Резка металла

Резка металла — процесс деления металлического листа, трубы или отливки на отдельные части с помощью ручной, механической и термической операции.

Одним из вариантов резки металла является операция раскроя заготовки. В этом случае готовое изделие имеет размеры и конфигурацию, указанные в чертеже.

Содержание

Способы резки

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

  • ручную;
  • гидроабразивную;
  • термическую.

Ручная резка металла

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

  • ножницы;
  • ножовка;
  • лобзик;
  • болгарка.

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;
  • лазерная;
  • плазменная.

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.

Лазерная резка металлаЛазерная резка металла

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.

Обработка металла холодным и горячим приемами

Резка металла осуществляется холодным (механическим) и горячим приемами. Первый характеризуется механическим воздействием на обрабатываемое изделие. Значение имеет твердость режущего инструмента. Резка осуществляется инструментом, значительно превосходящим по твердости обрабатываемую деталь. При данном способе применяются инструменты:

  • циркулярная пила;
  • болгарка;
  • гильотина;
  • ленточнопильный станок.

Горячая резка деталей подразумевает термическое воздействие на них. Они расплавляются в нужном месте, а остатки расплава удаляются газом. Горячий способом включает в себя виды резки:

  • газокислородную;
  • лазерную;
  • плазменную.

Не всегда холодная металлообработка позволяет добиться необходимой чистоты конечного изделия. Такая проблема возникает при кислородной и воздушно-дуговой резке. Указанные методы применяются только в качестве подготовительных работ.

Схемы воздушно-дуговой резки

Схемы воздушно-дуговой резки

Условия кислородной резки

Основные условия кислородной резки:

  • температура плавления выше температуры воспламенения материала в кислороде (металл должен гореть в твердом состоянии, тогда срез получится ровным, его поверхность — гладкой, продукты горения легко удалятся струей кислорода);
  • температура плавления шлаков ниже температуры горения металла (жидкотекучие шлаки легко удаляются со среза);
  • выделяемого тепла должно хватать для поддержания горения;
  • уровень теплопроводности металла не должен быть высоким (поступающее тепло от места рассекания материала отводится, что препятствует процессу резки);
  • окислы, возникающие при резке, не должны быть чересчур вязкими (например, наличие хрома и кремния в составе металла приводит к образованию плохо выдуваемого шлака и затруднению технологического процесса).

Перечисленным условиям кислородной резки отвечают нелегированные и низколегированные стали. Алюминий, медь и серый чугун этим критериям не соответствуют.

Ленточно-пильная резка

Резка металла

Редкая выставка по металлообработке обходится без показа ленточно-пильного станка новой разработки. Такая популярность обусловлена невысокой стоимостью оборудования, простотой в обслуживании и приемлемой производительностью. В качестве режущего инструмента используется ленточная пила, натянутая на шкивах.

Средняя скорость резки ленточно-пильного станка (ЛПС) превышает 100 мм/мин. Современные модели оснащаются электроникой и широким спектром дополнительного оборудования, которое позволяет легко приспособить станок к технологической линии производства.

При резке на ЛПС обеспечивается точное соответствие заданным параметрам, а место распила практически не нуждается в дополнительной обработке (за исключением производства высокоточных изделий или изделий с гладкой поверхностью). Станок неприхотлив к виду обрабатываемого материала – режет абсолютно все, а ширина реза составляет всего 1,5 мм.

Если при определении скорости резания и подачи нет возможности воспользоваться рекомендациями производителя, то выяснить оптимальные значения можно по стружке: толстая с голубым отливом стружка – показатель слишком высокой скорости подачи, пылеобразная стружка – слишком низкой. При оптимальном режиме стружка слабо вьющаяся.

Одно из важнейших условий при работе на ленточно-пильных автоматах – точный выбор шага зубьев режущего полотна. Подобрать шаг полотна, который соответствует сечению распиливаемого профиля, помогут специальные таблицы. Не меньшее значение имеют скорость подачи и скорость резки.

Одно из главных преимуществ ЛПС – возможность резки под углом. Однако, как и в предыдущем случае, на ЛПС невозможно получить фигурный рез, а размеры заготовок ограничены возможностями станка.

Виды металлов для кислородной резки

Металлы в разной степени подходят для кислородной резки. Как уже было отмечено, лучше всего таким способом рассекаются низкоуглеродистые стали, в которых содержание углерода не превышает 0,3 %. Если уровень этого вещества более 0,7 %, то процесс идет тяжело. Высокоуглеродистые заготовки можно распилить только с помощью кислородно-флюсовой резки. Флюсы — специальные порошкообразные добавки, подаваемые вместе с газом. Их задача состоит в превращении шлаков из тугоплавких в жидкотекучие.

Высоколегированные стали также режутся с флюсами. Алюминий и сплавы алюминия кислородную резку не приемлют. Для них лучше использовать плазменно-дуговой метод.

Кислородная резка

Рисунок 2 — Кислородная резка

Латунь, медь, бронза режутся только с флюсами. Известный компонент флюсовой смеси — железный порошок (ПЖ) с частицами 0,07–0,16 мм. Для рассекания нержавейки к нему добавляют алюминиевый порошок (А1IB). Также активно применяются ферросилиция и алюминиево­магниевый состав.

Дополнительные условия кислородной резки при использовании флюсов:

  • повышение на 20 % мощности подогревающего пламени;
  • согласование скорости резки с количеством флюса;
  • увеличенное расстояние между мундштуком и металлом.

Стоимость раскроя

Цена на работы по раскрою, резке металла зависит от ряда факторов:

  • выбора технологии;
  • мощности используемого оборудования;
  • марки, толщины исходного сырья;
  • категории качества заготовок готовой продукции;
  • объема сырьевой партии.

Если предстоит работа с большим объемом сырья, то общая стоимость заказа может быть снижена за счет снижение значения стоимости расчетной единицы (килограмма, погонного метра).

Стоимость резки или раскроя небольших партий, как правило, обговаривается с заказчиком заранее. Она не всегда рассчитывается по формуле «цена расчетной единицы, умноженная на количество», так как любой заказ — большой или малый — требует переналадки оборудования.

Современный промышленный рынок предоставляет массу вариантов резки и раскроя сортового, профильного металла. Но основными критериями для определения исполнителя заказа всегда остаются качество работы, срок изготовления, стоимость выполняемых работ, дополнительные услуге по погрузке, транспортировке.

Делайте правильный выбор!

Влияние легирующих элементов на разрезаемость стали при кислородной резке

Обычно наличие легирующих элементов затрудняет процесс кислородной резки. Эти компоненты влияют на работу по-разному:

  • кремний (Si), если его содержание ниже 4 %, затрудняет процесс;
  • марганец (Mn), если его содержание выше 4 %, затрудняет процесс;
  • хром (Cr), если его содержание выше 5 %, затрудняет процесс, вызывает самозакалку кромок, уменьшает антикоррозийную стойкость материала;
  • никель (Ni), если его содержание выше 7 %, затрудняет процесс, вызывает образование трещин на кромках;
  • титан (Ti) хорошо влияет на разрезаемость;
  • вольфрам (W), если его содержание выше 10 %, затрудняет процесс, повышает хрупкость и твердость стали.

Плазменная резка металла

Резка металла

Практически все недостатки газокислородной резки можно исключить при использовании плазмы. Первые станки для плазменной резки металла появились где-то в 50-60 годах прошлого века. Данное оборудование было настолько громоздким и дорогостоящим, что приобреталось в основном только машиностроительными гигантами. В конце прошлого века плазменная резка металла стала более доступной и сейчас распространена повсеместно.

Плазменная резка металла производится за счет интенсивного расплавления металла вдоль линии реза теплом сжатой электрической дуги и последующего удаления жидкого металла высокоскоростным плазменным потоком. По своей сути плазма – это полностью или частично ионизированный газ, обладающий температурой 15 000 – 20 000°С. Соответственно, нетрудно догадаться, что производительность плазменной резки будет в разы больше газокислородной, температура которой достигает всего 1 800°С.

На сегодняшний день плазменная резка является самым действенным способом раскроя металла, имеющим ряд особенностей, делающих ее лидером в области металлообработки. Так, процесс резки металла плазмой не требует заправки газовых баллонов и их доставки, присадок для резки ценных металлов или особого соблюдения мер пожарной безопасности. Для плазменной резки необходимы только электроэнергия и воздух, а в качестве расходных материалов – сопла и электроды, поэтому данный вид является одним из самых экономичных способов.

Плазменная резка экономически целесообразна для обработки:

  • алюминия и сплавов на его основе толщиной до 120 мм;
  • меди толщиной до 80 мм;
  • легированных и углеродистых сталей толщиной до 50 мм;
  • чугуна толщиной до 90 мм.

При толщине металла от 120 до 200 мм обработка плазмой возможна, однако выгоднее в данном случае использовать газокислородную резку.

В процессе раскроя металла крайне важны такие характеристики, как толщина и теплопроводность. Соответственно, при подборе оборудования необходимо учитывать простой факт: чем выше теплопроводность разрезаемого металла, тем больше теплоотвод и меньше возможная толщина обрабатываемого листа, К примеру, толщина листа меди должна быть меньше, чем листа из нержавейки.

Достоинством плазменной резки является увеличение скорости реза. Данный факт позволяет превалировать такому методу над кислородной горелкой, поскольку скорость увеличивается на 6-10 раз, что немаловажно при обработке заготовок толщиной 40-60 мм.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Статьи по темам: Изделия из металла, Металлообработка, Сварка, Лазерная резка, Металлоконструкции, Плазменная резка, Гибка металла, Шкафы, Свойства металлов, Механическая обработка, Покраска

Оборудование для кислородной резки

Поскольку для работы часто используют ацетилен, то в качестве оборудования для кислородной резки нередко берут установки для ацетиленовой сварки. Вместо сварочных горелок там применяются газовые резаки. Наиболее распространенный вариант — резак инжекторного типа.

По своей конструкции резаки существенно отличаются от горелок. Они имеют дополнительные трубки, через которые подается режущий кислород, и наконечники с мелкими отверстиями для смеси газов. Центральное отверстие предусмотрено для подачи режущего кислорода.

Схема установки для кислородной резки

Рисунок 4 — Схема установки для кислородной резки

Принцип работы машины для кислородной резки:

  • заготовка располагается горизонтально, вентили резака закрыты;
  • открывается кислородный вентиль, а после — вентиль горючего газа;
  • смесь воспламеняется и регулируется по мощности;
  • металл нагревается по площади реза;
  • открывается вентиль с режущим кислородом, активирующим горение при достижении разогретого металла;
  • в процессе появляются окислы, они удаляются струей кислорода;
  • при окончании работы сначала закрывают вентиль режущего кислорода, потом горючего газа, в завершении — горелки.

Основной инструмент комплекта кислородной резки — резак. Существуют классификации этих элементов:

  • по виду горючего газа (резаки для жидких горючих смесей, ацетилена, газов-заменителей);
  • степени автоматизации (ручные, машинные);
  • назначению (специальные и универсальные);
  • смешиванию газов (безинжекторные и инжекторные);
  • мощности пламени (большая, средняя, малая).

Необходимое оборудование для газосварки

Газосварочное оборудование применяется с целью соединения или резки металлических элементов под действием высокой температуры. Оно предполагает использование разных видов приборов и аксессуаров, в зависимости от вида проводимых работ. Для обработки металла используются несколько компонентов.

Водяной, или жидкостный затвор

Защищает части устройств от обратного удара сварочного пламени. Это может случиться тогда, когда скорость подачи газа меньше скорости возгорания, или в случае засорения каналов мундштука горелки. Таким предохранительным устройством оснащены все генераторы.

Предохранительный затвор

Баллоны с газом

Специальные цилиндрические резервуары с вентилями для хранения и транспортировки химического вещества. Определить, какой в них содержится вид, можно по цвету.

Баллоны с газом для сварки

Редуктор

Снижает давление газа или держит его на определенном уровне. Устройство бывает прямого и обратного действия. Это важный элемент газобаллонного оборудования, который определяет работоспособность всей системы. Есть разные виды устройств, среди которых – кислородный редуктор. Он приспособлен к агрессивной среде и имеет голубую маркировку.

Для газовой сварки, как правило, используются простейшие однокамерные редукторы

Газовый шланг

Обеспечивает подачу горючих жидкостей. Он сделан по особой технологии. Это многослойное изделие, выдерживающее агрессивную среду, с внутренним диаметром не больше 16 мм. В зависимости от категории, шланги маркируют красным, желтым и синим цветом.

Газовые рукава

Газовая горелка

Является основной частью сварочного оборудования. Она образует пламя, необходимо для нагревания и плавления металла. По конструкции изделие бывает двух видов: инжекторного и безинжекторного. Газовая горелка работает на разных мощностях. Выбор зависит от количества газа, подаваемого в единицу времени.

Схема устройства газовой горелки

Специальный стол

Повышает удобство работы сварщика, так как выполняет несколько функций:

  • фиксирует рабочие заготовки;
  • хранит вспомогательный инструмент;
  • является контуром заземления.

В конструкции может быть поворотная или статичная столешница.

Схема стола для сварки

Разрезание плазменным методом

Разрезание металлоизделия плазмой подразумевает воздействие на его определенный участок газовой смеси под высоким давлением. Плазменный поток представляет собой сильно нагретый и подвергшийся ионизации газ. Температура потока составляет 15000

0

С.

Резка плазменной дугой и плазменной струей

Резка плазменной дугой и плазменной струей

В месте воздействия плазмы на деталь происходит ее выгорание и плавление. Части расплавленного металла выдуваются газовой смесью. Метод можно использовать для резки любых типов изделий.

Нарезание металлоизделий плазмой превосходит по производительности все другие способы. Она в 10 раз быстрее любых механических методов резки металлоизделий. Плазменное разрезание в 4 раза быстрее лазерного метода.

Плюс метода в том, что им осуществляют разрезание металлических изделий различной толщины (до 150 мм).

Имеются минусы у данного способа:

  • требуется металлообработка краев деталей;
  • края после обработки имеют небольшой наклон на 4

    0

    ;

  • не рекомендуется применять для разрезания титана и других металлоизделий большой толщины.

Режимы плазменной резки

Перспективы развития отрасли обработки металлов резанием

Перечисленные способы применяются на практике и известны всем. Но ученые разрабатывают новые способы: например, в Германии создали установку для резки металла с помощью электромагнитного импульса, которая работает быстро, бесшумно и не оставляет следов. Также проводятся эксперименты по резке с помощью ультразвука. Возможно, что уже в обозримом будущем они получат повсеместное распространение.

Ширина реза и максимальная толщина заготовки (баллы):

Вид резки Толщина Ширина
Гильотина 1 10
ЛПС 9 9
Газокислородная 8 5
Плазменная 6 6
Лазерная 3 10
Гидроабразивная 9 8

При резке металла толщиной 50 мм ширина реза при использовании гидроабразивной установки составляет 2 мм, а газокислородной – 20 мм. Это дает экономию 15 кг металла на 1 метр реза.

Качество реза и производительность (баллы):

Вид резки Качество реза Производительность
Гильотина 9 9
ЛПС 8 4
Газокислородная 5 6
Плазменная 7 9
Лазерная 9 7
Гидроабразивная 10 5

Стоимость, расходы и экологичность (баллы):

Вид резки Расходы и стоимость Экологичность
Гильотина 6 7
ЛПС 7 6
Газокислородная 5 3
Плазменная 7 5
Лазерная 4 7
Гидроабразивная 2 8

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий