пряжения и деформации также уменьшаются при механической обработке: строжке или фрезеровании кромки реза. Полоса металла шириной 2-5 мм, прилегающая к резу, быстро нагревается выше критических температур, а затем быстро охлаждается, вследствие отвода тепла в остающуюся холодной основную массу металла. Происходит термообработка металла, соответствующая закалке.

Степень закалки, получающиеся структуры и максимальная твёрдость кромки реза определяются, в первую очередь, химическим составом стали и её чувствительностью к термической обработке. Простые углеродистые стали с содержанием углерода ниже 0,30% при резке почти не закаливаются. У легированных сталей и сталей с повышенным содержанием углерода часто значительно повышается твёрдость по кромке реза. Металл нагревается до наивысшей температуры у поверхности кромки, где обычно происходит полное аустенитное превращение, наблюдаются максимальные изменения структуры и твёрдости. В малоуглеродистых сталях наблюдается образование сорбитной структуры; по мере повышения содержания углерода и легирующих элементов в стали появляются троостит, а затем и мартенсит, свидетельствующий о высокой твёрдости и хрупкости металла. По мере удаления от кромки изменения структуры постепенно становятся менее заметными, приращение твёрдости уменьшается и на расстоянии нескольких миллиметров от кромки начинается неизменённый основной металл.

Ширина зоны термического влияния при кислородной резке зависит от химического состава и толщины разрезаемого металла, возрастая вместе с ней. При резке малоуглеродистой стали толщиной 10 мм ширина зоны влияния не превышает 1 мм; та же сталь толщиной 150-200 мм даёт зону влияния шириной около 3 мм. Стали легированные и с повышенным содержанием углерода при толщине 100 мм могут давать зону влияния до 6 мм шириной.

Сравнительные исследования структуры и механических свойств показали, что кислородная резка меньше из.меняет свойства металла кромки, чем механическая резка ножницами и фрикционной пилой. Для малоуглеродистой стали нет необходимости удалять поверхностный слой металла с кромки реза; для последующей сварки достаточна очистка кромок от окалины. При резке сталей, чувствительных к термической обработке, после резки иногда приходится прибегать к дополнительным операциям: механической строжке кромки, местному отжигу. Особенно опасным является возникновение мелких трещин в зоне влияния, что иногда наблюдается у сталей, легко закаливающихся. В подобных случаях приходится прибегать к предварительному подогреву металла.

Правильно проведённый подогрев уменьшает коробление, внутренние напряжения, изменения структуры, приращение твёрдости. Поэтому подогрев часто является единственным надёжным средством получения качественной кислородной резки легко закаливающихся легированных и углеродистых сталей. При машинной кислородной резке подогрев часто может быть успешно осуществлён мощными многопламенными горелками, смонтированными на режу-

щей мащине и перемещающимися вместе с кислородным резаком вдоль поверхности разрезаемого металла.

Помимо структурных изменений металла при кислородной резке наблюдается также и некоторое изменение его химического состава, простирающееся от поверхности кромки на глубину до 2-3 мм,. Наиболее существенным является часто наблюдающееся при резке сталей повыщение содержания углерода у поверхности реза. Иногда это повыщение содержания углерода частично может быть объяснено науглероживающим действием подогревательного пламени. Но повышение содержания углерода наблюдается и при водородном пламени, которое не может науглероживать металл. Повидимому, основной причиной науглероживания служит миграция (перемещение) углерода при неравномерном нагреве металла в более нагретые области. Так как наиболее сильно нагревается поверхность кромки реза, то и наблюдается перемещение углерода из внутренних менее нагретых слоев металла к поверхности кромки.

90. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ГАЗОКИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА

Для кислородной резки весьма важное значение имеет механизация и автоматизация процесса. Ручная кислородная резка всё больше заменяется резкой механизированной, машинной и автоматической, при которых помимо общих преимуществ механизации и автоматизации технологического процесса повышается производительность труда, снижается стоимость; однако первостепенную роль играет повышение качества резки. Весьма важным условием является получение высококачественного чистого реза, не требующего никакой последующей механической обработки и тем дающего значительное онижение стоимости производства. В большинстве случаев достаточно чистый рез, не требующий дополнительной механической обработки, может быть получен лишь при механизированной автоматической резке.

Ручная резка, вследствие неизбежной некоторой неточности и неравномерности перемещения резака и вибраций режущей струи, вызываемых дрожанием руки резчика, часто даёт недостаточно чистую поверхность реза, требующую последующей механической обработки. Для возможного облегчения и улучшения ручной резки применяются простейшие приспособления в виде каретки, на которую опирается мундштук резака, и циркульного приспособления для резки по окружности (фиг. 223 и 224). Однако высококачественный чистый рез могут дать лишь полностью механизированные устройства для перемещения резака, свободные от недостатков ручной работы.

В настоящее время машины для газокислородной резки находятся в стадии быстрого развития и начала широкого промышленного использования. Существуют многочисленные типы машин для кислородной резки, которые можно классифицировать по различным признакам. По степени автоматизации различают автоматы и полуавтоматы, в которых перемещение резака по намеченной линии

реза корректируется вручную. По числу резаков различают машины одно- и многорезаковые; имеются машины, насчитывающие до 20 резаков, действующих одновременно. Машины могут выполнять одновременно один или несколько одинаковых резов, вырезая сразу несколько одинаковых деталей. Различают машины для прямолинейных, для круговых резов и универсальные, могущие выполнять также и фигурные резы по разметке с направлением ручным или по шаблонам. Различают машины переносные или передвижные и стационарные. Из переносных машин особенно важны машины тракторного типа, перемещающиеся по поверхности разрезаемого металла.

Существенным признаком является способ направления резака по линии реза. Единичные фигурные детали могут вырезаться по разметке на поверхности металла с ручным корректированием перемещения резака. При серийном изготовлении однотипных деталей применяются копирные устройства. Копиром может служить чертёж вырезаемого контура, помещаемый на стол автомата, по которому вручную обводится копирный ролик или копирная игла. Движения копирного ролика по чертежу могут воспроизводиться резаком на поверхности металла в увеличенном или уменьшенном масштабе через рычажные системы типа пантографа и т. п. Копир-чертёж может служить и для полностью автоматизированного управления перемещением резака. В этом случае перемещение резака имеет электронное управление, причём измерительным элементом системы служит фотоэлемент, следящий за линией чертежа вырезаемого контура и соответственно корректирующий перемещение резака по поверхности изделия.

В крупносерийном и массовом производствах широко применяются металлические копиры. В механических устройствах копир изготовляется из металлической ленты или полосы, поставленной на узкое ребро. По ребру копира катится копирный ролик, вращающийся от моторного привода и обкатывающий копир, В системах с магнитным управлением копир изготовляется из магнитного материала - малоуглеродистой стали, Копирному ролику, вращаемому от моторного привода, придаётся форма цилиндрического пальца с насечкой на рабочей поверхности. Палец проходит по оси достаточно сильной электромагнитной обмотки, внутри которой он свободно вращается. Рабочий конец пальца является, таким образом полюсом электромагнита и присасывается к стальному копиру, рабочую поверхность которого магнитный палец и обкатывает, сообщая соответствующее перемещение резаку. Наша промышленность производит все новейшие типы машин для кислородной резки.

Полуавтоматическая машина ПЛ тракторного типа (фир. 229) может быть укомплектована одним или двумя резаками. Однореза-ковая модель может перемещаться по прямолинейному или криволинейному копирному рельсу из уголка 45x45 мм. уложенному на поверхность разрезаемого металла. С помощью циркульного центра машина может вырезать окружности радиусом от 150 до 1350 мм,