Технология резки металла

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 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

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.

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.

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

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.

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.

Способы резки

Довольно распространена механическая обработка, которая не предусматривает предварительный нагрев материала перед его использованием.

Механические методы

Наиболее распространены следующие технологические процессы:

1. Рубка. При рубке в качестве режущего инструмента используются ножницы или специальные ножи. Преимуществами данной технологии можно назвать высокую производительность и небольшие затраты. Кроме этого, выделяют высокую точность деления заготовки на отдельные части. Однако этот метод механической обработки подходит не для всех металлов, он также не позволяет получать заготовки сложной формы. Есть и ограничение, касающееся толщины используемых заготовок.
2. Резка дисковой пилой проводится уже на протяжении многих лет. Особенностями этого метода можно назвать возможность получения заготовок сложной формы, а также отсутствие ограничения толщины обрабатываемого металла. В качестве режущего инструмента используется абразивный армированный круг. При использовании профессионального оборудования можно получить качественный срез. Недостатком этого метода можно назвать относительно невысокую скорость обработки.
3. Применение метода ленточной резки. Ленточная резка возможна только при использовании специального оборудования. Станки с ленточными пилами могут применяться для обработки сортового и трубного металлопроката, а также прудков различного диаметра. Преимущества этого метода заключаются в большой производительности и высоком качестве получаемого среза.

Как ранее было отмечено, механическая обработка применима не во всех случаях. Довольно часто прибегают к термическим методам обработки, которые имеют ряд своих особенностей.

Термическая обработка

Применяется несколько методов термического разрезания металла:

1. Лазерная технология в последнее время получила довольно большое распространение. Сфокусированный пучок света может раскраивать деталь с достаточно высокой точностью. Этот метод характеризуется большой универсальностью в применении, подходит для большинства сплавов и металлов.
2. Плазменная резка проводится при применении специального плазмогенератора, который создает сжатую режущую дугу. Этот метод подходит практически для любой стали, а также титана и чугуна. На сегодняшний день эта технология наиболее востребована среди других, что можно связать с универсальностью в применении, высоким качеством получаемого среза.
3. Применение газокислородного оборудования основано на повышении температуры в зоне резания до 1000 градусов Цельсия. Металлы при подобной температуре и доступе воздуха способны сгорать. Подобное оборудование может применяться при условии толщины заготовки не более 2 метров.

Гидроабразивное разрезание основано на подаче струи воды, которая подается под давлением до 5000 Атм. В состав воды добавляются специальные абразивы. Последний метод резки не становится причиной деформации или сваривания образующихся краев, так как не происходит нагрева структуры.

Основные виды резки металла

Резка металла представляет собой процесс разделения материала на части. Таким способом производится раскрой металлических листов или отрезка сортового проката. Воздействием режущего инструмента на металл создаются заготовки для дальнейшей обработки. По разработанным чертежам формируется конфигурация поверхности. Для обработки металла резанием необходимо оборудование. Это могут быть ручные инструменты, механические станки или приспособления, обеспечивающие нагрев материала.

Способы резки

Существует несколько способов разделения материала. Технология зависит от оборудования, применяемого в процессе работы. Выделяют следующие виды резки металла:

Ручная резка металла

Ручное резание металла не является высокоэффективным и в промышленных масштабах не используется. При ручной резке используются следующие инструменты:

Гидроабразивная резка металла

Гидроабразивный способ резки основан на воздействии струи воды, смешанной с абразивными частицами, на обрабатываемую заготовку. Давление подаваемой жидкости составляет 5000 атм. К преимуществу такой резки металла относится возможность получения разнообразных линий. Обработке подвергаются сплавы определенной марки с небольшой толщиной листа.

Термическая резка металла

Резание металлов горячим способом основано на отсутствии контакта между инструментом и заготовкой. Горячая струя расплавляет и разделяет материал в нужном месте.

К видам термической резки относятся:

Газокислородная резка

Газокислородная резка состоит из 2 этапов:

• В место реза направляется струя пламени, которая выходит из резака. В качестве горючего материала используется ацетилен.
• После разогрева идет подача кислорода, который прорезает размягченную металлическую поверхность. Параллельно удаляются окислы.

В процессе работы расстояние от нижней точки резака до поверхности изделия должно оставаться постоянным. От этого зависит качество реза.

Для этой цели используются лазерные резаки. Процесс основан на подаче лазерного луча в точку поверхности. Происходит фокусирование тепловой энергии. Ведется прогрев участка, расплавление материала и последующее его испарение. При перемещении луч разрезает поверхность.

К недостаткам способа относится возможность работы с изделиями низкой теплопроводности и небольшой толщины.

Плазменная

В качестве оборудования для плазменной резки используется плазматрон. Через имеющееся в нем сопло под высоким давлением выходит кислород. Его температура составляет до 20 тыс. градусов. Ширина пучка 3 мм. Происходит нагрев участка поверхности, его частичное выгорание и выдувание расплава.

К преимуществу метода относится высокая скорость реза и возможность работать с заготовками до 150 мм толщины.

Механическая резка металла

Механическая резка металла осуществляется с помощью воздействия специальной стали с высокой степенью закалки. За счет большой твердости инструмент разрезает изделие.

При резке используются такие виды оборудования:

• ленточная пила;
• гильотина;
• дисковый станок.

Резка ленточной пилой

Ленточная пила представляет собой полотно, которое закрепляется в специальном оборудовании. Материал инструмента такой же, как и у ручного изделия. На одной стороне расположены зубцы. В процессе работы двигателя станка идет вращение шкивов, благодаря которому происходит непрерывное движение ленты.

В процессе работы наблюдается небольшой отход, потому что ширина полотна составляет 1,5 мм. Возможна резка как листового металла, так и круглых заготовок.

Ударная резка металла на гильотине

Гильотинная резка металла используется для подготовки заготовок из листовой стали при штамповочных операциях. Разрезаемое полотно располагается на горизонтальной поверхности, подается до упора и разрезается гильотинными ножницами по всей ширине одним ударом.

Важно то, что ножи прикасаются к листу не по всей длине поверхности. Верхний инструмент располагается под углом. Соприкосновение с металлом идет в 1 точке, которая перемещается по всей длине реза. Процесс напоминает работу обыкновенных ножниц.

Резка на дисковом станке

В качестве рабочего инструмента используется диск. По его наружной поверхности располагаются зубья. Сверху стоит защитный кожух. В качестве привода используется электродвигатель, который приводит во вращение диск. Получается срез высокого качества.

По такому же принципу устроены труборезы, которыми разрезаются трубы. В процессе работы идет постоянный поворот заготовки на 360 градусов. Есть возможность делать срезы под разными углами.

Инструменты для резки

При работе в домашних условиях важно знать, чем режется металл. Чаще всего используются ручные ножницы или ножовка. Для промышленности требуются станки, с установленной на них пилой или гильотиной. Это связано с большими объемами производства и необходимостью выдержки точности размеров.

Ручные ножницы

Ручными ножницами можно разрезать материал, толщиной до 3 мм. Они имеют несколько видов резцов по металлу:

• Резцы для прямого реза.
• Для криволинейного.
• Пальцевые. Бывают прямого вида и зеркального. С их помощью вырезаются сложные фигуры.
• С одним подвижным лезвием, а вторым фиксированным, закрепленным в верстак.

Пилы часто используются для резки металла. Они бывают нескольких видов:

• Ручные. Вставляются в специальную раму, имеющую С-образный вид.
• Дисковые. В качестве привода используется электродвигатель или ручное приспособление.
• Ленточные. Применяются только в промышленных целях.
• Торцевые. Имеют возможность совершать рез под разными углами.
• Маятниковые. Отличительной особенностью является наличие на торцевой части твердосплавной напайки.
• Циркулярные. Торец изготавливается из абразивных или твердосплавных напаек.

Углошлифовальная машина

В качестве станка для резки используется углошлифовальная машина. Другое ее название — болгарка. Она обладает следующими преимуществами:

• Благодаря небольшому весу и малым габаритам приспособление удобно в работе.
• Возможность резки изделий разной толщины.
• Большой выбор вариантов сменных дисков.

Благодаря процессу обработки металлов резанием, есть возможность получения любого вида изделий. Для этого существует разнообразный инструмент, с помощью которого ведется не только распил в прямом направлении, но и выпиливаются сложные фигуры.

Пожалуйста поддержите канал: ставьте лайки, делайте репосты, а мы будем размещать для Вас полезную информацию о металлах!
Так же Вы можете посетить наш информационный сайт всё о металлах и обработке.

Виды резки металла. Новые и самые эффектные способы

Любое производство нуждается в специальном инструментарии для резки металла. При этом есть несколько популярных способов резки, каждый из которых имеет свои технологические особенности.

Какой конкретно выбор сделает производитель, зависит от экономической выгоды, желаемого результата, а также от эффективности работ.

Промышленные разновидности резки металла

Это разновидности резки, которые характеризуются большим количеством разрезанных деталей за максимально короткий промежуток времени. Таких способов порезать металлические заготовки известно несколько:

• лазерным инструментом;
• плазменная;
• газовым резаком;
• гидроабразивная;
• на резаках с числовым управлением.

Любой из перечисленных методов имеет свои технологические особенности.

Плазменная резка — способ, при котором заготовки или металлы разрезаются струей газа под температурой от 5 до 30 тысяч градусов. При этом электрическим полем разгоняется струя до скорости 15 км/с.

Таким способом легко резать металл листом с толщиной рабочей поверхности 20 см. Получается, что в результате на листе металла образуется разрез без лишних швов. Особым преимуществом является то, что вокруг разреза структура не нагревается и структура металла не разрушается.

Лазерная — также точный вариант резки. Рабочий инструмент в данном случае — луч лазера с точной фокусировкой. Технологически луч плавит металл, он сгорает и испаряется. Если лист металла в толщину больше 1.5 см то зона вокруг разреза требует дополнительного охлаждения. Обычно лазерный метод резки используется для сверхтонких и хрупких материалов.

Важно. Газовая резка — также воздействие на металл температурой. При этом не нужно сложное оборудование, но и точность резки в разы меньше.

Гидроабразивная резка — это механический вид воздействия, который не предполагает термического воздействия. В роли инструмента выступает простая вода, которую смешивают с абразивным порошком. Основным преимуществом является то, что нет структурных изменений , поскольку температура воды не выше 90°С.

Разрезка металла на станке с ЧПУ — предполагает технологический процесс, при котором разрезается сразу несколько листов металла. Но в таком случае возможно влияние ржавчины на металл.

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.

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.

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.

Заключение

Резка металла применяется и на производстве, и в бытовых условиях. Каждый из современных способов раскроя металла имеет свои минусы и плюсы. При выборе конкретного метода важно оценить свойства металла, который необходимо разрезать. Немаловажное значение имеет и размер листа, его толщина, а также наличие тугоплавких оксидных пленок на конкретной заготовке.

Все эти нюансы помогают выбрать в конкретном случае тот вид резки металла, который наиболее выгоден производителю и с которым легко получить необходимый результат в кратчайшие сроки.