Чем режут металл: многообразие способов

О чем речь? Различные методы и инструменты используются для обработки металла, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Чем лучше резать? Один из наиболее популярных способов разрезания металла – плазменная резка. Этот метод основан на использовании плазмы – горячей и ионизированной газовой смеси. Газ образуется при помощи электрического разряда между электродами и проникает сквозь материал, расплавляя его и разделяя на две части.

Многообразие способов обрезки

Какой инструмент лучше использовать для отделения фрагмента от металлической заготовки? Чем режут металл на современных промышленных производствах? Разберемся в особенностях различных методов.

Важно понимать, что далеко не всегда для резки необходимо пользоваться дорогостоящими станками – во многих случаях с задачей отлично справляются различные ручные инструменты, которые позволяют добиться требуемой точности и эффективности при выполнении соответствующих операций.

Знакомство с различными способами резки облегчит задачу при выборе инструмента для использования в домашней мастерской, гараже, на даче или в мелкосерийном производстве.

Все способы резки металла делятся на два вида. Технология может быть:

• холодной, когда для отделения части металлической заготовки на нее без нагревания воздействуют инструментом, материал которого тверже обрабатываемого;
• горячей, когда перед обработкой металл заготовки подвергают нагреванию до высокой температуры.

При выборе метода резки необходимо учитывать ряд факторов:

• структуру и плотность металла заготовки;
• требуемую производительность;
• конфигурацию и размеры получаемых деталей;
• бюджет, выделенный на обработку заготовок.

Термические способы резки металла

К горячим технологиям резки металла относят газоэлектрический и газовый методы. В первом случае для нагревания используется энергия, выделяющаяся при горении газовой смеси, содержащей кислород, а во втором – электрическая дуга.

Газовая резка

Существуют три вида технологий газовой резки металла:

• Кислородная. для разрезания металла и удаления из рабочей зоны продуктов окисления используется струя горячей газовой смеси с высоким содержанием кислорода.
• Кислородно-флюсовая. Для резки применяются специальные порошки, оказывающие абразивное, термической и химическое воздействие на металл заготовок, облегчающие и ускоряющие процесс.
• Кислородно-копьевая. В этом случае резка начинается с нагревания металла до начала горения, а затем к нагретому материалу подводится конец стальной трубки (копья) и через нее подается кислород.

Газовые методы резки имеют ряд преимуществ, среди которых относительно небольшая стоимость оборудования и расходных материалов, а также возможность работать с заготовками больших размеров.

К недостаткам технологии специалисты относят:

• коробление и высокий расход металла;
• необходимость дополнительной обработки заготовок;
• низкую точность и скорость резки;
• большую толщину реза.

Газоэлектрическая резка

Для нагревания материала заготовок при применении газоэлектрической резки используется электрический ток. Удаление расплава из рабочей зоны осуществляется с помощью струи газа. Различают два вида:

• воздушно-дуговую резку, когда металл расплавляется энергией горения электрической дуги, а затем удаляется из рабочей зоны струей сжатого воздуха;
• кислородно-дуговую резку – металл, расплавленный за счет горения электрической дуги, сгорает в струе кислорода, а продукты горения выдуваются из рабочей зоны.

Газоэлектрические методы резки чаще всего используются для исправления дефектов сварки. К главным недостаткам специалисты относят повышение углеродистости металла в зоне обработки за счет сгорания угольных электродов.

Плазменная резка

Резка металла с помощью плазмы является наиболее экономичной, производительной и эффективной технологией. Плазменная струя формируется при прохождении ионизированного газа через плазмотрон.

Если при использовании газовых методов резки расходуются относительно дорогие газовые смеси, то плазменная резка вполне доступна и отличается высокой скоростью резания, безопасностью, универсальностью и экологичностью. Кроме того, применение струи плазмы дает возможность выполнять обработку заготовок с большой точностью, получая требуемую конфигурацию готовых изделий.

Главные недостатки данной технологии:

• высокий уровень шума;
• сложности монтажа и обслуживания установок;
• ограниченный угол отклонения струи плазмы от направления, перпендикулярного поверхности заготовки;
• ограниченность толщины разрезаемого металла (не более 10 см);
• дороговизна оборудования.

Помимо описанных выше, существует ряд других технологий резки металла – лазерная, электроэрозионная, криогенная, гидроабразивная и т. д.

У каждого из многочисленных методов резки заготовок из металла есть свои преимущества и недостатки, а значит, для решения конкретных задач следует подбирать технологии, принимая в расчет множество факторов: физико-химические свойства конкретного сплава, размеры, конфигурацию и количество получаемых фрагментов и т. д. В одних случаях не обойтись без сложного и дорогого оборудования, например, для плазменной резки, а в других – вполне достаточно ножовки или ножниц. Широко применяются термические способы, которые часто оказываются оптимальными.

Механическая резка металла

К механическим или холодным относят все технологии, в основе которых лежит физическое воздействие без применения высокой температуры. Такая обработка связана с высокими трудозатратами, однако позволяет сэкономить на затратах энергии и расходных материалов. Кроме того, механические способы резки металлических заготовок отличаются высокой точностью и аккуратностью, что дает возможность получать ровные кромки. Их недостатком является невозможность резать по изогнутым траекториям.

Давайте подробнее разберем, чем конкретно режут металл, когда пользуются механическими методами.

Ручные ножницы

В отличие от электрических, такие ножницы не имеют двигателя, а от гильотин их отличает принцип действия. В бытовых условиях у данного инструмента нет конкурентов в силу его простоты, удобства и дешевизны. В специализированных магазинах можно подобрать по доступной цене подходящую модификацию для использования в домашней мастерской, гараже и т. д.

Эти ножницы относительно легко отделяют от листа металла полоски заданной ширины. Важно заранее размечать линию реза и вовремя точить режущие кромки инструмента.

Существует несколько разновидностей ручных ножниц по металлу. Они бывают:

• пальцевыми;
• силовыми;
• стуловыми;
• рычажными;
• криволинейными.

Друг от друга их отличают конструктивные особенности и направление вектора нагрузки.

Помимо ручных модификаций, широко применяются, например, уже упоминавшиеся электрические или пневматические шлицевые ножницы, которыми часто пользуются, когда работы ведутся в тесных пространствах, а также гильотинные, позволяющие получать максимально аккуратные кромки без каких-либо дефектов.

Пилы – вот чем можно пилить металл

Если ножницы и гильотины оптимальны для резки листовых заготовок, то с более массивными отлично справляются ножовки по металлу, которые позволяют, прилагая определенное физическое усилие, отделять части требуемой длины от труб или профилей и даже создавать детали несложной конфигурации.

Наиболее удобны в применении модели с раздвижной рамкой, которая делает возможным использование ножовочных полотен разной длины. При выборе полотна важно, чтобы его зубья были закалены и имели твердость от 60 до 63 единиц по Роквеллу. Кроме того, необходимо обращать внимание на число зубцов (оптимально – от 16 до 18 на один дюйм).

Углошлифовальные машинки (УШМ)

Мы привыкли называть этот инструмент болгаркой. При использовании специальных отрезных дисков по металлу углошлифовальная машинка обеспечивает высокую скорость резки с образованием относительно небольшого количества окалины.

Основное предназначение таких устройств – шлифовка поверхности металлических заготовок, однако благодаря универсальности болгарок они отлично справляются с вырезанием из пластин металла квадратов, прямоугольников и полос, нарезкой стержней арматуры и многими другими важными задачами.

Профессионалы и любители высоко ценят такой инструмент за то, что выполнение множества разных операций требует всего лишь смены дисков, которые по мере изнашивания можно заменить новыми. Найти и приобрести расходники любых разновидностей для обработки металла несложно в любом специализированном магазине или через Интернет. Сама болгарка, если правильно ею пользоваться и регулярно обслуживать, будет исправно работать в течение долгих лет, выручая вас в гараже или в домашней мастерской.

Труборезы

Такие устройства применяют для резки труб круглого сечения диаметром от 0,25 до 4. Высокая скорость разрезания обеспечивается конструкцией, включающей в себя три ролика – два неподвижных (опорных) и один прижимной, который прижимается к стенке трубы с помощью винтового устройства и выполняет функцию ножа.

Данный инструмент незаменим, когда нет возможности использовать электрические приспособления, и позволяет относительно быстро и ровно отрезать кусок трубы, вращая ее внутри трубореза.

Кусачки

Эта разновидность ручного инструмента для резки металла отлично подходит для разрезания прутков, стержней, проволоки или электрических проводов. Кусачки могут иметь поперечное или боковое расположение режущих кромок (бокорезы), от которого зависит характер выполняемых операций.

Газоэлектрическая резка металла

Для работы уже упоминавшихся газоэлектрических устройств, как следует из их названия, необходимо подключение к источнику электричества. Различают две разновидности данного метода резки:

• Воздушно-дуговая газоэлектрическая резка. После расплавления металла за счет энергии горения электрической дуги расплав удаляется мощной струей сжатого воздуха.
• Кислородно-дуговая резка. Этот вид газоэлектрического метода резки отличается от предыдущего тем, что благодаря подаче струи кислорода металл не плавится, а сгорает. Продукты горения удаляются из рабочей зоны струей сжатого газа.

Главный недостаток этих методов в существенном повышении содержания углерода в составе металла вокруг зоны применения инструмента. Чаще всего данный способ резки применяют, когда необходимо избавиться от дефектов сварки.

Главные преимущества газовых методов резки металла заключаются в:

• относительно низкой стоимости;
• простоте и удобстве применения технологии;
• возможности резки толстых заготовок;

Среди минусов специалисты отмечают:

• относительно низкую точность обработки;
• большой расход металла;
• низкую скорость резки;
• необходимость дополнительной обработки кромок;
• возможную термическую деформацию деталей.

Резка металла при помощи лазера

К наиболее высокотехнологичным и точным методам обработки металла относится лазерная технология. Воздействие на материал заготовки лазерным лучом позволяет быстро и аккуратно выполнять резку, получая изделия с кромками, ровная поверхность которых чаще всего не требует дополнительной обработки, обладает износостойкостью и устойчива к воздействию агрессивных сред.

Воздействие на металл заготовки лучом лазера приводит к его частичному расплавлению и испарению. Остатки материала удаляются из рабочей зоны струей газовой смеси, подаваемой под большим давлением. Метод оптимален для обработки заготовок из тонкого листового сплава, особенно для выполнения фигурного раскроя.

Лазерную резку широко применяют для работы с:

• конструкционными и нержавеющими стальными сплавами;
• алюминием и его сплавами;
• медью и ее сплавами
• латунью;
• титаном.

Благодаря практически полному отсутствию дефектов на кромках детали, полученные данным способом, поступают на следующие этапы производственных линий без дополнительной обработки, что существенно повышает производительность и экономическую эффективность производства.

Данная технология предпочтительна во многих случаях благодаря:

• высокой скорости резания;
• возможности выполнять резку любой сложности;
• бесконтактной обработке, при которой в металле не формируются зоны внутреннего напряжения;
• почти полному отсутствию деформаций краев заготовок;
• отсутствию неровностей и окалины на кромках;
• крайне высокой производительности, которая позволяет осуществлять крупносерийное производство деталей;
• идеальному качеству обработки.

Лазерная резка в наши дни широко применяется для создания изделий сложной конфигурации, которая не позволяет изготовить их другими методами.

Сравнение способов резки металла

Сегодня сравнение по ряду важнейших критериев делает лучшими для применения в промышленном производстве технологии лазерной и плазменной резки. Их главные преимущества:

• возможность резки по кривым линиям;
• допустимость обработки заготовок как крайне малой, так и очень большой толщины;
• высочайшая точность резки;
• универсальность методов, делающая возможной обработку алюминиевых, оцинкованных, нержавеющих, титановых и стальных заготовок на одном оборудовании;
• отсутствие необходимости тратить время на подготовку металлических заготовок к обработке;
• способность лазера и плазменной струи резать металл с инородными включениями;
• экономия электроэнергии;
• низкий расход сжатого воздуха;
• относительная дешевизна расходных материалов.

Если же говорить о том, чем лучше резать металл в условиях домашней мастерской, то здесь вне конкуренции обычные УШМ (болгарки).

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.