Резка металла газовым резаком — это простой процесс по сравнению с аналогичной сваркой, не требующий от исполнителя особых навыков. Главное для исполнителя — изучить технологию разрезания металла при помощи оборудования, работающего на смеси, состоящей из пропана и кислорода, который обеспечивает устойчивое горение и высокую температуру, позволяющую прожигать практически любой металл.

Достоинства и минусы

Газовая резка и сварка металлов обладает многими преимуществами, но нас интересует только резка, имеющая такие плюсы:

1. Востребована, когда разрезается металл большой толщины или нужна вырезка по трафарету, а болгарка с криволинейными участками не справляется.
2. Газовый аналог гораздо удобнее для работы, имеет малый вес, действует в два раза быстрее, чем оборудование с бензиновым двигателем.
3. Пропан по стоимости ниже ацетилена и бензина, так что его использование рентабельнее.
4. Кромка среза намного уже, а структура чище, нежели от болгарки или бензинового оборудования.

Недостатки — узкий круг металлов, подверженных аналогичной обработке.

Особенности применения

Чтобы понимать, как правильно резать металл резаком, надо изучить конструкцию и знать, что подобное оборудование не используется для резки сталей с высоким содержанием углерода, т. к. нет возможности создать температуру, способную обеспечить устойчивое плавление. При резке чугунных заготовок или конструкций происходит концентрация графита между зерен металла, что затрудняет работу.

Резка по поверхности

Пользователей, конечно же, интересует такой вопрос — как пользоваться резаком во время фигурной резки. Такая методика выполняется соплом инструмента, при этом расплавленный шлак разогревает металл, но, не превышая температуру плавления. Резак располагается под углом до 80 градусов, а после подачи кислорода угол изменяется в пределах 18—45 0 .

Канавки образуются при регулировке скорости резки, если нужен их больший размер, то меняют угол мундштука и немного замедляют скорость резки, регулируя подачу кислорода. Ширину канавок изменяют путём настройки подачи струи горящего газа через сопло, этот параметр приравнивается как 1 к 6, при этом надо следить, чтобы не было затоков.

Соотношение пропана и кислорода

Чтобы правильно резать металлы кислородно-пропановым резаком, надо отрегулировать подачу газов к соплу. Такая регулировка осуществляется по рекомендациям справочников, где имеются таблицы и диаграммы, при отсутствии нужной литературы надо свериться с технологией, указанной в документах на изделие. При отсутствии нормативной документации, используют соотношение одна часть пропана к десяти частям кислорода.

Комплект оборудования

До начала газовой резки или сварки следует тщательно подготовить оборудование:

1. Емкости с газами.
2. Шланги для подключения.
3. Резак.
4. Мундштук, имеющий определенные размеры.
5. Редукторы регулировки и контроля объема.

Оборудование не зависит от производителя, маркировка вентилей стандартная.

Подготовительные работы

Как надо настраивать резак для резки металла — прежде всего, нужно удостовериться, что изделие находится в исправном состоянии, готово к работе, затем выполняется следующий порядок действий:

1. Шланги от баллонов подключаются к резаку, предварительно продув изделие для удаления изнутри посторонних вкраплений.
2. Кислород подсоединяется к штуцеру с правой резьбой, а пропан — к штуцеру с левосторонней резьбой.
3. Уровень подачи пропана выставить на 0,5, а кислорода — на 5,0 атмосфер.
4. Проверяем соединения на предмет утечки, а также работу редукторов и манометров.

Если обнаружены утечки газов, то подтягиваются гайки или меняются прокладки.

На схеме указано правильное подключение баллонов к резаку.

Начало работы

Как нужно резать металл газовым резаком — выполнив подготовку, исполнитель приоткрывает вентиль пропана, зажигает струю газа, при этом сопло изделия упирается в поверхность металла. Теперь нужно произвести настройку силы пламени, попеременно добавляя пропан и кислород. После установки оптимальной силы струи горящей смеси, изделие располагается под прямым углом к поверхности детали, сопло располагается не ближе 5 мм.

Если разрез начинается в середине листа, то точку старта устанавливают в начале разреза. Поверхность разогревается до температуры не менее 1000 0 C, с виду она как бы намокает, затем увеличивается подача кислорода для образования мощной узконаправленной струи.

