Способы резки металла: современные технологии и виды оборудования

Способы резки металла: современные технологии и виды оборудованияРезка металла применяется в самых разных отраслях. В машиностроении требуется порезать лист металла на заготовки деталей, в строительстве режут арматуру, при ремонтных работах на трубопроводах требуется вырезать заплаты.

Для резки металла используются разнообразные технологии, от пришедших из прошлых веков до самых современных.

Виды

Все технологии резки металла подразделяются на две большие группы:

  • механические,
  • термические.

Механические основаны на разделении металла путем воздействия на него режущими поверхностями из более прочного материала. К ним относятся:

  • пилы,
  • гильотинные и листовые ножницы,
  • гидравлическая резка.

При гидравлической резке разделение происходит за счет воздействия тонкой струи воды под высоким давлением.

Термические способы резки основаны на расплавлении металла на линии разреза с помощью нагрева. К ним относятся:

  • газовая,
  • плазменная,
  • лазерная.

Способ резки выбирается, исходя из толщины заготовки, металла или сплава заготовки, ее толщины, объема работ, места проведения резки и ряда других параметров. Многие мастера рассказывают, как можно резать металл сварочным инвертором. Такая резка электросваркой неэффективна, отличается высоким коэффициентом отходов и низкой точностью.

Газовая

Это первый термический способ резки и пайки, освоенный человечеством. Он не потерял своей актуальности и сегодня. Металл разогревается в струе горящего газа, молекулы расплава увлекаются газовой струей из разреза.

Сущность технологии

Как резать сваркой металл? Перед началом резания следует подготовить поверхность заготовки. С нее удаляют механические загрязнения, такие, как пыль, стружка, следы коррозии. В газовой горелке смешиваются горючий газ и кислородный окислитель. Они поступают через редукторы из баллонов. Пропорции регулируются с помощью клапанов.

Полученная смесь выходит через форсунку в виде узкой струи под высоким давлением. Она поджигается, резчик начинает прогревать заготовку факелом. После прогрева металл начинает плавиться, и образуется сквозное отверстие. Через него выдуваются мельчайшие капли расплава. Резчик ведет горелкой вдоль линии реза, разделяя лист на две части.

Разновидности

Способы резки металла: современные технологии и виды оборудованияВиды газовой резки называют по имени газов, участвующих в процессе:

  1. водородная,
  2. ацетиленовая,
  3. бензиновая.

В качестве окислителя используется кислород.

По степени механизации различают следующие виды:

  • ручная, резчик перемещает горелку вручную,
  • машинная, горелка перемещается манипулятором или портальным приводом над листом металла,
  • автоматическая, машинной резкой управляет компьютер, в который вводят программу раскроя.

Для раскроя заготовок большой толщины газовая резка зачастую является единственным способом.

Предъявляемые требования

Для получения ровного и точного разреза следует соблюдать следующие технологические требования:

  • температура плавления разрезаемого металла должна быть выше, чем у его оксидов, образующихся на поверхности при контакте с кислородом,
  • энергетический баланс должен иметь достаточный запас для обеспечения непрерывного резания, при этом следует учитывать коэффициент теплопроводности и теплоемкость разрезаемого материала,
  • содержание углерода и легирующих присадок также оказывает сильное влияние на применимость технологии газовой резки,
  • необходимо следовать правилам техники безопасности.

Резчик должен использовать средства индивидуальной защиты, обеспечить вытяжную и приточную вентиляцию при работе в замкнутых объемах.

Преимущества технологии

Газовая резка листового металла обладает следующими преимуществами:

  • раскрой листовых заготовок до 20 см толщиной,
  • работа в любых пространственных положениях, что особенно ценно при демонтаже конструкций,
  • низкая себестоимость операции:
  • простота оборудования,
  • мобильность, независимость от электропитания.

К минусам метода относят большой коэффициент отходов. Резчик должен обладать высокой квалификацией, особенно при работе с толстыми листами и в вертикальном положении.

Плазменная

Прогрессивная методика резки и сварки металла основана на использовании ионизированного газа, обладающего высоким энергетическим потенциалом. Если при электродуговой сварке достигаются температуры до 4-6 тысяч градусов, то плазменный резак развивает до 30 тысяч.

Способы

Способы резки металла: современные технологии и виды оборудованияВ промышленности применяются две разновидности технологии:

  1. Плазменно-дуговая. Электродуга разжигается между заготовкой и неплавким электродом. Электроды для резки металла делают из вольфрама. Она используется для ионизации газовой струи, подаваемой через форсунку под высоким давлением. Высокоэнергетический факел, действуя совместно с электрической дугой, разрезает самые тугоплавкие стальные и цветные сплавы.
  2. Струйная. Дуга горит меду неплавким электродом и кольцевым катодом, которым служит наконечник сопла. Она ионизирует газовую струю, которая и режет заготовку. Эта технология преимущественно используется для резки диэлектрических и низкопроводящих материалов.

Обе технологии реализованы как в виде ручных резаков, так и промышленных компьютеризированных установок по раскрою листов.

