Газовый резак принцип работы

Газовый резак: конструкция, требования безопасности при его использовании

Работа с металлом достаточно часто предусматривает разрезание его на части заданных размеров. Подготовленные таким образом шаблоны могут использоваться при проведении монтажно-демонтажных, строительных работ и прочих производственных операций. В качестве инструмента, с помощью которого металлу придается требуемая форма, используется газовый резак.

Общая информация

В первую очередь следует рассмотреть принцип работы аппарата. Газовый резак осуществляет нагрев металла, сгорающего в струе кислорода. Продукты резки выдуваются мощным потоком газа. К эксплуатации прибора в условиях производтства допускаются лица, прошедшие специальное обучение и освоившие правила его безопасного использования.

Классификация

Резаки по металлу газовые можно дифференцировать по таким признакам:

Используемый газ.
Предназначение.
Тип резки.

На сегодняшний день самую широкую востребованность получили резаки универсального типа. Каждый такой газовый резак способен разрезать сталь толщиной до 300 миллиметров (причем в любом направлении), устойчив к возникновению обратных ударов, обладает небольшой собственной массой, очень удобен и достаточно прост в обращении.

Резка и ее качество

То, насколько хорошо будет порезан металл, будет зависеть от следующих показателей:

Расход потребляемого кислорода. Дефицит этого элемента обеспечивает слабое окисление металла и низкую интенсивность удаления его окислов. Избыток же способен охладить зону резания.
Степени чистоты кислорода;
Мощности подогревающего пламени, которое, в свою очередь, может быть нормальным, окислительным или науглероживающим. Пламя нормального типа предназначено для разрезания металла толщиной от 10 до 100 мм, окислительного типа – для листов 3-8 мм, науглероживающего типа – для очень толстого металла.

Конструктивные элементы

Устройство газового резака, независимо от каких-либо отдельно взятых особенностей, в целом всегда состоит из ствола и наконечника. Ствол прикрепляется с помощью гайки накидного типа непосредственно к корпусу резака и стоит из таких основных элементов, как:

Эжектор.
Дюза.
Смесительная камера.
Вентили, регулирующие подачу газов и кислорода в точку реза.
Входы с ниппелями, с помощью которых к аппарату подключают рукава для подачи требуемых газов.

Газовый резак всегда использует кислород для формирования режущего потока. Часть этого газа проходит через внутренний мундштук. Вторая часть оксигена попадает в эжектор, из которого струя будет выходить с большой скоростью и образовывать необходимый уровень разрежения. В смесительном отсеке горелки горючая смесь получается путем соединения газа и кислорода. Именно эта смесь образует в итоге пламя, проникая между наружным и внутренним мундштуком.

Нюансы эксплуатации

Используя резаки по металлу газовые, важно знать, что во время работы газовой горелки чаще всего из строя выходят мундштук и сопло. Продлить срок их службы можно. Для этого потребуется регулярное и тщательное очищение каналов сопла тонкими прутками из мягкой меди.

Также агрегат для резки металла снабжается специализированными сальниковыми уплотнениями, которые производятся из маслостойкой резины. Перед началом эксплуатации резака их настоятельно рекомендуется обработать глицерином или другим смазочным материалом. Кроме того, обязательно следует провести утяжку всех имеющихся резьбовых соединений, а также проверить их уровень герметичности.

Резак газовый, цена которого напрямую зависит от его технических особенностей и марки производителя, имет определенный разбег стоимости. Так, при одинаковой толщине разрезаемой стали самыми дорогими являются резаки пропановые (3400 — 4300 руб.). Конкурируют в цене с ними бензиновые резаки (3700-4700 руб.). Наиболее же дешевые — ацетиленовые резаки (1000-2200 руб.).

Розжиг резаков осуществляется по следующей схеме. В первую очередь открывается вентиль подогрева кислородной струи, а после формируют требуемое разрежение в каналах аппарата. Затем открывают газовый вентиль, и разжигается горючая смесь. В конце проводят регулировку пламени для последующей резки металла.

В целях обеспечения требуемого уровня безопасности во время эксплуатации резака рекомендуется пользоваться защитными очками и быть одетым в рабочий костюм, который имеет высокие огнеупорные характеристики. Также желательно потушить пламя и закрутить вентили, если планируется делать перерыв в работе (даже если он совсем короткий).

Как выбрать газовый резак?

Газовые резаки широко применяются для демонтажа металлических конструкций, разделки проката перед сваркой либо механической обработкой, незаменимы при раскрое профиля значительной толщины. Различные виды аппаратов могут разниться между собой лишь габаритами или наличием отдельных элементов, но принцип работы у всех моделей одинаков.

