Поверхневої кисневої різкою називають процес зняття шару металу кисневої струменем. Ця різка відрізняється від розділової тим, що замість наскрізного розрізу на поверхні оброблюваного металу утворюється канавка. Профіль її залежить від форми і розмірів вихідного каналу мундштука для ріжучого кисню, а також режимів різання і розташування (кут нахилу) різака щодо листа.
Суть процесів розділової та поверхневої різання однакова. Однак в останньому випадку струмінь кисню направляється під гострим кутом до поверхні металу і швидко переміщається. Джерелом нагріву металу є не тільки підігрівають полум'я різака, але і розплавлений шлак, який, розтікаючись по поверхні аркуша уздовж лінії різу, підігріває нижні шари металу. Отже, при поверхневій різанні ефективніше використовується теплота, що виділяється в результаті окислення заліза, ніж при роздільній. В результаті цього швидкість поверхневої різання досягає 2-4 м / хв, відповідно підвищується і продуктивність праці. Ручним різаком видаляється до 40 кг / ч металу, в той час як при пневматичної вирубки - не більше 2-3 кг / ч.
Поверхневе різання широко застосовується в металургійній промисловості та зварювальному виробництві. У зварювальному виробництві поверхневе різання використовується для вирізки дефектних ділянок швів і при ремонтних роботах.
Ручна різання виконується різаками типів РПК і РПА, а машинна за допомогою машин вогневої зачистки (МОЗ). Вони видаляють шари металу товщиною від 0,5 до 3,5 мм одночасно з чотирьох сторін сляба або блюма. Продуктивність суцільний зачистки прокату велика і становить 600-1000 кг / год в залежності від сортаменту оброблюваної стали. Швидкість руху металу при зачистці досягає 45-50 м / хв.
Ручна зачистка починається з прогріву початкового ділянки до температури займання металу. При включенні ріжучого кисню утворюється вогнище горіння металу і забезпечується стійкий процес зачистки за рахунок рівномірного переміщення різака уздовж лінії різу. При нагріванні різак зазвичай розташовується під кутом 70-80 о до поверхні. У момент подачі ріжучого кисню його нахиляють на 15-45 о.
За інших рівних умов глибина і ширина канавки залежать від швидкості різання і з її збільшенням зменшуються. Глибина канавки збільшується зі зростанням кута нахилу мундштука різака, підвищенням тиску ріжучого кисню і зменшенням швидкості різання. Ширина канавки визначається діаметром каналу ріжучої струменя кисню. Щоб уникнути появи заходів на поверхні заготовки, ширина канавки повинна бути в 5-7 разів більше її глибини.
При необхідності зачистки дефектів на значній поверхні зазвичай виробляють різання «ялинкою» за один або кілька проходів, надаючи різака коливальні рухи. Відстань між мундштуком і зачищають металом повинно бути постійним.
Поверхневе кисневе різання може бути використана для зачистки дефектів на поверхні високолегованих сталей. В цьому випадку слід застосовувати киснево-флюсових різання в поєднанні з поверхневою, використовуючи різаки типу РПА або інші з киснево-флюсового оснащенням і установку типу УГПР.
Властивості зони термічного впливу при різанні.
В процесі газокисневого різання в розрізаний метал вводиться значна кількість теплоти. Нагрівання відбувається нерівномірно і розподіляється по кромці різу і порівняно вузькій смузі металу, що прилягає до резу. Це створює напруги в металі і деформує його, спотворюючи геометричну форму. Кромка різу кілька коротшає і в прилеглому шарі виникають напруження розтягу, які можуть бути повністю зняті лише відпалом з рівномірним нагріванням всієї деталі. Напруги і деформації також зменшуються при механічній обробці (стругання або фрезерування кромки різу). Смуга металу шириною 2-5 мм, що прилягає до резу, швидко нагрівається вище критичних температур, а потім швидко охолоджується внаслідок відводу теплоти в холодну основну масу металу. Відбувається термообробка металу, відповідна загартуванню.
Дослідження структури і механічних властивостей металу показали, що кисневе різання менше змінює властивості кромки, ніж механічна різання ножицями і фрикційної пилкою. Для низьковуглецевої сталі немає необхідності видаляти поверхневий шар металу з кромки різу; при подальшій зварюванні досить очистити кромки від окалини. Після різання сталей, чутливих до термічній обробці, іноді доводиться вдаватися до додаткових операцій: механічному струганню кромки, місцевим відпалу. Особливо небезпечним є виникнення дрібних тріщин в зоні впливу, що іноді спостерігається у сталей, легко гартуються. У подібних випадках використовують попередній підігрів металу. Він зменшує викривлення, внутрішня напруга, зміни структури, твердість металу. Тому підігрів часто є єдиним надійним засобом, що забезпечує якісну кисневу різку легко гартуються легованих і вуглецевих сталей. При машинного кисневого різання підігрів здійснюється потужними многопламенная пальниками, змонтованими на ріжучої машині і переміщаються разом з кисневим різаком уздовж поверхні металу, що розрізає.
Крім структурних перетворень металу, при кисневого різання відбувається зміна його хімічного складу на глибину до 2-3 мм. Найбільш істотним є підвищення вмісту вуглецю у поверхні різу, що можна пояснити науглероживается дією підігрівальні полум'я. Однак підвищення вмісту вуглецю відбувається і при використанні водневого полум'я, яке не може науглероживается метал. Мабуть, основною причиною є міграція (переміщення) вуглецю при нерівномірному нагріванні металу в більш нагріті області. Так як найбільш сильно нагрівається поверхню кромки різу, то спостерігається переміщення вуглецю з внутрішніх менш нагрітих шарів металу до поверхні кромки.