24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Резка металла: применяемые технологии

Резка металла: применяемые технологии

Одним из наиболее распространенных материалов на сегодняшний день можно назвать металл. Он применяется при производстве различных деталей для механизмов, вещей бытового и промышленного применения. Часто для изменения размеров и формы изделия проводится резка металла. Механическая обработка рассматриваемого материала усложняется по причине высокой прочности и твердости структуры. Рассмотрим особенности проведения резки подробнее.

  • Описание и особенности процесса
  • Способы резки
    • Механические методы
    • Термическая обработка

Основные способы резки металла.

В зависимости от свойств разрезаемого металла могут применяться такие способы резки:

  • Лазерная резка;
  • Плазменная;
  • Газокислородная;
  • Ленточнопильная;
  • Гидроабразивная;
  • Гильотина.

Наиболее точными из них на сегодняшний день признаны лазерная и гидроабразивная резки. К термическим способам резки относят газокислородную и плазменную. Механические способы – это ленточнопильная резка и гильотина. Про все способы далее детальнее.

Лазерные станки воздействуют на металлический материал посредством лазерного луча. Металлический лист устанавливается на рабочую поверхность и закрепляется. С помощью лазерного устройства (волоконного, твердотельного или газового) происходит разрезание. Режим мощности излучения устанавливается по выбору. Воздействие может быть импульсным и непрерывным.

Этот метод раскроя металлических деталей довольно часто используется. Однако далеко не все желающие могут себе позволить такое оборудование. Дело в том, что оно очень недёшево. Себестоимость изделий, обработанных на таких станках, будет довольно высокая. Окупаться оборудование будет долго. Для небольших предприятий это не выгодно.

Если говорить о преимуществах, то лазерный агрегат, прожигающий материал и осуществляющий таким образом разрезание металла, имеет их довольно много.

  • Он справится с любыми сплавами.
  • Качественно обработает хрупкий материал. Этого удаётся достичь благодаря тому, что отсутствует непосредственный контакт с обрабатываемой поверхностью.
  • Лазером можно быстро обработать большое количество материала.
  • Подсоединение к компьютеру или ЧПУ дают возможность выполнять очень сложные и трудоёмкие операции.

Наша компания выполняет резку листового металла любой сложности

Лазерная резка металла

Гидроабразивная резка

Фрезерные работы

Механическая обработка деталей из металла

При взаимодействии инструмента с заготовкой можно снять верхний слой – это самый распространенный результат в данной группе способов металлообработки.

Сверление и точение

Просверлить можно сквозное и глухое отверстие. Оно может быть самобытным или предназначенным для последующего нанесения резьбы. Сверлят следующим образом:

  • Сперва закрепляют деталь на столе, обычно с помощью тисков или посредством специального зажима на станке.
  • Устанавливают оснастку. Это может быть сверло разного диаметра и заточки.
  • Производится запуск двигателя с последующим закономерным движением инструмента одновременно в двух направлениях – вокруг своей оси и вперед, врезаясь в толщу металла.

Выбор сверла должен зависеть не только от диаметра необходимого отверстия, но и от плотности материала. Кончик может просто сломаться при неправильном подборе.

Точение – это металлообработка цилиндрических и конусных заготовок на токарном станке. Шаблон надежно фиксируется в шпинделях с электрическим приводом и вращается вокруг своей оси. Токарь с помощью специальных инструментов, которые зажимаются в тисках, направляет режущую кромку на необходимую часть. В результате срезается верхний слой. Подобным образом также наносится внутренняя и внешняя резьба.

Шлифование и фрезерование

Фрезерный станок работает уже не только с цилиндрами и с конусами, но и с другими формами. Принцип работы аналогичный, но заготовка уже не вращается, движется только фреза. Типоразмер резцов самый разный, часто они представлены сверлами, развертками и прочими инструментами.

Шлифовка предназначена для того, чтобы добиться максимальной точности размеров и необходимой шероховатости. Когда нужна максимальная гладкость, применяются абразивные круги с минимальным размером абразива. Также дополнительно можно отполировать поверхность с помощью специальной полировальной машины. Шлифование делят по степени обработки на грубое или черновое, чистовое и тонкое.

Газокислородная резка металла

Такой вариант доступен при соблюдении целого ряда условий. В первую очередь можно резать только изделия и конструкции, которые содержат строго определенное количество примесей. Конструкция не должна отличаться высокой теплопроводностью.

Важно. Чтобы температура плавления обрабатываемого материала, была выше, чем температура горения. При этом важно, чтобы разница не была меньше 50°С.

Те оксиды, которые получаются в результате резания металла должны обладать высокими показателями жидкотекучести. В противном случае они будут серьезным препятствием длясгораня основного металла. Процесс станет более дорогим и экономически не выгодным.

Технология резки газом

Данная разновидность резки не является наиболее часто используемой. Она применяется, когда необходимо раскроить сплавы до 6 см толщиной. Вся процедура происходит за счет того тепла, что выделяется при реакции окисления. При этом все продукты сгорания удаляются из области разреза непосредственно потоком газа.

Читать еще:  Недостатки плазменно дуговой резки металлоконструкций ТЭЦ

Важно правильно провести подготовку к разрезанию металла, а также технологически правильно соблюдать все нюансы процесса:

  1. Непосредственно линию разреза, а также область на 20 см вокруг следует очистить ото всех посторонних материалов. В противном случае может случить возгорание или даже взрыв. Специалисты советуют зачистить даже ржавчину, поскольку ее наличие сильно замедлит процесс резки.
  2. Непосредственно под линией разреза важно сделать свободное пространство в 10-15 см. Если поток газа будет отражаться на деталь и не сможет свободно выходить, то в результате резки возникнет отрицательная турбулентность и в итоге скорость процесса очень сильно снизится.
  3. Режущий инструмент должен быть расположен строго по вертикали. Отклонение больше чем в 5° значительно снизить точность резки и качество выполняемой работы.
  4. Рабочий, выполняющий резку при помощи газа должен иметь высокий уровень квалификации.

При выполнении всех перечисленных условий, место разреза будет ровным, а скорость и качество выполняемых работ превысит многие другие варианты резки металла.

Виды газовой резки

Есть несколько разновидностей резки металла газом. Каждый из них применяется в своих условиях и имеет несколько технологических особенностей:

  • Пропаном — один из наиболее популярных методов газовой резки. Абсолютно не подойдет для разрезания высокоуглеродистых соединений. Прекрасно используется для резки титановых соединений и низколегированных сплавов.
  • Воздушно-дуговая. В данном варианте помимо кислорода используется электродуга, которая вмонтирована в резак. Удобен при необходимости сделать широкую линию разреза.
  • Кислородно-флюсовая. Название дано за счет флюсового порошка, который подается на обрабатываемую поверхность при резке. Благодаря своим свойствам данный порошок придает материалу большую пластичность и делает его более податливым при обработке резаком. Особенно это помогает при наличии на металле термостойкой оксидной пленки. Поэтому данный вид резки применяется для изделий из меди, чугуна, бронзы, латуни.
  • Копьевая. При такой разновидности резки используется дополнительный расходный материала. Это специальная стальная труба — газовое копье. За счет ее применения повышается эффективность, скорость основного процесса. Используется такой вид резки применяется при обработке больших заготовок и массивных конструкций.

Вне зависимости от конкретного вида газовой резки, технология процесса предполагает, что специалист весь процесс контролирует и проводит сам, вручную, без участия автоматов.

Собственно на рукоятке резака есть три патрубка. По ним подается собственно кислород из баллона, пропан, а также жидкость для охлаждения. Давление кислорода может достигать 12 атмосфер. Выставляется данный показатель на редукторе баллона.

Кислород подается только после того как выполняется зажигание в факеле резака.

Важно. Важным параметром на производстве считается расход газа при газовой резке металла. Этот параметр зависит и от опыта специалиста, который осуществляет данный процесс, и от толщины металла, и от ширины разреза.

Плазменная резка металлических листовых материалов

Принцип резки листовых металлов плазменным методом можно описать так:

  1. Воздух подается в горелку плазмотрона с помощью компрессора.
  2. Электрический ток быстро нагревает воздушный поток, который пропускает электричество и образует плазму. Практически все станки для резки листового материала подходят для применения вместо воздуха инертных газов.
  3. Плазменная резка конструкций из листового металла происходит узконаправленным лучом, нагревающим поверхность до температуры, не превышающей допустимых значений, после чего расплав практически мгновенно выдувается из реза.
  4. По окончании всех работ, связанных с резкой листового материала, появляются отходы (окалины, остатки расплавленных заготовок, обрезки листового металла, высечка).

Поскольку для успешной плазменной резки листовой металл требуется нагревать до состояния жидкости, его толщина должна быть: ≤ 12 см для алюминия, ≤ 8 см для меди, ≤ 5 см для стали, ≤ 9 см для чугуна.

Современная резка изделий из листового металла включает два метода, которые влияют на характеристики резания при помощи плазмы. Это:

  • Плазменно-дуговая резка, которая прекрасно подходит для обработки всех видов листового металла, способного проводить электричество. Чаще всего данный метод используют на промышленных предприятиях. Его особенность заключается в способе образования плазмы – из дуги, возникающей между поверхностью заготовки и плазмотроном.
  • Плазменно-струйная резка, при которой дуга возникает в плазмотроне, поэтому данный способ считается более универсальным и позволяет раскраивать неметаллический листовой материал. Основным минусом метода стала необходимость часто менять электроды в оборудовании.
Читать еще:  Как сделать струну для резки пенопласта?

