(Назад)
(Cкачать работу)Содержание
Введение
Сведения об изделии и назначение изделия
Описание процесса кислородной резки
Материалы, применяемые при резке
Оборудование и аппаратура для газокислородной резки
Контроль качества резки
Механизация процесса резки
Организация рабочего места при газопламенной сварке и резке
Мероприятия по организации безопасных условий труда
Список литературы
Введение
Резкой металлов называют отделение частей (заготовок) от сортового, листового или литого металла. Различают механическую (ножницами, пилами, резцами), ударную (рубка) и термическую резку.
Термической резкой называют обработку металла (вырезку заготовок, строжку, создание отверстий) посредством нагрева. Паз, образующийся между частями металла в результате резки, называют резом. По форме и характеру реза может быть разделительная и поверхностная резка, по шероховатости реза - заготовительная и чистовая. Термическая резка отличается от других видов высокой производительностью при относительно малых затратах энергии и возможностях получения заготовок любого сколь угодно сложного контура при большой толщине металла.
Можно выделить три группы процессов термической резки: окислением, плавлением и плавлением с окислением. При резке окислением металл в зоне резки нагревают до температуры его воспламенения в кислороде, затем сжигают его в струе кислорода, используя образующуюся теплоту для подогрева следующих участков металла. Продукты сгорания выдувают из реза струёй кислорода и газов, образующихся при горении металла. К резке окислением относится газопламенная (кислородная) и кислородно-флюсовая резка. При резке плавлением металл в месте резки нагревают мощным концентрированным источником тепла выше температуры его плавления и выдувают расплавленный металл из реза с помощью силы давления дуговой плазмы, реакции паров металла, электродинамических и других сил, возникающих при действии источника тепла, либо специальной струёй газа. К способам этой группы относятся дуговая, воздушно-дуговая, сжатой дугой (плазменная), лазерная и термогазоструйная.
резка термическая металл кислородная
Способность металла подвергаться кислородной резке называется разрезаемостью. Разрезаемость углеродистых сталей с увеличением содержания углерода ухудшается.
Таблица 1. Классификация сталей по разрезаемости их ацетиленокислородным пламенем
ГруппаСэ, в %% с в марке сталиМарка сталиУсловия резкиIДо 0,6До 0,310-25,, МСт4, 15Г, 20Г, 10Г2,15М, 15НМ30-35Режутся хорошо в любых условияхи не требуют термообработкиII0,61-0,8До0,530Г-40Г,15 Х, 20Х, 20ХФ, и др. 30-35, 30Г-40Г,15Х, 20Х, 20ХФ и др Режутся удовлетворительно. Летом-резка без подогрева. Зимой и при резке больших сечений - подогрев до 1200 С III0,81-1,1До0,850-70,50Г-70Г,12М-35ХМ,18ХГМ, 20ХГМ и др. Режутся ограниченно, склонны к закалке и трещинам при резке; резку ведут в горячем виде при температуре листа 200-3000СIVБолее 1,1Более 0,825ХГМ-50ХГМ, 33ХС-40ХС, 40ХГМ, 50 ХГА Режутся плохо, склонны давать трещины, требуют дополнительного подогрева до 300-4500 С и замедленного охлаждения
Сведения об изделии и назначение изделия
Мне дано задание: разрезать листовую сталь S до 60 мм, сталь углеродистая. Следовательно, моим изделием является лист металла. Из таблицы 1 мы видим, что данный вид стали обладает хорошей разрезаемостью.
Марки стали углеродистой
Углеродистая сталь обыкновенного качества в зависимости от назначения подразделяется на три группы:
группа А - поставляемая по механическим свойствам;
группа Б - поставляемая по химическому составу;
группа В - поставляемая по механическим свойствам и химическому составу.
В зависимости от нормируемых показателей стали группы А подразделяются на три категории: А1, А2, А3; стали группы Б на две категории: Б1 и Б2; стали группы В на шесть категорий: В1, В2, В3, В4, В5, В6. Для стали группы А установлены марки Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6. Для стали группы Б марки БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6. Сталь группы В изготовляется мартеновским и конвертерным способом. Для нее установлены марки ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5.
Буквы Ст обозначают сталь, цифры от 0 до 6 - условный номер марки стали в зависимости от химического состава . С повышением номера стали возрастают пределы прочности (σв) и текучести (σт) и уменьшается относительное удлинение (δ5).
Марку стали Ст0 присваивают стали, отбракованной по каким-либо признакам. Эту сталь используют в неответственных конструкциях.
В ответственных конструкциях применяют сталь Ст3сп.
Буквы Б и В указывают на группу стали, группа А в обозначении не указывается.
Если сталь относится к кипящей, ставится индекс "кп", если к полустойкой - "пс", к спокойной - "сп". Качественные углеродистые конструкционные стали применяют для изготовления ответственных сварных конструкций. Качественные стали по ГОСТ 1050-74 маркируются двузначными цифрами, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, марки 10, 15,20 и т.д. означают, что сталь содержит в среднем 0,10%, 0,15%, 0,2% углерода.
Сталь по ГОСТ 1050-74 изготовляют двух групп: группа I - с нормальным содержанием марганца (0,25-0,8%), группа II - с повышенным содержанием марганца (0,7-1,2%). При повышенном содержании марганца в обозначение дополнительно вводится буква Г, указывающая, что стал
www.studsell.com
(Назад) (Cкачать работу)
Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!
СодержаниеВведение
Сведения об изделии и назначение изделия
Описание процесса кислородной резки
Материалы, применяемые при резке
Оборудование и аппаратура для газокислородной резки
Контроль качества резки
Механизация процесса резки
Организация рабочего места при газопламенной сварке и резке
Мероприятия по организации безопасных условий труда
Список литературы
ВведениеРезкой металлов называют отделение частей (заготовок) от сортового, листового или литого металла. Различают механическую (ножницами, пилами, резцами), ударную (рубка) и термическую резку.
Термической резкой называют обработку металла (вырезку заготовок, строжку, создание отверстий) посредством нагрева. Паз, образующийся между частями металла в результате резки, называют резом. По форме и характеру реза может быть разделительная и поверхностная резка, по шероховатости реза - заготовительная и чистовая. Термическая резка отличается от других видов высокой производительностью при относительно малых затратах энергии и возможностях получения заготовок любого сколь угодно сложного контура при большой толщине металла.
Можно выделить три группы процессов термической резки: окислением, плавлением и плавлением с окислением. При резке окислением металл в зоне резки нагревают до температуры его воспламенения в кислороде, затем сжигают его в струе кислорода, используя образующуюся теплоту для подогрева следующих участков металла. Продукты сгорания выдувают из реза струёй кислорода и газов, образующихся при горении металла. К резке окислением относится газопламенная (кислородная) и кислородно-флюсовая резка. При резке плавлением металл в месте резки нагревают мощным концентрированным источником тепла выше температуры его плавления и выдувают расплавленный металл из реза с помощью силы давления дуговой плазмы, реакции паров металла, электродинамических и других сил, возникающих при действии источника тепла, либо специальной струёй газа. К способам этой группы относятся дуговая, воздушно-дуговая, сжатой дугой (плазменная), лазерная и термогазоструйная.
резка термическая металл кислородная
Способность металла подвергаться кислородной резке называется разрезаемостью. Разрезаемость углеродистых сталей с увеличением содержания углерода ухудшается. Таблица 1. Классификация сталей по разрезаемости их ацетиленокислородным пламенем
| Группа | Сэ, в % | % с в марке стали | Марка стали | Условия резки |
| I | До 0,6 | До 0,3 | 10-25,, МСт4, 15Г, 20Г, 10Г2,15М, 15НМ30-35 | Режутся хорошо в любых условияхи не требуют термообработки |
| II | 0,61-0,8 | До0,5 | 30Г-40Г,15 Х, 20Х, 20ХФ, и др. 30-35, 30Г-40Г,15Х, 20Х, 20ХФ и др | Режутся удовлетворительно. Летом-резка без подогрева. Зимой и при резке больших сечений - подогрев до 1200 С |
| III | 0,81-1,1 | До0,8 | 50-70,50Г-70Г,12М-35ХМ,18ХГМ, 20ХГМ и др. | Режутся ограниченно, склонны к закалке и трещинам при резке; резку ведут в горячем виде при температуре листа 200-3000С |
| IV | Более 1,1 | Более 0,8 | 25ХГМ-50ХГМ, 33ХС-40ХС, 40ХГМ, 50 ХГА | Режутся плохо, склонны давать трещины, требуют дополнительного подогрева до 300-4500 С и замедленного охлаждения |
Мне дано задание: разрезать листовую сталь S до 60 мм, сталь углеродистая. Следовательно, моим изделием является лист металла. Из таблицы 1 мы видим, что данный вид стали обладает хорошей разрезаемостью.
