Способ кислородной резки металла и устройство для его осуществления

(51) 5 В 23 К 7/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОсудАРстВенный комитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательскийи конструкторский институт автогенного машиностроения и Одесский политехническийинститут(54) СПОСОБ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИМЕТАЛЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к термической резке металлов, в частности к способам кислородной резки металла и устройствам для их осуществления, и может быть использовано в машиностроении, судостроении и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения -- повышение производительности,ЯО 1611623 А 1 процесса резки. Струю режущего кислорода подают к предварительно нагретой поверхности металла, перемещают относительно этой поверхности и одновременно сообщают струе ультразвуковые колебания частотой 1= (0,2 - 0,4) Я/й, где Я - расход режущего кислорода, м"/ч; д - диаметр струи кислорода, мм. Устройство состоит из головки 1, к которой с помощью накидной гайки 2 присоединены наружный мундштук 3 и внутренний мундштук 4 с соплом режущего кислоро. да 5. Между внутренним и наружным мундштуками имеется канал 6 для горючей смеси. В сопле 5 выполнена тороидальная камера, соединенная с соплом 5 каналом в виде кольцевой щели. При попадании части потока режущего кислорода в тороидальную камеру в ней возбуждаются ультразвуковые колебания, распространяющиеся вдоль струи. Это способствует интенсивному окислению разрезаемого металла за счет улучшения массо- обмена в загрязненном газовом пограничном слое. Это обеспечивает повышение скорости резки. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.Изобретение относится к термической резке металлов и может быть использовано в машиностроении, судостроении и других отраслях народного хозяйства.Цель изобретения - повышение производнтельности процесса резки.На фиг. 1 и фиг. 2 изображено сопло п(1 едложенного устройства, разрез., Способ состоит в том, что струю режущего к слорода подают к предварительно нагретой и верхности разрезаемого металла, перемеш ют относительно этой поверхности и одно- в еменно сообщают струе ультразвуковые к лебания частотойГ= (0,2 - 0,4) - з 7 гле Ярасход режущего кислорода, м/ч;1 3 с - .диаметр струи кислорода, мм.Устройство состоит из головки 1, к которс й с помоьцью накидной гайки 2 присоединеннаружный мундштук 3 и внутренний мундш ук 4 с соплом 5 режущего кислорода, Между внутренним и наружным мундштукам имеется канал 6 для горючей смеси. В сс 1 пле 5 вьпголнена тороидальная камера 7 диаметром д, соединенная с соплом 5 канал)м в виде кольцевой щели 8 шириной образующие источник ультразвуковых колеб;)ний. Диаметр наименьшего сечения сопла ддиаметр выходного сечения сопла д. Устройство работает следующим образом. В канал 6 поступает горючая смесь, которйя образует подогревающее пламя. В сопло 5 поступает режущий кислород. При попад;)нии части потока режущего кислорода в т(роидальную камеру в ней возбуждаются у ьтразвуковые колебания, которые расп 1 остраняются вдоль струи. Это обеспечив ет интенсификацию процесса окисления разрезаемого металла за счет улучшения мвссообмена в загрязненом газовом пограничном слое, что и обеспечивает повышение скорости резки.Л ример. П роизводил и меха н изи рова нную кислородную резку стальных листов толщиной 20, 50 и 200 мм на общепринятых режимях с помо 1 цью резака предлагаемой констр)акции. Для различных режимов испытаний 11 асход режущего кислорода, диаметр струи, частота колебаний струи) были изготовлены сОпла с диаметрами наименьших сечений 1,2; 1,8 и 2,9 мм и концентрично расположеными по отношению к ним тороидальными к,Амерами различных размеров.Частоту акустических колебаний измеряли следующим образом. Вблизи среза сопла утанавливали пьезокерамический датчик, который подсоединяли к входу запоминаюцего осцилографа типа С 8- 3. Характер аэро- акустического шума был близок к гармоничскому, а частоту определяли путем подсчета числа колебаний на отрезке осциллограм- мЫ, соответствующем фиксированному отрезк), времени. Результаты испытаний сведены в таблицу.Соотношение геометрических размеровтороидальной камеры и наименьшего сечения сопла д, = (0,2 - 0,4) добеспечивает возник новение в струе режущего кислорода ультразвуковых колебаний оптимальной частоты, соответствующей максимальной скорости резки.Из таблицы также следует, что независимо от толщины разрезаемых листов металла максимальная скорость резки обеспечивается при частоте ультразвуковых колебаний в струе режущего кислорода, лежащей в интервале 1= (0,2 - 0,4) - , -15Отношение размеров ширины щели и диаметра тороидальной камеры 1=(0,1 - 0,3) д, обеспечивает возникновение в струе режущего кислорода ультразвуковых колебаний, при этом увеличение ширины щели более чем 0,3 д резко снижает интенсивность ультразвуковых колебаний, а уменьшение ширины щели менее 0,1 с(существенно ухудшает технологичность изготовления сопел.Использование предлагаемого способа 25 кислородной резки и устройства для его осуществления позволяет повысить производи.тельность резки и снизить стоимость изготовления металлоконструкций.формула изобретения30. Способ кислородной резки металла,при котором струю режущего кислорода подают к предварительно нагретой поверхности металла, перемещают относительно этой поверхности и сообщают струе ультразвуковые колебания, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса резки, частоту 1 ультразвуковых колебаний выдерживают в пред лах1=(0,2 - 0,4) у,Р40где Я - расход режущего кислорода, м/ч; Й - диаметр струи кислорода, мм. 2. Устройство для кислородной резки ме талла, содержащее резак с по крайней мереодним каналом для горючей смеси и центральным соплом для режущего кислорода и источник ультразвуковых колебаний, отличаю- и(ееся тем, что, с целью повышения производительности резки путем возбуждения в струе режущего кислорода ультразвуковых колебаний, источник ультразвуковых колебаний выполнен в виде тороидальной камеры, расположенной концентрично соплу и соединенной с ним каналом в виде кольцевой щели, 55причем диаметр сечения тороидальной камеры составляет 0,2 - 0,4 диаметра сопла в наименьшем его сечении, а ширина кольце.вой щели составляет 0,1 - 0,3 диаметра се.чения тороидальной камеры.1611628 Толцицаметалла,200 20 50 Диаметрструи,З,б 1,5 2,3 мм Расход кислорода, мз /и 1,2 2,9 1,8 Скорость 42 45 52 46 41 35 резки, см/миц 11 аименьпиидиаметрсопла, мм Диаметрсеченияторондальной камеры, мм Частота колебаний, кГд 0,2 0,3 0,35 0,5 0,5 0,3 0,4 0,5 0,7 0,9 0,3 0,6 0,9 1,2 1,. 45 50 .0 100 110 25 30 50 70 80 18 20 30 37 О 37 43 38 35 19 20 23 19 18 Составитель П. ГенингРедактор О.Орковецкая Техред А. Кравчук Корректор Т. МалекЗаказ 3797 Тираж 636ПодписноеВИИПИ Государственного когиитета но наобретенияч и огкры кияч нрКССС303 о Москва, Ж - 35, Раз инская наб, д.6Производственно-иадательский когибинат атент. г. У+,город. ул. а аи ни.н