Введение

Программа Коммунистической партии Советского Союза, развертывающая грандиозный план построения коммунистического общества, отмечает, что создание материально-технической базы коммунизма, задача превращения промышленности СССР в технически самую совершенную и мощную промышленность мира требуют дальнейшего развития тяжелой индустрии как основы технического перевооружения всех других отраслей народного хозяйства. В предстоящие 20 лет будет быстро увеличиваться производство металла, составляющего основу современной промышленности. Наряду с этим предусматривается особенно быстрый рост производства металлов и сплавов с новыми свойствами, легких и цветных металлов и прежде всего алюминия, который получит широкое распространение в электрификации, машиностроении, строительстве и в быту.

При этом основной тенденцией в промышленности, и в первую очередь в металлообрабатывающей промышленности, станет подъем производительности, применение таких процессов и конструкций машин, которые, обеспечивая высокие производительность и технические свойства, позволят существенно сократить расходы сырья, энергии и трудозатрат на единицу продукции. Непрерывное совершенствование технологии, являющееся непременным условием развития промышленности, предусматривает дополнение и в некоторых случаях замену механической обработки металлов химическими методами и технологическим использованием дешевой электроэнергии, потребление которой в промышленности в ближайшее десятилетие должно увеличиться почти в 3 раза. Одним из эффективных средств обработки металлов, реализующих химические или электрические процессы, является резка.

Широкое распространение получила кислородная резка стали. Однако кислородная резка обладает ограниченными возможностями обработки цветных металлов. Наиболее быстро развиваются сейчас электрические методы резки металлов, особенно возникший в последнее время процесс, комбинирующий электрический нагрев с действием струи газа, - газоэлектрическая резка. Эти методы позволяют успешно производить операции: чистовую разделительную резку алюминиевых сплавов, поверхностную обработку сплавов, обладающих высокой твердостью, резку меди, латуни, стали с недостижимыми ранее скоростями и т. п., которые ранее были невыполнимыми или решались малоэффективными средствами.

Основой новых процессов является использование плавящего действия электрического дугового разряда. Дуговой разряд, впервые полученный и описанный акад. В. В. Петровым в 1802 г., был применен для резки металлов русским изобретателем Н. Н. Бенардосом, который в 1885 г. изобрел "способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока". Это изобретение он запатентовал в России, Финляндии, Швеции, Норвегии, Англии, Франции, Бельгии, Испании, Швейцарии, Италии, Австрии, Германии, США, утвердив тем самым русский приоритет в этой области техники.

Наряду с Н. Н. Бенардосом другие инженеры и ученые нашей страны своими работами способствовали развитию и совершенствованию электрических методов резки металлов. Применение Н. Г. Славяновым в 1888 г. стального плавящегося электрода сделало возможным последующее применение его наряду с угольным электродом для целей резки.

Действительный член Академии наук УССР К. К. Хренов в 1932 г. разработал процессы дуговой электрической резки и сварки под водой. Он же в своей книге "Электрическая сварочная дуга", изданной в 1949 г., впервые упомянул о технологическом интересе, который может представить в сварочных процессах струя дуговой плазмы (сварочного пламени), получающаяся при горении дуги между стержневым электродом и вторым электродом с круглым отверстием или щелью, через которые выдувается газ, ионизированный в столбе дуги. Это в настоящее время является основой резательных плазменных горелок.

Особенно интенсивное развитие газоэлектрические методы получили в последнее десятилетие. Работы отечественных и зарубежных исследователей позволили довести эти процессы до практического совершенства, что обеспечило им быстрое распространение в различных отраслях народного хозяйства. Сейчас газоэлектрическая резка позволяет успешно заменить отдельные операции механической обработки, способствуя повышению экономической эффективности обработки металлов и оздоровлению условий труда.

В настоящее время сложилась система методов газоэлектрической резки. Автором разработки комплекса газо-дуговых процессов в Советском Союзе явился Всесоюзный научно-исследовательский институт автогенной обработки металлов (ВНИИАВТОГЕН). В содружестве с ним работали Институт судостроения (по вопросам воздушно-дуговой резки и резки проникающей дугой), Уральский политехнический институт (воздушно-дуговой резки), Всесоюзный институт электросварочного оборудования, МВТУ им. Баумана (резки проникающей дугой) и другие организации. В области резки плазменной струей, выделенной из столба дуги, большую 4 работу провел Институт металлургии им. Байкова, а в области флюсо-дуговой резки - ЦНИИТМАШ. Интересные и полезные работы по газоэлектрической резке проведены отдельными передовыми предприятиями страны.

В технической литературе до последнего времени отсутствовали материалы (если не считать отдельных статей и лекции автора, изданной Общественным университетом [1], и брошюры, вышедшей в 1958 г., о дуговых методах резки [2]), систематизирующие и разносторонне освещающие результаты исследований и накопленный практический опыт применения новых методов резки металлов. В настоящей книге сделана попытка обобщения таких материалов. Это в какой-то степени будет способствовать быстрейшему освоению и широкому применению прогрессивных процессов газоэлектрической резки.