Особенности резки

Резак надо вести плавно вдоль линии разреза и следить за углом наклона, который отклоняется на 5—6 градусов против движения инструмента. При толщине металла более 0,95 м отклонение увеличивают, прорезав металл на глубину около 20 мм, угол отклонения опять уменьшается. Как резать резаком, чтобы срез был ровным, мы уже подробно объясняли в предыдущем разделе.

Сколько расходуется газа

Расход газов при резке металла пропаново-кислородным резаком, зависит от толщины конструкции и конфигурации разреза. Для наглядности приводим расположенную ниже таблицу:

Расход газов существенно снижается, когда выполняется наплавка или пайка.

Нюансы

Главная задача исполнителя — правильно выдерживать скорость:

• нормальный режим — искры летят под прямым углом относительно поверхности заготовки;
• малая скорость — разлет от исполнителя и угол менее 85 градусов.

После окончания процесса вначале перекрывается подача кислорода, а пропан — отключают в последнюю очередь.

Негативная деформация

Начинающих сварщиков волнует вопрос, как надо правильно пользоваться резаком пропан кислород, чтобы не произошло коробления поверхности детали. Вначале нужно разобраться — какие же факторы способствуют возникновению этих дефектов:

• при неравномерном нагреве поверхности;
• была выбрана высокая скорость движения резака;
• произошло резкое охлаждение места нагревания.

Чтобы исключить возникновение перечисленных факторов на заготовки, их предварительно надежно закрепляют и прогревают, а скорость наращивают постепенно. Если же коробление всё-таки произошло, то вернуть первоначальную форму можно при помощи обжига или отпуска, а листы править на вальцах.

Опасность обратного удара

При неправильном режиме горения струи происходит хлопок и пламя втягивается вовнутрь изделия, что приводит к взрыву, т. к. огонь распространяется по шлангам и доходит до емкостей с газами. Чтобы предотвратить опасную ситуацию, резак оборудуется обратным клапаном, который отсекает пламя и не допускает его распространения.

Правила использования

Они аналогичны технике безопасности при проведении сварки, но имеют специфические дополнения:

1. Средствами защиты пренебрегать не рекомендуется, т. к. это приводит к получению травм в виде ожога кожи или повреждения роговицы глаз разлетающимися искрами, поэтому обязательны очки и перчатки с длинными раструбами до локтя.
2. Одежда и обувь исполнителя изготавливается из негорючего материала.
3. Баллоны с газами располагаются не ближе пяти метров от места проведения резки.
4. Пламя резака направляется только в противоположную от шлангов сторону.
5. Резка производится в помещениях, оборудованных сильной вентиляцией или на открытых площадках.

При длительном простое оборудования нужно провести профилактические работы, прежде чем использовать резак по назначению.

Техника безопасности

Оборудование относится к категории взрывоопасных, поэтому место выполнения работ нужно снабдить следующими принадлежностями:

• огнетушитель;
• ящик с песком;
• пожарный стенд с соответствующими инструментами.

Каждый исполнитель должен иметь комплект защитной одежды.

Не допускается наличие под защитой одежды из легко возгораемого материала, например, из синтетик, а края рукавов должны плотно облегать тело, чтобы внутрь не попали искры.

Выводы

Перед началом работы исполнители обязаны пройти инструктаж с записью в специальный журнал, к работе допускаются только лица, сдавшие зачеты по знанию теории процесса и практического исполнения резки.

АВТОГЕННАЯ РЕЗКА, представляет собою процесс сгорания металла, подогретого газовым пламенем до температуры воспламенения, в струе кислорода. Автогенная резка появилась несколько раньше автогенной сварки. Первые опыты английского инженера Томаса Флетнера, произведенные им в 1888—89 г. в области автогенного метода, относятся именно к автогенной резке железа и стали. Большое промышленное значение автогенная резка получает лишь с 1902 г. Сгорание в струе кислорода железных сплавов наступает при температуре металла в 1350°С (белое каление). Сильная струя кислорода, помимо своего участия в реакции горения, исполняет также функции механического усилия для удаления образующихся на поверхности разреза окислов железа. Из сказанного следуют два основных положения для автогенной резки металлов: а) Автогенной резке подлежат лишь те металлы, у которых температура воспламенения (температурой воспламенения называется температура, при которой начинается сгорание металла в струе кислорода) и температура их окислов лежат ниже температуры плавления металлов; к таким металлам можно отнести железо и сталь (стальное литье). Чугун, ковкий чугун, красная медь и ее сплавы, алюминий и прочие с помощью автогенного способа разрезаны быть не могут; эти металлы могут быть проплавлены даже обыкновенной сварочной горелкой, при чем место разреза имеет чрезвычайно нечистую оплавленную поверхность.

б) Процесс резания (автогенного) распадается на два совершенно отличных один от другого явления—подогрев свароч ным пламенем до температуры воспламенения и сго­рание. На этом принципе построена горелка для резки (резак), безотносительно к го­рючему газу. Фиг. 1 изображает горелки резаков различных конструкций,

Фиг. 2 по­казывает резак нормального типа с кон­центрическим расположением подогреваю­щего и режущего сопел. Горючим газом, как и в автогенной сварке, служат ацети­лен, водород, блаугаз и прочие.

Наиболее рас­пространенными и рентабельными газами являются ацетилен и водород, но в по­следнее время, в связи с недостатком кар­бида, с успехом применяют жидкие горю­чие – блаугаз, бензол, бензин. Последние обязаны своим успехом появив­шемуся безопасному аппарату системы Фернгольца (см. фиг. 3).

Нормальная мощность резаков позволяет производить резку же­леза и стали толщиной от 2 до 300 мм; макси­мальная же толщина, доступная разреза­нию автогенным способом, достигает 800-1000 мм, в этих случаях применяются специальные резаки с 3 и 4 рукавами. Способ автогенной резки применяется часто в специальных ра­ботах, заменяя рубку и т. п.; так, например, существуют резаки для срезания заклепоч­ных головок.

В случаях однотипных работ массового характера, для увеличения про­изводительности резальщика, применяют специальные механические приспособления, как, например: машина для резки валов (фиг. 4), машина для циркульной резки (фиг. 5).

Кислород, употребляемый для рез­ки, должен быть химически чистым, с содержанием посторонних примесей (азота и др.) не более 2%. Ухудшение качества кислорода значи­тельно понижает качество и производитель­ность резки, повышая одновременно расход кислорода; например, для железа толщиной в 30 мм, при чистоте кислорода в 99%, про­изводительность равна 1 м резки в 4,17 мин.; при чистоте кислорода в 95%, производи­тельность равна 1 м резки в 7,15 мин. Не меньшее значение имеет рабочее давление кислорода р; например для железа в 30 мм толщиной при р = 0,5 atm производитель­ность равна 1 м в 8,2 мин., при р = 3,5 atm производительность равна 1 м в 3,5 мин.

Оборудование для автогенной резки совершен­но сходно с установкой для автогенной сварки. Характерно лишь, что при произ­водстве больших работ часто находят при­менение кислородные блоки или батареи, т. е. ряд баллонов, соединенных последова­тельно. Что касается манодетандера , то единственным его отличием от сварочного манодетандера является его рабочий мано­метр, мощность которого рассчитана до 20 atm . На такую же гидравлическую плот­ность и прочность должен быть рассчитан кисло­родный рукав.

Производительность и рас­ ход газа при автогенной резке характеризуются данными помещенной ниже таблицы.

В основу теоретического подсчета данных для автогенной резки положены следующие соображения: а) для сгорания 1 c м 3 железа с удельным весом 7,8 требу­ется 4,26 л химически чистого кислорода или 5 л кислорода торгового качества; б) для подогревания до температуры воспламенения потребное количество кислорода составляет от 10 до 25% от расхода при сгорании; в) ширина прореза колеблется от 2 до 10 мм; г) скорость газа при выходе из сопла горел ки равна 100-400 м/сек; д) расход ацетилена при автогенной резке составляет примерно от 25 до 5% расхода кислорода.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 1 – 1927 г.

Проведение газовой резки или газосварочных работ требует не только тщательного соблюдения техники безопасности, но и специализированного оборудования: автоген, называемый в обиходе также газовой горелкой или газовым резаком, поможет выполнить работы различной сложности быстро, качественно, профессионально. В статье вы узнаете о принципе работы и классификации этого инструмента.

Газовая резка с использованием автогена – это весьма распространённая процедура, которая основана на свойстве металла нагреваться под воздействием высоких температур, что позволяет в дальнейшем легко его разрезать в нужном направлении. Основными сферами применения автогенов являются монтажные и строительные работы – как профессиональные (промышленные), так и бытовые; для выполнения сварки помимо автогена необходим присадочный пруток.

Как устроен автоген?

Технический прогресс несколько изменил конструкцию автогена, в которую первоначально входила газовая горелка, кислородный баллон, ацетиленовый генератор и соединительные шланги, контроль и понижение давления кислорода выполнялось редуктором с манометром. Со временем для большего удобства ацетиленовый генератор с автоматическим поддержанием давления газа был заменён на баллон с ацетиленом, а вот название «автоген», вероятно произошедшее от сочетания слов «автоматический генератор», прижилось и повсеместно используется мастерами.
Принцип действия автогена основан на свойстве металла сгорать в химически чистом кислороде, а потому есть два ключевых момента, которые необходимы при работе резака: непосредственно режущая струя чистого кислорода и подогревающий газ (как правило, ацетилен или пропан). Конструкция современного автогена достаточно проста и представляет собой взаимодействие двух базовых функциональных частей:

• наконечник для подачи струи режущего пламени, имеющий внутренний и внешний мундштуки, объединённые соплом дюзы;
• ствол с соединяющей газ и кислород камерой и размещёнными на корпусе вентилями для подключения шлангов к кислородному и газовому агрегатам и регулировкой объёма подачи газа, скорости и напора кислородной струи.

Пониженное давление (требуемый уровень разряженности кислорода) формируется за счёт инжекторного ствола, куда частично подаётся кислород и откуда струя в канал мундштука выходит с высокой скоростью. Другим направлением движения кислорода станет основной канал внутреннего мундштука, которым формируется режущая струя. Смесительный отдел автогена необходим для соединения в нём газовой составляющей (ацетилен или пропан) и кислородной – в дальнейшем эта смесь станет подогревающим пламенем, подаваемым между внутренним и внешним мундштуком наконечника. Крепление наконечника к стволу осуществляется обыкновенной накидной гайкой.

Конструктивно модели различных резаков разных производителей могут иметь некоторые нюансы, но в целом конфигурации и принцип действия достаточно традиционны – изменения в конструкции большей частью несут удобства в использовании и большую безопасность работ. Современная газовая резка или сварка уже немыслимы без этих инструментов.

Автоген для резки/сварки металла: классификация

Весь имеющийся в специализированных магазинах ассортимент автогенов по различным критериям подразделяется:

• по предназначению: на специальные (для особого рода специфических работ) и универсальные, подходящие для большинства газорежущих и сварочных работ. Снабжённые инжектором универсальные горелки просты и удобны в эксплуатации, отличаются незначительным весом, при этом способны разрезать заготовку толщиной 3…300 мм по всем направлениям.

Тип горючей смеси формирует свою классификацию:

• в весьма бюджетных кислородных автогенах формирование горящей струи происходит кислородом;
• керосиновые работают на керосиновых парах и обыкновенно применяются для резки заготовок из углеродистой стали толщиной до 200 мм. Достаточно сложная конструкция такого автогена делает его практически неприменимым для мелких бытовых работ – керосиновые автоген, как правило, используется в угольной и горнодобывающей промышленности (в силу высокой взрывоопасности пропановые/ацетиленовые автогены в этих отраслях обычно не применяются);

• считающиеся наиболее надёжными и безопасными, эффективные и производительные пропановые автогены используются для резки чёрных и цветных металлов – чаще всего для чугунных батарей, труб и т.д.;
• ацетиленовые автогены станут самым удачным выбором при обработке заготовок или элементов значительной толщины – свойства ацетиленовой горючей смеси позволяют создать пламя максимальной температуры: даже компактный по своей конструкции инструмент будет удобен и эффективен при работе с массивными деталями и заготовками;

• по конструкции и способу смешивания кислородной и горючей составляющей автогены делятся на инжекторные и безинжекторные;
• по способу резки металла: на автогены разделительной, копьевой, поверхностной или кислородно-флюсовой обработки (для высокохромистых, высоколегированных сталей).

Какой бы автоген ни был выбран мастером, важно, чтобы он был эффективен и производителен, и соответствовал характеру работы и свойствам элементов, предназначенных для резки или сварки.

Мини-резак

Ручной автоген обычно и так невелик по размерам — его ещё более миниатюрная по габаритам разновидность называется мини-резак. К основным характеристикам такого инструмента следует отнести уверенный напор пламени и достаточный по объёму газовый резервуар, позволяющие использовать устройство даже в ветреную погоду. При эксплуатации следует учесть, что мини—автоген не рассчитан на длительное непрерывное использование: высокие температуры способны расплавить корпус инструмента без возможности ремонта или замены повреждённых деталей. Впрочем, время использования ограничено объёмом газового резервуара: зажигалка-автоген должна периодически заправляться, и для этого пригодится обычный цанговый баллон.

В отличие от удобных и эффективных современных ручных моделей (в том числе и достаточно дорогого автогена с пьезоподжигом, включаемого нажатием лишь одной кнопки) мини-резаки характеризуются невысокой стоимостью, а потому доступны буквально всем не только профессиональным, но и домашним мастерам.

Основными сферами использования такого автогена являются бытовые работы, требующие резки или сварки металлических элементов: ремонт кондиционеров, автомобилей, велосипедов, холодильников и т. д. К минусам инструмента можно отнести небольшую длину режущего пламени, что несколько ограничивает работу такого прибора с некоторыми типами металлов.

Эксплуатация автогена и особенности его использования

Последовательность работы с автогеном можно представить следующими шагами:

1. Изучение устройства и принципов работы конкретной модели, проверка правильного расположения частей автогена, подключение шлангов подачи горючего газа и кислорода.
2. Специальные сальниковые уплотнители из резины обрабатываются глицерином или предусмотренной для этого смазкой. Важно, чтобы соединения составляющих частей автогена резьбового типа были герметичны, — это минимизирует риск утечки газа в процессе эксплуатации газового автогена.
3. Путём подачи дозированной струи кислорода формируется разряженность газа в каналах инструмента.
4. Открытие газового вентиля даст зажигание горючей смеси, которая разогревает металл до достаточной для разрезания температуры.
5. Вентилями на каналах подачи кислорода и газа регулируется размер режущего пламени, интенсивность и температура горения в соответствии с материалами заготовки, её толщиной и т.д.
6. В момент абсолютной готовности разогретого до нужной температуры металла для разрезания подаётся струя режущего кислорода, и деталь разрезается должным образом.
7. Гашение пламени горелки осуществляется в обратном порядке – сначала закручивается вентиль газового канала, затем кислородного. При сильном нагревании наконечника (что вполне возможно при длительных работах) охлаждение осуществляется холодной водой.

В процессе эксплуатации, включения и отключения прибора, а также его хранения следует руководствоваться и строго соблюдать правила пожарной безопасности.

Обслуживание автогена

Грамотное использование и постэксплуатационное обслуживание не только сделают работы безопасными, но и существенно продлят срок службы автогена. Технологической особенностью автогена является быстрый износ сопла и мундштуков – внутреннего и внешнего, которые непосредственно подвергаются воздействию чистого кислорода и газа. Решением этой проблемы станет регулярное очищение каналов сопла мягким медным прутком подходящей длины, а приходящий с опытом и навыком работы грамотный и точный подбор соответствия толщины металлической заготовки и давления подаваемой режущей смеси не позволит использовать автоген, что называется, на износ.

Цены на автоген варьируются в широком стоимостном диапазоне: она формируется в зависимости от конструкции и типа инструмента, его характеристик, функционала, назначения (бытовые или промышленные работы), страны производителя и его «брендовости». Высококачественные и надёжные, с солидным гарантийным сроком модели газовых резаков, произведённые в Южной Корее или Америке, относятся к самым дорогостоящим.