ГОСТ Р ИСО 9013-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Резка термическая. Классификация резов. Геометрические характеристики изделий и допуски по качеству

Приложение B

(справочное)

 

ТЕРМИЧЕСКАЯ РЕЗКА. ПРИНЦИПЫ ПРОЦЕССА

 

B.1 Общие положения

 

Данное приложение объясняет принципы процессов резки.

Процессы термической резки могут быть классифицированы в соответствии с физическими основами процесса резки и в зависимости от источника энергии, воздействующего на вырезаемую деталь. Все процессы, применяемые на практике, являются смешанной формой таких процессов. Они классифицированы в зависимости от преобладающего процесса нагрева, плавления и испарения. Процесс продолжается на всю глубину, в движении, по направлению рабочего хода.

 

B.2 Классификация в соответствии с физическими основами процессов резки

 

B.2.1 Кислородная резка

Кислородная резка является термическим процессом, при котором рез формируется путем термического окисления материала, а продукты окисления выдуваются из щели реза высокоскоростной кислородной струей.

B.2.2 Резка плавлением

Резка плавлением является термическим процессом, при котором рез формируется путем расплавления материала в зоне резки, а продукты плавления выдуваются из щели реза высокоскоростной газовой струей.

B.2.3 Резка испарением

Резка испарением является термическим процессом, при котором рез формируется путем выпаривания материала в этой зоне, а продукты выпаривания выдуваются из щели реза путем естественного расширения пара или высокоскоростной газовой струей.

 

B.3 Процессы

 

B.3.1 Газопламенная кислородная резка

Кислородная резка является термической резкой, выполняемой с помощью горючего газокислородного пламени и режущего кислорода. Нагрев осуществляется пламенем и начинающееся при нагреве окисление металла переходит в окисление режущим кислородом. Образующиеся оксиды, смешанные с некоторым количеством расплавленного металла, выводятся кинетической энергией струи режущего кислорода. В ходе данного процесса образуется щель реза.

Кислородная резка возможна при соблюдении следующих условий:

- температура возгорания разрезаемого материала ниже, чем температура плавления;

- температура плавления образующихся продуктов окисления и оксидов металлов ниже, чем температура плавления разрезаемого материала;

- при процессе резки производится такое количество теплоты, что участок материала в направлении резки нагревается как минимум выше температуры возгорания;

- ввод теплоты посредством нагревающего пламени и окисления материала в щели реза превышает рассеяние теплоты через его поглощение материалом и отток в окружающую среду;

- шлак, образующийся в процессе резки, находится в жидком состоянии, что позволяет его удалять из щели реза струей режущего кислорода.

B.3.2 Плазменная резка

Плазменная резка является термическим процессом, в котором применяется сжатая электрическая дуга. Многоатомные газы диссоциируют в дуге и частично ионизируются; моноатомные газы частично ионизируются. Создаваемый таким образом, плазменный столб дуги имеет высокую температуру и кинетическую энергию. Он расплавляет, частично выпаривает и выдувает материал. Вследствие чего образуется щель реза.

Толщина разрезаемого листа ограничена, так как при плазменной резке вся теплота необходима для расплавления материала. При плазменной резке различают дугу прямого действия и дугу косвенного действия. Для процесса плазменной резки разрезаемый материал может быть электропроводным, т.к. он является частью электрической цепи. Этот процесс подходит для низко- и высокопроизводительной резки, то есть для резки тонких и толстых металлических листов. Плазмообразующий газ, который применяется в зависимости от разрезаемого материала и толщины реза, имеет решающее значение для переноса энергии. При плазменной резке дугой косвенного действия, материал не является частью электрической цепи. Таким образом, не проводящие электричество материалы могут быть также разрезаны с помощью данного процесса. Плазменную резку дугой косвенного действия применяют только для резки на малых режимах, так как сопло резака служит анодом.

B.3.3 Лазерная резка

Лазерная резка является термическим процессом, при котором сфокусированный лазерный луч переносит энергию, требуемую для резки, которая затем преобразуется в теплоту. Процесс резки поддерживается струей газа. Существуют различия между лазерной резкой в кислородном пламени, лазерной резкой плавлением и лазерной резкой испарением.

В зависимости от типа лазера, применяемого при лазерной резке (обычно CO₂-лазеры или твердотельные лазеры), уровень качества может различаться.

Специализированные процессы лазерной резки могут привести к значительному снижению Rz5.

 

B.4 Материалы

 

B.4.1 Газопламенная кислородная резка

Условия, приведенные в B.3.1, применяют в случае резки железа, нелегированных и некоторых легированных сталей, титана и некоторых его сплавов. Процесс резки усложняется из-за легирования и присутствия сопутствующих элементов (кроме марганца), причем сложности возрастают с увеличением содержания, например, углерода, хрома, молибдена и кремния. Таким образом, высоколегированные хромоникелевые или кремнистые стали и чугун не могут быть разрезаны кислородной резкой без специальных мер. Для таких материалов могут быть применены иные процессы термической резки, например кислородно-флюсовая или плазменная резка.

B.4.2 Плазменная резка

Для плазменной резки подходят почти все, подверженные плавлению, электропроводящие металлы, такие как нелегированные, низколегированные, легированные стали, материалы на никелевой основе, сплавы меди, титана, алюминия и другие.

B.4.3 Лазерная резка

Материалы пригодны для лазерной резки, если при ухудшении свойств на участках реза деталь сохраняет свойства, необходимые для планируемого применения. Для резки подходят нелегированные и легированные стали, материалы на основе никеля, титановые сплавы, алюминиевые сплавы и другие.