Obrabotka Metallov 2014 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (64) 2014 56 ТЕХНОЛОГИЯ Анализ полученных результатов позволяет предположить возможные механизмы формиро- вания точности реза данной биметаллической композиции при различных скоростях обработки. Так, незначительное отклонение реза от пер- пендикулярности на участке стали 12Х18Н10Т (  2 = +2,2  ) на скорости обработки V = 1,1 м/мин (рис. 3, а ) можно объяснить малым значением коэффициента теплопроводности данного ма- териала с одной стороны, а с другой – доста- точным временем прогрева материала на всем участке в виду малой скорости продвижения ка- нала реза. На нижнем участке композиции, пред- ставляющем низкоуглеродистую сталь (рис. 3, а ), наблюдается формирование обратного конуса (  1 =  2,53  ) с расширением зоны реза к низу. Вероятно, это связано с малой ско- ростью обработки и повышенным стоком тепла от участка нержаве- ющей стали к участку низкоугле- родистой вследствие разницы в их коэффициентах теплопроводно- сти. Повышение скорости об- работки до 1,3 м/мин исключа- ет фактор излишнего перегрева расплава в зоне реза, формируя традиционную геометрию реза с уменьшением его ширины к низу (рис. 3, б ) и обеспечивая, с одной стороны, повышение точ- ности реза на участке стали Ст3 (  1 = 0,93  ), а с другой – снижение ее на участке нержавеющей со- ставляющей (  2 = 6,68  ). Последующее увеличение ско- рости обработки до 1,5 м/мин сопровождается дальнейшим ухудшением точности реза на обо- их участках композиции (рис. 3, в ). На рис. 4 представлена обобщенная характе- ристика точности реза композиции в целом как средний угол его наклона (  ср ). Данная характе- ристика является условной, но в определенной степени может служить мерой точности реза слоистых композиций. Анализ результатов раскроя исследуе- мой композиции на режимах обработки леги- рованных сталей при резе со стороны стали 12Х18Н10Т показал, что наилучшие результаты по точности соответствуют скоростному режиму обработки V = 1,2 м/мин. При этом на нижнем участке композиции (сталь Ст3) наблюдается не- значительный отрицательный угол отклонения от перпендикулярности (  1   1  ), при повы- шенном значении угла  2  4  на участке нержа- веющей стали. Принимая во внимание то, что верхний участок по размерам меньше нижнего в 1,5 раза, средний угол отклонения реза можно условно принять равным  ср  1  . На исследо- ванных скоростях обработки при данной тех- нологической схеме наблюдается минимальное количество грата с незначительным его увеличе- нием при росте скорости раскроя. Оценка качества поверхности реза по ха- рактеристике шероховатости представлена на рис. 5. В исследованном диапазоне скоростей Рис. 5. Влияние скорости обработки на шероховатость поверхности реза биметаллической композиции «сталь Ст3 + сталь 12Х18Н10Т» при раскрое со стороны стали 12Х18Н10Т по технологической схеме Hi–Focus с I = 45 А для легированных сталей обработки прослеживаются незначительные ко- лебания шероховатости (от R a = 5,78 мкм при минимальной скорости, до R a = 8,74 мкм – при максимальной). Колебания в значениях шерохо- ватости, вероятно, объясняются различающимися условиями удаления жидкой фазы из канала реза. Типичная профилограмма поверхности реза для исследуемых режимов плазменного раскроя представлена на рис. 6, а ее топография – на рис. 7. Использование исследуемой технологиче- ской схемы для раскроя композиции при об- работке со стороны низкоуглеродистой стали позволило выявить несколько иной характер гео- метрии реза (рис. 8).