Виды резки металла и их специфика

Виды резки металла

На рынке представлено большое разнообразие различных типов станков и инструментов для резки, поэтому у покупателя возникает вопрос, какой из них лучше всего подходит для конкретного случая. Разберемся какие существуют основные технологии и чем они отличаются друг от друга.

Способы термической резки

Существует несколько способов термической резки, которые можно использовать для металла. Основной принцип заключается в применении источника энергии для нагрева определенной части заготовки и расплавления ее. Далее расплавленный металл выдувается из твердого металла, создавая разрез. Термическая резка предпочтительнее других методов из-за скорости обработки.

При газокислородной резке используется комбинация кислорода и топлива, такого как ацетилен или пропилен, для создания пламени, которое плавит металл. Поток кислородно-газовой смеси также используется для выдувания расплавленного металла и создания разреза.

Плазменная резка аналогична кислородной, но вместо кислородно-газовой смеси в качестве источника тепла используется электрическая дуга.

Лазерная резка – это также процесс термической резки, при котором лазерная энергия используется для расплавления металла. Монохроматический и когерентный луч света создается внутри станка лазерной резки металла и фокусируется через линзу на металлический материал. Это заставляет целевые участки металла нагреваться и плавиться, что приводит к резу.

Механические методы резки

Механические процессы резки используют физические, а не термические средства для разрыва металлического материала. Существует несколько способов механической резки. Скорость и качество, которых значительно варьируются в зависимости от используемого физического процесса. Подробнее с техническими особенностями станков для резки металла можно ознакомиться на сайте https://www.cleru.ru/.

Производственная резка осуществляется с помощью ленточной пилы в горизонтальном или вертикальном положении. Производственная резка пилой – это относительно медленный, но очень надежный процесс резки, так как позволяет резать много разных типов и толщин металла. Как правило, для отвода тепла, вызванного трением от лезвия пилы о металл, используется охлаждающая жидкость.

Гильотинная резка представляет собой механический процесс, который разрезает металл, используя острое лезвие, которое опускается вниз с большим усилием. Лезвие деформирует лист до тех пор, пока в конечном итоге не создаст надрез Гильотина может вызывать деформации металла. Обычно она используется для листового металла.

Резка под углом – еще один часто используемый процесс механической резки. Строгальные пилы в этом случае представляют собой круглый металлический диска, чаще всего изготовленный из карбида. Лезвие раскручивается и опускается в материал, делая разрез. Уникальной особенностью торцовочной пилы является ее способность резать металлический материал в широком диапазоне точных углов.

Перфорация – это метод резания, аналогичный штамповке. При этом металлический инструмент (который может иметь различные формы) с заостренными краями вдавливается в до тех пор, пока он не отрубится. Штамповка в основном используется для резки определенных форм.

Гидроабразивная резка – это еще один тип процесса механической резки, при котором вода проталкивается через сопло под чрезвычайно высоким давлением. Воду без примесей можно использовать только для резки мягких материалов, однако вода почти всегда объединяется с абразивным материалом, который помогает эффективнее разрушать металл.

Механические способы резки имеют одно существенное ограничение – они походят исключительно для выполнения прямолинейных разрезов. Если требуется получить криволинейную деталь используют термические методы резки. Кроме того, термические способы более производительны и позволяют выполнять более глубокий пропил.

Добавлено: 25.01.2020 02:40:49

Еще статьи в рубрике Красивый металл:

  • Стальной круг 09Г2С характеристики, применение

Круг из стали 09г2с задействуется, в частности, в строительстве, и представляет собой вид металлопроката с особыми свойствами и характеристиками. Перечислим материалы, .

Лазерная резка металла: основы технологии и главные преимущества

Лазерная резка – это одна из многочисленных технологий обработки металлических деталей, используется для точного и быстрого придания им необходимых форм. .

Тройники стальные: что нужно знать об особенностях

Современный рынок предлагает две разновидности стальных тройников – фланцевый и прямой. Последний вариант применяется тогда, когда возникает необходимость в стыковке с .

    Что необходимо знать о резьбовых соединениях?

    Для того чтобы обеспечить отдельные зоны путепроводных конструкций к ремонтным мероприятиям применяются резьбовые соединения, которые в настоящее время представлены самыми различными .

    Кованые изделия: когда качество и долговечность вне конкуренции!

    Кованые изделия всегда были и остаются в цене. Их приобретают люди с безупречным вкусом и хорошим достатком. Кованые заборы, ворота, калитки, .

    Металлопрокат – неотъемлемая часть строительства в Москве

    О важности приобретения качественного металлопроката можно говорить бесконечно. К сожалению, многие пренебрегают этим советом и делают выбор в пользу поставщиков, установивших .

    Основные виды резки металла

    Резка металла — технологический процесс, в результате которого происходит разделение сортового или листового металла на части и заготовки, или изготовление детали. Это позволяет:
    • получить изделия заданных форм и размеров
    • изготовить нестандартные детали
    • реализовывать безотходное производство
    Резка выполняется на специальном металлорежущем оборудовании — токарные станки, фрезеровочные станки, плазменные станки , лазерные станки, гидроабразивные станки, сверлильные станки, газо – кислородные станки , отрезные станки, расточные станки, гильотины, буровые пресса и др., с использованием различных технологий резки металла и различных режущих инструментов. Стоит добавить, что существует два основные принципа разрезания металла — механическое и термическое воздействие. В промышленных масштабах используется главным образом бесконтактная тепловая резка.

    Лазерная резка.
    Лазерный резонатор создаёт пучок света с чётко определённой длиной волны, который фокусируется на небольшом участке и обеспечивает расплав металла в локализованной области. Этот метод является наиболее экономичным и универсальным: с помощью лазера можно раскроить любые металлы и сплавы, включая сталь, алюминий и нержавейку. Лазерная резка алюминия, алюминиевых сплавов и нержавеющей стали ограниченно, в связи с их отражающими свойствами. К достоинствам лазерной резки относится качество реза — края не имеют наплывов и не требуют дополнительной обработки, высокая точность и возможность выполнить раскрой любой степени сложности, минимальная толщина разреза.

    Плазменная резка.
    С помощью плазмотрона генерируется сжатая режущая дуга, которая обеспечивает качественный раскрой токопроводных металлов и сплавов. Плазменная резка легко разрезает высокоуглеродистые стали, низкоуглеродистые стали, конструкционные стали, высоколегированные стали, нержавеющие стали, сплавы цветных металлов, титан, чугун, биметаллы и т. д. Плазменная резка распространена в машиностроении, судостроении и ряде других отраслей. Высокая универсальность, гибкость, скорость резки, качество резки и экономичность передовой технологии плазменной резки обеспечивает ей практически львиную долю заказов по резке металла выполняется.

    Газокислородная резка.
    Один из старейших способов термической резки металла, начал применяться ещё в конце 19 века. Газовая (кислородная) резка использует свойство металлов при нагреве до температуры, превышающей 1000 °С, сгорать в технически чистом кислороде. Направленная кислородная струя прожигает металл по линии разреза и одновременно происходит выдувание продуктов сгорания из полости реза. Газовая резка имеет преимущество перед плазменной и лазерной резкой только при обработке больших толщин металла от 50 мм до 2 м: позволяет осуществлять резку углеродистых низко- и среднелегированных сталей толщиной от 1 до 200 мм.

    Гидроабразивная резка (резка водой).
    Резка металла производится сжатой под давлением до 5000 Атм струёй воды с примесью абразивов (кварцевого песка), что приводит к разрушению материала на молекулярном уровне. Применяется для изготовления деталей сложной конфигурации с минимальными погрешностями. Являясь альтернативой термическим способам, гидроабразивная резка не изменяет физико-механические свойства металла, исключает сваривание краёв, оплавление, деформацию и обеспечивает хороший конечный результат. Возможна резка всех видов металлов и сплавов толщиной до 300 мм.

    Компания НПП РУСМЕТ предлагает услуги плазменной резки металла. При изготовлении металлоизделий используется современное импортное металлорежущее оборудование: плазменные станки, лентопильные станки, сверлильные станки и т.д. Несколько плазменных станков повышенной точности с современными источниками плазмы Hypertherm, позволяют обеспечить большой объем, качество и сроки заказа.
    Компания НПП РУСМЕТ считается лучшей компанией плазменной резки. Достоинство плазменной резки металла , её эффективность и универсальность проверено, зарекомендовано и сертифицировано на производстве НПП РУСМЕТ.

    Рекомендуем прочитать статьи о плазменной резке:

    Резка металла

    Резка металла – процесс деления металлического листа, трубы или отливки на отдельные части с помощью ручной, механической и термической операции.

    Одним из вариантов резки металла является операция раскроя заготовки. В этом случае готовое изделие имеет размеры и конфигурацию, указанные в чертеже.

    Гидроабразивная резка металла

    Этот метод один из первых начал использоваться для раскроя металла. Заготовки заданной формы вырезали из металлического листа струей воды, смешанной с абразивом и подаваемой под давлением до 5000 атмосфер.

    Метод имеет ряд ограничений по марке металлического сплава, толщине раскраиваемого листового материала, хотя позволяет выполнить раскрой деталей со сложной траекторией.

    Для повышения производительности процесса существует возможность одновременного раскроя тонких листовых материалов в стопке из нескольких слоев.

    Раскрой листового металла значительно ускорился, когда появилось оборудование для термической резки. Теперь для раскроя используют установки плазменной резки. Другой вариант оборудования для раскроя – лазерный станок. Функция раскроя, как правило, является одной из опций заложенной в программном продукте таких машин.

    Высокоскоростной раскрой, выполняемый по программе, позволяет максимально выгодно расположить детали на листе, минимизирует отходы. При этом лазерный или плазменный автоматизированный раскрой безопасен, экономичен, не вредит экологии.

    Резка металла: виды

    В промышленном производстве применяют такие способы резки металла – листов, пластин, труб и прочего на части, заготовки:

    • ручная;
    • термическая резка;
    • механическая и ударная.

    Каждому из этих способов соответствует своя технология, свои вид оборудования. Каждый процесс по-своему уникален, наделен своими преимуществами и недостатками. Рассмотрим основные способы резки металла подробнее.

    Ручная резка металла

    Этот способ разрезания материала выполняется мастером с помощью шлицевых ножниц по металлу, угловой шлифовальной машины – «болгарки» или трубореза.

    Для раскроя «болгаркой» применяют специальные абразивные круги «по металлу».

    Труборезы, у которых рез выполняется дисковыми резцами-роликами из стали, используют для разрезания труб.

    Скорость и точность работ, выполняемых вручную, полностью зависят от человека. Толщина разделяемого металла (особенно шлицевыми ножницами) ограничена.

    Ручной метод малоэффективен, практически не эксплуатируется в промышленных масштабах. Главная сфера использования ручной резки – в быту.

    Термическая резка металла

    Применяют такие виды терморезки:

    Все эти методы являются бесконтактными, т.е. при работе между заготовкой и режущим инструментом нет непосредственного контакта. Заготовка разделяется с помощью струи газа, плазмы или луча лазера.

    Газокислородная резка

    В основу технологического процесса заложены свойство металла нагреваться, плавиться и выгорать в чистом кислороде при высокой температуре (более 1000 °C).

    Перед началом технологической операции необходимо разогреть место реза до такой температуры, при которой происходит воспламенение материала. Эта операция разогрева выполняется за счет пламени резака. В качестве разогревающего газа чаще всего эксплуатируют ацетилен. Время прогрева зависит от толщины, марки и состояния обрабатываемой металлической поверхности. Кислород на этом этапе не используется.

    После прогрева к операции добавляется кислород. Струя пламени, равномерно перемещаясь вдоль линии реза, прорезает полуфабрикат на всю толщину. Кислород, используемый в процессе, не только режет, но и удаляет окислы, которые образуются на поверхности разрезаемого листового полуфабриката.

    Важный критерий для получения качественного реза – выдерживание одинакового расстояния между резаком и разрезаемой поверхностью на протяжении всей операции. Этого сложно добиться, если резка металла выполняется ручным газокислородным резаком. При автоматизированном процессе (скоростная, газокислородная с повышенным качеством, резка кислородом высокого давления) скорость резания увеличивается, а качество реза возрастает.

    • возможность разрезать заготовки большой толщины;
    • возможность резать титановые листы.

    Отдельные недостатки газокислородной резки:

    • резке не поддаются цветные металлы типа алюминия, меди, а также высокоуглеродистые или хромоникелевые стали;
    • большая ширина реза, невысокое качество, образование окислов, наплывов,
    • невозможно работать с криволинейными поверхностями;
    • изменение физических свойств в области реза.

    Лазерная резка

    Эта технология подразумевает резку и раскрой металла посредством сфокусированного лазерного луча, получаемого при помощи специального оборудования.

    Луч лазера сосредотачивается в определенной точке разрезаемой детали. Под воздействием тепловой энергии лазерного луча поверхность прогревается, закипает и испаряется. Луч плавно передвигается вдоль границы реза, разделяя металлическую заготовку на части.

    Лазерная резка применяется для разделения металлов с низкой теплопроводностью. Ее используют при резке, раскрое тонких листов (от 0,2 мм), цветных металлов (алюминия, меди), нержавеющей стали, трубных изделий.

    Уникальность метода: обрабатываются практически все металлы, металлические сплавы, неметаллы.

    Ряд недостатков технологии резки лазером:

    • ограничение по толщине разделяемых изделий;
    • большие энергетические затраты в ходе процесса;
    • работу может выполнить только специально обученный персонал.

    Плазменная

    Эта технология подразумевает использование в качестве оборудования плазмотрон, в котором роль режущего инструмента выполняет струя плазмы.

    Раскаленный ионизированный газ (плазма) с высокой скоростью проходит через сопло плазматрона. Плазма нагревает, расплавляет металл, а затем сдувает расплав, тем самым образуя линию раздела заготовки.

    • безопасность процесса;
    • высокая скорость;
    • незначительный ограниченный нагрев разрезаемой поверхности.

    Недостатки данной технологии – высокая цена оборудования, необходимость в обучении персонала, шум при работе плазменных установок, ограниченность значений толщин обрабатываемого металла.

    Механическая резка металла

    Механическое разделение основано на прямом контакте обрабатываемого металла с режущим инструментом. Материал инструмента, как правило, тоже металл, но более высокой твердости.

    Выделяют механическую резку с применением ножниц, пилы, резцов. Частным случаем механической резки выступает ударная (рубка). Ударная резка или рубка с помощью гильотины используется на стадии заготовительных работ.

    Виды оборудования, используемые для механического разделения материалов:

    • ленточно-пильные станки (ЛПС);
    • гильотины;
    • дисковые станки;
    • токарные станки с установленными на них резцами;
    • агрегаты продольной резки.

    Резка ленточной пилой

    Разрезание материала ленточной пилой часто используется для разделения сортового, листового металла. Пила ленточная – основной узел на так называемом ленточно-пильном станке (ЛПС). Суть работы пилы ленточной такая же, как у обычной ножовки. Полотно пилы замкнуто в ленту большого диаметра, одна сторона которого имеет специальные зубья. Лента пилы движется непрерывно за счет вращения шкивов, подключенных к электромотору. Средняя скорость резки станка – 100 мм/мин. Материал для изготовления полотна пилы – углеродистая сталь или биметаллический сплав.

    Достоинство метода: точность, доступность, невысокая цена оборудования, возможность выполнять не только прямой, но и угловой рез; малый процент отходов, так как ширина реза составляет всего 1,5 мм.

    Современные модели ЛПС оснащаются электроникой и дополнительным оборудованием, с помощью которого можно включить станок в состав технологической линии.

    Ударная резка металла на гильотине

    Такой вид обычно именуют рубкой. Основная сфера применения рубки – разделение листового металла. Это может быть черный металл, различные виды стали – нержавеющая, оцинкованная или электротехническая сталь.

    Метод основан на использовании механических приспособлений: ножниц, ножей для рубки металлического листа. Металлический лист размещают на рабочей поверхности гильотины. Закрепляют с помощью прижимной балки и выполняют операцию.

    Уникальность метода состоит в том, что рубка (резка металла) происходит одномоментном ударом ножа по всей длине разрезаемой заготовки. В результате получается абсолютно ровный край без лишних кромок и заусенцев.

    В промышленном производстве применяют три вида гильотин:

    • электромеханические;
    • гидравлические;
    • пневматические.

    На некоторых производствах сохранились ручные гильотинные ножницы, где режущий механизм включается нажимом на педаль.

    К недостаткам можно отнести шум при работе механизма, ограничение по толщине заготовки, разность ширины у отрезанных частей.

    Резка на дисковом станке

    Основное достоинство данного оборудования простота эксплуатации, компактность, универсальность.

    Роль режущего инструмента играет диск с зубьями, защищенный кожухом. Диск крепится на поверхности рабочего стола, приводится в действие электродвигателем.

    Резка дисковой пилой характеризуется высоким качеством среза, возможностью раскроя под углом, высокой точностью обработки.

    Агрегат продольной резки – узкоспециализированное оборудование, которое эксплуатируется исключительно для продольного разделения металлической заготовки.

    Процесс резания полностью автоматизирован. Оператор следит за процессом и управляет работой, находясь за специальным пультом.

    Уникальность метода: возможность разделить листы на узкие элементы большой длины (ленты, полосы, штрипсы).

    Общие недостатки, свойственные всем видам контактной резки можно сформулировать так:

    • режется только по прямой линии или под углом;
    • проблематично получить детали сложной конфигурации.

    В современных технологиях находят применение новейшие способы разделения металла, в частности, криогенная (операция с использованием сверхзвукового потока жидкого азота).

    Раскрой, резка металла – первичные заготовительные стадии обработки металлов и сплавов. Применение прямосторонних заготовок правильной формы, как конечного продукта металлообработки, ограничено. После раскроя механическими способами и газокислородной резкой детали передаются на механическую обработку. А вот используя термические операции лазерной и плазменной резки, можно получить детали, которые являются конечным продуктом. Это будут детали сложной конфигурации с прорезанными отверстиями, высечками и прочими элементами.

    Стоимость раскроя

    Цена на работы по раскрою, резке металла зависит от ряда факторов:

    • выбора технологии;
    • мощности используемого оборудования;
    • марки, толщины исходного сырья;
    • категории качества заготовок готовой продукции;
    • объема сырьевой партии.

    Если предстоит работа с большим объемом сырья, то общая стоимость заказа может быть снижена за счет снижение значения стоимости расчетной единицы (килограмма, погонного метра).

    Стоимость резки или раскроя небольших партий, как правило, обговаривается с заказчиком заранее. Она не всегда рассчитывается по формуле «цена расчетной единицы, умноженная на количество», так как любой заказ – большой или малый – требует переналадки оборудования.

    Современный промышленный рынок предоставляет массу вариантов резки и раскроя сортового, профильного металла. Но основными критериями для определения исполнителя заказа всегда остаются качество работы, срок изготовления, стоимость выполняемых работ, дополнительные услуге по погрузке, транспортировке.

    Все виды резки металлов

    Существует разнообразие металлических листов от их состава, метода изготовления, поэтому необходимо индивидуально подбирать какой вид резки металла подойдет лучше всего. Необходимо знать, что резка металлов может быть механической, а также термической.

    Механический вид — является самым первым способом резки. Он дешевле и не нуждается в особом помещении. К механическому виду резки металлов можно отнести: ножницы по металлу, гильотины, циркулярная пила, ленточный конвейер, сверление, фрезеровка. Например, для резания циркулярной пилой специально применяется армированные, абразивные, отрезные круги или диски, имеющие напайки из твердых сплавов. Во втором случае, такой диск используют для отрезки металла большей толщины. Такой способ позволяет достаточно точно отрезать, дает возможность резать под любым углом. Однако предел пропила до 1см. и небольшая скорость обработки. Гильотина является самым дешевым способом резания, отличное качество резания, но ей не обработаешь металл для изготовления сложных деталей. Вид резки металлов лентопилочным станком может резать самые разные сплавы. Преимущество, что это можно делать и под углом, потеря металла минимальная, кромка чистая.

    Методы обработки металлов

    Обработка металлов — это технологический процесс, в результате которого происходит изменение формы, размеров металла и даже качества. В зависимости от процесса обработки, могут меняться физико-механические свойства металла. Существует несколько методов обработки металлов: литьем, механическая обработка, обработка давлением, сварка металлов. Литьем получают деталь, залитую в специально подготовленную форму, она называется отливкой. Очень многие металлы успешно льются, но чугун является самым распространенным металлом в литейном производстве. Он имеет очень хорошие литейные свойства.

    Метод обработки металлов давлением производит пластическую деформацию металла, путем смещения отдельных ее частей. Обработка давлением дает минимальную потерю металлов, поэтому этот метод обработки металлов расширяется. Механическая обработка металлов включает в себя удаление лишнего металла с помощью разных режущих инструментов. Резание является одним из самых распространенных методов обработки металлов. В зависимости от того какую деталь нужно получить, какой материал, степень чистоты поверхности и так далее, выбирают металлорежущий станок, который лучше всего для этого подойдет. Это могут быть токарные станки, сверлильные, строгальные, фрезерные, шлифовальные.

    Метод обработки металлов сваркой очень популярен, она применяется во всех областях промышленности. Суть процедуры — получить прочное неразъемное соединение путем плавления металла. Применяется химическая сварка, термитная, газовая, электросварка, дуговая электросварка, контактная. Каждый из способов сварки является по — своему эффективным в применении.

    Современные методы обработки металлов

    Существует несколько современных методов обработки металлов, которые очень широко применяются. Несмотря на свое достаточно давнее происхождение, токарно-фрезерный метод основное оборудование для механической обработки металлов. Современность этого метода заключается в том, что он снабжен ЧПУ, позволяющим выполнять очень сложную, высокоточную работу без человека. Еще современным методом является электроэрозийная обработка. Суть резки заключается в использовании электрического пробоя при обработке поверхности. Современным методом обработки металлов является также гидроабразивная обработка, тонкой струей воды под очень высоким давлением, содержащей абразивный материал. Этот метод очень качественный и точный. Лазерная обработка практична, так как обеспечивает высокую точность резания, к тому же экономит время, энергию, материал.

    post_views_count: 288

  • vote-total: 1
  • vote-rating: 4

–>

Оставьте свой комментарий Отменить ответ

Резка металла – это процесс отделения частей или заготовок от…

Способы и технология резки металла

Сейчас мы познакомим вас с основными способами резки металла, об их преимуществах и сферах применения. Более подробно читайте далее.

Раскрой металлических листов и производство заготовок заданных размеров из профильного проката требует выполнения определенных операций по специальным технологиям. Прочность, хрупкость, термостойкость, уровень электропроводимости и химический состав сплава при этом непременно учитываются. Обработка должна обеспечить получение деталей максимально точного размера без нарушения основных его свойств.

Для наиболее качественного выполнения этих задач разработаны различные виды резки металла, отличающиеся как сложностью технологии, так и универсальностью применения. Большинство из видов резки реализуются в на промышленном оборудовании, отличающимся сложностью устройства, высокой продуктивностью и возможностью установки систем ЧПУ. Но есть ряд способов резки, которые можно реализовать и с помощью портативных станков и приспособлений в небольшой мастерской, домашнем гараже или непосредственно на объекте, где производится монтаж металлоконструкций.

В этой статье вы можете познакомиться с основными способами резки металла, узнать об их преимуществах и сферах применения. Более подробно виды металлообработки резкой рассмотрены в специальных статьях рубрики, каждая из которых посвящена конкретному способу и оборудованию, которое при этом применяется.

Промышленные виды резки металла

Наиболее популярны технологии резки, позволяющие производить максимальное количество деталей высокой точности за короткий промежуток времени. На крупных предприятиях чаще всего используются:

  • плазменная;
  • лазерная;
  • газовая;
  • гидроабразивная
  • резка металла на станках с ЧПУ

Плазменная резка — обработка токопроводящих металлов и диэлектриков любой твердости струей раскаленного газа (плазмы) при температуре 5-30 тысяч градусов Цельсия, разогнанной электрическим полем до скорости около 1500 м/с. Режется, в основном, листовой металл толщиной до 200 мм. После прохода струи плазмы получается очень тонкий, ровный и гладкий разрез, не требующий дополнительной обработки кромок. Технология плазменной резки одна из самых точных и быстрых. Прилегающая к разрезу зона металла не перегревается и структура ее не нарушается.

Лазерная резка — не уступает по точности обработке плазмой. В этом случае рабочим органом выступает мощный лазерный луч высокой точности фокусировки. Металл мгновенно плавиться, сгорает и испаряется, оставляя чистый узкий рез. Если производится обработка листов толщиной более 15 мм, то зона реза дополнительно обдувается инертным газом, воздухом или охлаждается водой. Чаще всего применяется лазерная резка при изготовлении сложных по контуру деталей из цветных металлов, сплавов и сталей толщиной 12-20 мм. Преимущество — возможность резки сверхтонких и очень хрупких материалов.

Гидроабразивная резка, в отличие от предыдущих способов, предусматривает механическое, а не термическое воздействие. Но резцом выступает обычная вода в смеси с абразивным порошком, подающаяся под высоким давлением. Обеспечивает рез толщиной не более 0,5-1,5 мм на листах толщиной до 300 мм. При этом весь процесс происходит при температурах не выше 90 0 С, что полностью исключает термические изменения структуры металла и выделение горячих паров, опасных для человека.

Гидроабразивная резка металла на станках ЧПУ позволяет обрабатывать пакеты из нескольких листов, что очень удобно при крупносерийном производстве. Недостаток — возможность коррозионных воздействий.

Газовая резка металла, как и резка сваркой (электродной), предполагает воздействие на материал температуры, которая значительно выше точки плавления в ограниченной зоне действия кислородно-пропанового потока. Отличается невысокой точностью реза, но не требует чрезмерно сложного оборудования и может производиться в любых условиях. Резка электродами приносит те же результаты, но требует подключения оборудования к электросети.

Механическая резка металла

Для изготовления различных деталей методом резки можно также использовать механические резаки, прессы, пилы, абразивные круги. Безогневая резка применяется на трубопроводах, по которым перекачивается газ, нефть или продукты ГСМ. Технология резки металла, при которой используется исключительно механическое воздействие, широко распространена как в промышленности, так и на полупрофессиональном и бытовом уровне.

Отрезные станки с дисковыми пилами (кругами) производятся как в виде ручного инструмента (болгарки), так и в виде стационарного или мобильного оборудования. Резка труб, профиля и листа производится путем воздействия вращающегося с большой скоростью абразивного круга на металл, при котором возникает большая сила трения, приводящая к нагреванию и выгоранию металла в зоне контакта.

Резать можно с высокой точностью (толщина реза всего 1-2 мм) и с высокой скоростью. Очень удобны такие станки при изготовлении строительных и водопроводных конструкций, в ремонтных работах.

Вторым по популярности способом механического раскроя листа является рубка металла. Горизонтально расположенный нож прижимается к листу с большой силой и разрушает его в зоне контакта. Работает пресс как обычные ножницы с двумя скользящими мимо лезвиями. Усилие создается гидравликой, пневматикой или эксцентриковым механизмом.

Мощные гидравлические и пневматические ножницы (гильотины) могут справиться со сталью или другими сплавами высокой прочности толщиной в несколько сантиметров. Недостатком такого метода является невозможность обработки хрупких и недостаточно пластичных металлов, их лучше резать лазером, плазмой или иным инструментом. Важным преимуществом гильотин является возможность установки программного управления для повышения скорости работы и точности выполнения операций.

В это же время резка и рубка профлиста может выполняться на переносных сабельных гильотинах, которые можно установить непосредственно на объекте — они не требуют подключения к сети и приводятся в движение только силой руки или ноги человека. Особенности материала — наличие оцинковки и полимерного покрытия, ограничивает использование болгарок, плазморезов или других инструментов, предполагающих нагревание до высокой температуры. При этом разрушается покрытие и в зоне реза возникают трудноустранимые очаги коррозии.

Резка металлочерепицы возможна только механическим способом. При продольной резке вдоль профиля можно использовать роликовый резак или специальные ножницы по металлу. Диагональная и продольно-поперечная резка возможна только при помощи специальных инструментов — электроножниц по металлу со специальными насадками.

Данная статья предлагается в качестве предварительного обзора чаще всего применяющихся на практике в промышленных и домашних условиях видов резки листового и профильного металла. Более подробно об их применении в конкретных условиях вы можете узнать в соответствующих рубриках сайта.

Своим опытом в сфере резки металла предлагаем поделиться на нашем сайте в разделе «Комментарии». Ждем также ваших обзоров конкретного оборудования, которым вы пользуетесь. Нас и наших читателей интересует как мнение профессионалов, так и любителей работать с металлом.

Современные технологии резки металла в промышленности

Существует несколько методов промышленного разрезания металла. Это традиционные механические (при помощи специальных ножниц, резцов и пил) и ударные способы (посредством гильотины), термические (газокислородная, плазменная и лазерная резка) и холодный гидроабразивный метод.

В зависимости от формы и типа реза все методы можно классифицировать на поверхностные (частичное прорезание и просверливание локальных отверстий) и разделительные (нарезка заготовки на части). По качеству получаемой кромки все способы резки металла подразделяются на чистовые (не требуется проводить дополнительную обработку) и черновые (заготовительные).

Каждая технология имеет свои особенности. Это ограничение по толщине обрабатываемого сырья, различное качество получаемых кромок реза, производительность, скорость рабочего процесса и т.д.

Промышленная резка с помощью ленточно-пильных установок

Преимущество данной технологии в том, что она не требует значительных затрат. Оборудование отличается простотой конструкции, хорошей ремонтопригодностью и не требует проведения специального обслуживания. Такие станки состоят из корпуса, электродвигателя и пилы ленточного типа, зафиксированной шкивами. Показатель производительности – средний. Скорость резки ЛПС (ленточно-пильных станков) – не менее 100 мм/мин. Ассортимент оборудования данного вида довольнообширен – как по мощности/производительности, так и по функциональности. Современные модификации комплектуются электронными системами управления и имеют конструкцию, позволяющую «адаптировать» станок под особенности конкретного производства.

Благодаря точной настройке ЛПС разрезание металла можно проводить в полном соответствии с заданными параметрами. Кромки распиленных заготовок/деталей редко нуждаются в проведении дополнительной обработки – кроме случаев, когда необходимо добиться идеально гладкой поверхности. Разрезать на ленточно-пильных установках можно любые виды металла, которые сможет «взять» пила. Ширина реза довольно небольшая – всего полтора миллиметра.

Отладка ЛПС не требуют никаких специальных знаний и навыков. Главное – правильно подобрать пильное полотно. Такой станок несложно настроить самостоятельно – даже без руководства по эксплуатации. Оптимальные значения скорости движения пилы и подачи сырья можно определить по тому, какая образуется стружка. Если она пылеобразная, то скорость следует увеличить, если слишком крупная и с голубым отливом – уменьшить. «Золотая середина» – это слабовьющаяся стружка без «перекала».

Как уже говорилось, особое внимание следует уделить выбору режущего полотна. Оно должно быть предназначено для разрезания определенного металла и иметь соответствующий шаг зубьев. Здесь уже не обойтись без специальной таблицы –иначе можно испортить ленточное полотно. Одно из главных достоинств ЛПС – возможность разрезания под углом. Фигурный рез получить никак не удастся. Размеры используемых заготовок зависят от размеров рабочей платформы станка.

Промышленная ударная резка с использованием гильотины

Если обратиться к истории, то первую в мире гильотину изобрел доктор Гильотен (отсюда и название «инструмента»). В 1789 году он представил свое «детище» Законодательному собранию Франции. Конструкция представляла собой два столба высотой по пять метров с закрепленным наверху огромным лезвием, которое опускалось вниз по двум штангам. Как все мызнаем, гильотина предназначалась для проведения гуманных казней. Жертва погибала практически мгновенно, чего не скажешь о висельниках.

Гильотина уже давно не применяется для отрубания голов. Да и от самого изобретения Гильотена осталось только одно название – если говорить о гильотинах, применяемых для резки металла. Данный вид оборудования используется исключительно для разрезания листовых заготовок. В качестве режущих инструментов выступают специальные ножи, выполненные из особопрочной закаленной стали.

Существует несколько видов гильотин для резки металла – электромеханические, пневматические, гидравлические и обычные ручные. Работают они по одному принципу: вначале оператор укладывает лист на рабочую платформу и надежно фиксирует его посредством прижимной балки; затем размечает лист, располагая его таким образом, чтобы гильотина прошла в сквозное отверстие на столе. После этого остается только нажать на педаль/кнопку, чтобы нож «ударил» по листуи разрезал его. Автоматические гильотины требуют лишь частичного участия оператора и отличаются более высокой производительностью. Есть в продаже и модели, рассчитанные на разрезание листов как вдоль, так и поперек – без снятия заготовки с платформы.

Кромки разрезанного с помощью гильотины металла являются ровными и не имеют зазубрин. Точность размеров самих полос зависит от человеческого фактора – неопытный мастер может нарезать металл с определенной погрешностью. Ограничение по толщине металла – 6 мм (для самых мощных гильотин с гидравлическим приводом). Гильотины не рассчитаны на проведение как фигурной, так и простой криволинейной резки.

Промышленная газокислородная резка

Высокотемпературная резка с помощью смеси газа и кислорода по-прежнему продолжает пользоваться большой популярностью. В основном – за счет высокой производительности, мобильности и возможности фигурного раскроя. Разрезание можно проводить и в полевых условиях. Ведь баллоны с газом и кислородом реально доставить в любое место. А плазменные и лазерные установки предназначены для эксплуатации в стационарных условиях.

Перед резкой требуется предварительно прогреть рабочую поверхность пламенем резака (при подаче одного лишь газа). Только затем начинают подавать кислород для осуществления процесса разрезания. Начальный подогрев занимает несколько секунд – 5/40 (в зависимости от толщины и вида металла). Когда газокислородная струя «пройдет» насквозь через металл, горелку начинают равномерно перемещать по линии отреза. Кислород быстро расплавляет нагретый металл, а выделяемое при этом тепло «автоматически» прогревает металл по «ходу» резки. Кислород также удаляет образующиеся при газокислородной резке оксиды.

Во время процесса разрезания следует выдерживать одинаковое расстояние от сопла резака до рабочей поверхности. Оно определяется опытным путем. Газокислородный метод рассчитан на проведение резки заготовок толщиной до 200 мм. Данная технология предназначена для работы далеко не со всеми металлами. Хромоникелевые, высокоуглеродистые и высоколегированные стали газокислородной струе «не по зубам».

Алюминий и его сплавы разрезать газокислородным способом тоже не удастся. Во-первых, этот цветной металл имеет температуру плавления 660 °С, а температура его горения составляет 900 °С. Получается, что гореть алюминий начнет только в жидкообразном состоянии. Кроме того, при горении алюминия происходит образование оксидов, имеющих температуру плавления выше 2000 °С. Эти окислы не размягчаются при резке газокислородной смесью, поэтому удалить их будет довольно сложно. Помимо этого, алюминий является отличным проводником тепла. Так что на его разрезание (если бы оно было возможным) «ушло» бы слишком много газа и кислорода.

Для качественной и быстрой газокислородной резки необходимо точно рассчитать расход газа/воздуха и определиться со скоростью перемещения резака. Слишком быстрое перемещение горелки, помимо явного отставания режущей струи, приводит к бороздчатой и неровной линии отреза. Недостаточная скорость – к увеличению ширины реза и оплавлению кромок на внешней стороне заготовки (это становится причиной больших металлопотерь). Самый простой метод определения оптимальной скорости – по характеру выброса шлака и искр: они должны «вылетать» с обратной стороны с незначительным углом отклонения от вертикальной оси. Режущая способность газокислородной струи настраивается путем увеличения/уменьшения подачи кислорода.

Недостатками данной технологии являются большая ширина линии реза и его довольно низкое качество. По причине воздействия высокой температуры на кромках остаются наплывы, окислы и грат. К тому же, идеально равномерного нагрева добиться никак не получится. Поэтому металл частично деформируется. Соответственно, на какие-то доли искажается геометрия заготовок. Поэтому газокислородный способ чаще всего применяют для «нарезки» малоответственных деталей и заготовок, которые дополнительно обрабатываются перед тем, как «пустить их в дело».

Это один из высокотехнологичных способов разрезания металла, которое осуществляется при интенсивном прямом воздействии лазерного луча на заготовку. На технологических аспектах получения лазера мы останавливаться не будем, а сразу начнем с достоинств данного метода. Во-первых, это минимальная ширина реза (от 0,1 мм) и отличное качество кромок. Это достигается благодаря подаче целенаправленного лазерного потока в зону резания. Особенность лазерного воздействия в том, что критического перегрева металла нет (несмотря на высокую рабочую температуру), как при газокислородной резке, поэтому он сохраняет свои свойства – не деформируется и не окисляется. Высокотемпературный «след» может быть виден только на самой кромке.

Еще одно преимущество лазерной резки – высокая производительность и возможность фигурной резки. Одна профессиональная промышленная установка способна «нарезать» 10/12 тонн заготовок/деталей в сутки. Согласитесь, что такие цифры впечатляют. Лазерный луч способен «одолеть» металл со стенкой от 6 до 20 мм. Наибольшей эффективности рабочего процесса и лучшего качества конечного результата удается добиться при разрезании металла толщиной 6/7мм.

Главный минус лазерной технологии резки металла – очень низкий КПД самого лазерного луча (не более 15%). Кроме того, лазер не подходит для обработки алюминия, титана, и многих видов высоколегированных сталей. Они являются сильными отражателями. Мощности лазера может хватить для разрезания лишь самых тонких стальных листов, изготовленных из таких марок стали. Качество реза при «распускании» «нержавейки» будет довольно низким.

Способ разрезания металла при помощи высокотемпературной плазменной струи позволяет добиться более качественного результата, чем при использовании смеси газа и кислорода. Первые установки плазменной резки появились в середине двадцатого века. Они стоили «бешеных денег» и были очень громоздкими и тяжелыми. Поэтому таким оборудованием для резки металла обзаводились крупные промышленнопроизводственные компании. Современные станки плазморезки являются доступными по цене и отличаются высокой производительностью, автоматизацией настроек, небольшими габаритами и весом. Плазменный способ обработки металлов является самым востребованным на сегодняшний день. Большим спросом пользуются как специализированные установки для проведения резки, так и плазменные сварочные аппараты.

Технология плазменной резки имеет целый ряд преимуществ – по сравнению с тем же газокислородным способом. Газовые баллоны, за «заправку» которых приходилось бы регулярно платить, не требуются. Специальные присадки для резки «проблемных» металлов покупать также не придется. Не нужно и обеспечивать повышенные меры пожарной безопасности. Для резки посредством плазмы необходимы только воздух и электрическая энергия, а из расходников – неплавящиеся электроды и сопла. Еще один плюс – возможность фигурной резки.

Суть плазморезки заключается в следующем: высокотемпературная электрическая дуга расплавляет металл, а образовавшийся расплав «выдувается» интенсивным потоком плазмы. Плазма представляет собой частично или полностью ионизированный газ, температура которого может составлять 15 000/20 000 градусов по Цельсию. Естественно, что производительность плазменной резки в несколько раз превышает производительность газокислородного метода, так как температура горящей смеси воздуха и газа не превышает 1 800 градусов.

Рабочий процесс плазменной резки, как и в случае с другими способами раскроя при высоких температурах, проводится с учетом толщины и характеристик теплопроводности металлов. Чем выше тепловая проводимость последних, тем с меньшейтолщиной заготовки сможет «справиться» плазменная струя. Вот некоторые виды черных и цветных металлов, раскраивать которые с помощью плазмы наиболее выгодно с экономической точки зрения:

1. Углеродистые и легированные стали со стенкой до 50 мм;
2. Все виды чугуна со стенкой до 90 мм;
3. Алюминий и его сплавы со стенкой до 120 мм;
4. Медь со стенкой до 80 мм.

При толщине металла свыше 120 мм целесообразнее использовать гидроабразивную или газокислородную резку.

Кромки разрезанного плазменной струей металла приобретают большую твердость. Дополнительная их обработка потребуетденежных вложений. Но это только в том случае, когда требуется довести кромки до идеального состояния. Более чем для 95% предприятий металлообработки достаточно того качества, которое «выдает» плазменная резка. Если сравнивать с газокислородной резкой, то при плазменном способе металлопотери значительно меньше, линия отреза – ровная, полностьюотсутствует окалина, кромки не перекаливаются и не деформируются.

Это самый прогрессивный метод на сегодняшний день, позволяющий проводить высококачественную резку металла толщиной до 300 мм. Основной конструктивный элемент установок гидроабразивной резки – это насос сверхвысокого давления. Сейчас уже существуют экспериментальные модели агрегатов с рабочим водяным давлением 6 000 бар. Это просто фантастическая цифра. Когда вода проходит через рубиновое, алмазное или сапфировое сопло, имеющее диаметр всего 0,1 мм, то она набирает скорость, которая в три раза превышает скорость звука! Эта тончайшая направленная струя раскраивает практически все известные виды металлов и их сплавы.

Производительность гидроабразивной резки впечатляет. К примеру «распускание» листа «нержавейки» со стенкой 100 мм производится со скоростью 22 мм в минуту. А нержавеющая сталь со стенкой 1 мм разрезается в десятки раз быстрее – 2 700 мм в минуту. Гидроабразивным методом, как и лазерным, раскраивают не только металлы, то и другие материалы. Приработе с более «податливым» сырьем скорость резки посредством гидроабразивной струи может быть еще больше. В случаесо стеклом средней толщины она составит примерно 11 000 мм в минуту. Прочные композиты режутся немного медленнее.

Как правило, разрезание материалов с мягкой структурой осуществляют струей чистой воды. Абразивы (чаще всего это гранатовый песок) подмешивают для работы с металлами и другими твердыми материалами. Однозначно сказать, что гидроабразивная технология «лучше всех», нельзя. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. Например, для разрезания заготовок толщиной до 6 мм лучше подходит лазер – в плане экономичности. А вот для качественного разрезания металлов толщиной более 6 мм лучше всего использовать гидроабразивные или плазменные установки.

Конечно же, холодная гидроабразивная струя позволяет получать кромки высочайшего качества. Любая деформация, образование окалины, окислов и т.п. полностью исключаются. Идеально ровные кромки не требуют проведения никакой дополнительной обработки.

Некоторые материалы проблематично разрезать плазмой по причине их низкой электропроводности. Лазер не «режет» заготовки, которые отражают луч. В этом отношении гидроабразивный способ является универсальным.

Метод разрезания металла водно-абразивной струей обеспечивает наименьшие металлопотери. При работе с заготовками, имеющими стенку 50 мм, ширина реза при использовании газокислородного способа составит 20 мм, а гидроабразивная технология «переводит» всего 2 мм ширины. Экономия на 1 метр реза – 15 кг сырья.

Что касается минусов гидроабразивной резки, то их два: высокая стоимость процесса и быстрый износ определенных узлов и деталей самого оборудования. Из-за работы под высоким давлением гидроабразивные установки требует регулярного проведения обслуживания и ремонта.

Читайте также:  Дизайн квартиры в современном экостиле — Идеи интерьеров
Ссылка на основную публикацию