Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Исследование эффективности способов резки металлов

Цель работы: изучить процесс и оборудование газовой, дуговой и плазменной резки металлов.

Общие положения

Достаточно широко на практике применяется газокислородная резка, основанная на выгорании металла в кислороде. Т.е. для того, чтобы пошел процесс кислородной резки металл должен быть нагрет, как минимум, до температуры воспламенения его в кислороде. В качестве горючего газа при резке используются ацетилен, пропан, пропан-бутановая смесь и др. Данный способ обеспечивает простоту процесса и оборудования по сравнению с плазменной резкой. Однако с помощью кислородной резки практически невозможно разрезать нержавеющие стали. Не подвергаются кислородной резке все цветные металлы и сплавы, а также некоторые марки чугуна, т.к. разрезаемый металл при этом должен обеспечивать ряд обязательных требований.

Недостатки, присущие резке кислородной струей, угольным и покрытыми электродами, исключаются при плазменной резке металлов. За счёт высокой концентрации нагрева при данном способе появляется возможность производить резку практически всех металлов на постоянном токе прямой полярности. Физическая сущность процесса заключается в следующем:

1. удаление из зоны реза расплавленного металла за счет высокого давления, обеспечиваемого плазменной дугой. Зажигание дуги осуществляется при пробое промежутка высоким напряжением. Сначала возбуждается дежурная дуга между электродом и соплом, а далее через систему коммутации включается рабочая дуга, горящая между электродом и изделием.

2. основным инструментом при резке является плазмотрон. После зажигания рабочей дуги плазмотрон на расстоянии 1…2 мм от металла перемещают вдоль линии реза.

Расход основного металла при резке значительно ниже, чем при резке покрытыми электродами. При этом отмечается высокая производительность, возможность увеличения толщины разрезаемого металла, чистоты реза, обеспечивается меньший припуск на обработку, вследствие небольшого термического влияния на свойства металла. Однако данный способ требует использования специального оборудования. В качестве катода циркониевые или гафниевые электроды, обладающие высокой стойкостью к разрушению при нагреве, когда качестве плазмообразующего газа пользуется сжатый воздух. Однако в зависимости от режима резки срок службы катода составляет 3…5 часов.

Производительность процесса электродуговой резки определяется количеством выплавленного металла в единицу времени:

G_в = α_в·I_св·t (4.1)

α_в = G_в/I_св·t (4.2)

где G_в - количество металла, выплавленного за 1 ч., г; αв- коэффициент выплавки, г/А·ч. Производительность выплавки зависит от силы сварочного тока и угла наклона электрода относительно поверхности обрабатываемого металла. Установлено, что наибольшая производительность будет при угле наклона электрода к изделию от вертикали - 10^о. При таком угле наклона повышается эффективная тепловая мощность дуги за счёт уменьшения потерь тепла в окружающую среду.

Оборудование и материалы:

1) Сварочный пост постоянного тока с измерительными приборами.

2) Компрессор или баллон со сжатым воздухом.

3) Установка для плазменной резки УПР-0901.

4) Воздушно дуговой резак РВД-1 или др.

5) Сварочный щиток, рукавицы, кузнечные клещи.

6) Весы лабораторные ВЛТЭ -5000.

7) Секундомер.

8) Линейка.

9) Пластины из низкоуглеродистой и легированной стали.

10) Пластины из алюминиевого и медного сплавов.

11) Электроды: графитовые или угольные, толстопокрытые диаметром 5мм.

12) Сжатый воздух (баллон или компрессор).

Порядок выполнения работы

Опыт 1. Определить производительность процесса и расход материалов при электрической дуговой резке низкоуглеродистой плавящимся электродом.

2. Зачистить и взвесить пластины.

3. Рассчитать вес стержня металлического электрода.

4. Подобрать силу тока, исходя от диаметра электрода.

5. Произвести резку плавящимся электродом на длине 70…80 мм, отмечая силу тока, напряжение и время горения дуги.

6. Охладить пластину, очистить от брызг и шлака, взвесить.

7. Повторить опыт для нержавеющей стали.

Опыт 2. Определить производительность при плазменной резке, руководствуясь указаниям опыта 1. Опыты провести для низкоуглеродистой, высоколегированной и цветных (алюминиевый медный сплав).

Результаты опытов и расчётов занести в таблицу 4.1.

Содержание отчёта. Описание методика постановки опытов, примеры расчётов; таблица записей данных опытов и результатов расчёта; выводы и объяснения полученных данных.

Таблица 4.1. Результаты опытов

Номер опыта	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
Способ резки, материал
Результаты замеров	Масса электрода, г	до резки
после резки
Масса пробы, г	до резки
после резки
Режим резки	род, полярность тока
сила тока, А
напряжение, В
время горения дуги, с
Результаты расчетов	Масса, г	израсходованных электродов
выплавленного металла
коэффициент выплавки
производительность выплавки

Контрольные вопросы

1. Сущность дуговой и плазменной резки металлов и область их применения.

2. Почему резке постоянный ток прямой полярности?

3. От чего зависит производительность процесса дуговой резки?

4. Преимущества воздушно-дуговой резки и строжки металлов.

5. Преимущества плазменной резки металлов.

6. Недостатки кислородной резки.

7. Сущность плазменной и газокислородной резки металлов.

8. Требования, предъявляемые к металлам, подвергаемым резке.

9. Что такое кислородно-флюсовая резка, резка кислородным копьём? Их технологические возможности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сварка, резка и контроль. Справочник т.1. под ред. Н.П.Алешина. М.: Машиностроение, 2004, с. 523-608.

2. Антонов И.А. Газопламенная обработка металлов. М.: Машиностроение. 1976.

3. Петров Г.Л., Буров Н.Г., Абрамович В.Р. Технология и оборудование газопламенной обработки металлов. Л.: Машиностроение, 1978.

4. Евсеев Г.Б., Глизманенко Д.Л. Газопламенная обработка металлов и неметаллических материалов, М.: Машиностроение, 1974.

5. Ковальский В.А. Ацетиленовые генераторы. М.: Машиностроение, 1974.

6. Быков В.В., Файззулина Т.С. Газопламенные горелки. М.: Машиностроение, 1974.

7. Быков В.В., Файззулина Т.С. Газовые резаки. М.: Машиностроение, 1974.

8. Асиновская Г.Л., Журавицкий Ю.И. Газовая сварка чугуна. М.: Машиностроение, 1974.

9. Лабораторные работы по сварке. Под ред. Г.А. Николаева. М.: Высшая школа, 1971.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1. Изучение устройства и принципов действия газовых горелок, резаков редукторов………………………………………………. 3

2. Исследование величины отставания при кислородной резке стали………………………………………………..………………… 6

3. Газопламенная сварка серого чугуна…………………. 10

4. Исследование эффективности способов резки металлов…………………………………………………………………….13

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………… ………17

⇐ Предыдущая 1 23

Воспользуйтесь поиском по сайту: