24artstroy.ru

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

Все виды резки металлов

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.

Механические варианты резки металла

При влиянии чистой механики используется самый широкий круг инструментов: диски, пилы, прессы, механические резаки. Такие способы воздействия на металл работают не только на промышленном уровне, но и в небольших гаражах на самом бытовом производстве.

Отрезные станки с заменяемыми дисковыми частями (болгарки) используется как стационарное оборудование, так и в качестве мобильного. Резать таким инструментом можно трубы,, разные конструкции, профиля и листы разных сплавов. При этом инструмент отличается высокой точностью выполнения работ, а также скоростью.

Рубка металла — в таком случае есть горизонтальный ножик. Он прижимается к листу металла и разрушает его в зоне контакта. Усиливает работу пресса гидравлика, пневматика или эксцентриковый механизм.

Также резка и рубка профлиста прекрасно выполняется на гильотинах сабельного типа. Рубка на гильотине предполагает ограничения по некоторым конструкциям со сложной структурой.

Ленточнопильный станок считается наиболее универсальным вариантом для резки любых изделий из металла. При таком варианте резки снижаются потери тепла, а сам процесс происходит под любым удобным углом. Минус станка в том, что резка доступна только для определенных размеров металла и деталей.

Способы резки металлов

Металлы (и особенно — стальной прокат) — непременная часть современной жизни. Стальной прокат используются везде, он прочен и долговечен, его можно использовать как в промышленности, так и в бытовых целях… Проблема только одна — не так легко бывает из сплошного стального листа получить именно тот, который требуется по размерам и форме. В общем — металл нужно кроить и резать, для чего придумано немало способов, которые могут быть оптимальными в разных условиях.

От «болгарки» до гильотины

Начнем с того, что способы резки металлов в самом первом приближении делятся на механические и термические. К механическим относятся резка стали фрезами и циркулярными пилами, ленточнопильными установками, и гильотиной, к термическим — все остальные.

Главное достоинство механических методов в том, что они являются «холодными» — и при обработке такими способами металл не раскаляется — следовательно, не могут измениться и его физические свойства. Кроме того, такая технология резки металла может не требовать особо сложных механизмов, что делает ее особо привлекательной для использования в бытовых условия.Лучший тому пример — резка стали фрезой или циркулярной пилой приспособлением, именуемым в просторечии «болгаркой».

Для таких аппаратов существуют не только фрезы из высокопрочных сплавов, но и относительно легкие диски со специальным покрытием из абразивных смесей. Такие диски позволяют резать только относительно мягкие металлы — медь и алюминий, в то время как стальными фрезами можно резать почти любой черный металл (кроме высокопрочных легированных сталей), если толщина листа не превышает 10-12 мм.

Удобство на бытовом уровне очевидно, но на этом уровне не заметно и главное неудобство — высокая трудозатратность, невысокая точность и совсем малая скорость работы таким способом.

Впрочем, эти недостатки будут не так заметны, если механические способы используются в промышленности — в ленточнопильных станках и заводских гильотинах.

Ленточнопильный станок своей пилой, натянутой на шкивах, способен резать металлы с весьма высоким качеством и минимальными отходами при резке. Можно также отметить, что такой способ в принципе допускает распиливание металла под углом, который может достигать шестидесяти градусов.

Однако скорость обработки металла на таких станках все же не очень высока — и если требуется нарезать большое количество кусков металла, то лучше будет воспользоваться другим оборудованием — промышленной гильотиной.

Принцип ее работы понятен из самого названия — скошенный под 80-85 градусов нож из высокопрочной стали под действием тяжелого резака падает на стальной лист и его с образованием практически идеальной кромки.

При этом даже не нарушается покрытие на металле (если таковое есть) и полученные срезы потом очень удобно обрабатывать. Точность резки при этом очень высока, а отходы в виде стружки вообще отсутствуют.

Этот вариант резки металлов практически идеален, если только речь идет о резке листов и резке по прямой. Но увы — по прямой резать металл приходится далеко не всегда, и резать приходится не только листы, но и уголки, трубы, швеллеры и другие виды проката.

Читать еще:  Станок для резки дерева в домашних условиях

Газовая резка

Среди недостатков механической резки металлов можно было бы еще упомянуть о том, что ее применение ограничено толщиной разрезаемых листов — они должны быть не слишком толстыми (не больше 20 мм.) и не слишком тонкими. В первом случае механические устройства могут просто не справиться (или справляться очень долго), а во втором — разрезаемый лист может деформироваться при резке.

Избежать этих проблем можно, если использовать различные виды термической резки металлов:

  • газово-кислородной
  • плазменной
  • лазерной

Газовая резка является наиболее широко распространенной, поскольку она требует не очень сложного и вполне мобильного оборудования и позволяет резать металл значительной толщины.

При ее использовании газ-нагреватель (пропан или ацетилен) подается под давлением в 10-12 атмосфер на поверхность металла. Горящий в кислороде пропан разогревает сталь до 1000-1200 градусов; при такой температуре в кислороде начинает гореть и железо. Таким образом газовая струя прожигает сталь, а общий поток кислорода и газа-«нагревателя» сметает и наибольшую часть образующихся при горении железа окислов, так что кромка среза получается ровной и чистой.

К достоинствам газовой резки можно отнести ее дешевизну и простоту необходимого оборудования, к недостаткам — не очень высокую точность, если резка производится вручную (особенно — по толстому слою металла) и невысокую скорость процесса. К тому же газово-кислородной резке плохо поддаются многие сорта легированных сталей, устойчивых к высоким температурам.

Плазменная резка

Поэтому по показателю скорости процесса газовую резку значительно превосходит резка плазменная. Она основана на том, что на поверхность металла под высоким давлением подается смесь кислорода и инертного газа (азота или аргона) — и при этом резак и разрезаемый металл являются еще и катодом и анодом. В возникающей между ними вольтовой дуге температура может достигать от 5 до 30 тысяч градусов — и при такой температуре атомы кислорода превращаются в плазму, способную прожечь любой металл.

Но поскольку процесс резки происходит стремительно (в 3-4 раза быстрее, чем при газовой), то металл очень быстро остывает и не теряет своих свойств, а полученная кромка получается почти идеально ровной. Еще одним достоинством плазменной резки является то, что ей можно резать металл «под углом» — и по сколь угодно извилистой траектории. Но для того, чтобы эти плюсы плазменной сварки использовать на все сто процентов, потребуется достаточно сложное оборудование в виде станков с ЧПУ, что сделает резку более дорогой (что уже минус).

Но, несмотря на свою относительно высокую стоимость, использование технологии плазменной резки более чем оправдано, если надо резать тугоплавкие сорта стали, а «на выходе» при этом требуются ровные и чистые края без окалины и температурных деформаций.

Лазерная резка

Резка металлов при помощи лазерного луча — это самая новая и «продвинутая» технология.

Лазер (при относительно небольшой абсолютной мощности) обеспечивает такую высокую плотность энергии на столь малой площади, что металл на ней даже не вскипает, а просто испаряется. Это дает возможность резать металл с совершенно невероятной точностью (до микрон) и идеальным качеством среза при сколь угодно извилистой линии.

В принципе, лазерный луч может резать металл любой толщины, но лучше всего лазерная резка

подходит именно для резки очень тонких листов металла (буквально фольги) — именно потому, что при любом другом способе обработки столь тонкий металл неизбежно деформируется.

Тем не менее, при всех своих достоинствах, лазерная резка применяется относительно редко, что и не удивительно, поскольку ее главный недостаток — это дороговизна метода, который требует сложного оборудования и высококвалифицированного труда для его обслуживания.

Гидроабразивная резка

Рядом с плазменной и лазерной резкой металлов можно еще упомянуть резку гидроабразивную.

Строго говоря, ее можно было бы скорее отнести к механическим способам, но … сама технология уж очень сильно напоминает «горячие» варианты: то же сопло и та же самая струя.

Разница только в том, что при абразивной резке в металл бьет под огромным (до 5 тысяч атмосфер) давлением очень тонкая струя воды, смешанной с абразивным порошком (им чаще всего служит измельченный кварцевый песок).

При таком давлении песчинки способны разрушать металл на молекулярном уровне — так что эффект от такой резки получается не намного меньше, чем от воздействия лазером.

Но — увы! — этот метод столь же дорог, и к тому же плох подходит для черных металлов: если их резать таким способом, то срез получится «рассадником коррозии» (поскольку молекулы воды неизбежно «застрянут» в микро-бороздках от частиц кварца).

Но резать таким способом цветные металлы или нержавеющую сталь можно вполне. Но дорого получается…

В общем, человечество не может пожаловаться на нехватку способов раскроить металл, а то и вырезать из него что-нибудь этакое фигурное и полезное. Способов много — остается только выбрать какой из них больше подойдет вам по удобству, скорости, точности и, разумеется, цене.

Общая оценка статьи: Опубликовано: 2017.07.26 Обновлено: 2018.03.04

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Описание и особенности процесса

Под резкой металла понимают технологический процесс, цель которого заключается в разделении заготовки на отдельные части или изготовлении деталей различной формы. При механической обработке могут применяться различные фрезерные и токарные станки, а также специальное металлорежущее оборудование.

При проведении рассматриваемого технологического процесса учитываются нижеприведенные моменты:

  1. Механическая обработка приводит к нагреву материала. Практически все металлы реагируют на нагрев одинаково — происходит изменение основных физико-механических свойств, повышается степень пластичности, уменьшается прочность. В случае когда нужно получить качественный срез, нагрев структуры материала исключается.
  2. Не все сплавы могут обрабатываться без предварительного нагрева. Существуют труднообрабатываемые сплавы, резка которых возможна только при условии предварительного нагрева структуры.
  3. При проведении обработки уделяется внимание таким качествам как теплопроводность, твердость и свариваемость.
Читать еще:  Газовый резак для машинной резки

Чаще всего резка стали и других сплавов происходит на момент подготовки сырья к дальнейшей обработке, выпуске изделий или при необходимости изменения размеров, формы уже готовых изделий на момент выполнения монтажных работ. Существует огромное количество способов резки, каждый обладает своими определенными свойствами.

Плазменная резка металлов — преимущества, применение и особенности

Специалисты считают, что метод плазменной резки— это одна из наиболее прогрессивных и перспективных технологий, которая к тому же обладает набором бесспорных преимуществ. О положительных качествах и характерных особенностях этого метода повествует нижеизложенный материал.

Методы резки

Сначала не будет лишним ознакомиться с тем, какие вообще существуют способы резки металла. При этом не будут рассматриваться такие простые варианты, как пилы (циркулярные и ленточные) и гильотины. Они довольно эффективны, но существенно уступают более прогрессивным видам резки.

К основным технологиям резки металлов относятся:

1) лазерная — в качестве рабочего органа предполагает использование лазера, представляющего собой узконаправленный и определенный по длине световой луч;

2) газовая — раскраивание материала осуществляется посредством тонкой кислородной струи;

3) гидроабразивная — заготовка разрезается узконаправленной струей, состоящей из воды и абразива в виде кварцевого песка и подающейся под большим давлением (до 5000 атмосфер);

4) плазменная — металл раскраивается посредством плазменной дуги, которая представляет собой струю ионизированного газа, подающуюся на высокой скорости.

Характерные особенности метода плазменной резки

Оборудование, с помощью которого осуществляется такая обработка, называют плазмотроном. Это устройство генерирует плазму, представляющую собой газовый поток с отрицательным электрическим зарядом. Когда она попадает на металлическую деталь, обладающую положительным зарядом, создается плазменная дуга, которая разрушает обрабатываемый материал в точке контакта.

Технология

Процесс обработки металла с использованием метода плазменной резки обычно оуществляется в несколько этапов:

1. Электроды плазмотрона образуют электрические разряды.

2. Производится подача газа, который разряды преобразуют в плазму. Исходя из типа разрезаемого материала, скорость, разновидность и температура газового потока могут сильно изменяться. Черные металлы разрезают преимущественно кислородом. Что касается цветных металлов, то для них используют азот, водород или инертный газ (аргон).

Температура рабочей среды может варьироваться в пределах 5000–30000 °C. Низкие температуры обычно используют для резки цветных металлов, а высокие — тугоплавких сталей.

Скорость движения плазменного потока определяется материалом заготовки, ее толщиной, продолжительностью работы оборудования и направлением, в котором осуществляется распил.

3. Плазма оказывает непосредственное воздействие на металл. Меняя параметры процесса резки, можно изменять ширину реза.

Разновидности плазменной резки

Она представлена тремя видами, такими как:

1) прямого действия

Как говорилось выше, образование плазменной дуги происходит непосредственно между токопроводящим, положительно заряженным металлом и газом с отрицательным зарядом. Придание металлу требуемого заряда осуществляется с использованием специальной клеммы;

2) косвенного действия

Если обрабатываемый материал плохо или совсем не проводит ток, то формирование плазменной дуги происходит непосредственно в резаке между его электродами. С помощью газовой струи она подается на заготовку;

3) комбинированная

Она основывается на использовании дополнительной клеммы, подключенной к токопроводящей заготовке, и имеющихся в резаке двух электродов.

Плазменная резка в быту и промышленности

Хотя такая технология кажется довольно сложной, существует ряд компактных устройств, предназначенных для бытового использования. Но по сравнению с их промышленными аналогами они более опасны в работе и менее производительны. Рука человека в процессе работы находится очень близко к дуге и раскаленному металлу, из-за чего на коже могут возникать серьезные ожоги.

Что касается промышленности, то для нее предназначено совершенно другое плазморежущее оборудование — станки с ЧПУ. В полностью автоматическом режиме они способны создавать различные по сложности детали. При этом получаются качественно обработанные края и обеспечивается максимальная точность разрезания заготовок.

Преимущества и недостатки

Метод резки металлов с использованием плазмы популярен благодаря наличию у него ряда весомых преимуществ, к которым относятся:

1) универсальность — обработке подлежат различные металлы, начиная от стали и чугуна и заканчивая титаном и алюминием;

2) наибольшая скорость реза — актуальна для небольших по толщине металлических заготовок (до 50 мм);

3) полное отсутствие деформаций у металлов при наличии высокотемпературной среды;

4) высокое качество реза — у обрабатываемых материалов при этом практически полностью отсутствует шероховатость;

5) экономичность — подразумевает отсутствие потребности в дополнительной обработке деталей.

К недостаткам плазменной резки относятся:

1) неспособность разрезать большие по толщине заготовки — относится к деталям толщиной, превышающей 100 мм;

2) высокий уровень шума при работе — актуально при самостоятельной резке металла.

Процесс резки металлов с использованием плазмы, особенно если он осуществляется на станках с ЧПУ — это высокопроизводительная технология, обеспечивающая максимально точную и качественную обработку заготовок.

В промышленности с помощью метода плазменной резки чаще всего обрабатывают стальные оцинкованные, холоднокатаные и горячекатаные листы, используя при этом специальные программные средства и набор шаблонов.

Совет! Покупать оборудование, ориентируясь только на стоимость, не стоит.

Главное – требуемое на производстве качество и вид обрабатываемого металла. Именно от этих показателей зависит себестоимость выпускаемой продукции. Если производятся детали, не требующие самой высокой точности, достаточно купить пресс. Важна так же толщина заготовок. Лазер не подойдет для заготовок толщиной 50-100 мм, оптимальный вариант – плазма.

Читать еще:  Резка плоского шифера

Кроме того, необходимо учесть и дополнительные затраты. Может случиться, что плазменное оборудование экономически выгоднее по сравнению с прессом из-за отсутствия необходимости в дополнительных инструментах. Если оценивать по производительности, то этот показатель самый высокий у лазера.

Станки для электроэрозии металлов

Перечислим основные модели станков, которые представлены в России:

  • INTEGRAL 2 (AGIE). Производится одноименной швейцарской компанией. Позволяет работать с деталями размером не более 80 х 60 х 25 сантиметров. Основной режим работы — электроискровая эрозия в защитной среде диэлектрической жидкости. Имеет встроенную панель ЧПУ, которая позволяет контролировать технологические особенности операции (мощность ионного потока, точность обработки, итоговый уровень шероховатости).
  • AQ535 (SODICK). Производится японской компанией. Позволяет обрабатывать заготовки, размеры которых составляют не более 105 x 65 x 30 сантиметров. Электроэрозионная обработка выполняется с помощью режущей проволоки, которая может делать все основные операции (создание отверстий, маркировка, шлифовка, вырезание). Модель оснащена продвинутой ЧПУ-панелью и имеет встроенную систему, экономящую электричество, что снижает себестоимость обработки.
  • Модель 4531. Производилась в СССР; новые станки 4531 больше не выпускаются. Однако в продаже можно встретить множество неиспользованных моделей, а также станков Б/У. Для работы применяется электроискровая обработка металлических заготовок. Максимальные габариты обрабатываемых деталей — 16 x 12 x 3 сантиметра. Управление осуществляется в основном механическим способом + есть несколько информационных панелей, позволяющих узнать технологические особенности процедуры.

Газорезка – нюансы процесса

Сама операция реализуется путем сгорания исходного материала в газовой струе. Главной составляющей инструмента является специальный резак. С его помощью вычисляется дозировка при смешивании кислорода и газов. Резак отвечает за дальнейшее воспламенение смеси, а также подачу необходимой доли кислорода.

Газовая резка металла – это термический метод. Ее особенность в том, что допускается работа с металлическими изделиями разной толщины с максимально степенью производительности. Газоплазменная обработка поводится в полностью автономном режиме, что делает процесс возможным даже при отсутствии электроэнергии. Это дает возможность выполнять все работы даже в полевых условиях, когда на объекте отсутствует электричество. Газорезка предполагает использование практически всех металлов, кроме меди, латуни, алюминия и стали (нержавейки).

Термические способы резки металла

Газовый способ

При такой технологии разрезания металлических изделий используется высокая температура горения газа, а в применении источников электроэнергии необходимости нет, при этом различают следующие ее виды:

Кислородная резка

При такой резке происходит горение металла в кислороде, направляемом в виде струи, которая благодаря своему напору удаляет образующиеся оксиды. При этом не происходит расплавления металла: он горит, оставаясь твердым, в результате чего рамки среза получаются ровными.

Кислородно-флюсовая резка

Такая технология разрезания металла предполагает подачу в область реза флюса в виде порошка. Процесс резания облегчается при этом за счет того, что флюс оказывает на него тройное воздействие:

Кислородно-копьевая резка

При таком способе разрезания металла высокая температура обеспечивается за счет сгорания специального кислородного копья, представляющего собой стальную трубку, по которой в зону резки подается кислород.

Основные преимущества газовых способов резки:

А) низкая стоимость;

Б) простота процесса;

В) можно разрезать металлоизделия большой толщины.

Основные недостатки газового метода резки:

А) невысокая точность;

А) повышенный расход материала;

В) требуется дополнительная обработка краев разреза;

Г) незначительная скорость резки;

Д) термическая деформация обрабатываемых изделий.

Газоэлектрическая резка

В этом случае применяется источник электроэнергии. Удаление расплава, образующегося в рабочей зоне, осуществляется с помощью газовой струи. Газоэлектрическая резка может быть двух типов:

А) воздушно-дуговой (при этом расплавленный металл удаляют, используя струю воздуха, подающуюся под большим давлением);

Б) кислородно-дуговой (в этом случае осуществляется подача струи кислорода, вызывающей сгорание нагретого электрической дугой металла и выдувание образующихся оксидов за пределы зоны резки).

Главным недостатком газоэлектрической резки является возникновение науглероживания материала в рабочей области, как следствие горения угольных электродов. Ее используют в основном при необходимости устранить дефекты, имеющиеся у сварных швов.

Плазменная резка металла

Плазменная резка

При таком методе режущим инструментом является создаваемая особым устройством, называемым плазмотроном, струя плазмы с температурой 5—30 тысяч градусов.

Имеются два варианта плазменной резки:

1) с применением высокотемпературной плазменной струи (в этом случае дуга образуется между металлическим наконечником плазмотрона и окончанием электрода, но сама обрабатываемая деталь не является частью электрической цепи);

2) с использованием плазменно-дуговой резки (дуга при этом методе возникает между несгорающим тугоплавким стальным электродом и поверхностью разрезаемого металла).

По сравнению с газовой резкой использование для разрезания металла плазмы дает ряд преимущества, так как обеспечивается:

А) высокая скорость резания;

Б) универсальность применения;

В) точное высококачественное разрезание металлических изделий;

Г) разделка металлов без необходимости применения дорогостоящих газов;

Д) возможность производить резку по сильно искривленному контуру;

Е) более высокая экологическая безопасность.

А) сложность оборудования и его техобслуживания;

Б) невозможность разрезать изделия с толщиной, превышающей 8—10 см;

В) высокий уровень шума;

Существуют и другие термические методы разрезания металлов (например, такие, как лазерная или криогенная резка), но они не нашли широкого применения из-за сложности и высокой стоимости используемого оборудования.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector