Металлообрабатывающая компания VT-METALL Гибкий подход – железное качество
Звоните, мы сейчас работаем:
04.10.2022
Механическая обработка
200
Время чтения: 15 минут

Резка алюминия газом: важные нюансы технологии

Редакция сайта VT-Metall
Сохранить статью:

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Суть процесса газовой резки
  • 4 способа резки металла газом
  • Технологию кислородно-флюсовой резки алюминия
  • Не менее востребованные способы резки алюминия плазмой и лазером
  • Газ для лазерной резки алюминия
  • Газы для плазменной резки алюминия

Резка алюминия газом – достаточно сложный процесс, имеющий массу нюансов. Дело в том, что применять обычный для данного метода обработки металла кислород тут не представляется возможным, так как последний просто не выделяет нужного количества тепла.

Выход из ситуации был найден с появлением кислородно-флюсовой резки, подробнее о которой мы расскажем в нашей статье. Кроме того, не следует забывать, что методы лазерной и плазменной резки для обработки алюминия также предполагают использование специальных газов.

Суть процесса газовой резки

Процесс резки алюминия газом заключается в нагревании заготовки до температуры около +1 100 °С и последующей подаче в зону реза кислородной струи. При взаимодействии газа с нагретым металлом происходит его воспламенение. Необходимым для раскроя условием является постоянное и стабильное поступление газовой струи. Кроме того, температура горения металла должна быть ниже температуры плавления. Иначе возникнут сложности с удалением из рабочей области частиц, которые расплавились, но не сгорели.

 

Резка алюминия газом происходит в результате сгорания металла в газовой среде. Операция выполняется с помощью резака, обеспечивающего подачу смеси с нужными пропорциями газа (паров жидкого топлива) и кислородных масс. Резак необходим также для воспламенения газовоздушной смеси и отдельной подачи кислорода в зону реза.

004.jpg

Резка алюминия газом – высокопроизводительный термический способ обработки, позволяющий работать с металлами любой толщины. Ежедневная выработка газосварщика может составлять несколько тонн продукции. К достоинствам этого способа обработки металлов специалисты относят автономность от электрического оборудования. Это важно, так как многие работы ведутся в условиях и на объектах, где источники питания отсутствуют.

С помощью ручного газокислородного оборудования можно выполнять резку различных металлов. Исключение составляют латунь, нержавеющая сталь, медь и алюминий.

4 способа резки металла газом

Существует несколько методов газовой резки металлов. Разница между ними состоит в используемых для работы газах. Выбор того или иного способа зависит от стоящей перед резчиком задачи. При наличии возможности подключения к питанию можно выбрать кислородно-электрическую дуговую резку. Для работы с низкоуглеродистыми сталями больше подходит газовоздушная смесь с пропаном.

На практике чаще всего применяются следующие виды резки:

  • Воздушно-дуговая резка.

Суть высокоэффективной кислородно-электрической дуговой резки заключается в расплавлении металла электрической дугой с последующим удалением из зоны реза частиц расплавленного металла воздушной струей. Подача газа при этом способе обработки выполняется вдоль электрода. Минус способа заключается в небольшой глубине разреза, в то время как его ширина может быть любой.

  • Резка пропаном.

Широко распространена резка металлов пропаном и кислородом, однако при использовании этих газов существует ограничение по видам обрабатываемых металлов. Способ подходит для титановых сплавов, низкоуглеродистых и низколегированных сталей. При содержании в сплаве свыше 1 % углерода или легирующих элементов пропановая резка не рекомендуется. Пропан может быть заменен другими газами, например, метаном, ацетиленом и др.

005.jpg

  • Копьевая резка.

Кислородно-копьевым способом режут габаритные стальные массивы, технологические производственные отходы и аварийные скрапы. Резка характеризуется увеличенной скоростью обработки. При этом методе используется высокоэнергетичная струя, снижающая расход стальных копий. Высокая скорость процесса обусловлена полным и быстрым сгоранием металла.

  • Кислородно-флюсовая резка.

Отличительная черта кислородно-флюсовой резки металлов состоит в подаче в зону реза дополнительного компонента – порошкообразного флюса. Он используется для обеспечения большей податливости обрабатываемого материала в процессе обработки.

Технология кислородно-флюсовой резки алюминия

Результативность кислородно-флюсовой резки металлов на 15–20 % выше за счет мощного пламени и отсутствия необходимости в дополнительном прогревании заготовок. Этот способ является намного более эффективным в сравнении с применяемыми ранее. Благодаря высокой скорости обработки получаются чистые высококачественные края среза. Используемый в процессе флюс обладает высокими термомеханическими или механическими свойствами.

Кислородно-флюсовая резка используется для работы с:

  • высоколегированными сталями, содержащими хром и никель, частицы которых при сварке образуют тугоплавкие окислы, не удаляющиеся под воздействием кислородной струи;
  • с чугуном и цветными металлами, чувствительным к перепадам температур.

Флюсы могут быть следующих видов:

  • алюминиевыми и железными порошками;
  • кварцевым песком;
  • керамическими (силикокальцием и ферросилицием) для работы с низколегированными сталями;
  • феррофосфором, подходящим для резки заготовок из цветных металлов.

Кислородно-флюсовая резка алюминия и других металлов возможна как вручную, так и при помощи специального оборудования. Конструкция последнего состоит из резака, флюсопитателя, передатчика, подающего флюс в резак.

006.jpg

В устройствах для кислородно-флюсовой резки используется металлорежущий инструмент большего диаметра, чем в оборудовании для раскроя с помощью одного кислорода. Газовая среда образуется окислителями, пропаном, азотом, флюсонесущими газами, углекислым газом. Для ручной резки используется специальное устройство – копьедержатель. Машинная обработка выполняется при помощи портальных автоматических устройств и установок. Устройства для ручной и автоматической резки подходят для работы со сталями, чугуном, бетоном, алюминием, различными сплавами цветных металлов.

При работе кислородно-флюсовым способом необходимо рассчитать флюсовый состав для резки заготовки из определенного металла по диаграмме состояния, получения шлакового состава, имеющего минимальную температуру плавления и вязкость. Резаки, используемые при этом способе, отличаются от приспособлений для кислородной резки каналами для подачи газа, имеющими меньший диаметр. Техника раскроя аналогична кислородному способу, но с более мощным пламенем (15–20 %), позволяющим флюсу нагреться до возгорания.

Высокая теплопроводность цветных металлов (латуни, бронзы, медных сплавов) затрудняет работу с ними. Тепла, выделяемого кислородом, недостаточно для резки деталей из цветмета. Для работы с ними к кислороду и флюсовому порошку добавляют дополнительное вещество – феррофосфор. Прежде чем приступить к резке заготовки, ее нагревают до температуры +300…+400 °С. При работе необходимо пользоваться респираторными масками, поскольку выделяемые в процессе раскроя пары вредны для здоровья.

Не менее востребованные способы резки алюминия плазмой и лазером

  • Лазерная резка.

Для этого типа резки необходим лазерный резонатор, возбуждающий узконаправленный луч с волной необходимой длины. Луч направляется на обозначенную линию реза и расплавляет металл заготовки за счет сконцентрированной в нем энергии.

001.jpg

Достоинства резки алюминия лазером заключаются в:

  • высокой производительности;
  • возможности получать детали необходимого размера и конфигурации без дальнейшей доработки;
  • отсутствии деформаций кромок среза;
  • возможности создавать изделия различной, в том числе сложной, конфигурации.

К такому способу прибегают при необходимости выполнения в заготовках отверстий сложной формы, соблюдения точных размеров допуска и посадки. Благодаря отсутствию контакта с обрабатываемым металлом не происходит его деформация в процессе резки. Суть обработки состоит в передаче импульсного лазерного излучения, возбуждаемого при помощи волоконной, газовой или углекислотной лазерной установки.

  • Плазменная резка.

Для создания плазменного потока используется ионизация электрической дугой поступающего под давлением газа. Ионизированный газ (водород, азот, аргон) нагревается до нескольких тысяч градусов по Цельсию. На алюминий и другие металлы оказывается кратковременное высокотемпературное воздействие, расплавленные частицы удаляются из зоны разреза мгновенно.

Достоинства плазменной резки алюминия заключаются в:

  • экономичности;
  • возможности резать металлы толщиной 200 и более миллиметров;
  • высокой производительности;
  • широком спектре подвергаемых обработке металлов и сплавов;
  • отличном качестве изделий;
  • возможности получения изделий сложной конфигурации – как при серийном производстве, так и по индивидуальным чертежам.

При резке газом алюминия и других металлов выбор газа осуществляется исходя из толщины разрезаемой заготовки: менее 20 мм – используется азот, менее 100 мм –смесь азота с водородом, более 100 мм – смесь аргона и водорода.

002.jpg

Газ для лазерной резки алюминия

При лазерной обработке металлов используют 4 вида вспомогательных газов:

  • кислород, являющийся активным газом;
  • азот, относящийся к условно инертным;
  • аргон и гелий – настоящие инертные;
  • атмосферный воздух.

Однако лазерная резка именно алюминия выполняется с помощью условно инертного азота, который участвует в химических реакциях, но не является окислителем. А при работе с большинством металлов специалисты стараются не допускать реакций окисления и горения.

Помимо того, что азот не вступает в реакции окисления в области разреза, он вытесняет из нее содержащий кислород атмосферный воздух. Таким образом, О2 также не вызывает окисления краев разреза.

Кислород при резке алюминия газом отрицательно влияет на качество обработки, не позволяя получить чистые и ровные кромки разреза. Выполняя раскрой алюминия с помощью О2, можно получить неровные края с множеством заусенцев. Некоторое время назад он использовался для резки алюминия, так как не существовало более мощного оборудования.Затем неровные кромки изделий обрабатывали механически, повышая их качество. Однако дополнительная механическая обработка увеличивала затрачиваемое на производство время и, соответственно, повышала стоимость готовой продукции.

В настоящее время используется более мощное оборудование, применение азота позволяет сразу получить разрез высокого качества, не требующий дальнейшей обработки кромок. Этот газ подходит для резки алюминия, нержавеющих, высоколегированных сталей, никеля.

Газы для плазменной резки алюминия

Качественный раскрой цветных металлов получается в результате именно плазменной резки. Плазма, с помощью которой выполняют обработку алюминия и его сплавов, образуется за счет использования неактивных газов: водорода, аргона или азота.

Активные газы, например, воздух и кислород, используются для работы с черными металлами.

Резка алюминия газом с использованием плазмореза возможна при толщине заготовок не более 70 мм.

Не подходят для работы с алюминием газовые смеси, в состав которых входят азот и аргон, поскольку они предназначены для обработки высоколегированных сталей толщиной 50 мм.

Резка алюминия чистым азотом возможна, если речь идет о раскрое деталей, толщина которых не превышает 20 мм.

Использование азота и водорода позволяет осуществлять раскрой алюминия и его сплавов при толщине заготовок 100 мм.

Смесь аргона с водородом используется для раскроя заготовок из алюминия толщиной более 100 мм. Содержание водорода в составе должно быть максимум 20 %, в этом случае он обеспечит стабильную горящую дугу.

Резка алюминия газом: важные нюансы технологии

Качественная серийная резка алюминия газом выполняется с помощью станков с ЧПУ.

Алюминий обладает специфическими характеристиками, что обуславливает необходимость использования иной технологии обработки, чем при раскрое стали. Мастеру необходимо правильно подобрать способ резки, верно выставить исходные параметры (если раскрой осуществляется с помощью автоматизированного оборудования), проконтролировать процесс. Пластичность и вязкость этого металла не позволяют ошибаться в расчетах.

Читайте также
Получить бесплатный чертеж

Получить бесплатный чертеж

Скачать прайс

Скачать прайс

Пересчет проекта

Пересчет проекта

Позвонить бесплатно

Позвонить бесплатно

Скачать прайс

Скачать
прайс

Написать WhatsApp

Написать WhatsApp

Яндекс.Метрика