Листовой прокат в силу ряда причин может иметь волнистость. Горячекатаный прокат всегда покрыт слоем окалины, а во время хранения его поверхность может частично подвергаться коррозии.
Для получения качественных деталей и узлов трансформаторов, для обеспечения качественной сварки и окраски металл должен быть выправлен, очищен от продуктов атмосферной коррозии (ржавчины), окалины и других загрязнений. На заводах с крупносерийным производством для подготовки металла используют поточные линии. Подготовка металла начинается с правки его в многовалковых листоправильных машинах. Наибольшее применение находят семивалковые листоправильные машины. Правку проката производят с точностью 1—2 мм/м. После выправки металл очищают в дробеметных камерах. Очищенный металл для предохранения от коррозии пассивируют или грунтуют и сушат в печах. В таком виде металл поступает на дальнейшую обработку. Подготовку профильного проката производят на аналогичных линиях.
Резка металла является одной из основных операций для получения заготовок трансформаторов. Резку производят по картам раскроя, которые предусматривают наиболее полное использование материала и минимальные отходы. Рассматривая детали на технологичность, выбирая способ резки, необходимо учитывать влияние последствия резки на трудоемкость последующих операций.
В тех случаях, когда металл неэкономично резать определенными способами, или технически трудно, применяют кислородную (газовую) или плазменно-дуговую резку; при этом из листов можно вырезать детали любой формы, скашивать кромки под сварку, разрезать профильный металл большой толщины.
Процесс кислородной резки металла основан на способности металла сгорать в струе технически чистого кислорода и удаления этой струей образующихся продуктов горения. Резка начинается с нагрева металла в начале реза подогревающим пламенем резака до температуры воспламенения металла в струе кислорода. Металл сгорает с выделением теплоты, которая передается через образовавшийся шлак нижележащим слоям; происходит сгорание металла по всей толщине разрезаемого листа с образованием узкой щели (реза). Образующиеся в процессе резки окислы и шлаки удаляются из реза струей кислорода, а также под действием собственного веса. Кислородная резка может осуществляться с применением ацетилена, природного газа, пропан-бутана или паров жидкого топлива (керосина). При кислородной резке температура воспламенения металла в кислороде должна быть ниже температуры его плавления. Лучше всех металлов и сплавов этому требованию удовлетворяют низкоуглеродистые стали, температура воспламенения которых в кислороде — около 1300°С, а температура плавления — около 1500°С.
Сущность плазменно-дуговой резки заключается в проплавлении металла концентрированным дуговым разрядом в виде плазменной струи. Плазменная струя представляет собой направленный поток ионизированных частиц газа, имеющего температуру 10 000—20 000 °С. Плазму получают, пропуская поток газа через столб электрической дуги). При этом столб дуги сжимается, что приводит к повышению в нем плотности энергии и температуры, а газ ионизируется. Существуют две схемы устройств плазменных горелок (плазмотронов).
В плазмотронах первого типа дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом (или электродом, имеющим циркониевую или гафниевую вставку) и соплом. Столб дуги располагается в канале корпуса горелки, изолированном от электрода керамической вставкой.
Резка профильного проката. Ножи должны соответствовать профилю проката, но должиы быть с уклоном, как у гильотинных ножниц. У среза материал снимается, поэтому в ряде случаев необходим припуск для подрезки. Производительность высокая
Резка профильного проката с большими размерами сечения. Чистота и точность реза значительно выше, чем у пресс-ножииц, но производительность ниже. Для повышения производительности применяются зажимы для пакетной резки
Резка круглых, квадратных, шестигранных прутков. Срез чистый и точный. Производительность высокая.
Резка профильного проката углового, коробчатого, труб и др. При резке материал плавится, поэтому требуется дополнительная обработка для удаления наплывов металла. Производительность очень высокая. Из-за сильного шума требуется установка в отдельном помещении через столб дуги пропускают плазмообразующий газ. Канал и сопло охлаждаются водой. Из сопла выходит ярко светящаяся плазменная струя.
Примечание. Меньшие значения относятся к малым сечениям проката, большие — к большим.
Схема получения плазменной струи, выделенной из дуги (а) и совмещенной с дугой (б).
В плазмотронах второго типа (рис. 6) дуга горит между электродом и заготовкой 7. При этом плазменная струя совпадает со столбом дуги, что обусловливает ее повышенную эффективную мощность.
В качестве плазмообразующего газа используют аргон, азот, водород, воздух. Плазменная струя обладает большими технологическими возможностями. В частности, плазменной струей производят резку листов алюминия и его сплавов (толщиной до 80— 120 мм), коррозионно-стойкой стали, медных сплавов. Плазменной струей независимой дуги режут неэлектропроводные материалы: керамику, стекло, бетон и т. д. Плазменно-дуговая резка по сравнению с кислородной резкой имеет ряд преимуществ: скорость реза в 3—5 раз выше; на нижней кромке заготовки практически не образуется грат, тепловые деформации значительно ниже.
Чистота и ширина реза зависят от способа резки. Машинная резка дает более чистые кромки и меньшую ширину реза, чем ручная. Ниже приведена ориентировочная ширина реза в зависимости от толщины разрезаемого металла:
Толщина металла, мм...... 5—15 15—30 30—60 60—100 100—150
Ширина реза, мм........ 2—2,5 2,5—3,0 3,0—3,5 3,5—4,5 4,5—5,5
Машинная резка дает возможность не только повысить производительность и качество резки, но и улучшить условия труда. Машины для резки согласно ГОСТ 5614-74 делятся на два основных типа: стационарные и переносные.
Стационарные машины изготавливаются трех классов точности исполнения заданного контура детали: первый класс ±0,5 мм, второй класс ±1,0 мм, третий класс ± 1,5 мм.
Основным рабочим инструментом машины для кислородной резки является газовый резак, а для плазменно-дуговой резки — плазмотрон. У стационарных машин основным узлом, автоматизирующим процесс резки, является система копирования. В таких машинах применяются принципы механического, электро-магнитного, фотоэлектрического, дистанционно-масштабного и программного копирования. Наиболее совершенным является программное копирование. В машинах с программным управлением автоматизируются все операции резки. Такие машины обеспечивают автоматическое зажигание пламени, автоматическое регулирование всех параметров резки: расстояние от сопла до поверхности металла, мощность пламени, скорость резки, последовательность резки деталей. Программоносителем, как правило, является перфолента. При работе на машинах с программным управлением за счет точного соблюдения технологического процесса и точного исполнения карты раскроя металла можно повысить коэффициент использования металла на 6—12 %. К стационарным машинам относятся машины типов АСШ-70, «Днепр», «Юг», СГУ-61, «Одесса», «Кристалл».
Комбинированный раскрой листов стали на детали крупной электрической машины.
Одним из основных требований при разделке листового материала является экономичный раскрой листов с минимальными отходами. Детали из листового материала должны иметь форму и размеры, обеспечивающие наивыгоднейший раскрой листа. Для крупных деталей и деталей кольцевой формы это требование часто бывает трудно выполнить. В таких случаях приходится кольцо составлять из нескольких частей, хотя это увеличивает трудоемкость изготовления. Наилучшее использование площади листа получается при комбинированном раскрое из одного листа разных деталей. Для этого составляются карты раскроя. На рис. показан комбинированный раскрой листов стали на детали крупной электрической машины. Резка по комбинированному раскрою осуществляется на машинах с программным управлением.
