Опыт Херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки
Рассмотрены особенности применения плазменной резки при изготовлении судокорпусных деталей. Отмечены положительные и отрицательные явления. Проанализировано влияние состава плазмообразующей среды на основные технологические показатели процесса резки. Цель работы — представить опыт Херсонского судо...
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Автоматическая сварка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102241 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Опыт Херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки / Ж.Г. Голобородько // Автоматическая сварка. — 2013. — № 02 (718). — С. 43-48. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-102241 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1022412016-06-12T03:03:06Z Опыт Херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки Голобородько, Ж.Г. Производственный раздел Рассмотрены особенности применения плазменной резки при изготовлении судокорпусных деталей. Отмечены положительные и отрицательные явления. Проанализировано влияние состава плазмообразующей среды на основные технологические показатели процесса резки. Цель работы — представить опыт Херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки с использованием плазмообразующей среды с добавкой небольшого количества воды. Описана конструкция плазмотрона ПМР 74М. Добавка воды приводит к повышению чистоты и снижению шероховатости поверхности реза. Дано пояснение наблюдаемому эффекту. Замена ацетиленокислородной резки плазменной в плазмообразующих средах воздух + вода позволяет повысить как производительность резки в 3...5 раз, уменьшить тепловые деформации, так и точность вырезаемых деталей, обеспечить простоту управления процессом резки, возможность автоматизации с применением гибких производственных систем. Эта технология реализована на автоматизированном участке предприятия в поточных линиях с машинами типа «Кристалл», устройствами ЧПУ 2Р32Т на базе микроЭВМ. Библиогр. 7, табл. 1, рис. 8. 2013 Article Опыт Херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки / Ж.Г. Голобородько // Автоматическая сварка. — 2013. — № 02 (718). — С. 43-48. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102241 621.791:629.12 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Производственный раздел Производственный раздел |
| spellingShingle |
Производственный раздел Производственный раздел Голобородько, Ж.Г. Опыт Херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки Автоматическая сварка |
| description |
Рассмотрены особенности применения плазменной резки при изготовлении судокорпусных деталей. Отмечены
положительные и отрицательные явления. Проанализировано влияние состава плазмообразующей среды на основные
технологические показатели процесса резки. Цель работы — представить опыт Херсонского судостроительного
завода по применению плазменной резки с использованием плазмообразующей среды с добавкой небольшого
количества воды. Описана конструкция плазмотрона ПМР 74М. Добавка воды приводит к повышению чистоты
и снижению шероховатости поверхности реза. Дано пояснение наблюдаемому эффекту. Замена ацетиленокислородной
резки плазменной в плазмообразующих средах воздух + вода позволяет повысить как производительность резки в
3...5 раз, уменьшить тепловые деформации, так и точность вырезаемых деталей, обеспечить простоту управления
процессом резки, возможность автоматизации с применением гибких производственных систем. Эта технология
реализована на автоматизированном участке предприятия в поточных линиях с машинами типа «Кристалл», устройствами ЧПУ 2Р32Т на базе микроЭВМ. Библиогр. 7, табл. 1, рис. 8. |
| format |
Article |
| author |
Голобородько, Ж.Г. |
| author_facet |
Голобородько, Ж.Г. |
| author_sort |
Голобородько, Ж.Г. |
| title |
Опыт Херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки |
| title_short |
Опыт Херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки |
| title_full |
Опыт Херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки |
| title_fullStr |
Опыт Херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки |
| title_full_unstemmed |
Опыт Херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки |
| title_sort |
опыт херсонского судостроительного завода по применению плазменной резки |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102241 |
| citation_txt |
Опыт Херсонского судостроительного
завода по применению плазменной резки / Ж.Г. Голобородько // Автоматическая сварка. — 2013. — № 02 (718). — С. 43-48. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT goloborodʹkožg opythersonskogosudostroitelʹnogozavodapoprimeneniûplazmennojrezki |
| first_indexed |
2025-07-07T12:02:04Z |
| last_indexed |
2025-07-07T12:02:04Z |
| _version_ |
1836989520469295104 |
| fulltext |
УДК 621.791:629.12
ОПЫТ ХЕРСОНСКОГО СУДОСТРОИТЕЛЬНОГО ЗАВОДА
ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ
Ж. Г. ГОЛОБОРОДЬКО
ПАО «ХСЗ», Украина, 73019, г. Херсон, Карантинный остров, 1.
E-mail: repair@kherson-shipyard.com
Рассмотрены особенности применения плазменной резки при изготовлении судокорпусных деталей. Отмечены
положительные и отрицательные явления. Проанализировано влияние состава плазмообразующей среды на основные
технологические показатели процесса резки. Цель работы — представить опыт Херсонского судостроительного
завода по применению плазменной резки с использованием плазмообразующей среды с добавкой небольшого
количества воды. Описана конструкция плазмотрона ПМР 74М. Добавка воды приводит к повышению чистоты
и снижению шероховатости поверхности реза. Дано пояснение наблюдаемому эффекту. Замена ацетиленокислородной
резки плазменной в плазмообразующих средах воздух + вода позволяет повысить как производительность резки в
3...5 раз, уменьшить тепловые деформации, так и точность вырезаемых деталей, обеспечить простоту управления
процессом резки, возможность автоматизации с применением гибких производственных систем. Эта технология
реализована на автоматизированном участке предприятия в поточных линиях с машинами типа «Кристалл», уст-
ройствами ЧПУ 2Р32Т на базе микроЭВМ. Библиогр. 7, табл. 1, рис. 8.
К л ю ч е в ы е с л о в а : плазменная резка, судокорпусные детали, конструкция плазмотрона, чистота поверхности
реза, добавление воды, производительность, тепловые деформации, автоматизация, поточные линии
Перспективы развития судостроения Украины
связаны с совершенствованием технологии пос-
тройки судов. Первым этапом постройки судна
является изготовление деталей корпуса, количес-
тво которых достигает десятков тысяч на один
корпус. Одной из основных технологических опе-
раций, определяющей качество сварки деталей и
сварки судна в целом, является термическая резка,
на долю которой в судостроении приходится око-
ло 80 % используемого металла. По трудоемкости
эти работы составляют до 20 % всего объема ра-
бот корпусообрабатывающего цеха [1].
Основным способом термической резки явля-
ется плазменная резка, по производительности и
качеству существенно превосходящая газокисло-
родную. В соответствии с правилами Российского
морского регистра судоходства при изготовлении
деталей плазменной резкой необходимо убедиться
в отсутствии повышенного насыщения поверхности
реза газами (азотом, водородом) во избежание ухуд-
шения качества сварных швов. При этом должно
быть обеспечено надлежащее качество поверхности
реза по свободным кромкам [2].
Широкая практика промышленного примене-
ния плазменной резки при изготовлении судокор-
пусных деталей показала, что использование для
плазмообразования высокоэнтальпийных газов
(водорода, гелия кислорода и др.) ведет к сущес-
твенному изменению всего процесса плазменной
резки. С одной стороны, достигается ее высокая
эффективность, с другой — снижается стойкость
электродов плазмотрона и нарушается стабиль-
ность горения дуги.
Устранение нежелательных факторов достига-
ется за счет применения высокоэнтальпийных га-
зов не в чистом виде, а в смесях с более тяжелыми
газами, т. е. переход от одно- к многокомпонен-
тным газовым средам.
Плазмообразующая среда оказывает непосред-
ственное влияние на все основные узлы обору-
дования для плазменной резки. Изменение качес-
твенного состава плазмообразующей среды поз-
воляет существенно менять основные технологи-
ческие показатели процесса и в первую очередь
скорость и качество резки. Роль состава плазмо-
образующей среды в технологии резки опреде-
ляется следующим образом [3]:
состав плазмообразующей среды при заданной
геометрии сопла и токе резки определяет напря-
женность поля столба дуги как внутри, так и вне
сопла. Следовательно, за счет изменения состава
среды в широких пределах можно регулировать
количество тепловой энергии, выделяющейся в
дуге;
состав плазмообразующей среды существенно
влияет на максимально допустимое значение I/d,
что позволяет регулировать плотность тока в дуге,
тепловой поток в полости реза и в итоге ширину
реза и скорость резки.
В результате изменения состава среды можно
создавать наиболее благоприятные условия уда-
ления расплавленного металла из полости реза,
предотвращая образование грата на нижних кром-
© Ж. Г. Голобородько, 2013
2/2013 43
ках разрезаемого листа или делая его легко уда-
ляемым.
В некоторых случаях следует также учитывать
существенную добавку тепловой энергии за счет
химического взаимодействия плазмообразующей
среды с разрезаемым металлом. Дополнительный
вклад химической реакции в общий тепловой ба-
ланс может достигать значения, соизмеримого с
электрической мощностью дуги.
Состав плазмообразующей среды влияет также
на физико-химические процессы на стенках реза;
от него зависит степень насыщения стенок реза
различными газами, а также глубина газонасы-
щенного слоя. Большое влияние на выбор плазмо-
образующей среды оказывают состав разрезаемых
металлов и толщина листов. Чем выше теплоп-
роводность материала и чем больше толщина лис-
та, тем более жесткие требования предъявляют
к составу плазмообразующей среды и тем более
сужается диапазон используемых смесей.
При резке сталей наибольшее применение в
качестве плазмообразующей среды получил сжа-
тый воздух, как самый распространенный и эко-
номически эффективный газ [4–6].
Применение дешевого и доступного сжатого
воздуха в качестве плазмообразующей среды в
сочетании с высокой производительностью и уни-
версальностью процесса, пригодного для резки
практически всех металлов обеспечивает значи-
тельные преимущества по сравнению с другими
плазмообразующими средами. Однако отдельные
недостатки плазменной резки в плазмообразую-
щей среде воздуха, к которым относят повышение
твердости металла кромок реза, не обеспечивают
перпендикулярность кромок реза. Неперпендику-
лярность, составляющая 1,5…2,5 мм на каждую
сторону, при уменьшении толщины разрезаемого
металла увеличивается. Изменение химического
и структурного состава, а также повышение по-
ристости сварных швов, выполненных по кромкам
после плазменной резки, сужают область ее при-
менения. Причиной образования пор при сварке
деталей, секций и корпусов судов из низкоугле-
родистых и низколегированных сталей является
азот, находящийся в кромках реза в состоянии
пересыщенного раствора. Эффективным спосо-
бом снижения концентрации азота в металле кро-
мок является его связывание в термодинамически
стабильные соединения при воздушно-плазмен-
ной резке.
Характер металлургических процессов, проте-
кающих в полости реза, в основном определяется
химическими свойствами плазмообразующего га-
за. Целесообразно исследовать плазменную струю
с добавкой газов, обладающих восстановительны-
ми свойствами. К таким газам прежде всего от-
носится водород, являющийся сильным восста-
новителем, и водородосодержащие смеси. Причем
использование последних из соображений безо-
пасности и доступности во многих случаях яв-
ляется более предпочтительным. Преимущест-
вами применения для плазменной резки водовоз-
душных смесей являются низкая стоимость, дос-
тупность, легкость достижения восстановитель-
ных или окислительных свойств плазмообразую-
щего газа, возможность изменения в нужном нап-
равлении характера протекающих в полости реза
металлургических процессов.
Особое место в плазмообразующих средах за-
нимает вода, в состав которой входит водород и
кислород. Энергетические параметры дуги поз-
воляют отнести воду к водородосодержащим сме-
сям, а качество резки указывает на то, что кис-
лород, освобождающийся в результате диссоци-
ации воды, активно взаимодействует с выплав-
ляемым металлом. В частности, при резке низко-
углеродистых сталей скорость резки при исполь-
зовании воды такая же, как в водородосодержа-
щих смесях, а качество резки такое же, как в кис-
лородосодержащих.
Воду можно использовать в качестве плазмо-
образующей среды самостоятельно в виде пара
или как добавку к плазмообразующему газу. Вы-
сокая напряженность столба дуги, высокая про-
никающая способность дуги, большая эффектив-
ность использования электрической мощности ду-
ги достигается введением водорода.
Использование воды в качестве плазмообра-
зующей среды не получило широкого промыш-
ленного применения. При водоэлектрической рез-
ке возникают сложности с возбуждением дуги.
Кроме того, применяемые графитовые электроды
быстро расходуются, и для вертикального пере-
мещения графитового электрода в направлении
соплового узла в процессе резки необходимо до-
полнительное устройство, усложняющее конс-
трукцию плазмотрона [3]. Все это делает процесс
резки при использовании воды в качестве плазмо-
образующей среды ненадежным и недостаточно
технологичным.
Такие зарубежные фирмы, как «ЭСАБ» (Шве-
ция), «МESSER» (Германия) и другие, использу-
ют процесс плазменной резки под слоем воды.
При этом процессе плазменная струя падает не-
посредственно в водяную ванну, отсутствует об-
разование дыма, существенно снижается дефор-
мация деталей, уровни светового излучения и шу-
ма. В этих условиях вода существенно улучшает
санитарно-гигиенические характеристики процес-
са, обеспечивает повышение качества кромок вы-
резаемых деталей.
Применение плазменной резки под слоем воды
требует специальных раскроечных столов с сис-
темой управления уровнем воды. Вода должна
быть «умягченной» для повышения стойкости со-
пел. Должна осуществляться водоподготовка во
44 2/2013
избежание окисления кромок реза и удаления про-
дуктов плазмохимических реакций, протекающих
в воде. При резке под водой оператор не может
наблюдать за положением плазмотрона и качес-
твом кромок реза. Требуется применение специ-
альных стабилизаторов высоты и система аварий-
ного выключения процесса при случайном опро-
кидывании мелких деталей. На современных ли-
ниях термической резки с применением движу-
щихся раскроечных рам применение указанного
способа резки практически невозможно.
В настоящее время на ПАО «ХСЗ» для плаз-
менной резки судокорпусных сталей используют
плазмообразующие среды с добавкой небольшого
количества воды к плазмообразующему газу.
Часть воды из системы охлаждения модернизи-
рованного плазмотрона ПМР 74М (рис. 1) пода-
ется в сопловой узел, состоящий из двух отдель-
ных конусных сопел, входящих друг в друга
(рис. 2). Наружное сопло меньших размеров име-
ет внутри шесть тангенциальных канавок
(0,15×0,93 мм), снаружи — 24 радиальные канав-
ки (0,1×0,3 мм) для подачи воды. Часть воды пос-
тупает по тангенциальным канавкам в канал сопла
(в струю плазмы), а по радиальным — вокруг
сопла. Для обеспечения инжекции воды в струю
плазмы диаметры наружного и внутреннего сопел
не равны между собой.
Внутрь канала сопла вода подается с завих-
рением по часовой стрелке, т. е. в том же нап-
равлении, что и завихрение газа, дополнительно
обжимая струю плазмы.
При добавлении воды в плазму образуется сис-
тема, состоящая из азота, кислорода и водорода.
В этой системе протекают плазмохимические ре-
акции связывания азота с одновременным полу-
чением таких продуктов, как NH3, N2H4, NO, NO2,
а также и других нерастворимых соединений азота
в кромках реза [7]. Вода по радиальным канавкам
поступает наружу вокруг сопла, образуя воздуш-
но-водный душ.
В процессе резки использование рассмотрен-
ной конструкции сопла создает двойной эффект.
Вода, поступающая внутрь канала сопла, частич-
но испаряется, диссоциирует на водород и кис-
лород, которые, смешиваясь с основной плазмо-
образующей средой, создают комбинированную
плазмообразующую среду. Кроме того, вода об-
жимает и уплотняет струю плазмы в канале сопла,
обеспечивая более высокие энергетические харак-
теристики.
Вода, поступающая концентрично столбу плаз-
мы, также частично испаряется и создает вокруг
струи водопаровую завесу, ограничивая доступ
атмосферного воздуха в зону резки. Образующи-
еся в процессе резки газы частично осаждаются
водой. Общий вид работающего плазмотрона с
добавкой к воздуху воды показан на рис. 3, 4.
Добавка небольшого количества воды к
плазмообразующему газу повышает качество кро-
мок реза. Энергетические параметры дуги поз-
воляют отнести воду к водородосодержащим сре-
дам, а качество резки указывает на то, что кис-
лород, освобождающийся в результате диссоци-
ации воды, активно взаимодействует с выплав-
ляемым металлом. При резке низкоуглеродистых
сталей скорость резки при добавлении воды такая,
как в водородосодержащих средах, а качество рез-
ки такое же, как кислородосодержащих.
Мощность дуги при плазменной резке в
плазмообразующих средах с добавлением воды
Рис. 1. Схема плазмотрона ПМР 74М
Рис. 2. Схема соплового узла для подачи воды
2/2013 45
повышается благодаря росту напряжения Uд, в
то время как ток Iд (при использовании верти-
кальной внешней характеристики источника пи-
тания) практически не изменяется. Такое влияние
добавок воды можно объяснить теплофизически-
ми свойствами водорода. При диссоциации во-
дорода поглощается значительное количество
энергии, потери которой компенсируются ростом
напряжения на дуге; в результате рекомбинации
атомарного газа на поверхности металла эта энер-
гия передается аноду. При сравнительно малых
напряжениях (130…150 В) при воздушно-плаз-
менной резке рез получает значительную конус-
ность за счет его ширины в верхней части раз-
резаемого листа. В результате этого количество
расплавленного металла возрастает по сравнению
с резом, кромки которого близки к параллельным.
Повышение Uд (170…180 В) при плазменной рез-
ке в плазмообразующей среде воздух + вода уме-
ньшает ширину реза и объем расплавленного ме-
талла на единицу длины реза. Факел плазмы уд-
линяется, достигая 200 мм. При эксперименталь-
ной проверке неперпендикулярность кромок сос-
тавляла не более 1,0…1,2 мм на сторону, что со-
ответствует второму классу по ГОСТ 14792–80
для толщин 5…12 мм.
Одним из показателей, определяющих класс
качества вырезаемых деталей, является шерохо-
ватость поверхности реза по ГОСТ 14792–80. Ха-
рактер и глубина бороздок, образующихся на по-
верхности реза, характеризуют пригодность к эк-
сплуатации деталей, имеющих свободные кромки
в условиях динамических нагрузок.
Добавка воды в плазмообразующую среду при-
водит к повышению чистоты поверхности реза
конструкционных сталей. Поверхность реза глад-
кая, имеет серебристый цвет, выступы и впадины
имеют плавные переходы, перепад высот состав-
ляет 10…20 мкм (таблица, рис. 5).
Шероховатость поверхности реза снижается с
120…90 мкм при обычных способах резки до
20…10 мкм при резке с добавлением воды, что
соответствует первому классу качества поверх-
ности по ГОСТ 14792–80.
Рис. 3. Плазмотрон ПМР 74М для резки (плазмообразующая
среда воздух + вода)
Рис. 4. Процесс резки (плазмообразующая среда воздух +
+ вода)
Рис. 5. Внешний вид (а) и
профилограммы (б, в) по-
верхности плазменного реза
в плазмообразующих сре-
дах: 1, б — воздух; 2, в —
воздух + вода
46 2/2013
Детали, изготавливаемые термической резкой,
должны подвергаться дополнительным операци-
ям обработки, правке, рихтовке. В настоящее вре-
мя на практике применяют ряд технологических
приемов по предупреждению и уменьшению теп-
ловых деформаций: на технологических картах
раскроя указывают начало и направление реза;
последовательность вырезки деталей; места ос-
тавления перемычек; крепление листа к раскро-
ечному столу и др.
Однако применение указанных приемов по
борьбе с тепловыми деформациями не обеспечи-
вает получение деталей в пределах требований
РД 5.9091–80 «Изготовление стальных деталей
корпусов металлических судов». В то же время
эти приемы борьбы с деформациями отрицатель-
но сказываются на производительности и качестве
изготовляемых деталей.
При плазменной резке в плазмообразующих
средах с добавлением воды часть воды из системы
охлаждения плазмотрона поступает по радиаль-
ным канавкам наружу вокруг сопла, образуя воз-
душно-водный душ для локализации места наг-
рева и сокращения тепловых деформаций. Это ох-
лаждение также влияет на структуру и механи-
ческие свойства металла ЗТВ.
Наличие воды предотвращает распространение
тепла за пределы водной душевой завесы, окру-
жающей струю плазмы и непосредственно охлаж-
дает кромки реза при продвижении плазмотрона.
Сопутствующее охлаждение кромок реза водой
обеспечивает минимальные деформации из плос-
кости и на ребре. Правка деталей в соответствии
с РД 5.9091–88 не требуется. Замена ацетиле-
нокислородной резки плазменной в плазмообра-
зующих средах воздух + вода позволила повысить
производительность резки (на толщине до 14 мм)
в 3…5 раз; уменьшить тепловые деформации и
повысить точность вырезаемых деталей; обеспе-
чить простоту в управлении процессом резки, воз-
можность автоматизации с применением гибких
производственных систем. Система включает
комплекс взаимосопряженных технических, прог-
раммных, информационных и организационных
средств, обеспечивающих проектирование гео-
метрии плоских деталей; раскрой деталей на за-
казных листах; проектирование технологии вы-
резки деталей; автоматическую вырезку деталей;
автоматическую транспортировку заготовок и де-
талей; управление процессом от ЭВМ.
Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) на
ПАО «ХСЗ» г. Херсон имеет две поточные лини
с машинами типа «Кристалл», оснащенных уст-
ройствами ЧПУ 2Р32Т на базе микроЭВМ. Сис-
тема управления ГАУ, включающая локальную
вычислительную сеть, реализована на базе оте-
чественной вычислительной техники (рис. 6).
При использовании оптимальных режимов
плазменной резки с применением рекомендуемых
плазмообразующих сред получаем достаточно вы-
сокие качественные показатели резки (рис. 7, 8).
По точности они сопоставимы с кислородной
резкой за исключением несколько большей не-
перпендикулярности кромок реза. В то же время
глубина ЗТВ и деформации вырезаемых деталей
меньше, чем при других способах резки. Разра-
ботанные режимы плазменной резки с добавле-
нием воды обеспечивают предотвращение пор в
металле шва при сварке и позволяют снизить тол-
щину разрезаемого металла до 3 мм.
Зависимость шероховатости и микротвердости поверхности реза от способа резки
Способ резки Микротвер-
дость, МПа
Ширина ЗТВ,
мм
Шерехова-
тость, мкм
Класс
качества
Скорость
резки, мм/с
Ацетиленокислородная 270 1,2…2,0 100…120 3 7,5
Плазменная (плазмообразующая среда воздух) 620 0,6 80...100 2 33,3
Плазменная (плазмообразующая среда воздух+вода) 366 0,46 10...20 1 33,3
Механическая обработка (полирование) 150 — 5...10 — —
Рис. 6. ГАУ с машинами типа «Кристалл» для тепловой резки
Рис. 7. Плазменная резка в плазмообразующих средах с до-
бавлением воды
2/2013 47
Шероховатость поверхности реза (рис. 8) со-
ответствует 1 классу качества по ГОСТ 14792–
80, свободные кромки в соответствии с Пра-
вилами Российского морского регистра судо-
ходства не требуют дополнительной механичес-
кой обработки.
Выводы
1. Использование двухкомпонентных плазмооб-
разующих смесей основано на том, что подбором
соответствующих компонентов и их соотношений
в смеси обеспечиваются наиболее оптимальные
параметры дуги как с энергетической точки зре-
ния, так и с точки зрения стабильности горения
дуги.
2. Во всех смесях, содержащих водород, ско-
рость и качество резки главным образом зависят
от расхода водорода и в меньшей степени от расхода
другого компонента смеси. Напряжение на дуге так-
же в основном зависит от доли водорода в смеси
и практически не зависит от того, в состав какой
смеси входит водород. Таким образом, как тепло-,
так и электрофизические параметры дуги опреде-
ляются наличием в смеси водорода.
3. При использовании кислорода в смесях эф-
фективность плазмообразующей смеси сущест-
венно зависит от характера химического взаимо-
действия кислорода с разрезаемым металлом. Ес-
ли добавка кислорода в смесь оказывает влияние
на скорость резки, то это может быть объяснено
только химическим взаимодействием кислорода
с разрезаемым металлом. Применение кислородо-
содержащих плазмообразующих смесей позволя-
ет использовать при резке как электрическую, так
и химическую энергию. В этом случае резка яв-
ляется частично процессом выплавления и час-
тично процессом выгорания металла из полости
реза.
4. Применение водовоздушных смесей при
плазменной резке позволит снижать концентра-
цию газов, растворенных в кромках реза, изменять
электрические и тепловые характеристики за счет
диссоциации Н2, сопровождающейся затратами
энергии, потери которой компенсируются ростом
напряженности столба дуги при одновременном
перераспределении тепла и плотности тока по
сравнению с дугой, стабилизированной воздухом.
1. Головченко В. С., Доброленский В. П., Мисюров И. П.
Тепловая резка металлов в судостроении. — Л.: Судост-
роение, 1975. — 272 с.
2. Правила технического наблюдения за постройкой судов
и изготовлением материалов и изделий для судов. —
Т. 3. — С.-Петербург: РМРС, 2004. — 292 с.
3. Быховский Д. Г. Плазменная резка. — Л.: Машинострое-
ние, 1972. — 168 с.
4. Васильев К. В. Плазменно-дуговая резка. — М.: Маши-
ностроение, 1974. — 112 с.
5. Эсибян Э. М. Воздушно-плазменная резка: состояние и
перспективы // Автомат. сварка. — 2000. — № 12. —
С. 6–16, 20.
6. Лащенко Г. И. Качество реза при плазменно-дуговой
резке // Сварщик. — 2012. — № 4. — С. 34–39.
7. Голобородько Ж. Г., Квасницкий В. В. Исследования
плазменной резки в плазмообразующих средах с добав-
леним воды // Зб. наук. праць УДМТУ. — 2002. — № 5.
— С. 37–46.
Поступила в редакцию 13.11.2012
Рис. 8. Внешний вид заготовок после плазменной резки
На НКМЗ модернизирована установка
дифференцированной термической обработки
На Новокраматорском машиностроительном заводе (г. Краматорск Донецкой обл.) после корен-
ной модернизации введена в эксплуатацию установка дифференцированной термической обра-
ботки валков (ДТО). Единственная в СНГ установка ДТО работает на НКМЗ с 1996 года. С тех пор
дифференцированной термообработке, придающей необходимые качества изделиям, подвергнуто
более 50 тыс. т прокатных валков. За это время на заводе были
разработаны новые марки сталей, расширилась номенклатура,
повысились требования к качеству инструмента. В связи с
этим остро назрела необходимость в проведении мо-
дернизации оборудования.
В результате модернизации печь скоростного нагрева по-
лучила дополнительный модуль, позволяющий проводить газо-
плазменный нагрев валков массой до 100 т с длиной бочки до
2800 мм и диаметром до 2000 мм. Создана также принципиально
новая система охлаждения поверхности бочки валка на спрей-
ерной установке. Модернизация установки ДТО позволила улуч-
шить качество опорных валков горячей и холодной прокатки.
48 2/2013
|