Плазменная резка происходит так же, как и обычная дуговая, только без применения привычных электродов. Правда, стоит учитывать тот факт, что наиболее эффективен данный способ для листового металла, толщина которого не превышает допустимых значений.

В современных условиях резка с помощью плазмы применяется во всех отраслях промышленного производства. Причиной такого распространения данного метода обработки материалов заключены в его преимуществах. Вот некоторые из них:

  • Высокая производительность и скорость работы, превышающая в несколько раз скорость обычной электродной.
  • Невысокая стоимость, что дает возможность экономить. Стоит только помнить, что выгода зависит от толщины листового металла. Чем толще металл, тем ниже целесообразность использования плазмы, к примеру, сталь толщиной 50 мм лучше резать с помощью другого способа.
  • Резка с высокой точностью, которая является заслугой современного оборудования. Тепловая обработка практически не приводит к деформациям, а значит, изделия не нужно еще раз обрабатывать.
  • Полная безопасность.

К недостаткам плазменной резки листового металла относятся:

  • ограничение толщины разреза;
  • обязательность выполнения требований, которые предъявляются к обработке детали из листового металла.

Механические способы

Домашние мастера обычно режут металл, используя либо слесарную ножовку, либо кровельные ножницы. Резка металла вручную с помощью механической ножовки является достаточно трудоемким и длительным процессом.

Ножницами можно резать металлические листы значительно быстрее. Некоторые разновидности этого инструмента описаны ниже.

Ручные ножницы

С их помощью можно раскраивать лишь очень тонкие металлические листы. Причем это можно делать достаточно быстро и точно по линии реза. Ручные ножницы в свою очередь могут быть:

Д) для криволинейного разрезания.

Шлицевые ножницы

С помощью такого инструмента металл может резаться как по прямой, так и по искривленной линии. Они позволяют выполнять высококачественное разрезание металлических листов на ограниченном участке пространства. Для приведения в действие шлицевых ножниц используется электродвигатель.

Гильотинные ножницы

При разделке металла такими ножницами обеспечивается:

А) отсутствие дефектов;

Б) сохранение внешнего покрытия подвергаемого резке материала;

В) высокая точность резания.

Гильотинные ножницы имеют косой, движущийся в одной плоскости нож. С их помощью может осуществляться прямая поперечная или продольная резка плит и полос металла. То, что при выполнении реза гильотинные ножницы оказывают давление на разделываемый материал под углом, снижает прикладываемое при этом усилие. Хотя усилие значительно уменьшается при увеличении угол наклона, но при этом снижается и качество реза.

Гильотинные ножницы могут быть:

В) с гидроприводом.

Ручные гильотинные ножницы

Недостатком таких ножниц является невозможность разрезать с их помощью достаточно прочный металл.

Механические гильотинные ножницы

Благодаря использованию в их конструкции электродвигателя, производительность механических ножниц намного выше, чем та, которую обеспечивают ручного типа гильотины.

Гильотинные ножницы с гидроприводом
Они обеспечивают высокую точность разрезания металла. Такие ножницы нередко оснащаются ЧПУ, в результате чего их производительность увеличивается, так как в памяти такого оборудования, «начиненного» электроникой, сохраняются типовые значения параметров разрезов.

Сабельная пила

Такая пила по своему принципу действия схожа с электролобзиком, а внешне напоминает электродрель с удлиненной пилой, имеющей длину 100…350 мм и движущейся возвратно-поступательно. Выпускаются как сабельные пилы с питанием от сети, так и аккумуляторные.

Пильные полотна, которые легко менять подобно сверлам дрели, изготавливаются нескольких видов, чтобы обеспечить выполнение разных работ. Зная, что и как необходимо распиливать, можно подобрать нужное пильное полотно. Если разрезание производится по малому радиусу, тем необходимо выбирать узкое полотно. Эффективно использовать сабельную пилу могут только те, кто имеет соответствующие навыки и хороший глазомер.

Дисковая пила

С такой пилой работать немного проще, чем с пилой сабельной. Режущие диски для нее изготавливаются из твердосплавных высоколегированных марок стали или используется для этих целей особая быстрорежущая сталь, являющаяся разновидностью инструментальных сталей и обладающая высокой стойкостью к разрушению, как в холодном состоянии, так и в горячем. Дисковые пилы, предназначенные для разрезания различных металлических профилей, могут выполнять узкие пропилы, создавая при этом небольшое количество стружки.

При выборе пилы необходимо учитывать, что чем большего диаметра она имеет распиловочный круг, тем большее количество разновидностей работ с ее помощью может выполняться. После того, как произведено распиливание, рекомендуется удалить заусеницы и острые кромки. Недостатками дисковых пил являются их высокая стоимость и довольно большие размеры.

Углошлифовальная машина

Некоторые не очень просвещенные в видах строительного оборудования люди думают, что такую машину они никогда не встречали. Но они просто не знают, что известная им «болгарка», и является как раз углошлифовальной машиной. Снабженная диском для распиливания стали, «болгарка» с успехом заменяет уже рассмотренную выше дисковую пилу, хотя и разрабатывалась изначально как оборудование для шлифовки.

Читать еще:  Стеклорез для фигурной резки

С ее помощью можно резать, шлифовать и полировать практически любые материалы, не покупая различные инструменты для выполнения этих операций. Требуется лишь приобретение соответствующих расходных материалов.

Электрическую дугу активно используют не только при сварке, но и при резке металла. Существует несколько разновидностей дуговой резки металлических деталей: ручная дуговая резка плавящимся и неплавящимся электродами, а также воздушно- и кислородно-дуговая резка.

Дуговая резка неплавящимся электродом

При данном способе работа проводится как на переменном, так и на постоянном токе прямой полярности. Сила тока должна составлять 400-800 А. При этом используются угольные и графитовые электроды.

Данный метод имеет не столь широкое применение. Его используют для разбора металлического лома крупных размеров, проделывания отверстий и выжигания заклёпок, а также при демонтаже ненужных металлоконструкций.

Разрез осуществляется путём плавления металла в необходимой зоне, а не путём его сгорания. Благодаря этому качеству, появляется возможность работать с материалами, которые не поддаются резке газом, такими, как чугун или высоколегированные стали.

Данный метод не отличается высокой точностью проведения работы: ширина самого разреза большая, а кромки остаются неровными. Если использовать электроды с прямоугольным сечением, то удастся немного улучшить результат работы.

Дуговая резка плавящимся электродом

Этот метод позволяет достичь большей точности и чистоты, а сам разрез выходит более узким в отличие от предыдущего метода. Для резки применяют те же электроды и того же диаметра, что для сварки, повысив при этом силу тока на 20-30%. Проводя подобную работу в бытовых условиях, можно использовать простые электроды, но для улучшения процесса работы рекомендуется приобрести специальные электроды с особым покрытием.

Существует два вида составов покрытия. Первый: марганцевая руда (98%) и поташ (2%). Второй: марганцевая руда (94%), каолин (3%), мрамор (3%). Благодаря такому покрытию, увеличивается устойчивость дуги, внутренний стержень плавится медленнее и обеспечивается его изоляция от стенок реза. Расплавленный металл окисляется, благодаря особым компонентам, содержащимся в покрытии, это позволяет ускорить процесс резки.

Производство вышеописанных электродов осуществляется из проволоки диаметром от 3 до 12 мм и длиной до 300 мм. Толщина особого покрытия должна составлять 1-1,5 мм. Расчёт силы тока производится из следующего соотношения: 55-65 А на 1 мм диаметра используемого электрода.

Воздушно- и кислородно-дуговая резка

Такой способ разделения металлических частей отличается от предыдущих тем, что расплавленный электрической дугой металл сразу выдувается струёй сжатого воздуха или чистого кислорода. Обычно этот метод применяют с целью избавления от дефектов места сварки и разделения заготовок из нержавеющей стали толщиной не более 20 мм.

Из-за подачи кислорода происходит частичное выгорание металла, сопровождающееся выделением дополнительного тепла, что позволяет значительно ускорить процесс плавки. Данный метод применяется, если необходимо выполнить короткий разрез на любой строительной конструкции.

Разделение осуществляют графитовым или стальным электродом при постоянном токе с использованием специальных резаков. Электрод должен быть не тоньше 4-5 мм, имеющий покрытие ОММ-5, ЦМ-7 или ОСЗ-3. Сила тока может доходить до 250А и позволяет резать металл до 50 мм толщины. Сжатый воздух подаётся сбоку с силой давления 0,4-0,5 МПа. Средний расход кислорода варьируется от 100 до 160 л/мин.

Схема воздушно-дуговой резки металла

Если использовать резак типа РГД, тогда электрододержатель держат в правой руке, а сам резак в левой. Как только металл начинает плавиться, на него подаётся струя воздуха и выдувает его.

Профессиональные способы металлорезки

Их мы перечислили выше, самым популярным на настоящий момент решением является плазменная резка. Но на производствах до сих пор используются ручное оборудование, которое позволяет быстро и эффективно сделать минимальный объем работы.

В статье мы рассказали, как и чем можно разрезать толстый или тонкий металл в домашних условиях и в цехах. В качестве подведения итогов посмотрим несколько видео:

Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с менеджерами компании «Рокта» по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector