Резка металла: виды и особенности

Существует несколько способов технологии разделения металла, которые зависят от оборудования, применяемого в процессе этой работы. Выделяют следующие способы резки:

• ручная
• газокислородная
• плазменная
• лазерная
• гидроабразивная
• механическая

Требования ГОСТа 14792-80 регулируют проведение резки металла способами, которые применяются при тепловой обработке деталей и заготовок. Для формирования отдельных деталей необходимо термическое воздействие на материал, которое может быть разделительным, поверхностным или с помощью нанесения отверстий. Термические способы позволяют изготавливать детали по заданным чертежам и размерам, корректируя отдельные части определенного изделия. 

Ручная резка не является высокоэффективной, поэтому в промышленном производстве не используется.

Для этого применяют следующие ручные инструменты:

• болгарка
• лобзик
• ножовка
• ножницы

Ручными ножницами быстро разрезают материал, толщиной до 3 мм; они имеют разные типы зубьев и предназначены для прямого и для криволинейного реза. Пальцевые ножницы бывают прямого и зеркального типа. С их помощью вырезаются сложные фигуры. Некоторые имеют одно подвижное лезвие и второе, закрепленное в верстак. Ручные пилы вставляются в раму, имеющую специальный С-образный вид.

Газокислородная (газовая) техника – это высокотемпературная бесконтактная резка металла с помощью смеси газа с кислорода.

Струя пламени обычно разогревает его плоскость в месте разреза и одновременно удаляет окислы, образовавшиеся на поверхности листового проката. Суть тактики состоит в том, чтобы равномерно перемещать струю пламени по линии разреза, разрезая будущее изделие по его ширине. Условием качественного разреза при равномерной скорости является соблюдение постоянного расстояния между раскройным материалом и нижней точки резака. Специфика применения газового резака:

• возможность раскраивать титановые листы
• перерезать многослойные материалы
• операции производить по шаблону.

Газокислородным методом не обрабатывают алюминий и высоколегированную сталь. К недостаткам этого способа относится возможность работы с изделиями низкой теплопроводности и небольшой толщины.

Техника плазменной резки металла заключается в использовании струи плазмы для разреза. Термическая резка – это рабочий процесс плавления плазмой.

Резка производится потоком ионизированного газа, благодаря прямому давлению, которое создает плазмотрон в электрической дуге. Температура плазменного потока может достигать до 300000. В случае резки металла с помощью плазменной технологии стоит использовать, как неактивные газы (аргон, азот, водород), так и активные газы (кислород и воздух). Особенности плазменной резки:

• возможность раскраивать сплав толщиной до 1500 мм
• максимально точная резка без дополнительной обработки краёв по контурам
• способность плазменной дуги резать цветные, тяжёлые и тугоплавкие сплавы
• максимальная точность при раскрое позволяет получать детали со сложной конфигурацией
• отсутствие ограничений по геометрической форме
• высокая скорость раскроя и качество разреза
• высокоточный скос кромок под углом.

Принцип действия направленной тонкой сверхскоростной струи воды разрушительной силы лежит в основе гидроабразивной резки. Через отверстие диаметром менее 1 мм осуществляется гидрорезка струей воды под давлением от 1000 до 6000 атмосфер. Минимальная скорость струи воды, направленной на обрабатываемую поверхность, превышает в 3-4 раза скорость звука, поэтому она становится идеальным инструментом для резки. Сначала вода подается в смесительную камеру, где смешивается с абразивными частицами самых твердых веществ, а после вырывается под высоким давлением через сопло узкой головки и разрезает металл.

В качестве абразива могут использоваться мелкие зерна электрокорунда – огнеупорного сверхтвердого вещества на основе оксида алюминия, карбида кремния, частицы природного минерала - граната. От их свойств зависит сила воды.

Технология резки металла водой требуется при раскрое различных деталей и отливок стальных листов, сплавов алюминия и тугоплавкого титана. Водная струя исключает дефекты и деформацию.
Данный способ резки пока не получил широкого распространения из-за сложности управления и высокой стоимости.

На производственных линиях применяют лазер с высокой мощностью. Технологическая установка может работать как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режимах. Лазерный сфокусированный луч позволяет резать любые заготовки из нержавеющей стали с точностью до миллиметра. Потенциал лазера обеспечивает сочетание большой производительности процесса с высоким уровнем качества среза. Чаще всего технологию применяют, когда обрабатывают:

• тонкие металлические листы
• цветные металлы: медь, алюминий
• трубные изделия
• нержавеющую сталь.

Лазерная резка металла позволяет изготавливать не только плоские, но и объемные детали сложного контура с ровными краями. В результате сквозной прожиг лазерного луча имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами резки.