Методы газопламенной обработки металлов объединяют свыше 30 технологических процессов (рис. 1.). По своему технологическому назначению они могут быть подразделены на четыре основные группы: резка, соединение, нагрев и напыление материалов. Основой этих процессов является использование концентрированного местного источника нагрева высокотемпературным пламенем. К газопламенным методам примыкают процессы газоэлектрической, в том числе плазменной и газолазерной обработки, при которых теплоносителем служит газ, а источником нагрева — плазменная дуга, лазерный луч и т. д.
Разработано высокопроизводительное автогенное оборудование, которое обеспечивает получение надежных и экономичных металлоконструкций, работающих при сложном нагружении, в широком интервале температур и давлений. Газопламенная обработка повсеместно применяется во многих отраслях народного хозяйства и обладает неоспоримыми преимуществами по сравнению с механической обработкой по производительности труда и капитальным затратам. Наиболее характерные области применения основных газопламенных процессов приведены в табл. 1..
В последние годы внедрение этих процессов непрерывно расширяется. Совершенствуются оборудование и аппаратура для их использования. Современные установки и машины для термической резки и напыления материалов характеризуются высокой степенью автоматизации с использованием программного управления н микропроцессорной техники. Вместе с тем энергетические основы процессов, использующих газовое пламя дли местного нагрева обрабатываемого материала, сохраняются прежними.
Газопламенная обработка преимущественно ведется с применением кислорода и горючих газов (ацетилена и его заменителей). Иногда используются смеси кислорода и паров горючих жидкостей (керосина или бензина). Применяемые при газопламенных процессах горючие газы и кислород подаются к месту работы в сжатом состоянии по газопроводам или в стальных баллонах.
До сих пор широко используется выработка ацетилена в передвижных генераторах на месте производства работ. Наиболее распространенными процессами газопламенной обработки являются газовая сварка и кислородная резка. Они сохраняют свое значение для некоторых видов металлообработки, несмотря на успешное развитие электродуговых методов сварки и резки.
Газовая сварка широко используется при сварке стали малой толщины, чугуна, цветных металлов и сплавов. Кислородная резка применяется на поточно-механизированных линиях для высокопроизводительного раскроя листового проката в судостроении, машиностроении и других отраслях металлообработки. Ручная кислородная резка до сих пор повсеместно используется для разделки металла в цеховых условиях, при ремонте, монтаже и в строительстве.
Рис 1. Структура процессов газопламенной обработки
Таблица 1. Области применения основных процессов газопламенной обработки металлов.
Процесс |
Область применения |
Ручная кислородная резка |
Разделительная резка низкоуглеродистой и низколегированной стали толщиной 3- 300 мм Разделительная резка низкоуглеродистой стали толщиной от 300 до 800 мм Разделительная резка скрапа. лома и низкоуглеродистой стали толщиной до 200 мм Разделительная резка высоколегированной стали Поверхностная зачистка местных дефектов на заготовках из низкоуглеродистой и низколегированной стали |
Машинная кислородная резка |
Заготовительная прямолинейная резка Точная фигурная вырезка заготовок и деталей из листовой низкоуглеродистой стали толщиной до 100 мм Обрезка торцов труб в цеховых и полевых условиях (диаметром от 194 до 1420 мм) Резка стали большой толщины (до 2000 мм) Разделительная резка блюмсов и слябов на установках непрерывной разливки стали Сплошная поверхностная зачистка блюмсов и слябов в потоке прокатки |
Машинная плазменная резка |
Точная фигурная вырезка заготовок и деталей из листовой низкоуглеродистой высоколегированной стали толщиной до 80 мм и алюминия толщиной до 100 мм |
Машинная лазерная резка |
Точная фигурная вырезка деталей и заготовок из листов |
Газовая сварка |
Сварка стали малой толщины, чугуна, цветных металлов и сплавов |
Ручная газопламенная пайка |
Пайка легкоплавким и тугоплавкими припоями, низкотемпературная пайкосварка чугуна чугунными припоями |
Машинная газопламенная пайка |
Механизированная высокопроизводительная пайка деталей из медных сплавов |
Ручная газопламенная пайка |
Наплавка цветных металлов и твердых сплавов на стальные и чугунные изделия |
Газопорошковая наплавка |
Тонкослойная наплавка износостойких покрытий из порошковых твердосплавных материалов |
Газопламенный нагрев, правка и очистка |
Нагрев до 300°С изделий из черных и цветных металлов и неметаллических материалов, а также для оплавления поверхности битумной гидроизоляции Правка металлоконструкций до и после сварки Пламенная очистка поверхности металла от ржавчины, окалины и краски |
Газопламенное напыление покрытий |
Нанесение покрытий из цинка, алюминия, стали и других материалов для защиты металлоконструкций от коррозии, повышения износостойкости деталей и восстановления их размеров Нанесение покрытий из порошков цинка и термопластических материалов с температурой плавления до 800°С для защиты от коррозии и уплотнения поверхностей Нанесение покрытий из самофлюсующихся твердых сплавов, оксида алюминия и других материалов для повышения износостойкости деталей |