Особенности резки металла: обзор популярных способов
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса(ов))

Особенности резки металла

Особенности резки металла

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Особенности лазерной резки металла
  • Особенности механической резки металла
  • Особенности гидроабразивной резки металла
  • Особенности плазменной резки металла

При изготовлении металлических деталей или заготовок необходимо учитывать особенности резки металла. От типа оборудования для раскроя и материала будет зависеть не только скорость и качество выполнения работ, но и их стоимость. А в условиях производства цена обработки является одним из ключевых параметров.

Существует большое количество способов, которым можно раскроить металл, и подробно описать их в рамках одной статьи будет затруднительно. Поэтому мы остановимся на самых популярных методах резки, расскажем об их особенностях и преимуществах.

 

Особенности лазерной резки металла

В основе данного метода лежит тепловое влияние лазера на металл, в ходе которого материал последовательно нагревается, затем закипает и испаряется. Резка лазером происходит с высокими энергозатратами, именно поэтому ее в основном применяют для обработки тонкого листового металла.

Сравнительно толстые листы материала режут в ходе их плавления. Для облегчения процесса он сопровождается подачей газа (кислорода, азота, гелия, аргона или воздуха), который убирает из зоны реза плавящийся металл, отходы горения, способствует воспламенению материала и охлаждает поверхность вокруг расплава. Самым эффективным считается кислород, поскольку он повышает скорость работы и глубину реза.

Особенности лазерной резки металла

Скорость, с которой происходит резка, зависит он нескольких параметров: мощности устройства (лазера), толщины материала, а также его теплопроводности. Высокий показатель проводимости тепла приводит к большим энергозатратам, поскольку тепло быстрее отводится из рабочей зоны. Примером могут служить особенности лазерной резки различных видов металла лазером мощностью 600 Вт. Обработка таким образом титана или черного металла идет достаточно легко, в то время как медь и алюминий режутся значительно сложнее из-за их высокой теплопроводности.

В таблице ниже собраны усредненные параметры для резки разных материалов:

 

Малоуглеродистая сталь

Инструментальная сталь

Нержавеющая сталь

Титан

Толщина, мм

1,0

1,2

2,2

3,0

1,0

1,3

2,5

3,2

0,6

1,0

Мощность лазера, Вт

100

400

850

400

100

400

400

400

250

600

Скорость резания, м/мин

1,6

4,6

1,8

1,7

0,94

4,6

1,27

1,15

0,2

1,5

Виды лазерной резки

Оборудование для лазерной резки имеет три основные части:

  • Источник излучения (рабочую среду).
  • Источник получения энергии (систему накачки), с помощью которого создается условие для начала электромагнитного излучения.
  • Резонатор (зеркала) для усиления излучения лазера.

Существует три вида лазеров, предназначенных для резки, в зависимости от типа источника излучения:

  • Твердотельные.
  • Газовые.
  • Газодинамические.

Твердотельные. Основная часть данного агрегата – осветительная камера. В нее помещены источник энергии – газоразрядная лампа-вспышка, обладающая большой мощностью, а также рабочее твердое тело. Последнее может быть стержнем из алюмо-иттриевого граната, который легировали иттербием или неодимом, а также из рубина или из неодимового стекла. С двух торцов стержня расположены полупрозрачное и отражающее зеркала. В них много раз отражается лазерный луч из рабочего тела, усиливаясь и выходя сквозь полупрозрачное зеркало.

Еще одним представителем твердотельных лазеров является волоконный. Благодаря стекловолокну внутри агрегата происходит усиление излучения, поступающего из полупроводникового лазера.

Рассмотрим пример работы лазера с рабочим телом из гранатового стержня, который легирован неодимом. Активным центром при этом будут ионы последнего. Они возбуждаются под воздействием излучения, поступающего из газоразрядной лампы. Это значит, что у них возникает переизбыток энергии.

Постепенно возвращаясь в нормальное состояние, ионы, отдавая энергию, испускают фотоны, которые являются потоком света. Они же, в свою очередь, побуждают иные возбужденные ионы вернуться в исходное состояние. Итогом является быстро возрастающий, практически лавинообразно, процесс. Зеркала направляют движение луча. Отражая, они возвращают фотоны внутрь рабочего тела вновь и вновь, способствуя тем самым возникновению новых фотонов, а также возрастанию излучения. Основными его характеристиками являются повышенная концентрация энергии и низкая расходимость лазерного луча.

Газовые. Рабочее тело данного агрегата – двуокись углерода. Также им может стать смесь двуокиси углерода с гелием и азотом. Насос перекачивает газ сквозь газоразрядную трубку. Электроразряды возбуждают летучее вещество. Усилителями излучения служат полупрозрачное и отражающее зеркала. Существуют три типа таких лазеров: щелевые, с поперечной или продольной прокачкой. Различаются они особенностями конструкции.

Газодинамические. Данный вид лазеров считается самым мощным. Рабочее тело данных устройств – двуокись углерода, которая нагревается до температуры от 1 000 до 3 000 °К или от +726 до +2 726 °С. Возбуждается он вспомогательным лазером малой мощности. Углекислый газ пропускается сквозь сопло Лаваля (канал посередине специально заужен), затем он быстро расширяется и остывает. Результатом такого процесса становится переход атомов газа в спокойное состояние из возбужденного и излучение, испускаемое им.

Особенности механической резки металла

Резка – это технологический процесс, с помощью которого происходит разделение материала на части или изготовление изделия определенной формы. Механическая обработка подразумевает использование токарных, фрезерных станков и специализированного оборудования для резки металла.

Особенности механической резки металла

Данный технологический процесс проводится с учетом следующих моментов:

  1. При механической обработке обязательно происходит нагрев металла, в результате чего меняются основные свойства, снижается прочность, увеличивается пластичность материала. Для получения среза высокого качества необходимо полностью исключить нагрев заготовки.
  2. Некоторые сплавы металлов нужно предварительно разогревать. Это труднообрабатываемые сплавы. Разрезать их можно только при нагреве, проведенном заранее.
  3. Необходимо внимательно отнестись к следующим качествам обрабатываемой заготовки: твердости, теплопроводности, свариваемости.

Сталь и иные сплавы чаще всего режутся непосредственно в ходе подготовки их к последующей обработке, при изготовлении конечного продукта, а также для изменения формы, размеров готового изделия в ходе монтажа конструкций. Способов резки металлов много, и все они имеют свои свойства.

Механическая обработка, не использующая предварительный нагрев металла, достаточно распространена. Она включает следующие технологические процессы:

  • Рубка. Режущим инструментом при этом является специализированные ножи и ножницы. Важными преимуществами рубки считаются низкая себестоимость, высокая производительность, а также точность разделения материала на части. Впрочем, данный метод можно применять не ко всем заготовкам. Например, им нельзя резать изделия сложной формы. Ограничения также касаются и толщины листов металла.
  • Резка с использованием дисковой пилы. Данный метод используется уже много лет, подходит для производства изделий сложной формы без ограничений в толщине металла. Режущий инструмент – армированный круг с абразивом. Профессиональное оборудование позволяет получить достаточно чистый срез высокого качества. Однако есть и недостаток – достаточно низкая скорость работы.
  • Ленточная резка может проводиться исключительно на специализированном оборудовании. Станки, оборудованные ленточными пилами, используются для работы с трубным и сортовым металлическим прокатом, прутками разного диаметра. Основными преимуществами метода считаются высокая производительность, а также срез отличного качества.

Впрочем, механическая обработка подходит не для всех видов материалов. Некоторым требуется термическая обработка, имеющая свои особенности резки металла.

Особенности гидроабразивной резки металла

Гидроабразивная резка металла применяет истирающий (эрозийный) способ влияния на заготовку водяной струи и абразивного вещества. Их твердые частицы, двигаясь с высокой скоростью, переносят энергию. Ударяясь о заготовку, они отрывают ее частицы и убирают их из реза. Скорость, с которой проходит обработка, зависит от свойств материала заготовки, массы воздействующих частиц, их формы, твердости, кинетической энергии и угла удара.

Особенности гидроабразивной резки металла

Насос нагнетает сверхвысокое давление воды (до 1 000 – 6 000 атм), после чего она поступает на режущую головку. Через дюзу (узкое сопло), имеющее диаметр от 0,08 мм до 0,5 мм, вода на большой скорости (от 0,9 до 1,2 км/с и более) попадает в смесительную камеру. Там она смешивается с абразивным веществом. Это может быть карбид кремния, гранатовый песок, зерна электрокорунда или иной материал, имеющий повышенную твердость. После чего смесь вырывается из трубки, имеющей диаметр от 0,5 до 1,5 мм, и режет металл. Остатки ее энергии гасятся в воде, слой которой имеет толщину от 0,7 до 1 м.

Абразивом выступают материалы, имеющие по Моосу твердость не менее 6,5. Выбирают его в зависимости от того, насколько твердой является заготовка. При этом нельзя забывать, что при использовании твердого абразивного вещества происходит ускоренный износ режущей головки.

В ходе гидроабразивной обработки металла резка идет в основном абразивным материалом, вода же доставляет его к рабочему месту. Абразивные частицы должны иметь размер от 10 до 30 % от диаметра режущей струи. Тогда она будет стабильно течь и эффективно воздействовать на металл.

Размер зерен, как правило, составляет от 0,15 до 0,25 мм или от 150 до 250 мкм. Если же необходим срез с минимальной шероховатостью, то берут зерна размером от 0,075 до 0,1 мм или 75–100 мкм. Специалисты полагают, что оптимальным является размер менее вычисляемой величины: (dс.т.– dв.с.)/2, в которой dс.т. и dв.с.– внутренние диаметры смесительной трубки и водяного сопла соответственно.

Особенности плазменной резки металла

Данный вид резки является одной из разновидностей термического разреза, который проводится плазменной струей. Последняя, в свою очередь, представляет собой поток ионизированного и сильно нагретого газа. Не погружаясь в терминологию, можно сказать, что плазма – это источник тепловой энергии с максимальной температурой до +30 000 °С. Такой нагрев дает возможность резать металлы, обработка которых не под силу кислородной горелке.

Плазменная резка имеет ряд преимуществ:

  • Универсальность. Может применяться при работе с цветными и черными металлами и их сплавами, сталями (легированными, углеродистыми и иными). Подходит для использования с заготовками, деталями, трубами, листами и профилями.
  • Высокая скорость работ – в 25 раз быстрее, чем резка заготовок той же толщины (до 5 см) при газопламенной резке.
  • Качество. Помимо самой резки, плазма удаляет из рабочей зоны излишки расплава. Нагрев имеет локальный характер и не деформирует материал вокруг.
  • Высокая точность. Профессиональная аппаратура позволяет делать как прямые, так и прямолинейные разрезы, создавать сложные формы и отверстия разного диаметра.
  • Экономическая выгода. На стоимость резки значительное влияние оказывает используемый газ. А для большей части изделий из металла применяется простой и бесплатный воздух.

Генератором плазмы является плазмотрон, он создает плазменную дугу или струю, имеющую высокую температуру и значительную скорость. В начале идет формирование электрической дуги с температурой +5 000 °С. После чего в сопло начинает поступать газ, который ионизируется при контакте с электродугой, а затем происходит процесс преобразования его в плазму, имеющую температуру +30 000 °С. Скорость плазменного потока может быть от 0,5 до 1,5 км/с. Такая струя прекрасно режет материал до 20 см толщины.

Плазменная резка обладает не только эффективностью, но и высоким качеством. На краях реза нет наплава и окалины, поскольку поток просто выдувает остатки расплава из рабочей зоны. Кроме того, происходит исключительно локальный нагрев металла, поскольку плазма обладает высокой концентрацией. Следовательно, близлежащая территория не испытывает воздействия и не деформируется.

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.

  • Производство сварных ворот: этапы подготовки, нюансы изготовления

    Производство сварных ворот: этапы подготовки, нюансы изготовления

    Производство стальных ворот, как услуга, пользуется высоким спросом, что обусловлено рядом причин, которые будут подробно описаны ниже. Если вкратце, то их изготовление популярно из-за надежности, универсальности, относительно низкой стоимости конечной продукции. Сделать подобное ограждение можно и самостоятельно. Однако во избежание критических ошибок и перерасхода материала лучше заказать разработку эскиза и производство сварных ворот в специализированной организации.
  • Режимы полуавтоматической сварки: как правильно настроить оборудование

    Режимы полуавтоматической сварки: как правильно настроить оборудование

    Качественное изделие на выходе можно получить, только грамотно настроив режимы полуавтоматической сварки. И если опытные специалисты не испытывают с этим никаких проблем, то у новичков подобная задача может вызвать определенные трудности. Впрочем, не все так печально. В подавляющем большинстве случаев все решается с помощью «шпаргалок» – специальных таблиц, которые содержат необходимые данные. Хотя и практика, и теоретические знания в этом деле также имеют огромное значение.
  • Пробивка металла: технология, виды оборудования, сферы применения

    Пробивка металла: технология, виды оборудования, сферы применения

    Пробивка металла – один из видов металлообработки, используемый для получения в заготовке отверстий заданной формы. В зависимости от решаемых задач в этих целях используются разные виды оборудования и инструмента: от ручных до полностью автоматизированных станков с ЧПУ. В отличие от сверления, пробивка позволяет создавать множество точных отверстий в листовом металле за один проход, что экономит ресурсы компании. Из нашего материала вы узнаете, какое оборудование используется для выполнения данных операций и как выглядит сам процесс металлообработки.
  • Лазерная сварка труб: преимущества технологии

    Лазерная сварка труб: преимущества технологии

    Лазерная сварка труб – технология, которая появилась сравнительно недавно, но уже успела стать востребованной и доказать свою эффективность. В отличие от обычных способов соединения кромок деталей путем расплава, она обеспечивает большую скорость производства при более высоком качестве сварного шва. Используются как ручные, так и автоматизированные установки с разными типами лазеров. Из нашего материала вы узнаете об основных нюансах применения лазерной сварки труб, преимуществах и недостатках технологии, видах используемого оборудования.
  • Сварочный стол с отверстиями: преимущества разных конструкций

    Сварочный стол с отверстиями: преимущества разных конструкций

    Сварочный стол с отверстиями – это универсальное изделие, которое нужно как в быту, так и в производственных цехах. Благодаря продуманной простой конструкции и возможности применения различных вариантов оснастки такие столы пользуются большой популярностью. Отверстия в столешнице позволяют создавать модульные столы, обладающие рядом достоинств в сравнении со стандартными конструкциями. О том, какие это преимущества и на что обратить внимание при выборе сварочного стола с дырками, вы узнаете из нашего материала.
  • Как правильно варить полуавтоматом: инструкция для начинающих сварщиков

    Как правильно варить полуавтоматом: инструкция для начинающих сварщиков

    Как правильно варить полуавтоматом – вопрос, который задают не только новички, но и мастера-самоучки с большим опытом, ведь ошибиться во время работы и привыкнуть так делать, не значит выполнять это правильно. Существуют определенные правила сварки полуавтоматом. Различаются условия, используемые устройства, металл, тип соединения и т. д. Все эти нюансы необходимо учитывать, чтобы научиться варить полуавтоматом правильно. Из нашего материала вы узнаете, как настроить оборудование и применять правила.
  • Линейный раскрой металла: как экономить до 10 % материала

    Линейный раскрой металла: как экономить до 10 % материала

    Линейный раскрой металла – наиболее экономичный метод создания заготовок. Такой подход позволяет существенно минимизировать отходы, расходные материалы, сохраняя высокое качество готовых изделий. Существуют различные алгоритмы и методы линейного раскроя металла. При этом для каждого способа, каждой задачи используется свое оборудование. О том, как раскраивать металл экономично и на чем это лучше делать, вы узнаете из нашего материала.
  • Газовая сварка деталей из разных металлов: техника и технология

    Газовая сварка деталей из разных металлов: техника и технология

    Газовая сварка деталей активно применяется уже более ста лет. И, несмотря на то, что технологии сварочных работ уже шагнули далеко вперед, этот способ находится на втором месте по популярности после методов с использованием электрической дуги. Большой спрос на газовую сварку объясняется ее надежностью, простотой и тем, что она позволяет соединять детали из чугуна, черных металлов, углеродистой стали, то есть востребована для большинства видов материалов. Технология основана на плавлении с помощью высокой температуры. Обо всех преимуществах, а также о том, как осуществляется газовая сварка деталей, расскажем далее.
  • Металлический шкаф со стеклом: преимущества и разнообразие моделей

    Металлический шкаф со стеклом: преимущества и разнообразие моделей

    Преимущества металлического шкафа со стеклом очевидны. Помимо плюсов этого материала (гигиеничность, легкость в уходе и надежность), этот предмет интерьера позволяет буквально заглянуть внутрь, не открывая дверцы. В таких шкафах можно хранить бухгалтерскую или архивную документацию. А если вам достался изысканный предмет в современном стиле, его полки можно украсить книгами, посудой или дизайнерскими вещичками. И пусть противники говорят, что металлический шкаф непрактичен и вообще не вписывается в интерьер. На самом деле, у него есть очевидные достоинства по сравнению с деревянными и тем более ДСП-«собратьями». Обо всем этом, а также о том, на что нужно обратить внимание при выборе металлического шкафа со стеклом, расскажем далее.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Россия, Москва, 2-й Котляковский переулок, 18

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Акция