Марки стали углеродистой
Углеродистая сталь обыкновенного качества в зависимости от назначения подразделяется на три группы:
? группа А - поставляемая по механическим свойствам;
? группа Б - поставляемая по химическому составу;
? группа В - поставляемая по механическим свойствам и химическому составу.
В зависимости от нормируемых показателей стали группы А подразделяются на три категории: А1, А2, А3; стали группы Б на две категории: Б1 и Б2; стали группы В на шесть категорий: В1, В2, В3, В4, В5, В6. Для стали группы А установлены марки Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6. Для стали группы Б марки БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6. Сталь группы В изготовляется мартеновским и конвертерным способом. Для нее установлены марки ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5.
Буквы Ст обозначают сталь, цифры от 0 до 6 - условный номер марки стали в зависимости от химического состава и механических свойств . С повышением номера стали возрастают пределы прочности (σв) и текучести (σт) и уменьшается относительное удлинение (δ5).
Марку стали Ст0 присваивают стали, отбракованной по каким-либо признакам. Эту сталь используют в неответственных конструкциях.
В ответственных конструкциях применяют сталь Ст3сп.
Буквы Б и В указывают на группу стали, группа А в обозначении не указывается.
Если сталь относится к кипящей, ставится индекс "кп", если к полустойкой - "пс", к спокойной - "сп". Качественные углеродистые конструкционные стали применяют для изготовления ответственных сварных конструкций. Качественные стали по ГОСТ 1050-74 маркируются двузначными цифрами, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, марки 10, 15,20 и т.д. означают, что сталь содержит в среднем 0,10%, 0,15%, 0,2% углерода.
Сталь по ГОСТ 1050-74 изготовляют двух групп: группа I - с нормальным содержанием марганца (0,25-0,8%), группа II - с повышенным содержанием марганца (0,7-1,2%). При повышенном содержании марганца в обозначение дополнительно вводится буква Г, указывающая, что сталь имеет повышенное содержание марганца.
По требованию потребителя выбираем марку стали.
Таблица 2. Используемые марки стали и требования к химическому составу
| Группа прочности | Марки стали | Массовая доля элементов и предельные отклонения, % |
| К260В К270В К310В К330В К350В К390В К490В | 08кп 08пс, 08, 10кп, 10пс, 10 15кп, 15пс 15, 20кп 20пс,20 25,30 35, 40, 45, 50 | По ГОСТ 1050 Для проката из стали марок 08кп и 08пс нижний предел массовой доли углерода и кремния не ограничивают |
| ОК300В ОК360В ОК370В ОК400В | Ст1, Ст2 (всех степ. раскисл.) Ст3 (всех степ. раскисл.) Ст3пс, Ст3сп Ст4 (всех степ. раскисл.) Ст5пс, Ст5сп | По ГОСТ 380 Массовую долю хрома, никеля и меди нормируют по требованию потребителя. Нижний предел массовой доли углерода не ограничивают Для проката из стали с номерами марок 3, 4, 5 (всех степеней раскисления) допускается снижение массовой доли марганца на 0,10 %. При раскислении полуспокойной стали алюминием, титаном или другими раскислителями, не содержащими кремния, а также несколькими раскислителями (ферросилицием и алюминием, ферросилицием и титаном и др.) массовая доля кремния в стали допускается менее 0,05 %. При этом массовая доля алюминия допускается до 0,07 %. Раскисление титаном, алюминием и другими раскислителями, не содержащими кремния, указывают в документе о качестве |
Для выполнения резки металла вручную лучше выполнять газокислородной резкой. Как уже упоминалось ранее, этот вид резки представляет собой горение металла в струе кислорода. Перед этим обязателен предварительный подогрев места резки до температуры воспламенения (более точное определение - до момента начала оксидирования металла в кислороде). Предварительный подогрев дает пламя ацетилена или пламя газов-заменителей. После того, как место резки будет разогрето до температуры 300-1300°С (для каждого металла - свое конкретное значение), осуществляется пуск режущего кислорода. Кислород режет подогретый металл и одновременно удаляет образующиеся оксиды. Для того чтобы процесс был беспрерывным, надо чтобы подогревающее пламя находилось всегда впереди струи кислорода.
Различные металлы в различной степени доступны для кислородной резки. Лучше всего режутся низкоуглеродистые стали с содержанием углерода не выше 0,3%. Среднеуглеродистые стали (углерод до 0,7%) режутся хуже. Резка высокоуглеродистых сталей вообще проблематична, а при наличии в составе углерода свыше 1% резка вообще невозможна без добавки специальных флюсов.
Первое, что надо запомнить, определяя режим резки для металлов, толщина которых более 400 мм:
referat.co
Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. Р. Е. АЛЕКСЕЕВА
Кафедра «МТК и ОМД»
по методологии научных исследований
«ГИДРОАБРАЗИВНАЯ РЕЗКА»
Выполнили: студенты гр. М11ПК
Хренова Е. В.
Смирнова К. Д.
Руководитель: Козлов И. К.
Нижний Новгород
2012
Содержание:
Введение
Сущность процесса………………………………………………………
Технология резки………………………………………………………..
Технологические параметры……………………………………………
Преимущества, недостатки и сравнительная характеристика………
Вывод……………………………………………………………………
2.Список литературы………………………………………………………..
Первые попытки использования струи воды в промышленности были осуществлены в 30-х годах ХХ столетия американскими и советскими инженерами для выемки камня, руды и угля. Серьезным импульсом развития технологии резки струей воды под высоким давлением послужило ее использование в авиастроительной и аэрокосмической индустрии.
Современные высокие технологии находятся в непрерывном развитии и постоянное расширение и модернизация промышленности и машиностроения способствует созданию и внедрению новых технологий. На сегодняшний день к инновационным технологиям можно отнести процесс гидроабразивной резки. Под понятием гидроабразивная резка понимается процесс резки струёй воды под большим давлением.
Сегодня гидроабразивная резка является отличной альтернативой газокислородной резке, лазерной резке и плазменно-дуговой резке в связи с тем, что гидроабразивная резка осуществляется струёй воды повышенного давления с добавлением абразивного порошка, который является режущим средством.
Среди особенностей гидроабразивной резки можно выделить следующие моменты:
высокая экологичность, взрывобезопасность, пожаробезопасность;
материал не перегревается, и не подвергается деформации;
возможность резки стали, стекла, мрамора, железобетона, керамики.
Для гидроабразивной резки в комплекте оборудования включён резервуар и фильтр для воды, насос, выдерживающий высокое давление, сопло, специальное устройство, подающее абразивные частицы, длинный шланг, выдерживающий повышенное давление, а также прибор, осуществляющий управление процесса резки.
Примечательно, что гидроабразивная резка, а именно физическая её суть состоит в отрыве разрезаемых частиц материала скоростным потоком твёрдофазных частиц. В целом гидроабразивная резка отличается небольшой шириной реза, малым количеством отходов и высоким качеством реза.
Как нетрудно догадаться, гидроабразивная резка происходит от двух производных — вода и абразив. Вода в процессе резки выполняет функцию транспортировки абразивных частиц, с помощью которых и происходит сама суть процесса.
Современная гидроабразивная резка — это высокотехнологический процесс, который со временем будет модернизироваться и приведёт к ещё большему развитию целого ряда отраслей. На сегодняшний день гидроабразивная резка активно внедряется в промышленное производство благодаря своим уникальным возможностям. Уже сейчас многие предприятия в таких отраслях, как судостроение, авиастроение и специальное машиностроение, оценили достоинства этого способа. Ведь технология гидроабразивной резки имеет самый широкий диапазон обрабатываемых материалов: от мрамора и стекла до легированной стали. С ее помощью возможно осуществлять раскройку листовых материалов, резку цветных металлов, титана и алюминия, обрабатывать камень и пластик. Общепринятые обозначения
ГАР – гидроабразивная резка WJC – Water Jet Cutting – резка водяной (или водно-абразивной) струей AWJC – Abrasive Water Jet Cutting – абразивная водоструйная резка
1. Сущность процесса
Если обычную воду сжать под давлением около 4000 атмосфер, а затем пропустить через отверстие диаметром меньше 1 мм, то она потечет со скоростью, превышающей скорость звука в 3–4 раза. Будучи направленной на обрабатываемое изделие, такая струя воды становится режущим инструментом. С добавлением частиц абразива ее режущая способность возрастает в сотни раз, и она способна разрезать почти любой материал.
Технология гидроабразивной резки основана на принципе эрозионного (истирающего) воздействия абразива и водяной струи. Их высокоскоростные твердофазные частицы выступают в качестве переносчиков энергии и, ударяясь о частицы изделия, отрывают и удаляют последние из полости реза. Скорость эрозии зависит от кинетической энергии воздействующих частиц, их массы, твердости, формы и угла удара, а также от механических свойств обрабатываемого материала.
