Газовая резка металла

Газокислородная резка применяется преимущественно для раскроя низкоуглеродистых сталей. При работе с материалами, содержащими большее количество углерода, требуется предварительный подогрев зоны реза. Этот способ позволяет изготавливать детали с высокой точностью, однако наибольшую эффективность он демонстрирует при резке листов толщиной свыше 50 мм.

Услуги компании МК СЕВЕРОЗАПАД

Компания МК СЕВЕРОЗАПАД предлагает услуги по резке металла в Санкт-Петербурге и Ленинградской области, применяя технологии лазерной, плазменной, гидроабразивной и газокислородной резки. Выбор метода определяется типом материала, требованиями к качеству и экономической целесообразностью. Для обработки листов и фасонного проката толщиной от 50 до 300 мм оптимально использовать газовую резку — она обеспечивает высокую точность при работе с массивными заготовками.

Технологический процесс

Перед началом резки поверхность металла очищается от загрязнений, масел и окалины — любые примеси мешают воспламенению. Далее осуществляется локальный нагрев зоны реза до температуры 1100–1300 °C. Затем включается поток чистого кислорода, который воспламеняет нагретый металл. Рез выполняется в направлении от начальной к конечной точке, при этом ширина паза составляет 2,5–10 мм (для сравнения: у лазера — всего 0,15–0,2 мм). Расплавленные окислы нагревают нижние слои металла, обеспечивая непрерывность реза, и выдуваются кислородной струей.

Типы кислородной резки

1. Разделительная (сквозная) — для отделения частей заготовки.
2. Поверхностная (строжка) — для снятия верхнего слоя металла.

Дополнительные технологии:

• Кислородно-флюсовая резка — применяется для чугуна и легированных сталей с высокой долей хрома. В рабочую зону подаётся флюс (порошок железа, магния или алюминия), усиливающий тепло и облегчающий удаление шлаков.
• Воздушно-дуговая резка — заготовка плавится под действием электрической дуги, а шлаки удаляются струей воздуха. Используется для поверхностной обработки и резки стали до 30 мм, но не подходит для глубоких резов.
• Резка кислородным копьём — метод прожигания отверстий в металле с применением стальной трубы, по которой подается кислород. Подходит для массивных конструкций.
• Использование пропана — эффективен при резке титановых сплавов и низколегированных сталей.

Выбор технологии

Подбор метода резки осуществляется индивидуально с учётом свойств заготовки, качества обработки и экономической эффективности.

Сравнение горючих газов для газокислородной резки

Газ	Преимущества	Недостатки
Ацетилен	– Самая высокая температура пламени — до 3300 °C – Экономичный расход кислорода – Подходит для резки толстых металлоконструкций	– Высокая стоимость – Сложность в эксплуатации – Риск обратного удара – Повышенные требования безопасности
Пропан	– Низкая стоимость – Невысокая взрывоопасность – Утечку легко определить по характерному запаху	– Ниже температура нагрева и скорость резки по сравнению с ацетиленом – Повышенный расход кислорода
Метан	– Невысокая цена – Возможность подключения к централизованной газовой сети – Нет необходимости в транспортировке баллонов	– Скорость резки на 5–20% ниже, чем при использовании ацетилена

Трудности при кислородной резке металлов

Кислородная резка стали сопровождается рядом технологических ограничений, обусловленных физико-химическими свойствами материала. С увеличением содержания углерода в металле процесс становится более сложным.

Обработка высоколегированных сталей, содержащих элементы как кремний, молибден, никель и хром, невозможна по стандартной технологии. Легирующие добавки вызывают закаливание материала и повышенную хрупкость кромок реза.

Некоторые металлы, такие как чугун, медь и алюминий, также не поддаются классической газокислородной резке. Это связано с их высокой теплопроводностью (в случае меди и алюминия), которая препятствует достижению необходимой температуры воспламенения. При резке чугуна образуются вязкие оксиды, затрудняющие эффективное удаление шлаков из зоны реза.

Влияние содержания углерода в стали на технологию кислородной резки

Содержание углерода, %	Особенности резки
До 0,3	Резка выполняется легко, без ограничений, в стандартных условиях.
До 0,5	Возможны трудности при низкой температуре окружающей среды — требуется подогрев до 120 °C.
До 0,8	Повышен риск образования трещин, необходимо предварительное нагревание до 200–300 °C.
0,8–1,0	Сталь трудно поддаётся резке, требуется интенсивный прогрев до 300–500 °C.

Условия применения кислородной резки для листового проката

Кислородная резка может быть эффективно использована только при соблюдении определённых технологических условий:

• Температура плавления металла должна быть выше температуры его горения.
• Оксиды, образующиеся в процессе, должны обладать хорошей текучестью для их эффективного удаления из зоны реза.
• Низкая теплопроводность металла позволяет сосредоточить тепло в ограниченной области, не рассеивая его по всей заготовке.
• Тепло, выделяющееся при горении, должно быть достаточным для воспламенения и поддержания реакции в нижних слоях материала.

Согласно этим критериям, оптимальными для газокислородной резки являются низкоуглеродистые стали. В случае, если материал не соответствует указанным требованиям, процесс сопровождается дефектами или становится невозможным.

Для улучшения условий резки сложных материалов может применяться флюс, повышающий температуру пламени и разжижающий тугоплавкие окислы.

Компания МК СЕВЕРОЗАПАД также предлагает альтернативные технологии — лазерную и плазменную резку, которые идеально подходят для работы с алюминием, высокоуглеродистыми и легированными сталями.

Если у вас остались вопросы или нужный товар отсутствует на сайте, оставьте заявку, мы вам поможем

Задать вопрос

Оставьте это поле пустым.

Согласие на обработку персональных данных

Преимущества и недостатки газовой резки металла

Газовая резка — это эффективная и экономичная технология, особенно востребована при работе с заготовками большой толщины. В отличие от лазерной обработки, она не ограничена размерами или сложностью контуров деталей, а также позволяет выполнять резы в полевых условиях.

Преимущества технологии:

• Высокая производительность при низких энергозатратах — один из ключевых факторов, обеспечивающих экономичность метода.
• Возможность выездных работ — переносные резаки позволяют выполнять заказы на удалённых объектах без необходимости транспортировки материалов.
• Доступная стоимость услуг — оборудование и его обслуживание обходятся значительно дешевле лазерных установок, что снижает себестоимость продукции.
• Универсальность — технология позволяет выполнять как сквозной, так и поверхностный рез, в том числе для удаления литейных и прокатных дефектов.
• Чистая кромка — после обработки отсутствует окалина по краям, что улучшает качество детали и упрощает дальнейшую обработку.

Недостатки технологии:

• Риск деформации металла — характерная особенность термической обработки. Для минимизации деформации необходимо:
• надёжно зафиксировать заготовку перед началом резки;
• соблюдать рекомендованные скорости резания;
• при необходимости — проводить дополнительную обработку (вальцовку, отжиг).
• Опасность возгорания и взрыва — при нарушении техники безопасности возможно возникновение чрезвычайных ситуаций. Требуются:
• исправная вентиляция помещения;
• соблюдение безопасных расстояний (не менее 5 м между баллонами и резаком);
  регулярный контроль оборудования и условий работы.
• Невысокая точность при ручной резке — качество деталей во многом зависит от мастерства исполнителя. Для достижения требуемых допусков может потребоваться дополнительная механическая обработка.

От чего зависит расход газа

Расход кислорода и горючего газа — ключевой фактор, влияющий на стоимость газокислородной резки. На объём потребляемого газа влияют:

• Толщина металла — чем толще заготовка, тем выше расход топлива и кислорода.>
• Ширина реза (паза) — влияет на объём выдуваемых оксидов и, соответственно, потребление газа.
• Химический состав стали — легирующие элементы могут потребовать большего количества энергии для качественного разреза.
• Состояние оборудования — утечки в соединениях и изношенные детали увеличивают непроизводительные потери.

Квалификация специалиста — опытный газорезчик грамотно настраивает пламя и минимизирует перерасход. У новичков, как правило, расход газа выше из-за ошибок в регулировке.

Нормативные документы и оценка качества газокислородной резки

Качество и точность реза при газокислородной обработке регламентируются стандартом ГОСТ 14792–80. Документ устанавливает допустимые отклонения по основным параметрам контроля:

Основные показатели оценки:

• Отклонение от перпендикулярности (обозначается Δ) — измеряется на поверхности кромки, зависит от толщины материала.
• Шероховатость поверхности реза (обозначается Ra) — определяется по высоте микропрофиля на участке длиной 8 мм в десяти точках.

Особенности измерения шероховатости:

• Для проката толщиной менее 60 мм — контроль выполняется в центральной части среза.
• Для заготовок толщиной более 60 мм — измерения проводятся в двух точках, отступив по 10 мм от каждой кромки.
  
  

Классификация качества реза по ГОСТ 14792–80

Класс точности	Параметр контроля	Толщина металла, мм	5–12	13–30	31–60	61–100
1 (высокий)	Δ — отклонение, мм		0,2	0,3	0,4	0,5
	Ra — шероховатость, мкм		0,05	0,06	0,07	0,085
2 (средний)	Δ — отклонение, мм		0,5	0,7	1,0	1,5
	Ra — шероховатость, мкм		0,08	0,16	0,25	0,5
3 (обычный)	Δ — отклонение, мм		1,0	1,5	2,0	2,5
	Ra — шероховатость, мкм		0,16	0,25	0,5	1,0

Изменения в нормативных требованиях: ГОСТ Р ИСО 9013–2022

С вступлением в силу нового стандарта ГОСТ Р ИСО 9013–2022 была пересмотрена терминология и система оценки качества газокислородной резки. Вместо классов точности, как это было в ГОСТ 14792–80, новый документ использует диапазоны параметров. Также изменены наименования характеристик:

• Отклонение от перпендикулярности или наклона заменено на допуск перпендикулярности или наклона.
• Шероховатость поверхности обозначается как средняя высота профиля (Ra сохранено, но может сопровождаться индексами, как Rz и др.).

Диапазоны допусков по ГОСТ Р ИСО 9013–2022

Диапазон	Допуск перпендикулярности или наклона, мм	Формула
1	0,05 + 0,003a	Для наивысшего качества
2	0,15 + 0,07a	Для изделий с умеренными требованиями
3	0,4 + 0,01a	Стандартное качество для большинства работ
4	0,8 + 0,02a	Пригодно для грубой резки
5	1,2 + 0,035a	Применяется в условиях, где точность не критична

a — толщина листового металла в мм.

Оценка качества по ГОСТ Р ИСО 9013–2022

В новой редакции стандарта ГОСТ Р ИСО 9013–2022 уточнены требования к качеству термической резки, включая газокислородную. В частности, введена система диапазонов параметров, а также классы отклонения размеров, что позволяет учитывать специфику разных технологий обработки и толщин материалов.

Средняя высота профиля (Ra)

Этот показатель отражает шероховатость поверхности среза и рассчитывается как среднее арифметическое значение замеров в пяти точках. Стандарт устанавливает четыре диапазона:

Диапазон	Средняя высота профиля, мкм
1	10 + (0,6 × a), где a — толщина заготовки в мм
2	40 + (0,8 × a)
3	70 + (1,2 × a)
4	110 + (1,8 × a)

Обозначение на чертежах

Параметры качества указываются на технической документации в формате:

ISO 9013 – X/Y/Z, где:

• X — диапазон допуска перпендикулярности или наклона,
  
  
• Y — диапазон средней высоты профиля,
  
  
• Z — класс отклонения от номинального размера.
  
  

Диапазоны применения стандарта:

Технология резки	Допустимая толщина материала, мм
Лазерная	0,5 – 32
Плазменная	0,5 – 150
Кислородная	3 – 300

Применение стандарта ГОСТ Р ИСО 9013–2022 обязательно при наличии ссылки на него в чертежах или технической документации.

Факторы, влияющие на качество газовой резки металла

Для получения ровного, чистого и точного реза важно учитывать целый ряд технологических факторов:

1. Чистота кислорода

• Использование кислорода с чистотой не ниже 99,5% — критически важно.
• При снижении чистоты на 1%, производительность падает на 10–15%, увеличивается расход газа.
• Появляется грат на кромке, требующий дополнительной механической обработки.

2. Мощность пламени

• Определяется типом горючего газа и толщиной заготовки.
• При ручной резке необходима более высокая мощность из-за неравномерности движения резака.
• Для стали толщиной 10–300 мм применяется нормальное пламя; свыше 300 мм — используется удлинённый факел с подогревающим (науглероживающим) пламенем.

3. Обработка тонкого проката

• Чтобы избежать перегрева и оплавления кромок, увеличивают скорость реза.
• Применяется метод пакетной резки: 25–50 листов укладываются в пакет, скрепляются и разрезаются за один проход.

4. Режущий кислород

• Кислород — основной инструмент процесса.
• Недостаток → неполное окисление, загрязнение реза.
• Избыток → снижение температуры в зоне реза.
• Требуется точная настройка сопла, чтобы струя формировала равномерную ширину разреза по всей толщине материала.

5. Скорость резки

• Должна соответствовать скорости горения стали.
• Слишком высокая скорость → непрорезы.
• Слишком низкая → оплавление и деформация кромок.
• Ориентир — угол выхода искр и шлака: он должен быть близок к 90°.

6. Состояние поверхности металла

• Окалина и загрязнения мешают эффективному нагреву, затрудняя начало реза.

Оборудование, используемое в компании МК СЕВЕРОЗАПАД

Ручная резка

• Применяются инжекторные резаки, делящие кислород на два потока:
• Один — режущий, подаётся под высоким давлением;
• Второй — поступает в смесительную камеру с горючим газом.
• Комплект оборудования: газовые и кислородные баллоны с редукторами, шлангами, резак.
• Используется для:
• вырезания нестандартных деталей;
• раскроя профильного проката;
• обработки листовой стали на выезде.

Машинная резка с ЧПУ

• Осуществляется с автоматическим копированием контуров, заданных в цифровой модели.
• Преимущества:
• высокая точность (погрешность не более 0,5 мм),
• скорость и стабильность при серийном производстве,
• возможность подготовки кромок под сварку.
• Применяются портальные станки с ЧПУ с рабочими зонами:
• 1600×6300 мм,
• 1600×3000 мм.
• Работа выполняется по чертежам заказчика или проектной документации, разработанной на основе предоставленных данных.

Контроль качества

• Оценка оборудования и точности операций осуществляется в соответствии с ГОСТ 4.41–85.
• Все этапы резки проходят контроль качества, независимо от метода — ручного или автоматического.