Газоэлектрическая резка

Разрезание некоторых металлов и сплавов представляет собой определённую проблему. Например, легированные стали, бронзу, алюминий, медь и сплавы на их основе невозможно или достаточно сложно разрезать обычными способами. В таких случаях применяют так называемую газоэлектрическую резку. При таком способе разрезание происходит с помощью низкотемпературной плазмы. Несмотря на название, температура в столбе плазмы достигает 4000-5000 градусов. Передача тепла от плазмы происходит за счёт газа, который окружает плазму и разрезаемую деталь.


В свою очередь плазма получается при продувании неионизированных газов через электрическую дугу. Дуга получается двумя способами: 


- электрод и разрезаемая деталь включаются в электрическую цепь, при этом дуга проскакивает между ними;

- разрезаемая деталь не включается в электрическую цепь. Дуга возникает между отдельно взятыми электродами.


Существует множество методов газоэлектрической резки. 

Кислородно-дуговая резка


При этом способе используется дополнительное оборудование: газовые баллоны, заправленные технически чистым кислородом. Кислородно-дуговая резка часто применяется в работах с углеродистыми сталями. В зону разогретого дугой до температуры плавления металла подаётся струя кислорода. Струя кислорода ускоряет процесс разрезания и выдувает продукты горения из зоны резки. В этом способе применяются электроды и дополнительно газовые баллоны с кислородом.

Воздушно-дуговая резка


Для разрезания углеродистых сталей часто также применяют воздушно-дуговую резку. Главным недостатком этого способа является повышенное содержание углерода в месте разрезания (науглероживание). Чугун, медь, алюминий и сплавы цветных металлов плохо поддаются разрезанию этим способом. Как правило, такая резка применяется для исправления дефектных сварных швов. 

Плазменно-дуговая резка


При этом способе разрезание осуществляется плазмой, получаемой при прохождении газов через электрическую дугу. Нейтральный газ (в котором положительно и отрицательно заряженные частицы содержатся в равных количествах) называют низкотемпературной плазмой. В качестве газов берут, как правило, смеси. Соответственно, необходимы газовые баллоны с разными газами: азот, водород, аргон, сжатый воздух. Применение той или иной смеси ил чистого газа зависит от разрезаемого металла и толщины деталей.


Так, например, алюминий и его сплавы образуют тугоплавкие оксидные плёнки. Поэтому его разрезание проводят в токе инертных газов (азот, азот-водород). Тонкие пластины (до 20 мм) режут в токе азота, более толстые – в смеси азота и водорода. Более дорогим, но и более качественным получается кромка при применении смесей на основе аргона. При толщине разрезаемого слоя алюминия и его сплавов свыше 100 мм аргоновая резка становится более предпочтительной и целесообразной.


Из-за того, что алюминий быстро насыщается водородом и происходит ухудшение свойств кромки, содержание водорода в газовой смеси не может превышать 35%. При разрезании нержавеющих сталей содержание водорода может быть повышено до 50%. Низкоуглеродистые стали можно резать плазмой, образованной из сжатого воздуха.


Медь и её сплавы из-за высокой теплопроводности режут в более мощной дуге. Для создания плазмы могут быть использованы разные газы и их смеси. При небольших и средних толщинах разрезаемых пластин часто применяют азотно-воздушную смесь. При таком способе резки образуются легкоудаляемые хрупкие агрегаты.


Сплавы меди и цинка режутся теми же способами и смесями, что и медь. Разница состоит лишь в том, что латунь режется на 20% быстрее. Соответственно, расход газов для разрезания в этом случае меньше.