Гидроабразивная резка особенно эффективна при резке многих труднообрабатываемых материалов:титановых сплавов, различных видов высокопрочных керамик и сталей,а также композитных материалов.При их гидроабразивной резке не создается разрывов в структуре материала,который, таким образом, сохраняет свои первоначальные свойства.
Гидроабразивная струя не изменяет физико-механические свойства материала и исключает деформацию,оплавление и пригорание материала.
2. Технология резки
Вода, нагнетаемая насосом до сверхвысокого давления порядка 1000–6000 атмосфер, подается в режущую головку. Вырываясь через узкое сопло (дюзу) обычно диаметром 0,08–0,5 мм с околозуковой или сверхзвуковой скоростью (до 900–1200 м/c и выше), струя воды поступает в смесительную камеру, где начинает смешиваться с частицами абразива – гранатовым песком, зернами электрокорунда, карбида кремния или другого высокотвердого материала. Смешанная струя выходит из смесительной (смешивающей) трубки с внутренним диаметром 0,5–1,5 мм и разрезает материал. В некоторых моделях режущих головок абразив подается в смесительную трубку. Для гашения остаточной энергии струи используется слой воды толщиной, как правило, 70–100 сантиметров.
Рисунок 2.1 Схема гидроабразивной резки
Рисунок 2.2 Схема смешивания частицы абразива
Таблица 1
Характерная область применения технологий резки водой
| Гидрорезка | Гидроабразивная резка |
| Кожа, текстиль, войлок (обувная, кожаная, текстильная промышленность) | Листы из сталей, металлов |
| Пластики, резиновые изделия (автомобильная промышленность) | Различные металлические детали (отливки, шестерни и др.) |
| Электронные платы | Сплавы алюминия, титана и др., композитные материалы, толстостенные пластмассы (авиационная и космическая промышленность) |
| Ламинированные материалы (авиационная и космическая промышленность) | Бетон, железобетон, гипсовые блоки, твердая брусчатка и др. строительные материалы |
| Теплоизоляционные, уплотнительные и шумопонижающие материалы | Камень, гранит, мрамор и др. |
| Продукты питания – замороженные продукты, плотные продукты, шоколад, выпечка и др. | Стекло, бронированное стекло, керамика |
| Бумага, картон | Комбинированные материалы, материалы с покрытием |
| Дерево | Дерево |
| Термо- и дуропласт | Армированные пластики |
При гидроабразивной резке разрушительная способность струи создается в гораздо большей степени за счет абразива, а вода выполняет преимущественно транспортную функцию. Размер абразивных частиц подбирается равным 10–30% диаметра режущей струи для обеспечения ее эффективного воздействия и стабильного истечения. Обычно размер зерен составляет 0,15–0,25 мм (150–250 мкм), а в ряде случаев – порядка 0,075–0,1 мм (75–100 мкм), если необходимо получение поверхности реза с низкой шероховатостью. Считается, что оптимальный размер абразива должен быть меньше величины (dс.т. – dв.с. )/2, где dс.т. – внутренний диаметр смесительной трубки, dв.с. – внутренний диаметр водяного сопла.
В качестве абразива применяются различные материалы с твердостью по Моосу от 6,5. Их выбор зависит от вида и твердости обрабатываемого изделия, а также следует учитывать, что более твердый абразив быстрее изнашивает узлы режущей головки.
Таблица 2
Типичная область применения некоторых абразивных материалов при резке
| Наименование | Характерная область применения |
| Гранатовый песок (состоит из корунда Al2O3, кварцевого песка SiO2, оксида железа Fe2O3 и других компонентов) | Широко распространен для резки различных материалов, в особенности высоколегированных сталей и титановых сплавов |
| Зерна электрокорунда (состоит преимущественно из корунда Al2O3, а также примесей) или его разновидности | Искусственные материалы с очень высокой твердостью по Моосу. Используются для резки сталей, алюминия, титана, железобетона, гранита и др. материалов |
| Зерна карбида кремния (SiC) – зеленого или черного | |
| Кварцевый песок (SiO2) | Резка стекла |
| Частицы силикатного шлака | Резка пластика, армированного стекло- либо углеродными волокнами |
Сопла обычно изготавливают из сапфира, рубина или алмаза. Срок службы сапфировых и рубиновых сопел составляет до 100–200 часов, алмазных сопел – до 1000–2000 часов. При гидрорезке не применяются рубиновые сопла, а сапфировые обычно служат в 2 раза дольше.
Смесительные трубки изготавливают из сверхпрочных сплавов. Срок службы – как правило, до 150–200 часов.
studfiles.net
