Сварка и резка металла: Резка и сварка металлов: преимущества применяемых методов
alexxlab | 12.05.2023 | 0 | Разное
технологический процесс, электроды для резки
Друзья! Давайте вместе поддержим Христианский портал!
Узнать подробнее
Содержание:
- Область применения
- Технологический процесс
- Электроды для резки
- Преимущества вида резки
- Интересное видео
Сварка металлических деталей и их разрезание – противоположные процессы. Один из них соединяет их в общую конструкцию, а второй разделяет на части. Однако, применяя электродуговую сварку можно разрезать с ее помощью металлическую деталь. Резка и сварка металлов объединяются в один процесс.
Перед началом сварочного процесса осуществляются подготовительные работы. После правки и разметки деталей согласно чертежу должно производиться разрезание по намеченным линиям. Для этого применяют ножницы по металлу, гильотину и другие способы.
Область применения
Конечная цель резки состоит в получении заготовок нужного размера при разделении металла на части. При серийном производстве или при необходимости разрезать материал большой толщины применяют резку металла электродуговой сваркой. Поскольку метод не обладает высокой точностью, его с успехом применяют для демонтажа больших конструкций, например, трубопроводов. Привлекает простота этого способа.
Требование к высокой квалификации сварщика не предъявляется. Для сварки и резки из оборудования необходим сварочный аппарат, а из инструментов – специальный электрод.
Технологический процесс
Технологии электродуговой сварки и резки металла начинается одинаково. Сварочный аппарат подключают к сети. Одним кабелем он подсоединяется к детали, а вторым к держателю с электродом. Величину тока выставляют в зависимости от толщины материала и размера электрода. Постукивая электродом по металлической поверхности, возбуждают дугу. Металл под воздействием высокой температуры начинает плавиться.
При соприкосновении с кислородом воздуха происходит окисление начинающего твердеть металла. Это может привести к возникновению дефектов в виде окислов. Чтобы этого избежать используют инертный защитный газ. Чаще всего в этой роли выступают аргон и гелий. Газ, который используется для резки и сварки металлов подают в сварочную ванну.
Резка имеет три разновидности:
- Разделительная. Предполагает возможность вытекания расплавленного металла из получившегося разреза. Диаметр электрода больше, чем ширина листа. Если лист расположен в вертикальной плоскости, то сварку производят методом сверху вниз. Электрод располагают перпендикулярно и совершают перемещение вдоль намеченной линии. Если должны быть выполнены сквозные отверстия, то начинать следует с них.
- Поверхностная. Применяется, когда требуется проложить на поверхности металла различного рода канавки, а также убрать дефекты в виде наплывов. Для получения широких канавок электродом совершают поперечные колебательные движения. Перемещение делают при небольшом погружении электрода вглубь металла.
- Вырезка отверстий. Сначала делают небольшое отверстие, а затем расширяют до нужного размера. Допустимо небольшое отклонение электрода от перпендикуляра к поверхности в сторону окружности.
Электроды для резки
При сварке и резке металлов используют специальные электроды. Отличие от обычных электродов заключается в большем количестве тепла, создаваемого сварной дугой, и повышенной теплостойкости обмазки.
Резка металлов с помощью сварки может производиться разными видами электродов:
- Неплавящийся. Изготовляется из вольфрама. При процессе с неплавящимся электродом разрез получается довольно грубый. При процессе необходима защитная газовая среда. Используется для легированной стали и цветных металлов.
- Плавящийся. Для получения аккуратного внешнего вида применяют плавящиеся электроды.
- Угольный. Иначе их называют графитовыми. Угольные электроды применяют для неответственных деталей. Их достоинством является более медленное плавление. Особенностью является то, что они не расплавляются, а сгорают. Это уменьшает количество шлака, и срез получается более чистым. Еще одной особенностью является способность разогреваться до очень высокой температуры при небольшом токе.
- Трубчатый. Трубчатые электроды находят применение, когда резка происходит кислородно-дуговым способом. Основой электрода является особая трубка с толстыми стенками полая изнутри.
При решении, как резать сваркой металл, следует сделать выбор между этими видами электродов. Резка может осуществляться и обычными электродами. В этом случае ток следует увеличить на 30-40%. Это потребует большего расхода электроэнергии, и соответственно, увеличит расходы на проведение процесса.
Преимущества вида резки
К достоинствам резки сварочным методом относятся:
- недорогое оборудование и инструменты;
- к окружающей среде не предъявляются особые требования;
- простота процесса.
Такой вид резки металлов с успехом применяется в автомобильной промышленности. Недостатком является невысокая производительность.
Интересное видео
Рубрика статьи
Назад
Вперёд
особенности технологии и необходимое оборудование
Вопросы, рассмотренные в материале:
- Где применяется сварочная резка металла
- Какое оборудование нужно для сварочной резки металла
- Какие электроды используются для сварочной резки металла
- Какова технология сварочной резки металла
Небольшие частные мастерские занимаются в основном такими операциями, как сварка и резка металлов. Сварочные работы чаще всего выполняются при помощи электродугового способа. Однако, помимо сваривания заготовок, электрическая дуга позволяет также разрезать металлы.
В статье поговорим о том, что представляет собой сварочная резка металла, какое оборудование требуется для выполнения этого вида работ.Сферы применения и оборудование для сварочной резки металла
Электросварка, помимо непосредственно сваривания элементов, позволяет также разрезать их. Оборудование для этого вида работ требуется аналогичное, однако сам процесс заключается в расплавлении металла насквозь, пока заготовки не будут разделены на части. Эта процедура требует применения электрического тока большей мощности.
При помощи резки металла сварочным аппаратом демонтируют металлические конструкции, разбирают старые трубопроводы, разделывают металлолом. К этому способу обращаются, когда необходимо прожечь отверстия или разрезать чугунные конструкции или детали из цветного металла.
Сварочная резка металлов электрической дугой используется при отсутствии возможности либо оборудования, которое необходимо для выполнения газовой резки.
Работы выполняются при помощи:
- сварочного инвертора (трансформатора), производящего ток необходимой мощности;
- молотка по металлу;
- щетки для зачистки;
- электрических проводов с соединительными муфтами;
- электродов и держателей для них.
Сварочная резка металлов представляет повышенную опасность для сварщика. Несоблюдение техники безопасности, а также отсутствие специальной одежды грозит поражением электрическим током. Ультрафиолетовое и видимое излучение негативно отражается на глазах. В процессе резки выделяются вредные вещества, оказывающие отрицательное влияние на органы дыхания. Велик риск получения ожогов кожных покровов раскаленным металлом.
Во избежание вреда здоровью при работе должна быть обеспечена:
- надежная защита металлического корпуса сварочного аппарата;
- принудительная вытяжная вентиляция в помещении;
- специальная защитная одежда (брезентовая роба, рукавицы, защитная маска с затемненными стеклами, обувь с прорезиненной подошвой, респиратор).
Если сварочная резка металла происходит в закрытом помещении, то неплохо, чтобы за действиями работника наблюдал помощник, который при необходимости сможет прийти на помощь.
Технология сварочной резки металлов обладает достоинствами и недостатками, учитывая которые можно облегчить работу и в кратчайшие сроки получить желаемый результат.
Минусы метода заключаются в:
- низкой производительности, обусловленной невысокой скоростью работы;
- плохом качестве реза из-за затвердевания потеков металла с обратной стороны детали.
Из-за названных отрицательных моментов технология не подходит для ситуаций, требующих точной разметки при резке металла.
Основные преимущества резки сваркой заключаются в:
- отсутствии необходимости приобретать специальное дорогостоящее оборудование и инструменты;
- быстром обучении приемам работы и освоении оборудования;
- отсутствии специальных требований к условиям работы;
- возможности использования в работе постоянного или переменного тока.
Своими плюсами обладает и инвертор. Благодаря небольшому весу и максимальным возможностям он позволяет выполнять те виды работ, для которых ранее требовалось наличие тяжелых и сложных устройств. В зависимости от мощности аппарат может весить от 3 до 7 кг.
Рекомендуем статьи по металлообработке
- Марки сталей: классификация и расшифровка
- Марки алюминия и области их применения
- Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска
Для транспортировки используется ручка или ремень. Охлаждается инвертор благодаря наличию вентиляционных отверстий в корпусе. Электроэнергия требуется только для генерации электрической дуги, за счет которой и происходит резка.
Инвертор не обладает чувствительностью к перепадам напряжения. Если же перепады носят постоянный характер, то стоит обратить внимание на указанные в паспорте прибора значения.
Виды и технология сварочной резки металла
Прежде чем приступить к работе, необходимо в обязательном порядке проверить, исправны ли шнуры оборудования.
Чтобы активировать электрическую дугу, необходимо либо постучать, либо чиркнуть электродом о поверхность металла. Описание может показаться несколько сложным, однако в действительности научиться быстро зажигать и удерживать дугу можно уже со второго-третьего раза.
Резка намного проще, чем сварка металлов, поскольку к качеству работы не предъявляются повышенные требования. Резание наилучшим образом подходит для того, чтобы освоить азы использования инвертора. Попрактиковавшись, можно добиться плавных и ровных краев разрезаемых заготовок.
На устанавливаемый на инверторе ток влияют размер электродов, толщина стали и вид разреза.
Существует три вида реза:
- Разделительная резка. Этот вариант требует установки листа таким образом, чтобы из места реза беспрепятственно вытекал расплавленный металл. Заготовка разрезается сверху вниз. Если металл расположен горизонтально, то движение лучше начинать от кромки листа.
Для больших по размеру заготовок допустимо начинать рез с середины, сделав в листе отверстие. Для этого подходит электрод с диаметром, превышающим толщину обрабатываемого металла. Электрод необходимо разместить перпендикулярно плоскости листа и перемещать его вдоль линии будущего разреза.
- Поверхностная резка. Используется не столь часто, подходит для устранения дефектов и выполнения канавок на поверхности заготовки. Электрод располагается под углом 5–10 ° к обрабатываемой поверхности. Он перемещается, частично погружаясь в полость, образующуюся при резке. Для увеличения ширины канавки перемещение электрода необходимо сопровождать поперечными колебательными движениями нужной амплитуды.
- Резка отверстий. Первоначально необходимо сделать небольшое отверстие в заготовке, которое затем увеличить до требуемого размера. Электрод при этом располагается перпендикулярно поверхности металла, отклонения могут быть минимальными.
При резке металла сварочным инвертором важно учитывать следующее:
- в отличие от плазменной резки, получить ровную линию реза не удастся, поэтому область применения технологии ограничена;
- резка тонких листов требует использования тока большей мощности;
- специальные электроды для резки металла могут быть заменены обычными, в том числе старыми, непригодными для сварочных работ.
Резать металл можно также воздушно- и кислородно-дуговым способами. Обе технологии практически идентичны, за исключением того, что в процессе воздушной резки материал изначально плавится за счет тепла дуги, а потом выдувается сжатым воздуха. При кислородной резке воздух заменен потоком кислорода.
Таким способом обрабатывают детали из нержавеющей стали с толщиной листа не более 20 мм. Кроме того, технология позволяет удалять дефектные части заготовок.
Для резки требуется постоянный ток и графитовые электроды. Подходят также трубчатые электроды. В случае использования последних подача кислорода осуществляется через сквозное отверстие в сварочном стержне. Несмотря на эффективность, сам способ достаточно трудоемок. Подача сжатого воздуха или кислорода к месту разреза намного проще.
Какие электроды используют для сварочной резки металла
- Металлические электроды со специальным покрытием.
Использование этих материалов позволяет повысить качество реза. Благодаря составу покрытия сварочный процесс становится более комфортным, а кроме того:
- предотвращается переход дуги к боковым поверхностям реза;
- обеспечивается стабильность горения дуги и исключается возможность ее гашения;
- создается давление газа в месте обработки, металл в месте реза окисляется.
Учтите, что в процессе резки требуется большая мощность тока, на вид напряжения влияет марка используемых электродов.
От обычных электродов для сварки расходники со специальным покрытием отличаются повышенной тепловой мощностью дуги, высокой теплостойкостью обмазки, интенсивной окисляемостью жидкого металла.
С помощью металлических расходников можно эффективно удалять дефектные швы, прихватки, заклепки, болты, разделывать трещины.
При отсутствии информации на упаковке необходимо прокаливать сварочные материалы в течение одного часа при температуре +170 °С.
