Файл: Громадский, Б. В. Водолаз - сварщик - резчик учебное пособие.pdf

Г л а в а VIII

РЕЗКА МЕТАЛЛА ПОД ВОДОЙ

Огневая резка металла

В подводных условиях, как и на воздухе, можно применять все способы резки металла — механическую, тепловую (термическую) и кумулятивную (направлен­ ным взрывом).

Из перечисленных способов i рассмотрим тепловую, или, как ее называют, огневую резку металла.

Огневая резка металла — это процесс разрушения

в расплавленном жидком виде.

Огневая резка металла производится теплом, кото­ рое создается'на участке реза за счет сгорания горючих газов или электрической дуги с одновременным вдува­ нием кислорода или без него (электродуговая резка), а также за счет сгорания самого металла.

Под водой применяются такие способы огневой рез­ ки, как газокислородная, дуговая и электрокислородная, получившая наиболее широкое распространение. В по­ следнее время имеются удачные опыты подводной плаз­ менно-дуговой резки.

Сущностью кислородной резки является способность железа сгорать в струе чистого кислорода.

Под водой процесс резки обеспечивается большими источниками тепла, которые создают высокую его кон­ центрацию в месте реза. Для проведения резки необ­

137

ходимо, чтобы разрезаемый металл удовлетворял опре­ деленным требованиям. Температура воспламенения ме­ талла должна быть ниже температуры его плавления, т. е. металл должен гореть в твердом, нерасплавленном состоянии, а окислы металла (шлаки) должны быть легкоплавкими и иметь температуру плавления ниже температуры плавления самого металла. Под механиче­ ским воздействием струи кислорода шлаки должны легко удаляться из полости реза. Огневым способом режугся только малоуглеродистые и низколегированные стали. Чугун, медь, нержавеющие стали и алюминий кислород­ ной резке не поддаются. Чугун не режется из-за низкой температуры плавления и высокой температуры начала горения, т. е. он горит в кислороде в расплавленном со­ стоянии, вследствие чего исключается возможность полу­ чения качественного реза. Медь не режется вследствие высокой теплопроводности и малой теплоты сгорания. Алюминий не режется из-за высокой тугоплавкости об­ разующегося окисла (шлака). В подводных условиях резка, а вернее выплавление этих металлов и спла­ вов, возможна только электродуговым способом.

Подводная электродуговая резка

Электродуговая резка основана на выплавлении и частичном сгорании металла под воздействием мощно­ го концентрированного тепла электрической дуги.

Резка под водой может осуществляться на том же оборудовании, что и при сварке. Выполняется она на переменном и постоянном токе. На постоянном токе при­ меняется прямая полярность (минус — на электроде, плюс —• на основном металле). Это приводит к выделе­ нию большого количества тепла в полости реза, что дает

большой толщины.

Для дуговой резки могут использоваться металли­ ческие и неметаллические (угольные) электроды. Ввиду малой производительности резка под водой угольными электродами не нашла применения. Обычно в подводных

138

условиях дуговая резка производится стальными элек­ тродами со специальной обмазкой, которые обеспечива­ ют устойчивость дуги за счет выделения большого коли­ чества газов из электродной обмазки. При горении дуги иа конце электрода, как и при сварке, образуется вы­ ступающий козырек обмазки, который находится в рас­ плавленной ванне разрезаемого металла. Образующиеся внутри козырька газы давят на расплавленный металл, и по мере углубления электрода в сварочную ванну расплавленный жидкий металл выжимается на поверх­ ность, образуя вокруг отверстия валик (рис. 78-а), а за­ тем происходит сквозное проплавление (прожигание) металла (рис. 78,6).

действием силы тяжести, выдувается струей газов и па­ ров, создаваемой дугой, и удаляется движениями элек­ трода.

Резку дуговым способом рекомендуется начинать от кромки листа. Для этого сначала оплавляют нижний угол, а затем переходят к верхней поверхности листа. Если это не представляется возможным, то сначала про­ жигают отверстие, как это было указано выше, и от не­ го ведут резку. Ширина реза при этом способе на 2— 3 мм больше диаметра электрода, включая обмазку.

При резке металла в нижнем положении (рис. 79,а) электрод необходимо держать под углом 50—70° в сто­ рону, обратную направлению резки. Производя давле-

139

ние на электрод, медленно перемещают его от верхней поверхности металла к нижней. После того как электрод будет доведен до нижней поверхности, не обрывая дуги, быстро поднимают его к верхней и т. д., т. е. производят как бы пилообразные движения (рис 79,6), в особенно­ сти если производится резка металла значительных тол­

Наиболее сложной является резка конструкций в потолочном положении, потому что расплавленный металл под действием силы тяжести стекает вниз, мешая работе водолаза. Угол наклона электрода в этом положении должен составлять 70—75° к горизонту. Если есть возможность, надо стремиться резать металл в нижнем положении, т. е. с верхней сто­ роны.

Для резки металла под водой применяются специ­ альные электроды. Они отличаются от электродов для сварки размерами, толщиной и составом обмазки. Изго­ товляются электроды из малоуглеродистой катаной про­ волоки любой марки. Электрододержателн для резки применяются типа ЭПС-2 (см. рис. 31).

140

Обмазка электрода для резки отличается увеличен­ ной толщиной слоя и повышенной прочностью для полу­ чения козырька больших размеров.

При дуговой резке режимы тока выбирают так же, как и для сварки (см. гл. 6), с той лишь разницей, что /,н=60-г80 А/мм. Следует отметить, что нет необходимо­ сти увлекаться увеличением режимов тока. Практика по­ казывает, что электродами диаметром 5 мм можно сво­ бодно разрезать металл толщиной более 50 мм, приме­ няя силу тока 350—400 А. Но при резке массивных де­ талей, например из латуни или бронзы, сила тока дол­

500 А. Сведения о производительности дуговой резки металла под водой см. в приложении 10.

К недостаткам подводной дуговой резки можно от: нести: необходимость мощного источника тока для пи­ тания дуги; быстрое снижение скорости резки с возра­ станием толщины разрезаемого металла; больший рас­ ход электродов, чем при сварке; необходимость преры­ вания процесса резки из-за быстрого сгорания электро­ дов.

Подводная электрокислородная резка

Этот способ резки наиболее широко применяется в подводных условиях. Электрокислородная резка осуще­ ствляется за счет сгорания металла в струе режущего кислорода, но подогрев металла в месте реза происхо­ дит за счет электрической дуги, возникающей между электродом и основным (разрезаемым) металлом.

При возбуждении дуги электродом происходит рас­ плавление .поверхностной части металла, которая выду­ вается струей кислорода, подаваемого в электрическую дугу. После этого кислород соприкасается с нижележа­ щими участками металла, уже подогретыми до темпера­ туры воспламенения. Взаимодействуя с ними, кислород окисляет металл и подогревает нижележащие участки. Подаваемый под давлением кислород не только сжига­ ет металл, но и одновременно выдувает с большой ско­ ростью образующиеся при резке шлаки и жидкий ме­ талл.

141

Установка для подводной электрокислородной резки (рис. 80) состоит из баллонов с кислородом, кислород­ ного редуктора, кислородных шлангов, специальной кон­ струкции электрододержателя (ЭКД-4-60) и сварочных кабелей с рубильником. Электроды используются труб­ чатые со специальной обмазкой. Источником питания для электрокислородной резки служат те же сварочные агрегаты или сварочные трансформаторы, которые при­ меняются для электросварки.

LНарочный

Перед началом электрокислородной резки необходи­ мо проверить исправность оборудования. Обратить осо­ бое внимание на кислородные баллоны: они должны быть прочно установлены и закреплены, а вентили их продуты. Затем соединить их шлангами с электрододержателем. При длительной работе баллоны собирают с помощью коллекторов в батарею, которая соединяется через выходной редуктор с электрододержателем. Кис­ лородный шланг перед присоединением к держателю предварительно должен быть продут. После этого к дер­ жателю присоединяют минусовый кабель от источника питания, а плюсовой — к изделию, подлежащему рез­ ке. Затем подачей давления в кислородный шланг про­ веряют на герметичность всю систему. Перед тем как в электрододержатель вставить электрод, его подвергают секундной продувке. После установки трубчатого элек­ трода производят проверку на укупорку, опуская элек-

142