В промышленности и на производстве используют различные способы резки металла. Это могут быть как классические методы с применением ручного и механизированного инструмента, так и современные автоматизированные способы. Наибольший интерес вызывают автоматизированные, т.к. позволяют достичь высокоточного раскроя стали при минимуме трудозатрат. Автоматизированная резка – это процесс, выполняемый на станках с числовым программным управлением – ЧПУ. Оператор вводит исходные данные и устанавливает заготовку на рабочий стол. Далее машина сама выбирает необходимые режимы: фокусное расстояние, скорость перемещения режущей головки, мощность излучателя и т.д.
Коротко о современных видах резки
Постоянное совершенствование конструкции станков с ЧПУ и их операционных систем позволяет добиваться практически идеальной линии и траектории реза. Такие станки отличаются высокой производительностью, экономичностью, небольшим расходом электроэнергии. За счёт оптимальное траектории реза отходов практически не остаётся.
Сегодня резка стали автоматизированным способом выполняется пятью основными методами:
1. Газом. Струя пламени температурой более 1000°С плавит металл в точке контакта. В качестве рабочих газов применяются ацетилен или пропан. Они горят в среде чистого кислорода;
2. Плазмой. Температура струи плазмы выше, чем у газа, и составляет 20 000-25 000°С. Скорость струи при резке достигает 1500 м/с. Плазменные станки используют для обработки сталей толщиной 10 мм и выше. Края заготовки получаются сравнительно гладкими и без грата;
3. Лазерным лучом. Лазерные станки востребованы и в промышленности, и в бизнесе. Широкий выбор китайского, европейского, российского оборудования позволяет подобрать станок на любой кошелёк для решения абсолютно любых задач. С их помощью производят и точнейшие детали для оборонной промышленности, и сувенирную продукцию. Луч лазера генерируется излучателем, фокусируется оптической головкой и направляется на поверхность металла. Происходит моментальный нагрев и разрушение стали с последующим испарением мелких капель;
4. Гидроабразивным оборудованием. Смесь воды и мелкого абразива под давлением в несколько сотен атмосфер подаётся через сопло форсунки в точку контакта. Диаметр сопла не превышает десятых долей миллиметра. Поверхностный слой металла разрушается, абразивная струя быстро обеспечивает «сквозной рез». Гидроабразивным оборудованием режут преимущественно мягкие сплавы небольшой толщины;
5. Механической оснасткой. К механическим способам обработки металлов относят способы, подразумевающие применение любого инструмента для воздействия на металл. Наиболее известное оборудование для резки – пилы Геллера и гильотины.
Практически в каждом городе на сегодняшний день предоставляется широкий спектр услуг по обработке металлов: и лазерная резка и гравировка, и плазменная резка сортового проката, и газовая резка листовой стали.
Газовая резка
Принцип газовой резки основан на способности металлов сгорать в среде кислорода при температуре 110-1200°С. При этом струя газа не только плавит структуру стали, по и выдувает из зоны реза продукты сгорания. С помощью газовых горелок не только разрезают заготовки, но и обрабатывают кромки перед сваркой.
Горючим газом чаще всего выступает пропан или ацетилен. Они отличаются невысокой стоимостью и доступностью. Газовая резка мобильна. Её используют в полевых условиях, когда нет возможности воспользоваться другими способами.
Плазменная резка
Плазменная резка металлов – более дорогой способ. Поток раскалённой плазмы с высокой скоростью подаётся в точку контакта, а металл моментально разогревается до температуры плавления. С помощью плазменных резаков раскраивают углеродистые и легированные стали толщиной до 50 мм, чугун и медь толщиной до 80 мм, алюминий толщиной до 120 мм. Заготовки могут быть и толще, но для сохранения качества реза не рекомендуется превышать порог в 150-170 мм. Недостаток такого способа – изменение структуры металла на кристаллическом уровне из-за высокотемпературного воздействия.
Лазерная резка
Способ обработки металлов схож с плазменной резкой, только вместо струи плазмы выступает сфокусированный лазерный луч. Услуги лазерной резки металла востребованы во всех отраслях. Погрешность обработки заготовок не превышает сотых миллиметра. Лазерный станок с ЧПУ способен сделать рез любой геометрической формы и сложности.
Способ предполагает интенсивное воздействие лазерного луча на сталь с последующим её испарением под действием высокой температуры. Недостаток заключается в том, что не все металлы можно резать лазером. Некоторые, такие как нержавейка, обладают высокой отражающей способностью. Они не «аккумулируют» энергию лазера и плохо поддаются резке.
Лазерные станки применяют для резки заготовок толщиной до 40 мм. Они задействованы абсолютно во всех отраслях машиностроения, приборостроения, а также в сфере изготовления рекламной и сувенирной продукции.
Гидроабразивная резка
Как говорилось выше, при таком способе резки смесь абразива с водой подаётся под давлением до 6000 бар на поверхность металла. Эррозионное воздействие струи обеспечивает мгновенное разрушение стали в зоне контакта. Преимущества способа в том, что металл не подвергается высокотемпературному воздействию, а кромки остаются идеально ровными.
Сопла оборудования для гидроабразивной резки изготавливают из сверхпрочных материалов. В продаже встречаются алмазные, сапфировые, рубиновые наконечники. Они способны выдерживать высокое давление без разрушения на протяжении десятков часов резки. При гидроабразивном способе резки металлов толщина заготовок не превышает, как правило, 300 мм.
Механическая резка
Механическая обработка сталей резанием предусматривает применение и ручного, и автоматизированного инструмента:
— пил Геллера;
— гильотин с механическим, электрическим и гидравлическим приводом;
— пневматических ножниц;
— углошлифовальных машин – УШМ – с отрезными кругами.
Недостаток метода – низкая точность резки и высокие трудозатраты. Линия реза часто получается с заусенцами, вмятинами, забоинами. Для качественной резки необходимо постоянно следить за исправностью и качеством заточки режущих кромок оборудования.
Преимущества и недостатки конкретных способов резки
Подытожим:
К преимуществам газовой резки относятся:
- возможность использования в полевых условиях;
- низкая себестоимость;
- возможность резки толстых заготовок.
Недостатки – низкая производительность и качество реза, необходимость чистовой обработки кромок: наличие окалин, грата, наплывов после резки.
Плазменная резка – это:
- высокая производительность;
- возможность резки толстых листов металла;
- возможность выполнять фигурную резку.
К недостаткам относятся термоуплотнение кромок и необходимость последующей механической обработки, относительно высокая стоимость расходных материалов.
Лазерная резка обеспечивает:
- минимальную погрешность;
- идеальное качество реза;
- высокую производительность.
Но на лазерных станках можно резать листы металла или заготовки толщиной только до 40 мм. Некоторые стали и вовсе нельзя обрабатывать из-за высокой отражающей способности. Цена лазерной резки несколько дороже вышеописанных способов.
Гидроабразивная резка обладает:
- высокой точностью;
- универсальностью: можно резать любые металлы и сплавы;
- абсолютной пожаро- и электробезопасностью.
Недостаток – высокая стоимость оборудования и существенные трудозатраты.
Механическая резка остаётся самым доступным способом работы с листовыми металлами. Она до сих пор используется на крупных производствах и применяется в быту. Способ малозатратный, но качество кромок обработанной заготовки далеко от идеального.
Рекомендуем почитать
