Способы и виды резки металла

Резка металла – это технологический процесс, во время которого металлическое полотно, труба или заготовка разделяются на необходимые элементы определенной формы и размера. Существуют разнообразные ее способы и технологии, каждая из которых обладает своими преимуществами, зависящими от особенностей обработки материала, его толщины и требуемой точности. Далее мы рассмотрим все это. Производственные процессы металлообработки заключаются в том, что металлопрокат разрезается на нужные заготовки различного назначения.

Основные способы резки металла

Выбор подходящего метода зависит от характеристик заготовки, необходимых показателей точности и экономических соображений.  Часть методов резки применяются для выполнения быстрых операций разрезания металла. Наиболее распространенные виды резки металла – газокислородная, плазменная, лазерная, гидроабразивная и механическая. При выполнении профильных разрезов режущие инструменты подаются под определенным углом для достижения наилучшего результата.

Принципы обработки металлов различаются.  Операции по резке универсальных и промышленных металлов требуют наличия аппаратов, способных эффективно расплавлять материал, благодаря чему выполняются качественные срезы. В частности медь плавится при температуре около 1083 градусов Цельсия.

Газокислородная резка

Это процесс термического разделения металла путем предварительного нагрева его до высокой температуры и последующего разрушения посредством газовой струи кислорода. Под действием струи происходит реакция окисления, разрушающая металл по линии реза. Разрезы на металле осуществляются с помощью перемещения резака по заданной траектории. Метод популярен для раскроя черных металлов средней и большой толщины, обеспечивает высокую скорость и хорошую производительность.

Преимуществами метода являются:

• Высокая скорость. Значительное сокращение времени на резку толстых листов металла;
• Простота. Для успешного применения метода высокая квалификация сварщика не нужна;
• Универсальность. Подходит для работы с большинством марок стали и других черных металлов.

Недостатками метода считаются:

• Неизбежное изменение свойств металла, в частности, возникают изменения его структуры вблизи зоны резания;
• Невозможность работы с некоторыми металлами. Для алюминия, высоколегированных сталей и ряда других сплавов способ не пригоден.

Плазменная резка

Она основана на создании струи плазмы, возникающей при воздействии электрической дуги на потоки ионизированного газа. Такая струя способна резать нержавеющие стали, цветные металлы и сплавы. Процесс резки быстр и эффективен, позволяет создавать сложные фигуры и делать филигранно прямые линии.

Преимущества:

• Быстрота. Значительная скорость резки и минимальное время ожидания;
• Широкий диапазон применения. Позволяет резать практически любые проводящие электричество сплавы;
• Чистота реза. Плазменная резка дает высококачественные и четко очерченные края, снижая потребность в дополнительной обработке.

Недостатки:

• Деформации металла. Они при правильной резке хоть и незначительны, но из-за теплового воздействия возникают почти всегда;
• Повышенный уровень шума. Плазмотрон, когда его применяют, издает весьма громкий звук.

Лазерная резка

При ней используется лазерный луч повышенной мощности, сфокусированный на небольшом участке металла. Он вызывает его испарение или плавление. Метод отличается высокой точностью и чистотой среза, что делает его популярным выбором для работы с деталями сложной формы и с мелкими компонентами.

Преимущества:

• Минимальные потери металла. Высокая точность и малая ширина реза серьезно уменьшают их;
• Возможность фигурного раскроя. Точное исполнение мелких деталей;
• Автоматизация. Современные лазерные установки с ЧПУ позволяют быстро и качественно выполнять повторяющиеся операции.

Недостатки:

• Не малые энергозатраты. Для питания лазера требуются значительные энергетические ресурсы;
• Ограничения по толще листовой заготовки. Верхний диапазон толщины составляет примерно 20 мм.

Гидроабразивная резка

Она характеризуется использованием водяной струи, в смеси с абразивными частицами, которая направляется на металл под высоким давлением. Гидроабразивная резка создает ровные срезы даже на очень твердых материалах, сохраняя тонкую структуру поверхности. Вода и абразивы проникают глубоко внутрь металлической заготовки, разрезают ее без образования тепловых повреждений.

Преимущества:

• Отсутствие теплового влияния. Структура металла остается неизменной;
• Универсальность. Подходит для большинства типов металлов и видов сплавов;
• Точность. Позволяет создавать сложную геометрию и сохранять точную форму деталей.

Недостатки:

• Дороговизна. Оборудование стоит немалых денег;
• Медленность. По сравнению с термическими методами скорость резки весьма низка.

Механические методы резки

Они включают физическую резку металла путем непосредственного контакта режущего инструмента с заготовкой. Сюда входят различные методы, в частности, рубка на гильотине, пила, лобзик, электроторцовка и др. Преимущества и недостатки механических методов зависят от конкретного применяемого инструмента.

Продольным движением инструмента резку выполняют с минимальной деформацией на краях металла, что позволяет производить точные и чистые резы. Гильотинные ножницы находят широкое применение при изготовлении изделий из листового металло проката. Механический метод предусматривает перемещение заготовки относительно режущего инструмента (ленточной пилы) на ленточных станках.

Подобные методы резки (включая использование дисковых пил) широко применяются в операциях обработки сортового проката. Диски для создания отверстий в материале совершенно не подходят. Многие из инструментов просты и недороги, однако не обеспечивают высокой точности и крайне редко используются для сложных задач. Важно, что для резки листового металла часто применяются специальные диски для болгарок.

Преимущества:

• Долговечность и надежность инструмента;
• Экономичность. Низкие начальные вложения и эксплуатационные расходы.

Недостатки:

• Ограниченность по сложности. Невозможность реализации сложных форм и детальной отделки;
• Вероятность возникновения дефектов. Возможность небольших повреждений поверхности металла.

Как выбрать технологию резки

Одним из важных аспектов эффективных методов резания является, то как обрабатывают кромки. К качественным деталям с заданными конфигурациями относятся изделия, изготовленные методами, при которых металл минимально нагревается и сохраняет свою прочность. Варианты слоев покрытий делают возможным достижение чистой поверхности на изделиях из черных металлов. Выбор оптимального метода резки зависит от множества факторов:

• Вида металла и его состава;
• Толщины обрабатываемой заготовки;
• Требуемого уровня точности и чистоты среза;
• Необходимости фигурного или линейного раскроя;
• Наличия оборудования и финансовых возможностей.

Дополнительные параметры влияют на качество и точность произведенных контуров. Перед началом процесса рекомендуется проконсультироваться с профессионалами и провести тестирование выбранных методов на небольших образцах.

Инструменты для резки

Современное оборудование для нее варьируется от простых механических инструментов до сложных автоматизированных станков с ЧПУ. Резы создаются как автоматизированными установками, так и с помощью ручных приспособлений.

Вот некоторые из более всего распространенных устройств:

• Режущие инструменты: циркульные пилы, ножовки, зубила, ножницы;
• Автоматизированные станки: лазерные, плазменные, гидроабразивные и газо кислородные установки;
• Станки с ЧПУ: компьютеризированные устройства, способные точно повторять заданные схемы резки.

Правильно подобранный инструмент позволит минимизировать издержки и повысить качество готового изделия.

Меры безопасности при резке

Любой процесс резки потенциально опасен, соблюдение мер безопасности обязательно:

• Всегда используйте индивидуальные средства защиты (перчатки, маски, защитные очки);
• Регулярно проверяйте состояние оборудования и инструментов;
• Поддерживайте чистоту и порядок на рабочем месте;
• С точностью от и до исполняйте инструкции производителя оборудования.

Следуя выше приведенным рекомендациям, можно значительно снизить риск несчастных случаев при резке и повысить безопасность своей работы.