§ 58. Основные условия резки металлов окислением

Не все металлы и сплавы поддаются резке окислением. Окислительная резка требует выполнения следующих условий:

1. Температура воспламенения металла (температура начала горения) должна быть ниже температуры его плавления. В этом случае металл горит в твердом состоянии; поверхность реза получается гладкой, верхние края кромки реза не подплавляются, продукты горения в виде шлака легко удаляются из полости реза кислородной струей и форма реза остается постоянной.

Этому условию отвечает железо и углеродистые стали. Техническое железо горит в кислороде при температуре 1050 - 1360°С в зависимости от его состояния (прокат, порошок и др.), в то время как температура плавления железа равна 1539°С.

Не поддаются резке окислением алюминий и его сплавы. Температура воспламенения и плавления алюминия соответственно равна 900 и 660°С. Следовательно, алюминий может гореть только в жидком состоянии, поэтому получить постоянную форму реза невозможно.

2. Температура плавления образующихся при резке окислов и шлаков должна быть ниже температуры плавления металла. В этом случае они становятся жидкотекучими и беспрепятственно удаляются из области реза кислородной струей.

Окислы в виде FeO и Fe₃O₄, образующиеся при окислении железа в процессе резки, имеют температуру плавления 1350 и 1400°С, т. е. ниже температуры плавления железа. Поэтому низкоуглеродистые стали, поддаются резке окислением. Стали, содержащие более 0,65% углерода, имеют температуру плавления ниже температуры плавления окислов железа, и резка их окислением в обычных условиях затруднительна.

Некоторые металлы образуют окислы с высокими температурами плавления, например окислы алюминия - 2050°С, хрома - около 2270°С, никеля - 1985°С, меди - 1230°С.

Эти окислы при резке хромистых и хромоникелевых сталей, меди и ее сплавов, чугунов и других по сравнению с разрезаемым металлом являются тугоплавкими. Они при обычной окислительной резке не могут быть удалены из области реза, так как закрывают место окисления подогретого до температуры воспламенения металла от струи кислорода, и резка становится невозможной.

3. Металлы должны обладать небольшой теплопроводностью, чтобы не было сильного теплоотвода от места резки, иначе процесс резки прервется.

Медь, алюминий и их сплавы обладают высокой теплопроводностью по сравнению с железом и сталью; практически не удается сконцентрировать нагрев этих металлов до температуры воспламенения подогревающим пламенем по всей толщине листа. Поэтому указанные металлы не поддаются обычной кислородной резке.