Capitolul 5 _Debitarea Cu Flacara de Gaze

SUDAREA METALELOR SI ALIAJELOR

TANAVIOSOFT 2011

1

Autor : profesor Tănase Viorel

C5

Capitolul 5

DEBITAREA CU FLACARA DE GAZE

5.1.CONSIDERENTE GENERALE

Tăierea cu flacăra de gaze şi oxigen a metalelor, faţă de tăierea mecanică, prezintă avantajul că pot fi obţinute productivităţi mult mai mari şi suprafeţe tă-iate de calitate corespunzătoare celor tăiate mecanic. Dacă un metal este încălzit pînă la temperatura de aprindere în oxigen, el arde în jetul de oxigen dezvoltînd o mare cantitate de căldură, mentindu-se astfel arderea metalului; pe această proprietate se bazează tăierea metalelor cu flacără de gaze şi oxigen. Acest proces dă rezultate foarte bune, dacă se produc intens oxizii metalului la temperaturi in-ferioare temperaturii de topire a metalului respectiv. Oţelurile, în special cele cu conţinut redus de carbon, au această proprietate, deoarece temperatura de topire este de peste 1 480°C, iar temperatura de aprindere în oxigen de circa 1 100°C. Zgura care rezultă din ardere are o temperatură sub 1 480°C, astfel încît produse-le de ardere pot fi uşor eliminate, fără să se producă topirea oţelului. Oxizii care rezultă sînt foarte fluizi, astfel încît jetul de oxigen îi îndepărtează uşor din rost, iar marginile tăieturii rezultă foarte netede.

Dacă conţinutul de carbon din oţel creşte, atunci temperatura de topire sca-de, în schimb cea de ardere în oxigen, creşte, din care cauză tăierea este mai difi-cilă. Astfel, dacă conţinutul de carbon în oţel este de circa 0,70%, atît temperatura de aprindere în oxigen, cît şi cea de topire, devin aproape egale, de circa 1 300°C, ceea ce îngreunează procesul de tăiere. La conţinuturi de carbon mai mari, tem-peratura de aprindere în oxigen creşte, iar temperatura de topire scade; din aceas-tă cauză, oţelurile cu conţinut mare de carbon şi fontele nu pot fi tăiate cu flacăra decît dacă se folosesc suplimentar fluxuri care să fluidizeze oxizii formaţi şi să micşoreze temperatura de formare a acestora. De exemplu, la fonta cu 2,5%C, temperatura de topire este de circa 1 250°C, iar cea de aprindere în oxigen de cir-ca 1 400°C.

Pentru tăiere se folosesc suflaiuri speciale, cu care, după ce flacăra aduce metalul de tăiat la temperatura de ardere în oxigen, se dă drumul unui jet de oxi-gen, care arde metalul. La oţelurile cu conţinut redus de carbon sau slab aliate, cantitatea de căldură degajată prin ardere este de 5—10 ori mai mare decît căldura


TANAVIOSOFT 2011

2


C5

degajată de flacăra de încălzire, ceea ce are drept efect menţinerea continuă a ar-derii.

Flacăra totuşi este menţinută în continuare, pentru ca tăierea să se producă continuu, deoarece detenta oxigenului poate răci locul de tăiere şi întrerupe pro-cesul.

Oţelurile înalt aliate, fontele, metalele neferoase şi aliajele lor, nu satisfac condiţiile arătate pentru tăierea oţelului cu conţinut redus de carbon, deoarece temperaturile de aprindere în oxigen sînt superioare temperaturilor de topire. Metalele neferoase au şi conductivitate termică mare, iar oxizii se formează la temperaturi de topire superioare temperaturilor de topire ale metalelor respecti-ve, din care cauză tăieturile cu flacăra de gaze şi oxigen nu pot fi realizate în con-diţii de calitate corespunzătoare.

Dar oţelul, chiar cu conţinut de carbon redus conţine elemente de aliere greu fuzibile sau elemente care formează zguri greu fuzibile, de exemplu- crom, mo-libden, siliciu, wolfram etc., tăierea devine foarte dificilă. În schimb, alte elemente, cum este de exemplu manganul, favorizează tăierea, astfel încît oţelurile manga-noase cu 12—14% Mn se taie în foarte bune condiţii, deşi conţinutul de carbon din aceste oţeluri depăşeşte l%.

Pentru tăierea materialelor ce nu satisfac condiţiile arătate, se folosesc flu-xuri care fluidizează zgurile formate, în acest caz obţinîndu-se tăieturi, însă de ca-litate inferioară, cu rugozităţi încît după tăiere sînt necesare prelucrări mecanice.

Fig.5.1.1


TANAVIOSOFT 2011

3


C5

5.2.GAZE ŞI LICHIDE COMBUSTIBILE

Metalele şi aliajele de sudat folosite curent au temperaturi de topire sub 15000C. Pentru îmbinarea prin topire a acestora, este necesar ca flacăra de sudare să degaje o cantitate de căldură cît mai mare, în care scop pentru sudare sau lipire este folosită zona primară a flăcării, unde temperatura este cea mai mare. Flacăra de sudare se obţine, prin arderea unui gaz combustibil sau vapori de lichide combustibile în amestec cu aer sau cu oxigen pur. În amestec cu aer, temperatura flăcării este mai mică şi nu poate fi folosită decît pentru metale şi aliaje cu tempe-raturi joase de topire şi cu o conductivitate termică mai redusă, sau lipire. Pentru sudarea oţelului, a aluminiului şi a cuprului, flacăra cu amestec de aer nu este co-respunzătoare. În general, pentru sudare şi tăiere, flacăra de gaze şi lichide com-bustibile nu este folosită în amestec cu aer, ci numai cu oxigen. În flacăra formată de gazul combustibil şi oxigen, aerul participă numai în flacăra secundară, care degajă căldura şi ajută parţial la încălzirea piesei în timpul operaţiei de sudare.

Gazele şi vaporii de lichide combustibile folosite la sudare, tăiere şi lipire sînt: acetilenă, gazele naturale, hidrogenul, vaporii de benzină, de benzen, de ga-ze lichefiate .

Acetilena (C2H2) constituie gazul cel mai propriu sudării, deoarece are o temperatură de ardere în oxigen foarte înaltă, cuprinsă între 3 100 şi 3 200°C. Se foloseşte la sudarea oţelului, a fontei, metalelor neferoase etc. Prezintă dezavanta-jul că în amestec cu oxigen sau aer este explozivă. Se prepară în generatoare de acetilenă, din carbură de calciu(carbid), care în contact cu apa produce acetilenă, conform reacţiei:

CaC2 + 2H2O=C2H2 + Ca(OH)2+Q

Carbura de calciu (CaC2) se obtine din oxid de calciu şi cărbune pe cale elec-trochimică; are aspectul de granule compacte de culoare galbenă-brună pînă la neagră-albastră, iar în spărtură proaspătă are o structură cristalină. Se fabrică în şase grupe de granulaţie de la dimensiunea de 80—120 mm pentru tipul O, de 50—80 mm pentru tipul I, pînă la granule mici de 2—7 mm pentru tipul V. Carbi-dul se livrează în butoaie.Butoaieie cu carbid trebuie ferite de umezeală şi foc şi de acea se păstrează în magazii anume destinate acestui scop. Granulaţiile mici se folosesc în centralele de acetilenă, iar cele mari pentru producerea acetilenei în generatoarele de acetilenă. Reziduul rezultat la producerea acetilenei, hidroxidul de calciu Ca(OH)2l sub formă de nămol, se îndepărtează din generatoare şi se


TANAVIOSOFT 2011

4


C5

aruncă în gropi special destinate acestui scop, deoarece din ele se degajează aceti-lenă în continuare care poate provoca explozie.

În urma descompunerii carbidului, se produce o mare cantitate de căldură. În practică în generatoare cantitatea de apă se ia de peste 10 1 pentru fiecare ki-logram de carbid, deoarece in caz contrar temperatura produsă depăşeşte 60°C. Apa absoarbe căldura dezvoltată, ceea ce previne temperaturile mari şi pericolele legate de acestea. Temperatura de aprindere a acetilenei este de 350°C. în gene-ral, acetilenă este debitată din generatoare la presiuni foarte mici, sub 0,1 x105 Pa., ceea ce asigură securitatea necesară.

Acetilena dizolvată. Acetilenă la presiune de peste 1,6 x105 Pa, la tempera-tura de 60°C, se descompune în hidrocarburi foarte explozive. De aceea, acetilena nu se livrează în butelii la presiuni mari, ca majoritatea celorlalte gaze, ci numai în butelii speciale prevăzute cu masă poroasă, deoarece în capilarităţile porilor aceti-lenă se poate transporta fără pericol de explozie. În aceste butelii se introduce şi acetona, care are proprietatea de a dizolva acetilenă comprimată. în buteliile pre-văzute cu masă poroasă şi acetonă, acetilena se poate comprima la 15—16 x105 Pa la temperatura de 20°C, fără să prezinte pericole. Buteliile conţin circa 25% masă poroasă, 40% acetonă şi 29% acetilenă dizolvată (în volume), restul de 6% formînd spaţiul de siguranţă în partea superioară a buteliei.

Acetilena dizolvată în butelii prezintă următoarele avantaje:

puritate mare a gazului; securitate în exploatare; posibilitate de folosire în orice loc de muncă.

Buteliile de acetilenă dizolvată sînt vopsite în alb şi poartă o inscripţie roşie.

Hidrogenul este cel mai uşor gaz cunoscut; temperatura flăcării de hidrogen în amestec cu oxigenul este de 2 2000C.

Gazele naturale conţin în general 94—97% metan (CH4), iar în unele cazuri puritatea lor ajunge la 99% CH4. Deşi are o putere calorică destul de mare, căldu-ra dezvoltată în zona reducătoare a flăcării este numai cu puţin mai mare decît cea a hidrogenului. Temperatura de ardere în oxigen este de 2 000°C. Tempera-tura de aprindere în aer este de 340°C. Gazele naturale sunt folosite la sudarea aliajelor uşor fuzibile şi la tăiere. Sînt foarte explosive în amestec cu aerul.


TANAVIOSOFT 2011

5


C5

Vaporii de benzină, de petrol lampant sau de benzen pot fi folosiţi cu bune rezultate la sudarea metalelor uşor fuzibile şi la tăiere. Temperatura flăcării amestecului de vapori de benzină cu oxigen este de 2 550°C, a vaporilor de petrol lampant în amestec cu oxigen de 2 475°C, iar a celor de benzen de 2 500°C.

Vaporii de gaze lichefiate, propanul şi butanul, au dezavantajul că în zona reducătoare degajează cantităţi reduse de căldură. Vaporii acestor gaze se folo-sesc la tăiere şi lipire. Gazele lichefiate se livrează în butelii cu capacitatea de cir-ca 26 1; greutatea buteliei este de circa 12 kg şi este vopsită în albastru-inchis.

Pentru sudarea metalelor şi aliajelor uşor fuzibile, ca şi la tăiere, se mai folo-sesc: gaze de iluminat, gaz de apă, gaz de cocserie etc, a căror temperatură de ar-dere în oxigen variază între 1 900 şi 21000C. Aceste gaze conţin H şi CO, care le fac combustibile. Temperaturile de ardere a acestora în oxigen variază între 1 900 şi 2 000°C.

tabelul 5.2.1

Combustibilul folosit, cu Indica‐

rea formulei chimice

Temperatura

flăcării

Puterea

calorică

Căldura dega‐

jată în zona

primară a

flăcării

Cantitatea de oxigen

necesară de Intro‐

dus In suflai

Acetilenă 3 170 12 600 5 050 1,1—1,2

Hidrogen 2 100 2 570 1 300 0,25

Metan 2 000 8 500 1 400 1

Propan 2 000 22 500 1 150 1,5

Butan 2 100 28 500 1 100 2

Gaz de iluminat 1 900 1 000 900 0,7

Gaz de cocserie 2 200 4 500 1 000 0,6

Benzen 2 500 33 500 1 400 3

Benzină 2 400 30 000 1 200


TANAVIOSOFT 2011

6


C5

În ţările cu industrie dezvoltată se foloseşte un nou gaz lichefiat, metilacetilenă-propadienă, cunoscut sub numele de gazul MAPP. Vaporii aces-tui gaz au caracteristici apropiate de cele ale acetilenei, cu temperatura de ardere în oxigen de 2 925°C.Noul gaz lichefiat are limitele de explozie în amestec cu aer şi oxigen mult reduse faţă de acetilenă, ceea ce-i conferă o mare siguranţă în ex-ploatare.

Pentru obţinerea temperaturilor înalte la arderea gazelor combustibile este folosit oxigenul industrial care, amestecat cu acestea în proporţii corespunzătoa-re, după aprindere, generează flacăra de sudare. Oxigenul tehnic se livrează de trei tipuri: tip 99, tip 98 şi tip 97, numerele reprezentînd puritatea oxigenului res-pectiv. Pentru sudare şi tăiere, oxigenul cel mai corespunzător este de tip 99. Oxi-genul se livrează în butelii de oţel de 40 1, la presiunea de 150 x105 Pa.


TANAVIOSOFT 2011

7


C5

5.3. UTILAJE PENTRU TĂIEREA CU FLACĂRĂ DE GAZE ŞI OXIGEN

Pentru tăierea cu flacără de gaz şi oxigen este folosit suflaiul de tăiere, la ca-re, în afara ţevii de amestec pentru amestecul de gaz, este prevăzută la partea su-perioară şi o conductă suplimentară pentru oxigenul de tăiere. După încălzirea piesei de tăiat şi aducerea începutului de tăiere la temperatura de aprindere, se dă drumul oxigenului de tăiere prin conducta suplimentară, de unde, printr-un aju-taj, jetul de oxigen de tăiere este îndreptat asupra locului de tăiat.

Arzătorul de tăiere prevăzut cu robinetul de oxigen de tăiere la partea supe-rioară se montează la fel ca şi cel de sudare în mîner.

Fig.5.3.1 Fig.5.3.2

Fig.5.3.3 Fig.5.3.4

Amestecul de gaz şi oxigen necesar flăcării de încălzire din arzător trece în spaţiul inelar dintre becul exterior 9 şi cel interior 10, iar oxigenul de tăiere trece prin orificiul central al becului interior 10. Arzătorul se montează pe un cărucior, care menţine distanţa dintre bec şi piesa de tăiat; în cazul tăierilor circulare, căru-ciorul cu arzătorul montat pe el se ataşează la compas.


TANAVIOSOFT 2011

8


C5

tabelul 5.3.1

Grosimea metalului de tăiat

[mm]

5—25 25—50 50—100 100—200 200—300

Nr. becului exterior 1 1 1 2 2

Nr. becului interior 1 2 3 4 5

Distanța bec‐piesa de su‐dat, mm

3—4 4—5 5—7 6—8 8—10

Consumul de acetilenă, l/h 300—500 800—1000 1 100—1 250 1 300 1 300

Pre siunea oxigenului, daN/cm2

2—4 4—6 6—8 8—10 12—14

Consumul de oxigen ‐l/h 280+290 4 800 ±480 7 200±720 15 600+1 560 31 200+3 120

Lățimea tăieturii ‐mm 2—2,5 2,5—3,5 3,5—5 5—7 7—10

Arzătoarele pentru gaze naturale şi oxigen sint asemănătoare celor de aceti-lenă-oxigen cu unele modificări ale dimensiunilor găurii de intrare în camera de amestec şi ale spaţiului inelar dintre becul interior şi exterior al capului de tăiere, deoarece este necesar un debit de gaz natural cu circa 60% mărit faţă de acetilenă. Gazele naturale fiind de circa 40 de ori mai ieftine decît acetilena, prin folosirea lor se micşorează preţul de cost pe metru de tăietură cu 25—30%. Flacăra cu gaze naturale şi oxigen avînd o temperatură mai redusă faţă de tăierea cu acetilenă şi oxigen, calitatea tăieturii rezultă mai bună.

Fig.5.3.5.


TANAVIOSOFT 2011

9


C5

Aparatul se compune din următoarele:

1. Mâner; 2. Robinet pentru oxigen tehnic pur; 3. Camera de amestec; 4. Ţeava de amestec; 5. Ţeava pentru oxigen; 6. Piuliţă olandeză; 7. Capul de tăiere; 8. Piuliţă; 9. Bec;

După deschiderea robinetului de oxigen şi acelui de acetilenă,gazele trec prin injector camera de amestec 3,ţeava de amestec 4 şi ies prin spaţiul inelar for-mat de becul interior şi de becul exterior.Cu amestecul de oxigen şi acetilenă se obţine flacăra oxiacetilenică necesară preâncălzirii materialului de debitat.După ce materialul de debitat a ajuns la temperatura de aprindere cu ajutorul flăcării,se deschide robinetul de oxigen tehnic pur,care iese prin becul interior.

Pentru păstrarea unei distanţe uniforme ,capul de debitare se poate monta pe un cărucior.Pentru decupare circulară se poate utiliza un compas special.

Tabelul 5.3.1


TANAVIOSOFT 2011

10


C5

Tăierea manuală a pieselor se execută după trasare; în cazul cînd sînt folosi-te metode mecanizate, nu mai este necesară trasarea, iar calitatea suprafeţelor tă-ieturilor nu este inferioară suprafeţelor prelucrate mecanice. Cea mai simplă mecanizare se obţine prin montarea arzătorului la un cărucior an-trenat de un mic motor electric, ceea ce conduce la obţinerea de viteze constante de tăiere. Cărucioarele pot fi montate pe şine, conduse după şabloane sau ataşate la un compas. Aceste maşini sînt în general portabile. Pentru tăierea pieselor în serie se folosesc maşini staţionare, la care arzătorul este dirijat prin copiere după şabloane (cu pantograf), sau cu mecanisme cu role magnetice şi braţe articulate.

Ghidarea arzătorului în timpul tăierii poate fi manuală, mecanică şi electri-că. In figura sînt date tăierea după o riglă-colţar, tăierea cu un pantograf după un model, cu care se pot obţine piese mai mici, de aceeaşi mărime, sau mai mari decît piesa model, şi cu o maşină staţionară cu braţe articulate după un şablon. Tăieturi-le se pot executa pentru contururi de piese exterioare sau interioare (decupări) după şabloane, care la rîndul lor pot fi cu contur la exterior sau la interiorul unei decupări.

În întreprinderile moderne, maşinile de tăiere sînt complet automate, la care comanda este fotoelectrică (după desene la aceeaşi scară sau micşorate pînă la 1 : 100), sau numerică (cu benzi perforate), dotate cu echipament electronic, care pot executa tăieturi cu suprafeţe tăiate de înaltă calitate şi cu un mare grad de precizie pentru abateri la dimensiunile nominale.

Fig.5.3.6


TANAVIOSOFT 2011

11


C5

5.4.TEHNOLOGIA TĂIERII METALELOR CU FLACĂRĂ DE

GAZE ŞI OXIGEN

Pentru aducerea locului de început de tăiere la temperatura de aprin-dere(ardere) într-un timp cît mai scurt, se recomandă folosirea flăcării oxidante cu un raport volumetric —1,2 ... 1,4, adică a unei flăcări a cărei tempera-tură este cu 150 -200°C mai mare decît a flăcării neutre, folosite la sudare.

Pentru ca procesul de tăiere să se desfăşoare continuu, flacăra trebuie men-ţinută pe întreaga durată a operaţiei de tăiere. Menţinerea flăcării mâi prezintă şi avantajul că nu permite ca zgura formată pe marginile tăiate să se solidifice; de asemenea, flacăra ajută şi la fluidizarea şi îndepărtarea ţundărului de pe suprafe-ţele pieselor de tăiat. Se recomandă însă ca puterea flăcării în timpul operaţiei de tăiere să fie micşorată, ceea ce prezintă avantajul obţinerii unor suprafeţe tăiate de calitate superioară; totodată crestele superioare ale tăieturilor nu sînt aduse la to-pire, ceea ce ar constitui defecte ale tăieturilor. O putere mai redusă a flăcării con-duce şi la un consum mai mic de gaz combustibil.

Pentru tăiere se va menţine distanţa dintre bec şi piesa de tăiat la valorile date în tabelul, iar pentru arzătoarele cu gaze naturale, distanţa se va mări cu 3—5 mm, faţă de cea pentru arzătoarele cu acetilenă.

Timpul de încălzire pînă la temperatura de aprindere, respectiv pînă la por-nirea jetului de oxigen, este de 5 pînă la 20 s pentru table de oţel cu conţinut redus de carbon, cu grosimea de la 5 la 60 mm; la folosirea gazelor naturale, timpul de încălzire este mai mare cu 20—30% faţă de timpul de încălzire cu flacăra oxiaceti-lenică. Locul de încălzire pentru începutul tăierii trebuie perfect curăţat înainte de încălzire; în caz contrar, timpul de încălzire creşte.

La începutul tăierii, becul se menţine perpendicular faţă de tablă, numai în cazul cînd se lucrează cu viteze mai mari faţă de cele recomandate, iar la apariţia striurilor de întîrziere la partea inferioară pentru table de grosimi pînă la 20 mm se recomandă înclinarea înainte a arzătorului cu 15—20°.

Puritatea oxigenului de tăiere este foarte importantă, şi de aceea se reco-mandă folosirea oxigenului de tip 99; calitatea tăieturii se înrăutăţeşte şi viteza de tăiere scade la folosirea oxigenului tip 98 sau tip 97.


TANAVIOSOFT 2011

12


C5

Pe o adîncime de 5—2 mm de la suprafaţa tăiată, în metalul tăiat, se formează o zonă influenţată termic cu grăunţi măriţi.La tăierea oţelurilor cu conţinut mărit de carbon, din cauza călirii se pot produce chiar fisuri.

Consumurile specifice de oxigen şi acetilenă, precum şi regimurile de tăiere recomandate pentru table de oţel de diferite grosimii cu conţinut redus de carbon sînt date în tabelul

La tăiere, în cazul cînd regimurile indicate nu sint respectate, se pot forma defecte, ca: topirea crestelor superioare, striuri de întîrziere la marginile inferioare, smulgeri de material.

tabelul 5.4.1

Grosimea Nr. becului

tablei de tăiat [mm] exterior interior

Distanta dintre bec şi material [mm]

Presiunea oxigenului [daN/mm5]

Viteza

de tăiere [cm/m in]

Consumul de acetilenă [l/m]

Consumul de oxigen [l/m]

2— 4 1 1 3 1,0— 2 35 8— 10 55— 00

5— 10 1 1 4 2— 3 31 10— 15 80— 10O

10— 20 1 1 4 3— 4 28 15— 30 100— 200

20— 40 1 2 4— 5 4— 6 23 30— 65 200— 500

50— 80 1 3 5— 0 6— 7 18 05—100 500—1 500

80—120 2 3 6— 7 7— 9 15 100—100 1 300—2 000

120—200 2 4 7— 8 9—11 12 160—250 2 000—4 400

200—300 2 5 10—11 11—14 8 260—350 4 500—8 500

În locul acetilenei sau al gazelor naturale pot fi folosite şi lichide combustibi-le, ca petrol lampant, benzină şi benzen, în care caz sînt necesare suflaiuri prevă-zute cu evaporatoare. în aceste suflaiuri, lichidul combustibil este evaporat şi an-trenat de oxigenul flăcării de încălzire.


TANAVIOSOFT 2011

13


C5

Fig.5.4.1

La începutul tăierii se taie părţile cele mai subţiri, ce vor rezulta ca deşeuri, pentru ca piesa să fie cît mai mult menţinută de către părţile mai solide ale plăci-lor, din care se decupează piesa. Astfel, o piesă circulară se va tăia conform figurii , adică se va tăia întîi partea subţire (haşurată), şi apoi părţile mari; la fel se execu-tă tăierea pieselor dreptunghiulare sau pătrate.

În cazul cînd tăierea se începe din plinul tablei, în prealabil se execută cu burghiul o gaură cu diametrul de 10 mm. Găurirea poate fi efectutată şi prin arde-re cu un arzător de tăiere, aşezat la o distanţă de 5—7 mm de suprafaţa piesei. După ce locul de găurire a fost adus la temperatura de aprindere în oxigen, se dă drumul oxigenului de tăiere; concomitent se îndepărtează uşor arzătorul şi i se imprimă o mişcare înceată lateral, prin care se începe perforarea, după care se apropie arzătorul la distanţa necesară tăierii şi se începe tăierea conform figurii .

Arzătorul de tăiere poate fi folosit şi la prelucrarea pieselor cilindrice sau plane prin rabotare sau scobire. în acest caz, arzătorul este înclinat înainte în func-ţie de grosimea necesară de scobit. Scobirea este folosită în uzinele metalurgice la îndepărtarea defectelor de pe suprafeţele produselor turnate sau laminate.

Tablele subţiri şi de grosime mijlocie pot fi tăiate şi in pachet; înainte de a fi strînse în pachet se planează pentru ca interstiţiile dintre ele să fie minime. Strîngerea lor se face cu scoabe. Această metodă de tăiere este foarte productivă, deoarece se realizează economii mari de materiale şi de timp de tăiere.


TANAVIOSOFT 2011

14


C5

Procedeele de tăiere sînt larg folosite în ţara noastră în multe domenii tehni-ce, în special cu utilizarea gazelor naturale, care sînt ieftine; totodată se obţin tăieri de calitate superioara.

5.4.1.TĂIEREA LA DIFERITE TEMPERATURI

Tăierea metalelor cu grosime mare este avantajos să fie executată după în-călzire, în care caz vitezele de tăiere obţinute sînt mai mari, iar consumul de gaz combustibil şi oxigen pe unitatea de lungime tăiată este mult mai redus. Este re-comandabil ca tăierea să fie executată la temperaturi de 500-600°C, dacă este po-sibil chiar şi la temperaturi de peste 1 000°C.

În întreprinderile siderurgice, tăierea la temperaturi înalte este o operaţie curentă, deoarece în procesul tehnologic semifabricatele sînt încălzite, astfel încît operaţia de tăiere poate fi inclusă pe fluxul de fabricaţie cînd materialul se află în stare caldă. In acest caz, operaţiile de aducere şi de răsturnare a blocurilor, brame-lor şi ţaglelor sînt mecanizate şi se dispune de maşini de tăiere corespunzătoare tăierii la cald. Pentru tăierea materialelor cu grosimea de 50 -100 mm, vitezele de tăiere la temperaturi de 1 000°C sînt de peste 4 ori mai mari, faţă de tăierea la tem-peraturi obişnuite. In industria siderurgică, gazele combustibile folosite pentru tăiere sînt gazele naturale, gazul de iluminat şi propanul care prezintă avantajul unor arderi lente. Reglarea flăcării şi deci consumul de gaz este independent de temperatura materialului, însă ţinînd seamă de vitezele mari de tăiere care pot fi obţinute, rezultă importante economii de gaze. Rosturile care rezultă la tăierea metalului cald sînt mai late cu circa 20% faţă de tăierea la rece ;20°C. Mărirea con-sumului de oxigen faţă de consumul normal poate, de asemenea, mări viteza de tăiere atît la temperaturi reduse, cit şi la temperaturi înalte. Se recomandă folosi-rea gazelor naturale, deoarece în acest caz distanţa faţă de piesa. Pentru tăierea metalelor cu grosimi peste 300 mm, în special pentru tăieri la cald, este necesar ca suflaiurile să fie prevăzute şi cu circulaţie de apă.


TANAVIOSOFT 2011

15


C5

Tăierea la cald, la fel ca şi tăierea la rece, este avantajos să fie executată pe lungimi cît mai mari. Astfel, pentru tăierea blocurilor cu grosimea de 200 mm, la lungimea de 1 m, sînt necesari 3 m3 oxigen pentru o tonă de oţel tăiat la tempera-tura de 20°C şi numai 1,2 m3 în cazul cind este încălzit la temperatura de 800°C; la tăierea lungimilor de 6 m, la temperatura de 20°C sînt necesari 0,5 m3 oxigen pe tona de oţel tăiat, iar la temperatura de 800°C consumul este de numai 0,2 m3 pe tona de oţel tăiat. Rezultatele bune se obţin cu suflaiurile cu amestec exterior al flăcării. Cele mai avantajoase sînt suflaiurile combinate, care folosesc la începutul tăieri becuri cu amestec în interiorul suflaiului, iar în timpul tăierii becuri la care amestecul se produce la exter

5.4.2.TĂIEREA LONGCAV

Ţinînd seama că, în tehnica sudării, sint folosite pe scară largă rosturile în U, adică în dublu J (în tulpină), rosturi care prezintă o serie de avantaje mari la suda-rea automată a tablelor cu grosimi începînd de la 16 mm, în prezent cu suflaiuri speciale de tăiere cu flacără aceste rosturi pot fi obţinute cu o mare precizie. Pînă nu de mult rosturile în U (J) se executau prin prelucrări mecanice la maşini-unelte, însă costul ridicat al acestor prelucrări limita folosirea lor, deşi ele sînt avantajoase pentru realizarea unor îmbinări sudate de calitate. Su suflaiuri d.e anumită construcţie se poate executa tăierea cu flacără a rosturilor în tulpină, cea ce permite, pe lîngă realizarea unor suduri de înaltă calitate, şi sudarea automată a rosturilor de lungimi mari, deci o productivitate mare la un preţ de cost redus. Această tăiere este cunoscută sub denumirea de tăiere longcav.

Rosturile în U (J) se execută cu perete înclinat la unghiuri între 10 şi 30°C fa-ţă de axa verticală a rostului, iar partea inferioară de la fondul rostului este curba-tă astfel încît după sudare rezultă o rădăcină complet pătrunsă.

Unghiurile rosturilor se aleg în funcţie de tehnologia de sudare şi cu cît pă-trunderea la sudare este mai mare, cu atît unghiul rostului poate fi micşorat. în unele cazuri, însă, şi pentru o aceeaşi grosime pot fi folosite unghiuri diferite, în funcţie de procedeul de sudare care se aplică după tăiere.

Jetul de tăiere a marginii este dirijat astfel încît profilul tăieturii să rezulte un J, urmat de un jet de tăiere vertical la rădăcina rostului. Profilul în J se obţine cu două suflaiuri, unul care realizează tăierea marginii înclinate şi celălalt care la partea inferioară deviază tăierea astfel încît să rezulte călcîiul necesar.


TANAVIOSOFT 2011

16


C5

Tăierea se execută cu maşini de tăiere pe care se montează căruciorul cu su-flaiuri. Cele trei suflaiuri sînt fixate pe un suport comun, ansamblul formînd că-ruciorul port-suflai, iar o moletă solidară cu căruciorul se deplasează pe tabla de tăiat astfel încît menţine suflaiurile la distanţa constantă de tablă.

Prima operaţie este tăierea la capătul tablei cu primul suflai pentru decupa-rea pînă la un unghi de maximum 30° pentru tablele cele mai groase, maximum 100 mm. După ce maşina a fost adusă la punctul de plecare, adică pe o bucată de tablă sudată la capătul tablei de tăiat şi care serveşte pentru amorsarea tăieturii, se poziţionează suflaiurile.

Fig.5.4.2.1

Pentru tăierea în tulpină şi a celei pentru tăierea călcîiului de la rădăcina rostului. Suflaiul principal este răcit cu apă, ţinînd seamă de temperatura înaltă care se degajă. Unghiul de tăiere al suflaiului principal, adică înclinarea tăieturii tulpinei şi înclinarea celui de-al doilea suflai pentru tăierea călcîiului se reglează cu o scară gradată. Înălţimea călcîiului se obţine prin poziţia suflaiului, care devi-ază flacăra primului suflai. în funcţie de grosimea de tăiat se stabilesc vitezele de tăiere şi presiunea oxigenului de tăiere.

Pentru tăierea tablelor de 60 mm grosime cu un unghi al flancurilor do ma-ximum 30°, presiunea gazului se ia de 0,2 x105 Pa, iar a oxigenului de tăiere de maximum 10 x105 Pa, cu un debit maxim de 23 m3/h.

La tăiere, se recomandă folosirea gazelor naturale sau a propanului, în care caz nu se produc defecte de topire a marginilor rostului.


TANAVIOSOFT 2011

17


C5

5.5.MECANIZAREA ŞI AUTOMATIZAREA OPERAŢIEI DE TĂIERE

Mecanizarea şi automatizarea operaţiei de tăiere se face prin folosirea maşi-nilor de tăiere cu flacără de gaze astfel încît dirijarea flăcării şi a jetului de oxigen de tăiere să nu se mai execute cu suflaiuri manuale după linia de tăiere trasată in prealabil pe piesa de lucru, ci această operaţie să fie executată cu suflaiuri monta-te pe o maşină. Operaţia trebuie astfel condusă, încît după tăiere să nu mai fie ne-cesară nici o operaţie de prelucrare, de asemenea tăierea să fie executată simultan cu suflaiuri multiple, în vederea obţinerii de productivităţi cît mai mari. Economi-citatea folosirii maşinilor de tăiere este în funcţie de numeroşi factori: capacitatea de tăiere a maşinii, numărul de suflaiuri ale maşinii cu care se execută simultan tăierea pieselor respective, productivitatea instalaţiei, cota de amortizare a inves-tiţiilor etc.

Maşinile de tăiere cu flacăra de gaze sînt considerate maşini-unelte, la care scula de prelucrare este suflaiul; tăierea nu se face prin contactul direct al sculei, prin separarea pieselor tăiate, care se obţine prin deplasările suflaiului de tăiere la distanţa necesară grosimii respective supuse operaţiei.

Dacă însă seria de piese de tăiat permite introducerea unei maşini de tăiere, este indicată folosirea acestor maşini, deoarece se pot obţine suprafeţe tăiate de calitate atît în privinţa dimensiunilor pieselor, cît şi a rugozităţii suprafeţelor.

Pentru serii mari de piese se recomandă maşinile la care nu numai tăierea se face automat, ci la care şi comanda operaţiei de tăiere este automatizată, cu posi-bilitatea folosirii mecanismelor centrale de antrenare cu fotoscop şi a mai multor suflaiuri, ceea ce conduce la obţinerea de piese precise, de o calitate superioară a tăieturilor la un preţ de cost redus.

Ţinînd seamă că, în prezent, sînt folosite procedee de sudare automată sub flux şi în mediu de gaz protector şi pentru ca să nu mai fie folosită sudarea manu-ală la rădăcina rosturilor din cauza . Devine absolut necesară o precizie mare a tablelor tăiate, posibilă de realizat cu maşinile moderne de tăiere. Pentru sudarea complet automată a unor rosturi lungi de 10 -12 m, este necesar ca variaţiile di-mensiunilor rosturilor să fie sub 0,8 mm, iar uneori în construcţii navale aceste variaţii ale dimensiunilor rosturilor sînt indicate chiar pentru lungimi de 20 mm. Aceasta conduce la condiţii de precizie de +0,2 mm ale dimensiunilor rosturilor pentru aceste lungimi mari de tăiere.


TANAVIOSOFT 2011

18


C5

In prezent, maşinile mari pentru tăiere automată sînt echipate cu agregate complexe cu trei suflaiuri, care la lungimi mari execută dintr-o singură trecere rosturi în X, Y şi K cu precizia necesară.

Maşinile moderne de tăiere automată, echipate cu suflaiuri multiple mai sînt echipate şi cu reglarea automată capacitivă a distanţei bec-piesa de tăiat şi chiar dacă tablele de tăiat prezintă ondulaţii, distanţa bec- piesă este menţinută, ceea ce conduce la obţinerea de tăieturi precise de calitate superioara.

Fig.5.5.1


TANAVIOSOFT 2011

19


C5

5.6.MASINI DE TAIERE

Cele mai simple maşini de tăiere sînt maşinile portative formate dintr-un că-rucior antrenat de un mic motor electric. Aceasta imprimă suflaiul montat pe că-rucior o viteză constantă de înaintare pe linia de tăiere. Suflaiul montat în general pe o bară a căruciorului este condus fie manual, după o trasare prealabilă pe piesa de tăiat în cazul tăierilor curbe, fie după un ghidaj drept pentru tăiere în linie dreaptă, fie după un dispozitiv cu compas pentru tăiere circulară. Maşina portati-vă este antrenată de un motor şi, de exemplu, la tăieri curbe, sudorul o ghidează după urma trasată. Cu unele maşini portative pot fi realizate tăieturi chiar auto-mat. Motorul de antrenare a căruciorului este de putere mică, în general de 40- 60 W, alimentat de la reţeaua electrică a atelierului. Viteza de înaintare este reglată cu ajutorul unui buton care poate fi rotit în jurul unei scări gradate, pe care sînt notate vitezele de tăiere. în timpul tăierii, viteza reglată rămîne constantă pe toată durata de tăiere pentru grosimea respectivă de tăiat. Suflaiurile maşinilor por-tative au capete de tăiere plate sau rotunde. în cazul cînd maşina este echipată cu capete plate, sensul de tăiere este numai unul, adică „becul oxigenului de tăiere în urma becului flăcării de încălzire", in timp ce cu capete rotunde sensul poate fi oricare.

În figura sînt reprezentate vederi ale unei maşini portative de tăiere, cu care se pot executa manual tăieri curbe, iar mecanizat tăieri drepte şi tăieri circulare, în care caz maşina mai trebuie să fie echipată suplimentar cu şină de ghidare 23, respectiv cu un compas 3. În figura la poz. 20 se arată şi un suflai cu cap lat, care poate fi folosit la tăieri drepte (spre dreapta în cazul de faţă), iar în figura se arată modul cum pot fi efectuate tăierile circulare cu ajutorul unei tije-compas, introdu-să în cutia montată pe un vîrf de centrare. Această cutie poate fi introdusă la am-bele capete ale tijei şi fixată la distanţa necesară, pentru ca să poată fi executate tăieri de discuri mari (1), in care caz căruciorul rulează în interiorul discului ce urmează să fie tăiat, şi tăieri de discuri mici (2), în care caz cercul descris se află în interiorul cercului de rotire a căruciorului.


TANAVIOSOFT 2011

20


C5

Fig.5.6.1

Braţul portsuflai poate fi echipat şi cu două suflaiuri, în care caz pot fi exe-cutate tăieri în X, K şi Y. De asemenea, pot fi tăiate şi benzi cu lăţimea de 40-425 mm, în care caz pe bară se montează două suflaiuri, — de o parte şi de cealaltă a căruciorului — benzile puţind fi tăiate drept sau înclinat (în V). Maşinile portative mai pot fi echipate cu distribuitoare de pulberi pentru tăierea grosimilor mari, tă-ierea fontelor şi tăierea oţelurilor înalt aliate. Cu aceste maşini pot fi executate tă-ieri cu viteze de 750 mm/min pentru table de 2 mm grosime şi de 260 mm/min pentru table de 100 mm grosime.

O altă grupă de maşini de tăiere sînt maşinile staţionare. Această grupă cu-prinde maşinile cu braţe articulate, care execută tăierea mecanizat după şabloane.

Pot executa tăieri de piese cu configuraţia complexă, folosite în locul piese-lor stanţate sau forjate, deoarece piesele după tăiere nu necesită vreo prelucrare a contorului. In figura se reprezintă o maşină de tăiere cu braţe articulate.


TANAVIOSOFT 2011

21


C5

Fig.5.6.2

Şablonul respectiv 9 se montează pe braţul de susţinere a şablonului 5, iar bolţul magnetic de antrenare 8, care asigură deplasarea pe marginile şablonului, transmite mişcarea capului de tăiere 7, care, cu ajutorul braţelor (cadrelor) articu-late 2 şi 4, execută tăierea necesară. Sub capul de tăiere 7 la distanţa corespunză-toare (3-6 mm) se aşază perfect orizontal tabla pe masa de lucru. Se obţin viteze de 100 pină la 800 mm/min, în funcţie de grosimea tablei de tăiat. Comanda maşinii se face de la tabloul de comandă 11.

Tăierea poate fi executată prin ghidarea bolţului magnetic la exteriorul sau interiorul şablonului şi poate fi obţinută la exteriorul sau în interiorul unei table (decupare interioară).

O altă grupă de maşini — şi cele mai folosite — sînt maşinile de tăiere cu că-rucioare încrucişate; cu ele pot fi obţinute orice forme de tăieturi pe piesa de su-dat, după şablon sau după desen. Maşinile cu cărucioare încrucişate sînt prevăzu-te cu două cărucioare care au un mers perpendicular intre ele.

Aceste maşini sînt echipate cu următoarele ansambluri:


TANAVIOSOFT 2011

22


C5

calea de rulare compusă din două şine profilate, prevăzute cu o cremalieră pentru antrenarea căruciorului longitudinal;

un cărucior pentru deplasarea transversală, pe care este montat braţul mobil cu portsuflaiul prevăzut cu o cremalieră pentru deplasarea transversală;

mecanismul de antrenare cu capul de comandă montat pe braţul mobil; mesele de aşezare, una pentru desenele sau dispozitivele de tăiere şi alta

pentru piesele de tăiat. Cele două cărucioare au un mers perpendicular- între ele, astfel încît suflaiurile

de tăiere montate pe braţul mobil al maşinii parcurg drumul care rezultă din de-plasările celor două cărucioare.

Aceste maşini pot fi dirijate în mai multe moduri:

manual, după trasările de pe tabla de tăiat; manual, cu o reticulă luminoasă după desenul de pe masă; mecanizat, cu compas pentru tăieri circulare; mecanizat, cu rolă magnetică după un şablon; automat, cu celulă fotoelectrică după desen la diferite scări, de la 1/1

pină la 1/100, cu acţionarea cărucioarelor prin coordonate; cu benzi perforate în cazul comenzilor numerice.

Mesele de lucru pe care se aşază tablele de tăiat sînt separate de maşinile de tăie-re, dispuse lateral de-a lungul căii de rulare pe partea braţului transversal cu su-flaiuri.

Lăţimea meselor pe care sînt aşezate desenele, şabloanele, compasurile etc., după care se execută tăierile, începe de la 1 000 mm. Ele sînt montate pe stîlpi sau socluri, aşezate la o înălţime de circa 700 mm între şinele căii de rulare. în sens longitudinal au lungimi de la 2 000 mm.

Lăţimea şi lungimea constituie dimensiunile de bază ale maşinilor. In sens longitudinal însă maşinile pot fi mărite prin adăugarea de panouri atît pentru calea de rulare, cît şi pentru mesele de aşezare.

Maşina universală mică cu cărucioare încrucişate, echipată cu două sufla-iuri, la care comanda poate fi făcută:

manual, cu capul de antrenare 2 condus cu mîna, astfel încît suflaiul să execute mişcarea după liniile trasate pe piesă, sau cu ghidare după


TANAVIOSOFT 2011

23


C5

desen prin reticula luminoasă a optoscopului 3, care urmăreşte dese-nul;

mecanizat, cu o rolă magnetică prinsă în axul capului de comandă 2, care urmăreşte şablonul aşezat pe masa 4, iar pentru tăieri circulare cu un compas aşezat pe masă cu capul de comandă ghidat de o tijă care se roteşte în jurul unui punct central;

automat, cu un fotoscop, montat in locul capului de comandă şi a optoscopului, care urmăreşte mijlocul liniei unui desen sau marginea unui desen negru-alb aşezate pe masă.

La maşinile acţionate automat cu comandă fotoelectrică după fotoscop, tu-raţiile motoarelor de antrenare pentru deplasările longitudinală şi transversală sînt determinate electronic de un analizator de componenţi, astfel încît viteza de tăiere reglată să rămînă constantă în orice direcţie.

Deplasările suflaiurilor sînt asigurate de două servomotoare, unul pentru deplasarea longitudinală, celălalt pentru cea transversală. Vitezele celor două mo-toare sînt astfel reglate încît viteza de înaintare a suflaiurilor să rămînă întot-deauna constantă, adică la viteza reglată.

Viteza de tăiere stabilită la tabloul de comandă la maşinile actuale se menţi-ne constantă cu o precizie de +2% în orice direcţie s-ar deplasa suflaiurile. La ma-şina de tip mic, reprezentată în figura capul de comandă se află între cele două şine ale căii de rulare, însă maşinile de mărime mijlocie pot fi de construcţie cu capul de comandă în consolă, iar tăierea se execută între şinele de rulare a maşi-nii. în acest caz, masa de aşezare a desenelor sau şabloanelor este aşezată lateral.

Maşinile de tăiere în coordonate se construiesc de mărime mică, mijlocie sau mare. Maşinile de tăiere de mărime mijlocie sînt cele mai folosite şi au o lăţime de tăiere cuprinsă între 1 500 şi 4 000 mm. Pentru aceste mărimi de maşini, lăţimea totală a maşinii poate varia între 4 500 şi 9 000 mm, în funcţie de maşină şi numă-rul de suflaiuri, care poate varia de la 3 la 8 bucăţi. Lungimea de lucru poate fi oricare, deoarece la lungimea căilor de rulare se pot adăuga panouri de 2 000 mm lungime. Vitezele de tăiere sînt pînă la 1 500 mm/min. Unele maşini sînt con-struite şi pentru viteze de tăiere de peste 1 500 mm/min, adică şi pentru tăierea cu plasmă. Comenzile acestor maşini sînt automate şi ele se execută după mijlo-cul liniei desenului prin comandă fotoelectrică.


TANAVIOSOFT 2011

24


C5

Fig.5.6.3 Fig.5.6.4

Alte maşini de tăiere sînt maşinile de tăiere portale, destinate execuţiei de precizie a rosturilor drepte sau în V, X, Y şi K pe cele patru margini ale tablelor, precum şi a tăierii de benzi.

MMaaşşiinnaa ddee ttăăiiaatt sseemmiiaauuttoommaatt RRSS‐‐55

Fig.5.6.5.Maşina de tăiat RS-5


TANAVIOSOFT 2011

25


C5

Maşina de tăiat RS-5 se compune din căruciorul pentru materialul de tăiat 1,aşezat pe şinele 2,căruciorul inferior 3,căruciorul superior 4 şi căruciorul şabloa-nelor 5.

Căruciorul inferior,prevăzut cu valţul din aluminiu 6,se poate deplasa după săgeata I pe şinele 7,montate pe picioarele 8.Una dintre şine are fixate la capete opritoare pentru a evita o rulare a căruciorului nepermisă.Căruciorul superior se compune din dispozitivul de antrenare 9,proiectorul 10,panoul principal de co-mandă 11,maneta închizătorului rapid de gaze 12,pârghia de ridicare a dispoziti-vului de antrenare 13,panoul secundar de comandă 14 şi axul rotativ 15 al supor-tului aparatelor de tăiere 16.Căruciorul superior se poate deplasa pe calea 17 după săgeata II.Axul rotativ 15 poate executa o mişcare circulară după săgeata III .

Căruciorul şabloanelor serveşte la aşezarea şsbloanelor metalice pentru tăie-rea cu capul magnetic,sau a desenului pentru tăierea cu proiectorul.

Maneta închizătorului rapid de gaze are 3 poziţii:

1. poziţia orizontală pentru flacăra de încălzire; 2. poziţia verticală-jos pentru jetul de oxigen de tăiere şi cuplarea avansului

maşinii; 3. poziţia verticală-sus pentru întreruperea flăcării,a jetului de oxigen şi a

avansului. Maşina de tăiat RS-5 poate să execute tăieturi în linie (longitudi-

nal,transversal sau oblic),după şablon,după desen,circulare şi înclinate.

Taierea în linie dreaptă

În acest scop ,se utilizează ca dispozitiv de antrenare,dispozitivul cu roţi dinţate 1.Acesta primeşte mişcarea de rotaţie de la motorul I prin ridicarea între-ruptorului 1 de pe panoul de comandă principal.Prin roţile dinţate z1,z2,z3 şi z4,mişcarea de rotatie se trans-mite rolei dinţate 3.Aceasta poate rula cu valţul din aluminiu 2 după coborârea pârghiei 13.

Când rularea se face după generatoarea valţului,căruciorul superior se de-plasează transversal (II).Dacă rularea se face după circumferinţa rolei dinţa-te,căruciorul inferior se deplasează în direcţie longitudinală.Pentru o tăietură sub un anumit unghi,se roteşte manual proiectorul cu unghiul dorit.


TANAVIOSOFT 2011

26


C5

1.reductor de turaţie;

2.valţ de aluminiu;

3.rola dinţată;

-roţi dinţate

Fig.5.6.6.Dispozitiv de antrenare

Tăierea după şablon

Tăierea cu şablonul este utilizată în producţia de se-rie.Capul magnetic se montează în locul dispozitivului de antrenare.

Pe căruciorul şabloanelor se fixează şablonul din me-tal.Cu ajutorul pârghiei 13,se coboară capul magnetic pâ-nă la contactul cu şablonul.După conectare,capul magne-tic va urmări conturul şablonului.

Şabloanele sunt interioare şi exterioare.

Dimensiunile şablonului sunt influenţate de:

lăţimea tăieturii; diametrul rolei capului magnetic; adaosul de prelucrare.

1.Bobina;

2.Şablon;

Fig.5.6.7.Cap magnetic 3.Rola


TANAVIOSOFT 2011

27


C5

Tăierea după desen

Fig.5.6.8.Proiectorul

La tăierea după desen se foloseşte proiectorul,care este cuplat,prin roţile z1,z2,z3,cu dispozitivul de antrenare 6.Proiectorul este prevăzut cu lampa incan-descentă 1,diafragma cu fantă în cruce 2,lentila 3 şi roata de mână 4.Imaginea fan-tei se proiectează pe desenul 5 fixat pe placa căruciorului şabloanelor.

Centrul crucii proiectate se conduce,prin roata de mână,pe conturul desenu-lui.La proiectarea desenului se ia în considerare influenţa lăţimii tăieturii şi adao-sul de prelucrare.

Tăierea circulară

La tăierea circulară,axul rotativ al suportului capetelor de tăiere primeşte mişcarea de rotaţie de la motorul II.Raza de tăiere se reglează prin deplasarea aparatului de tăiere pe suport.


TANAVIOSOFT 2011

28


C5

Tăierea înclinată

Constă în înclinarea aparatelor de tăiat la unghiul dorit.

Fig.5.6.9.


TANAVIOSOFT 2011

29


C5

5.7.CALITATEA TĂIETURILOR

Obţinerea tăieturilor de calitate se realizează cu viteze de tăiere menţinute la valori absolut constante, prevăzute în tehnologie, pentru grosimea respectivă de metal. La tăierea manuală, viteza constantă de tăiere este dificil de menţinut, însă cu maşinile de tăiere viteza dorită se realizează uşor.

În cazul unei tăieri mecanizate şi la o reglare corespunzătoare a gazelor, a oxigenului de tăiere şi a unei viteze corespunzătoare, se poate obţine o tăiere cu o rugozitate comparabilă cu cea a suprafeţelor finisate obţinute prin prelucrări me-canice.

Prin imprimarea unei viteze constante şi corecte de tăiere, suprafaţa secţiu-nii tăiate are crestături drepte, aşa cum rezultă din figura. Dacă viteza de înaintare este mai mică, pe suprafaţa tăiată rezultă topituri, iar dacă viteza este mai mare, decît viteza necesară, pe suprafaţa tăiată apar crestături în ]/2 S.

Viteza de ardere a materialului şi ca urmare a acesteia şi viteza de tăiere mai depinde şi de puritatea oxigenului folosit. Numai cu un oxigen de puritate de mi-nim. 99% 02 se pot obţine tăieturi de calitate cu suprafeţe fine, realizîndu-se toto-dată şi viteze optime de tăiere.

Fig.5.7.1.

Cu maşinile moderne de tăiere cu flacără şi cu respectarea condiţiilor de pu-ritate a oxigenului, se pot obţine suprafeţe tăiate la care rugozitatea este de sub 40 μm.

Topirea muchiei superioare este de asemenea un defect al tăierii.

Raza de topire nu trebuie să depăşească 0,25 mm la materialele pînă a 25 mm gro-sime şi 0,7 mm la materialele pînă la 100 mm grosime. Cu maşini de tăiere echipa-te cu economizoare se pot obţine tăieturi la care topirea muchiei superioare nu


TANAVIOSOFT 2011

30


C5

depăşeşte limitele menţionate, deoarece lozarea gazelor se face automat în ames-tecuri prevăzute pentru grosimea respectivă.

Alte defecte care se înlătură la tăiere cu maşinile moderne sînt şi abaterile dimen-sionale în lungimea rostului tăiat care nu depăşesc +0,2 mm pentru tăieri drepte pînă la 10 m lungime.

Alte defecte care pot apărea după tăiere mai pot fi:

neuniformităţi pe suprafeţele tăieturilor, cum sînt golurile sub muchia superioară, rosturile de tăiere îngustate sau lărgite, abaterile unghiulare ale suprafeţelor tăieturii, marginea inferioară rotunjită;

crestături pe suprafeţele tăieturilor deviate înainte (sus sau jos) sau înapoi (jos) sau cu adîncituri neuniforme;

ondulaţii pe suprafaţa tăieturii în sensul de tăiere; tăieri incomplete; tasări separate sau continue, în special la partea inferioară; zgură aderentă la partea inferioară sau cruste de zgură; fisuri pe suprafeţele tăiate sau uneori sub suprafeţele tăiate. Defectele pot fi provocate de multe cauze, cum sînt: viteze de tăiere prea

mari, prea mici sau neuniforme, presiunea oxigenului de tăiere ne-corespunzătoare grosimii, distanţa bec-piesă prea mică sau prea mare, becuri îmbîcşite, deviaţii ale suflaiului de oxigen de tăiere de la poziţia corectă, calitatea oxigenului necorespunzătoare.


TANAVIOSOFT 2011

31


C5

5.8.TĂIEREA ŞI PRELUCRAREA ŢEVILOR

Ţeava este un element constructiv de bază în numeroase sisteme tehnice, servind la transportul de fluide sub formă de gaze sau lichide în instalaţii indus-triale (industria chimică, alimentară, frigorifică etc.), în construcţii de maşini (căl-dări cu abur, maşini, vehicule), ca element constructiv în construcţii metalice im-portante (macarale portal etc.) şi la confecţionarea mobilierului metalic.

Odată cu dezvoltarea producţiei industriale a crescut enorm necesarul în ţevi şi în aceeaşi măsură a. trebuit să se dezvolte posibilităţile de prelucrare, în special de tăiere şi de sudare. Ţeava, ca element portant şi ca element de rigidiza-re pentru construcţii, a dobîndit o importanţă considerabilă, oferind numeroase avantaje; comportare favorabilă la flambare şi la compresiune, mare rigiditate la răsucire etc.

Pentru tăiere cu flacără de gaz este necesar ca pe locul unde se execută prelucrarea, adică pe întreaga lungime şi pe o lăţime de minimum 20 mm, su-prafaţa ţevii să fie curăţită de rugină, vopsea şi de orice murdărie, deoarece acestea împiedică desfăşurarea corectă a tăierii. Zona influenţată termic în ur-ma tăierii nefiind prea adîncă la pereţi pînă la 10 mm grosime, este suficient du-pă tăiere o polizare a suprafeţei tăiate, în cazul ţevilor cu pereţi groşi, precum şi pentru ţevi din oţeluri aliate, se vor respecta operaţiile de tratament ţermic pre-văzute în fişa tehnologică, în vederea obţinerii structurii necesare.

În funcţie de diametrul ţevii, de grosimea peretelui şi felul tăierii, trebuie fo-losite diferite procedee pentru prelucrarea respectivă. Cu flacăra se execută ope-raţia de tăiere, de separare sau de decupare.

Ţevile din oţeluri nealiate sau slab aliate se taie cu flacără de gaze, iar pen-tru ţevile din oţel înalt aliat sau din metale neferoase, se recomandă folosirea plasmei. Deşi acestea pot fi prelucrate cu flacăre de gaz şi pulberi metalice, prac-tic nu se foloseşte. Prelucrarea cu plasmă se execută numai cu maşini staţionare. Deşi pentru unele prelucrări cu flacăra de gaz pot fi folosite maşini transportabile simple, pentru producţie mai mare acestea nu sînt rentabile, ci numai maşinile staţionare, care în funcţie de volumul producţiei pot fi combinate cu un sistem potrivit de transport.

Tăierea circulară a ţevilor este o operaţie foarte frecventă în majoritatea uzi-nelor constructoare de maşini. Se folosesc maşini şi dispozitive la care ţeava ce urmează a fi prelucrată se prinde în bacurile maşinii, iar antrenarea se execută cu


TANAVIOSOFT 2011

32


C5

un motor electric care transmite prin intermediul unor roţi dinţate rotirea ţevii în faţa suflaiului de tăiere. Pentru asigurarea centricităţii ţevii, aceasta se strînge si-multan în trei bacuri.

Reglarea braţului-suport al suflaiului se face în funcţie de diametrul ţevii şi de grosimea pereţilor. Suflaiurile de tăiere pot fi folosite şi independent de dispo-zitivul de prindere a ţevii.În figura se arată diferite prelucrări efectuate la ţevi în vederea îmbinării lor prin sudare.

Tăierea circulară se; execută şi manual, însă este necesar ca ţeava să fie introdusă în role de antrenare care servesc pentru imprimarea unei viteze constante de rotire.

Sprijinirea ţevii, în special la lungimi mici, în afara mandrinei cu bacuri se execută şi cu role de ghidare montate pe cărucioare mobile, care se aduc sub ţeava.

În afară de maşinile cu braţe port-suflai, se fabrică şi maşini la care partea de prelucrare cu flacără este separat montată po cărucioare sau pe stive mobile, sepa-rate do partea mecanică de prindere şi de antrenare a ţevii. Cu maşinile de tăiere, în funcţie de mărimea lor, pot fi tăiate ţevi cu diametre de la 50 mm pînă la 1 200 mm şi cu grosimea peretelui între 5 şi 50 mm. Turaţia ţevii în vederea tăierii sau decupării, poate varia în limite largi, în funcţie de diametrul ei, de la 0,065 pînă la 5 rot/min, cu obţinerea de viteze de tăiere de 0,2- 0,7 m/mm.


TANAVIOSOFT 2011

33


C5

5.9.TĂIEREA CU FLACĂRA DE GAZE ŞI OXIGEN IN APĂ

Pentru tăierea în apă, gazul combustibil folosit este hidrogenul comprimat în butelii, deoarece presiunile folosite sînt de 10—15 ori mai mari faţă de cele fo-losite în aer. Acetilena poate fi folosită însă numai la adîncimi de circa 4 m. Peste această adîncime şi pînă la adîncimi de circa 60 m fiind necesare presiuni mari de gaze combustibil, se foloseşte numai flacăra de preîncălzire cu hidrogen-oxigen, deoarece acetilena prezintă pericol de explozie. Este necesar ca la locul de tăiere să fie format în prealabil un volum de aer, pentru ca tăierea să fie executată, în aer; de aceea, gazul combustibil trebuie să fie de presiune mare, fiind, necesară la adîncimea respectivă şi depăşirea presiunii aerului din jurul flăcării. Modul de menţinere a flăcării în jurul volumului de aer format în apă este reprezentat în fi-gura.

Deoarece puterea calorică a hidrogenului este mult inferioară acetilenei, iar căldura necesară flăcării de preîncălzire în apă este mare, cantitatea de hidrogen consumată este foarte mare. Flacăra de gaz se reglează la suprafaţa apei, după ca-re scafandrul-tăietor, cu flacăra în stare aprinsă, coboară în apă, astfel încît o mare parte a flăcării este menţinută fără să taie efectiv. Arzătoarele pentru tăierea oxihidrică în apă sînt de construcţie specială, cu patru racorduri.

Fig.5.9.1.

Deoarece puterea dezvoltată de flacăra oxiacetilenică este redusă, în ultimul timp s-a trecut la arzătoare de construcţie specială cu benzină pulverizată, care se intz-oduce în camera de amestec prin canale spirale; la aceste arzătoare nu mai este necesară formarea volumului de aer. Cu noile construcţii de arzătoare de benzină pot fi tăiate piese de grosimi pînă la 100 mm, la adîncimi de pînă la 30 m.


TANAVIOSOFT 2011

34


C5

5.10.MĂSURI DE TEHNICĂ A SECURITĂŢII MUNCII

LA TĂIEREA ŞI PRELUCRAREA CU FLACĂRĂ DE GAZE

La tăierea şi prelucrarea cu lacăra gaze, măsurile de tehnică a securităţii muncii care trebuie luate sînt asemănătoare cu cele de la sudarea cu gaze, ţinîndu-se seamă de gazele şi de utilajele folosite. Pentru generatoarele de acetilenă sau buteliile de acetilenă, pentru buteliile de oxigen, robinete, reductoare, suflaiuri, tuburi etc. se vor respecta măsurile specifice.

Pentru tăiere, piesele vopsite se vor curăţa de-a lungul rostului ce urmează a fi tăiat; curăţirea se va face pe o lăţime de minimum 100 mm de fiecare parte. Dacă piesele au pe ele materiale inflamabile, se vor curăţa complet, spre a nu se produ-ce incendii. După tăiere, piesele vor fi introduse în conteinere închise şi apoi eva-cuate. Se recomandă stropirea pieselor tăiate, cu apă. în cazul cînd se produc mul-te gaze arse şi fum, cum sînt operaţiile de flamare şi scobire, se vor instala hote de exhaustare a fumului produs, în special dacă operaţia este mecanizată, şi jeturi de apă pentru înlăturarea zgurei formate.

Date post:	25-Jul-2015
Category:	Documents
Upload:	tanasev
View:	701 times
Download:	4 times

Capitolul 5 _Debitarea Cu Flacara de Gaze

Documents