Ручная сварочная резка металлов позволяет применять обычные сварочные электроды, достаточно на 30–40 % увеличить силу тока. На вид напряжения влияет марка используемых электродов.
Впрочем, обычные электроды обладают определенными недостатками:
- повышается расход электродов и электроэнергии;
- обмазка некоторых стержней не позволяет работать в таких режимах, поскольку покрытие плавится и стекает в рабочую зону, что затрудняет получение качественного реза.
В связи с этим для сварочной резки металлов лучше пользоваться специальными расходниками.
- Графитовые электроды.
Использование угольных (графитовых) электродов практически аналогично резке с металлическими прутками. Металл полностью расплавляется под воздействием электрической дуги и стекает вниз. Разница заключается в том, что угольные расходники не плавятся, а со временем сгорают. Поэтому в процессе образуется меньше расплавленного металла и шлака, что позволяет получить более чистый срез.
Достоинство угольных электродов заключается также в возможности нагреть их до высокой температуры, при этом сила тока будет незначительной. Температура плавления прутков составляет более +3 800 °С, что делает их более долговечными и экономичными.
Угольные (графитовые) электроды подходят для ручной дуговой и кислородно-дуговой резки.
Для работы необходим постоянный ток прямой полярности, резка выполняется «сверху-вниз». Однако возможно выполнение обработки с использованием переменного тока.
- Трубчатые электроды.
Кислородно-дуговая сварочная резка металлов выполняется при помощи трубчатых электродов. Они отличаются тем, что плавящим элементом выступает не сварочная проволока, а полая толстостенная трубка. Процесс состоит из нескольких этапов:
- дуга возникает между электродом и заготовкой;
- под воздействием дуги происходит плавление металла;
- поступающий из трубки кислород окисляет металл по всей толщине и выдувает его.
Недостаток этой технологии сварочной резки заключается в отрицательном воздействии кислорода на стабильность электрической дуги.
- Вольфрамовые электроды.
Дуговая резка в защитной среде и плазменно-дуговая выполняется с помощью вольфрамовых неплавящихся электродов.
В первом случае металл режут при повышенной величине тока (на 20–30 % выше, чем необходимо для сварки), и он плавится по всей толщине.
При плазменно-дуговой резке дуга возникает между обрабатываемым металлом и вольфрамовым электродом.
Особенность этого типа сварочной резки металлов состоит в необходимости владения сваркой в совершенстве. Этот навык поможет легко выполнять работу. Умение правильно возбуждать дугу, вести шов и создавать качественные соединения поможет в грамотном разрезании металла.
Еще раз отметим, что подобная технология не позволит добиться аккуратной кромки реза. Она помогает быстро разрезать заготовки, не требующие высокой точности.
Сварка, резка и пайка – Стандарты
- Вопросы безопасности и охраны здоровья
- Сварка, резка и пайка
Сварка, резка и пайка
Стандарты
Сварка, резка и пайка рассматриваются в конкретных стандартах OSHA для общей промышленности, морского судоходства и строительства. В этом разделе представлены стандарты и документы OSHA, относящиеся к сварке, резке и пайке.
Стандарты OSHA
Общая промышленность (29 CFR 1910) | Связанная информация | |
---|---|---|
1910 г. Подчасть I – Средства индивидуальной защиты | 1910 Подчасть I Приложения B, Необязательное руководство по соответствию требованиям для оценки опасности и выбора средств индивидуальной защиты | Связанная информация |
1910 Подраздел Q – Сварка, резка и пайка | 1910. 251, Определения. | Связанная информация |
1910.252, Общие требования. | Связанная информация | |
1910.253, Газокислородная сварка и резка. | Связанная информация | |
1910.254, Дуговая сварка и резка. | Связанная информация | |
1910.255, Сварка сопротивлением. | Связанная информация | |
1910 Подраздел Z – Токсичные и опасные вещества | 1910.1026, Хром (VI). | Связанная информация |
Морской (29 CFR 1915, 1917, 1918) | Связанная информация | |
---|---|---|
1915 г. , подраздел D | 1915.51 Вентиляция и защита при сварке, резке и нагреве. | Связанная информация |
1915.53, Сварка, резка и нагрев в области защитных покрытий. | Связанная информация | |
1915.54, Сварка, резка и нагрев полых металлических емкостей и конструкций, не подпадающих под действие § 1915.12. | Связанная информация | |
1915.55, Газовая сварка и резка. | Связанная информация | |
1915.56, Дуговая сварка и резка. | Связанная информация | |
1915.57, Использование расщепляющихся материалов в судоремонте и судостроении. | Связанная информация | |
1915 г. Подчасть I – Средства индивидуальной защиты | 1915 Подчасть I Приложение A, Необязательные рекомендации по оценке опасностей, выбору средств индивидуальной защиты (СИЗ) и программе обучения СИЗ | Связанная информация |
1915 г., подраздел P | 1915.501, Общие положения. | Связанная информация |
1915.502, План пожарной безопасности. | Связанная информация | |
1915.503, Меры предосторожности при проведении огневых работ. | Связанная информация | |
1915.504, Пожарные часы. | Связанная информация | |
1915. 505, Пожарная служба. | Связанная информация | |
1915.506 Опасности стационарных систем пожаротушения на борту судов и отсеках судов. | Связанная информация | |
1915.507, Наземные противопожарные системы. | Связанная информация | |
1915.508, Обучение. | Связанная информация | |
1915.509 Определения, применимые к данному подразделу. | Связанная информация | |
1915 Подраздел Z – Токсичные и опасные вещества | 1915.1026, Хром (VI). | Связанная информация |
1917 Подраздел G – Связанные терминальные операции и оборудование | 1917. 152, Сварка, резка и нагрев (горячие работы) (см. также §1917.2, определение опасных грузов, материалов, веществ или атмосферы). | Связанная информация |
Строительная отрасль (29 CFR 1926) | Связанная информация | |
---|---|---|
1926 Подчасть J – Сварка и резка | 1926.350, Газовая сварка и резка. | Связанная информация |
1926.351, Дуговая сварка и резка. | Связанная информация | |
1926. 352, Пожарная безопасность. | Связанная информация | |
1926.353 Вентиляция и защита при сварке, резке и нагреве. | Связанная информация | |
1926.354, Сварка, резка и нагрев в области защитных покрытий. | Связанная информация | |
1926 Подчасть Z – Токсичные и опасные вещества | 1926.1126, Хром (VI). | Связанная информация |
1926.1127, Кадмий. | Связанная информация |
Преамбулы к окончательным правилам
- Кадмий
- Средства индивидуальной защиты (СИЗ)
Дополнительные уведомления Федерального реестра
Примечание. Уведомления в этом списке содержат дополнительную информацию, которая не обязательно связана с конкретным стандартом OSHA, выделенным на этой странице «Темы безопасности и здоровья».
- Стандарты безопасности на верфях для строительных лесов; сварка, резка и нагрев; Доступ и выход; и защита от падения. Предлагаемое правило 67:13117 (21 марта 2002 г.).
- сварка, резка и пайка; Продление требований Административно-бюджетного управления (OMB) к утверждению требований по сбору информации (документов). Примечание 66:29599-29601 (31 мая 2001 г.).
Дополнительные директивы
Примечание. Директивы в этом списке содержат дополнительную информацию, которая не обязательно связана с конкретным стандартом OSHA, выделенным на этой странице «Темы безопасности и здоровья».
- Работа на верфи Директива «Сумка для инструментов». CPL 02-00-162, (22 мая 2019 г.).
- Применение стандартов ограниченных пространств, требующих разрешения (PRCS), 29CFR 1910. 146. CPL 02-00-100, (05 мая 1995 г.).
- 29 CFR 1926.451(w) и 29 CFR 1926.451(a)(18) Применительно к сварке, необходимой для плавучих или судовых лесов. СТД 03-10-006, (16 августа 1982 г.).
- 29 CFR 1926.350(a)(9) Крепление баллонов со сжатым газом. СТД 03-08-002, (11 марта 1981 г.).
- Сменные сварочные наконечники. СТД 01-14-001, (30 октября 1978 г.).
- Сварка, резка или нагрев металлов, покрытых свинецсодержащей краской. СТД 03-08-001, (30 октября 1978 г.).
Дополнительные письма с разъяснениями
Примечание. Буквы в этом списке содержат дополнительную информацию, которая не обязательно связана с конкретным стандартом OSHA, выделенным на этой странице «Темы безопасности и здоровья».
- Снятие регуляторов и использование защитных колпачков клапанов при подъеме баллонов со сжатым газом (30 марта 2004 г. ).
- Обязанность работодателя защищать сотрудников от опасностей на рабочем месте с помощью соответствующих методов контроля опасностей (5 июня 2003 г.).
- Обучение сварщиков электробезопасности (12 марта 1998 г.).
- Конфликт между требованиями 1910.252 и 1910.146 (30 июля 1993 г.).
- Сварка и шум в замкнутом пространстве (06, 19 января)92).
- Ношение контактных линз при сварке (22 октября 1982 г.).
- Метилацетилен-пропадиен стабилизированный по определению не является сжиженным нефтяным газом, а рассматривается как топливный газ (16 апреля 1976 г.).
Сварка и резка металлов | Департамент охраны окружающей среды
Нужно ли мне разрешение для моего предприятия по сварке или резке металлов?
Применимость разрешения будет зависеть от нескольких факторов, в том числе от типа сварки или резки, количества используемого сварочного электрода и контроля за загрязнением воздуха. Разрешение на строительство требуется для любого стационарного объекта сварки, плазменной или лазерной резки, который выбрасывает или предполагает выбрасывать более пяти (5) тонн всех загрязнителей воздуха вместе взятых или отдельных опасных загрязнителей воздуха, превышающих их соответствующий уровень действия. в приложении С Правил. При сварочных работах могут выделяться несколько загрязнителей воздуха, в том числе: оксиды азота (NOx), монооксид углерода (CO), кадмий, медь, хром, хром (VI), марганец, никель, свинец, цинк и фториды. Сварка и резка, при которых не используются электроды, такие как дуговая сварка под флюсом, дуговая точечная сварка, сварка припоем, электронно-лучевая сварка и лазерная сварка, не поддаются разумному количественному определению и, следовательно, не требуют разрешения. Для операций, в которых используется сварочный пруток из нержавеющей стали, потребуется разрешение независимо от размера. Заявителям рекомендуется связаться с отделом разрешений и проектирования AQCD, прежде чем выполнять резку или сварку металла любого размера.
Как узнать, превышают ли мои выбросы 5 тонн или уровень действия?
Как правило, количество выбросов твердых частиц при сварке и резке металлов будет иметь тот же состав, что и израсходованный сварочный пруток или разрезанный металл. Для оценки общих выбросов и определения того, превышают ли пары токсичных металлов допустимый уровень, потребуется проверка паспортов безопасности, количества свариваемого или разрезаемого материала и средств контроля за загрязнением воздуха. AQCD ведет список консультантов , которые могут помочь заявителям оценить потребность в Разрешении. Федеральное агентство по охране окружающей среды США также опубликовало коэффициенты выбросов для дуговой сварки (AP-42, глава 12.19).), которые можно использовать для оценки выбросов при сварочных работах.
Какие требования существуют к оборудованию для сварки или резки металлов?
Независимо от масштаба вашего предприятия по резке или сварке металла необходимо обеспечить достаточную фильтрацию и вентиляцию, чтобы свести к минимуму воздействие паров, выделяемых при сварке или резке металла. В большинстве случаев потребуется фильтр с высокой эффективностью задержания твердых частиц (HEPA) или фильтр с минимальным отчетным значением эффективности (MERV) 15+.
Федеральные правила — часть 63, подраздел XXXXXX
Настоящее положение применяется к объектам, в основном задействованным в одной из девяти категорий источников, определенных в подразделе, включая, помимо прочего, сварку и изготовление металлоконструкций, которые выбрасывают опасные загрязнители воздуха при изготовлении металлоконструкций (MFHAP). ), определяемые как соединения кадмия, хрома, свинца, марганца и никеля или любого из этих металлов в элементарной форме, за исключением свинца. Материалы, содержащие MFHAP, определяются как материалы, содержащие более 0,1 процента канцерогенов, как это определено OSHA в 29CFR 1910.1200(d)(4) и более 1,0% для неканцерогенов. Поскольку Вермонт не принял делегирование этого федерального постановления, ответственность за определение его применимости лежит на Агентстве по охране окружающей среды США.