Аппараты

При выборе плазменного резака следует обратить внимание на следующие параметры:

  1. Рабочий ток. Током 60-90А можно успешно разрезать заготовку толщиной до 3 см. Устройства с рабочим током до 170А смогут справиться с листом до 6-8 см
  2. Скорость резания. Определяет производительность устройства. Зависит от толщины и материала.
  3. Время непрерывной работы. Определяет % времени, отводимый на работу и на охлаждение.

Способы резки металла: современные технологии и виды оборудованияЗависимость скорости резания от материала и толщины заготовки.

Каждый параметр увеличивает стоимость агрегата. Выбирать его нужно, исходя из планируемого объема и номенклатуры работ. Так, если требуется разрезать 1-2 метра в день при толщине 2-5 мм, можно ограничить аппаратом начального уровня. Если же планируется резка толстолистовых заготовок в течение смены, потребуется мощный профессиональный резак.

Суть метода

Для создания потока плазмы используется специальное устройство плазмотрон. Камера сгорания, в которую подается газ, имеет сужающееся сопло. При его прохождении скорость истечения и давление в струе резко возрастает. По оси сопла находится неплавкий электрод. Между ним и наконечником сопла разжигается первичная электродуга.

Высокого давления и воздействия дуги становится достаточно для ионизации атомов газа. Они теряют электроны и превращаются в положительные ионы. Теперь рабочий электрический разряд идет уже между металлической заготовкой и электродом. Эта дуга имеет высокую мощность, она достигает температуры в 30 тыс. градусов.

Скорость потока ионизированного газа достигает 3000 м/с.

Плазмотроны пригодны также и для сварки.

Лазерная

Еще один прогрессивный метод это раскрой металлических заготовок лазером. Лазерам не под силу заготовки большой толщины, зато лазерный луч обеспечивает самую высокую точность и качество поверхности реза.

Принципы техники

Способы резки металла: современные технологии и виды оборудованияМеталл доводится до температуры плавления сфокусированным высокоэнергетическим лучом света, испускаемым промышленным лазером.

Сечение луча в зоне разреза может быть доведено до долей миллиметра, он очень быстро, за несколько секунд прогревает заготовку и испаряет тонкий слой металла, образуя идеально гладкие кромки разреза.

Из-за очень узкой зоны и краткого времени воздействия в деталях не возникают тепловые деформации и напряжения.

Технология позволяет вырезать детали любой, даже самой сложной формы под углом реза до 45о к вертикали.

Достоинства

Основные преимущества лазерной резки следующие:

  • работа с хрупкими и подверженными деформациям материалами и конструкциями,
  • раскрой термостойких и особо прочных сплавов,
  • высокая скорость раскроя тонколистовых заготовок,
  • экономическая эффективность при выпуске небольших серий, для которых невыгодно изготавливать литьевые формы,
  • отличная совместимость с программами 3D моделирования,

Несмотря на высокую стоимость приобретения и обслуживания лазерной техники, методика все шире применяется на производстве.

Использование

Способы резки металла: современные технологии и виды оборудованияСпособ применяется, чтобы разрезать черные и цветные металлы и их сплавы. Используют его и для работы с неметаллическими материалам: деревом, керамикой, композитами.

Лазерная резка применяется как на больших производствах, так и на опытных участках и даже в домашних мастерских.

Лазерной установкой можно также сваривать металлы и их сплавы.

Гильотинная

Этот механический способ раскроя основан на разделении частей обрабатываемого листа более твердыми режущими кромками, к которым приложено большое усилие.

Массивный нож гильотины, двигающийся в вертикальных направляющих под действием ручного, механического либо гидравлического привода, перерубает обрабатываемый лист.

Получается ровная линия реза и высокое качество поверхности кромок.

Толщина металла ограничена 6-8 мм, технология позволяет резать только по прямой линии.

Выбор листовых ножниц

Способы резки металла: современные технологии и виды оборудованияРучные устройства для раскроя тонколистовых заготовок называют листовыми ножницами. Ножницы с ручным приводом отличаются минимальной мощностью, ограниченной мускульной силой руки работника.

Современные модели ручного электро- и пневмоинструмента оснащаются прямыми или дисковыми режущими кромками и способны разделывать листы толщиной до 3 мм, в том числе и по произвольной траектории.

Виды

Гильотины разделяются по типу привода:

  • ручной, непосредственный или через систему рычагов, используется на небольших производствах и в художественных мастерских,
  • электромеханический, осуществляется через редуктор от электромотора, характеризуется средней мощностью и толщиной обрабатываемых заготовок,
  • гидравлический, наиболее мощный.

Менее популярными являются гильотинные станки с пневматическим приводом.

Применение

Гильотинные ножницы различной мощности и рабочей ширины применяются прежде всего на заготовительных и слесарных участках машиностроительных предприятий.

Станки с ручным или электромеханическим приводом используются также в художественных мастерских, работающих по металлу.

Ручные электроножницы активно применяются в ремонтных службах и судоремонте, там, где требуется подгонять заготовку по месту.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Строительный портал Greendom74.ru: пошаговые инструкции от фундамента до крыши, постройка загородного дома и дачи своими руками
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: