Категории

Основные виды резки металла

 
Если возникает потребность разрезать металлические детали в бытовых условиях, то обычно отрезают таким образом и тем инструментом, что есть под рукой, является доступным. Но уже в условиях малого и среднего бизнеса (малотоварное производство, ремонтные услуги), не говоря о крупном промпроизводстве, на первый план выходят вопросы технологических требований, производительности, экономичности.
Разные способы резания металлов, технологии их организации, оборудование для них существенно различается по параметрам:
  • экономическим – затратности, себестоимости, окупаемости;

  • производственным – энергоемкости, производительности, технологической сложности, экологичности;

  • технологическим – точности, чистоте реза, его возможной геометрической сложности (фигурности).

Коротко охарактеризуем их.
  1. Механическое резание. Производится путем трения металла (инструмента) об металл (разрезаемый), за счет более высокой твердости резального инструмента. Может выполняться:

  • пилением – сабельными, дисковыми (циркулярными), ленточными пилами;

  • рубкой, на отрубных станках – гильотинах;

  • методами точной металлообработки – точением, фрезерованием, сверлением, которые, строго говоря, также являются разновидностями резания.

Многочисленные разновидности механического способа характеризуются по-разному. В целом – достаточной точностью и чистотой реза (кроме рубки, где они низкие), низкой производительностью и экономичностью (кроме той же рубки, где данные показатели на должном уровне), ограничением по толщине разрезаемого металла (кроме ленточных пил), сложностью выполнения фигурного раскроя листового материала. Не подходит для разделки твердосплавных заготовок.
Оборудование для механического резания доступно для бытового (ручной, в т.ч. электрический инструмент), профессионального (инструмент, станки) и промышленного (станки, комплексы) применения.
 
Механическая резка
  1. Абразивное резание. Производится путем трения абразивного инструмента об разрезаемый металл, созданием в месте их соприкосновения теплофизических условий для его термомеханической эрозии. Обычно выполняется вращающимися абразивными отрезными дисками на высоко-оборотистом инструменте или оборудовании (ручные угловые шлифмашинки (УШМ, или «болгарки»), отрезные станки). По сути, является разновидностью механического резания. Обладает его же преимуществами и недостатками, принципиально отличаясь от него лучшей экономичностью (применяются дешевые абразивные диски, а не дорогие твердосплавные пилы, резцы), но худшей точностью и чистотой реза. Не подходит для разделки заготовок из мягких цветных металлов – меди, алюминия.

Абразивная резка
Оборудование для абразивного резания доступно для бытового (УШМ), профессионального и промышленного (отрезные станки) применения.
  1. Гидроабразивная резка. Производится мелкодисперсным абразивом в струе носителя (воды) под высоким давлением. Является разновидностью абразивного резания, но способ ее организации позволяет выполнять обработку материала с достаточно высокой точностью, чистотой и криволинейной (фигурной) сложностью. Практически не имеет ограничения на теплофизические свойства материала – таким образом режутся не только любые металлы, их сплавы, но и хрупкие неметаллические материалы (камень, стекло, керамика и т.д.). Отсутствие высокотемпературного термического воздействия на материал позволяет вести точный раскрой тонкого стального листа.

По причине технологической сложности и значительной стоимости, на сегодня гидроабразивное оборудование доступно лишь в промышленном классе.
 
Гидроабразивная резка
  1. Газокислородная резка. Производится путем высокотемпературного сжигания разрезаемого металла в атмосфере чистого кислорода, после предварительного разогрева факелом горючего газа. В качестве горючего газа могут выступать ацетилен, МАФ, пропан, метан, водород (в смеси с парами бензина, керосина).

Газокислородный способ имеет ряд недостатков – плохая точность и чистота реза, ощутимая стоимость расходников (баллоны с чистым кислородом, горючими газами), сложность выполнения криволинейной (фигурной) раскройки, опасность в применении. В такой способ плохо режутся алюминий, высокоуглеродистые, высоколегированные, хромоникелевые стали. Но все эти недостатки перекрываются его неоспоримыми преимуществами – доступностью резки толстого металла (до 500мм самой распространённой низкоуглеродистой стали), и независимостью от стационарной сети электропитания (тем самым обеспечивается мобильность поста газокислородной резки). Из соображений безопасности, газокислородное оборудование доступно лишь для профессионального и промышленного применения.
Несколько особняком стоит современная водородно-кислородная сварочная аппаратура, которая имеет прямо противоположные характеристики: для заправки требует лишь немного дистиллированной воды, но требует подключения к электросети; обладает хорошей точностью и качеством реза, но малой толщиной обрабатываемого материала; электролизные водородно-кислородные аппараты доступны даже для бытового применения.
 
Газокислотная резка
  1. Плазменная резка. Современная новаторская технология, получающая все более широкое распространение. Производится струей воздуха под высоким давлением, разогретого электрической дугой до высокотемпературной плазмы (примерно 2500 град С), когда тонкая струя плазмы не только разогревает и расплавляет металл, но и удаляет (выдувает) его из области реза.

Главным преимуществом резки металла плазмой является ее превосходная производительность (до 10 раз быстрее старых традиционных способов) при оптимальном сочетании других важнейших характеристик:
  • достаточно высокой точности и чистоты резания;

  • доступности фигурного раскроя сложной геометрии;

  • минимум ограничений по теплофизическим свойствам металлов и сплавов (доступны для обработки не только любые металлические, но и некоторые неметаллические материалы, такие как камень, бетон);

  • экономичности (минимум расходников, низкие энергозатраты);

  • весьма доступной стоимости.

Цена резки листового металла плазмой является одной из самых низких (в сравнении с другими способами). Но есть ложка дегтя – присутствует ограничение по толщине разрезаемого материала (до 80 – 100мм малоуглеродистой стали даже на оборудовании промышленного класса).
Электроплазменные аппараты на сегодня доступны не только для промышленного и профессионального использования, но также для бытового применения. Оптимальное сочетание всех основных технологических, производственных, экономических характеристик определяют высочайшую популярность электроплазменного оборудования, которое в своей сфере применения стремительно вытесняет более старые, традиционные способы резки – механический, абразивный, газокислородный. Очень популярной становится услуга резки металла на заказ электроплазменными аппаратами.
 
Плазменная резка
 

     
 
      6. Лазерная резка. Производится тончайшим высокоэнергетическим лазерным лучом, который нагревает, а затем испаряет металл в области реза. Способ отличается высочайшей (прецизионной) точностью обработки, доступной большой сложностью криволинейного (фигурного) раскроя. Как правило, применяется на станках с ЧПУ. По причине минимального (по масштабу, времени) термического воздействия, отлично подходит для резки тонкого металла. Но в то же время имеет ограничения – плохо подходит для материалов с высокой светоотражающей способностью (в т.ч. алюминий, нержавейка). Лазерное металлообрабатывающее оборудование на сегодня отличается очень высокой стоимостью, по этой причине доступно даже далеко не всем промышленным предприятиям.


Лазерная резка