą długość łuku. Osłona strumienia pomaga w cięciu stali zawierającej pierwiastki stopowe, które w przeciwnym razie mogą opóźnić lub zatrzymać egzotermiczną reakcję pomiędzy żelazem i tlenem.
W wariancie procesu zwykłą elektrodę spawalniczą stosuje się do cięcia tlenem dostarczanym do szczeliny za pomocą przystawki tnącej przypominającej palnik do spawania gazowego, ale tylko z doprowadzeniem tlenu przez niego.
Cięcie tlenem może być stosowane do cięcia stali chromowo-niklowych ze stali nierdzewnej, stali wysokostopowych, aluminium, miedzi, mosiądzów, brązów, moncl, inconelu, niklu i żeliwa. Jakość cięcia jest gorsza niż w przypadku cięcia gazowo-paliwowego stali miękkiej. W tym procesie można ciąć materiały o grubości od 5 mm do 100 mm; prędkość cięcia zależy od grubości materiału. Tabela 19.2 zawiera dane dotyczące cięcia tlenowego stali miękkiej.
W celu cięcia metali odpornych na utlenianie łuk dostarcza ciepło do topienia, a strumień tlenu stosuje się do wydmuchiwania stopionego metalu z szczeliny; prowadzi to do znacznego zmniejszenia prędkości cięcia. Na przykład prędkość skrawania dla stali nierdzewnej o grubości 25 mm lub metalowej płyty Monel wynosiłaby około 4 m / h, natomiast dla brązu o tej samej grubości wynosiłaby 5 m / h, w porównaniu z 30 m / h dla stali niskowęglowej.
Ten proces można z powodzeniem zastosować do cięcia pod wodą.