Устройство

Основными частями конструкции газовых режущих аппаратов являются:

· инжектор (эжектор), необходимый для смешивания газовых потоков;
· входы с ниппелями, предназначенные для подсоединения газового и кислородного рукавов;
· камера-смеситель;
· вентили – для регулирования подачи компонентов газовой смеси в зону нагрева металла;
· дюза.

Классификация по типу конструкции

По типу конструкции резаки делятся на два основных типа:

· инжекторного типа (двухтрубные);
· безинжекторные (трехтрубные).

Инжекторные резаки

В инжекторных аппаратах подающийся кислородный поток разбивается на две струи. Одна из них отправляется в оголовок наконечника и под давлением уходит в сопло внутреннего мундштука. Вентиль для регулирования подачи газа установлен на корпусе.

Второй поток направляется в инжектор. В нем под давлением кислород перемещается в камеру-смеситель, в разреженныйучасток которой поступает эжекционный (горючий) газ. Скоростиобоих газов выравниваются, на выходе из смесителя формируется поток, скорость которого ниже скорости кислородной струи, но намного превышает скорость горючего газа.

Газовая смесь продвигается по расположенному внизу трубчатому каналу в оголовок, на выходе из сопла между наружным и внутренним мундштуками образуется нагревающий металл факел. Для каждого из каналов предусмотрены отдельные вентили, регулирующие интенсивность поступления газов в инжектор.

Безинжекторные резаки

Устройство безинжекторного резака несколько сложнее – воспламеняющийся газ и поток кислорода перемещаются к оголовку наконечника по различным трубам.

Камера для смешения в таких аппаратах отсутствует, разогревающая смесь формируется внутри головки. Благодаря этому эксплуатация безинжекторных резаков более безопасна, так как не создается никаких предпосылок для ухода горящей смеси в трубках и каналах устройства в обратном направлении – возникновения так называемого «обратного удара».

Кроме усложненной конструкции и большей стоимости, минусом безинжекторного резака считается необходимость в подаче горючего газа под высоким давлением, так как повышения скорости потока от эффекта эжекции не возникает.

Виды резаков по типу топлива

Работа современных резаков основана на соединении кислорода и воспламеняемых газов, в результате чего образуется горючая смесь.

Основной критерий разделения на виды – тип использующегося газового топлива. Наибольшее распространение получили следующие типы резаков:

· пропановые;
· газокислородные;
· ацетиленовые;
· керосиновые;
· бензиновые.

Пропановые

Один из наиболее распространенных видов резаков, отличающийся высокой безопасностью и приличным КПД. Пропановым резаком возможно выполнить разделку металла толщиной до 300 мм.

Продолжительный срок службы устройства обусловлен тем, что многие части легкосменные, при необходимости их замена может быть выполненанепосредственно на рабочем месте в процессе выполнения работ. Взамен большинства деталей могут устанавливаться аналогичные от резаков других типов. Помимо этого, пропан обладает относительно невысокой стоимостью, что делает использование горелок еще более выгодным.

Приоритет пропановому аппарату следует отдать при резании изделий из цветных и черных металлов. Чаще всего устройства применяются для разделки чугунных радиаторов или труб.

Кислородные

Процесс резания заготовки газокислородным аппаратом выполняется в два этапа: нагрев поверхности до 1050°С (температуры воспламенения) и сжигание металла в струе чистого кислорода, подающегося под большим давлением. В связи с особенностью работы, такие аппараты относятся к инжекторным и состоят из двух элементов – кислородного копья и горелки.

Стоимость газокислородных устройств несколько ниже пропановых аналогов при равных возможностях (раскрой металла до 300 мм).

Ацетиленовые

Резаки, работающие на ацетилене – устройства инжекторного типа, преимущественно использующиеся для разделки заготовок значительной толщины из углеродистых и низколегированных марок стали. Скорость подачи ацетилена регулируется посредством вентиля, что позволяет контролировать расход газа.

Ацетиленовые аппараты отличаются компактными размерами и чрезвычайно удобны для применения как в цехах крупных промышленных предприятий, так и в домашних мастерских.

Керосиновые и бензиновые

Керосиновые и бензиновые агрегаты применяются для раскроя заготовок толщиной до 200 мм из углеродистых марок стали. Широкого распространения такие резаки не получили из-за специфической сферы применения, ограниченной подземными работами (в шахтах, угольной, горной промышленности.)

Портативные горелки

Компактные устройства, представляющие собой насадку к небольшому цанговому баллону с горючим газом.

Температура факела в мини-горелках не превышает 1300°С, потому речь при работе с ними можно вести скорее о процессе плавки, но никак не резания. Для «горения» металла условия не создаются по причине отсутствия основного режущего элемента – кислородной струи, окисляющей сталь.

Мини-резаки преимущественно используются для разделки плавких металлов и сплавов: алюминия, бронзы, латуни, меди.

Критерии выбора

При подборе газового резака необходимо уделить внимание следующим моментам:

· желательно, чтобы рукоятка была выполнена из алюминия, так как пластиковые служат недолговечны и могут расплавиться;
· латунные ниппели прослужат дольше алюминиевых;
· вращение вентилей должно выполняться с легким усилием;
· корпус резака и трубки должны изготавливаться из меди, нержавеющей стали или латуни;
· внешний мундштук изготавливается только из меди;
· в ацетиленовых аппаратах внутренний мундштук изготавливается из меди, для кислородно-пропановых допускается применение латуни;
· рекомендуемый диаметр кислородного вентиля – как минимум 40 мм;
· к любой модели должны с легкостью подбираться расходные элементы и запасные детали.

Ацетиленовый резак: устройство, принцип работы, особенности

Одним из самых востребованных металлообрабатывающих приборов является газовый резак, который позволяет раскраивать изделия из железа и стали в соответствии с утвержденным проектом. Действие таких устройств основано на нагревании материала до высоких температур, его сгорании в кислородной струе и удалении той же струей продуктов горения из зоны реза.

На крупных производственных объектах особой популярностью пользуется ацетиленовый резак, который способен разрезать стальные листы и изделия металлопроката толщиной 300 миллиметров и более. Одновременно с этим увеличивается производительность предприятия, улучшается качество обработки изделий и ускоряется производственный процесс.

Устройство ацетиленовых резаков

Любой газокислородный резак состоит их трех основных частей – газовых баллонов, ствола и наконечника. Ствол представляет собой рукоятку с ниппелями, которые служат для присоединения газовых рукавов с кислородом и ацетиленом. На корпусе также имеется три клапана, с помощью которых регулируют подачу режущего и подогревающего кислорода, а также рабочего газа (ацетилена).

Одним из основных элементов, входящих в ацетиленовый резак, является инжектор – ускоритель заряженных частиц. Сразу к нему присоединена камера смешения, в которой образуется горючая смесь из ацетилена и химически чистого кислорода. Камера смешения плавно переходит в трубку подачи подогревающего кислорода.

Перед самым инжектором на стволе имеется ответвление – трубка режущего кислорода. На ней расположен вентиль, регулирующий подачу химически чистого кислорода. Торцы трубок подачи подогревающей смеси и режущего кислорода присоединены к наконечнику. Он состоит из внутреннего и наружного мундштуков, которые помещены в специальную головку резака.

Принцип действия ацетиленового резака

Как и любой другой газокислородный нож, ацетиленовый резак обрабатывает металлические изделия одновременным воздействием высокой температурой и направленной кислородной струей. После присоединения газовых рукавов к ниппелям кислород направляется в двух направлениях. Одна часть газа, через специальное ответвление, попадает в трубку режущего кислорода, а другая – в инжектор.

Выходя из инжектора, кислород развивает высокую скорость и создает зону разряжения в смесительной камере. Из-за разницы давления в камеру начинает «подсасываться» ацетилен, который равномерно смешивается с О₂. Полученная смесь газов на высокой скорости движется дальше и вырывается через зазор между внутренним и внешним мундштуками, одновременно воспламеняясь.

Так образуется подогревающее пламя, которое доводит материал до аморфного (полужидкого/полутвердого) состояния. Через установленный на ацетиленовый резак наконечник вырывается также струя режущего кислорода, которая своей высокой скоростью «сдувает» расплавленный металл.

Особенности ацетиленового резака

Все особенности ацетиленового резака обусловлены рабочим газом – ацетиленом. В отличие от других видов топлива он способен разогреваться до температуры порядка 3100 градусов по Цельсию. Именно благодаря этому обеспечивается:

Наивысшая производительность – при помощи ацетиленового газокислородного ножа можно разрезать материал толщиной более 300 мм.
Низкая доля окислительных процессов – структурные связи в молекулах мгновенно разрушаются без образования соединений с кислородом.
Высокое качество резки.

На рынке в широком ассортименте представлен резак ацетиленовый «Маяк». Модели отличаются главным образом либо конструкцией ствола, либо его заменяемой частью – мундштуком, от которого зависит интенсивность, а также размер газовой струи.

Универсальные резаки

В некоторых случаях использовать резак газовый ацетиленовый экономически нецелесообразно. При этом иметь два резака, работающих на разных типах топлива, неразумно. Поэтому на крупных производственных объектах особой популярностью пользуются универсальные газокислородные ножи. Их главная особенность заключается в способности работать от разных видов топлива.

Резаки для ручной резки

Содержание:

Газовая резка металлоизделий осуществляется с помощью специальных резаков, которые обеспечивают подачу собственно кислорода и горючего газа.

Существуют разные резаки для ручной резки: предназначенные для выполнения определенных резов, используемые с разными видами резки металла кислородом, универсальные.

Резаки для ручной резки, несмотря на свое многообразие, часто имеют схожую конструкцию и работают по одному принципу.

Принцип работы резаков для ручной резки.

Принцип работы резаков, предназначенных для выполнения ручной резки металла, заключается в том, что в резак подаются газы: кислород и горючий (могут использоваться пары керосина или бензина), которые смешиваются.

Эта смесь необходима для создания газоподогревающего пламени, которым осуществляется нагрев места реза. Дальше по резаку подается струя кислорода, которая способствует окислению и выдуванию расплавленного металла.

Учитывая тот факт, что существуют разные способы выполнения реза и виды самой резки, могут применяться специализированные резаки.

Классификация резаков для ручной резки металла.

Классифицируются резаки по нескольким признакам. Так, по виду резки, а именно виду реза, который должен получиться в процессе, выделяют устройства, предназначенные для поверхностной, разделительной резки. Также применяются специальные резаки для кислородно-флюсовой резки.

Отдельные резаки могут использоваться с определенными горючими газами. Так существуют:

резаки для ацетилена;
резаки, применяемые для резки с газами-заменителями;
резаки для жидких горючих (керосин, бензин).

Различают такие резаки и по принципу действия, а именно бывают инжекторные резаки, а также безынжекторные устройства.

В зависимости от необходимого давления кислорода сварщики используют резаки для высокого и низкого давления.

И последний признак, по которым различают эти приспособления, – это конструкция их мундштуков. Бывают многосопловые или щелевые.

По мнению специалистов, наиболее распространенными и удобным в использовании являются инжекторные резаки универсального типа.

Отметим, что данное устройство имеет рукоятку, трубки, по которым подводятся газы, корпус, на котором имеются специальные вентили для регулировки подачи газов, головки для мундштуков. Обычно такие универсальные резаки имеют щелевой мундштук.

Щелевые мундштуки резаков.

Заметим, что щелевой мундштук имеет в своей конструкции два мундштука: наружный и внутренний. Он либо ввертывается в головку, либо его подсоединяют специальной накидной гайкой. Кольцевой зазор, который образовывается между двумя мундштуками, служит для подачи горючей смеси. Струя кислорода подается посредством центрального канала, который находится во внутреннем мундштуке.

Остановимся более детально на принципе подачи. Кислород, через ниппель поступает в горелку и разделяется на два направления: часть газа, предназначенная для подогревательного пламени, попадает в смесительную камеру, оснащенную инжектором, другая часть непосредственно подается на головку и используется как режущая струя.

Отметим, что в смесительную камеру вместе с кислородом также поступает ацетилен. Далее эта горючая смесь по отдельной трубке подается в головку и, проходя в щель между двумя мундштуками (внутренним и наружным), сгорает, образовывая необходимое пламя для подогрева.

Многосопловые мундштуки резаков.

Второй вид мундштуков может иметь как цельную, так и составную конструкцию. Их особенность в том, что они оснащены несколькими соплами (каналами), диаметр которых может быть от 0,7 до1 миллиметра. Сопла располагаются по окружности центрального канала, предназначенного для подачи кислорода.

Заметим, что в мундштуках, предполагающих внутрисопловое смешивание, горючий газ и кислород поступают в сопла через отдельные каналы. Сгорает образованная смесь уже на выходе. Особенность такой конструкции мундштуков в том, что они могут использоваться при высокий температурах, кроме того эти устройства работают без обратных ударов пламени даже в тех случаях, когда было допущено сильное нагревание резака.

Отметим, что мундштуки с множеством сопел обычно сварщики применяют с газами-заменителями. К таким можно отнести коксовый, природный, нефтяной и прочие. Их особенность в том, что они имеют довольно низкий показатель горения.

Недостаток многосопловых мундштуков в том, что сопла время от времени могут забиваться шлаками. Именно эта особенность повлияла на использование такого вида резаков. Они менее популярны, нежели щелевые, в которых просто отсутствуют сопла.

Использование каждого из названых видов резаков определяется материалами, применяемыми во время резки, желаемыми результатами и личными предпочтениями сварщиков.

Читать еще: Как правильно соединить алюминиевые провода между собой