Механическая резка листового металла

Обновлено: 05.10.2024

Резка металлических изделий может быть осуществлена различными способами и с применением разных устройств. Выбор того или иного метода зависит от его эффективности в конкретном случае, стоимости и, конечно, ожидаемого результата.

Кроме всего прочего, прогресс не стоит на месте, поэтому со временем появляются все новые технологии резки металла. Некоторые из них по многим параметрам превышают уже существующие, а это значит, что повсеместное их внедрение уже не за горами.

Суть резки металла

Резкой металла называется разделение листа, трубы или отливки на фрагменты посредством ручного, механического либо термического метода. К вариантам резки металла относится раскрой – здесь форма и размеры изделия задаются в соответствии с чертежом.

За счет воздействия режущего инструмента на металл получаются заготовки, которые подлежат последующей обработке. Форма изделия зависит от заранее подготовленных чертежей.

Есть разные способы резки металлических изделий. Обычно прибегают к помощи специального оборудования: ручным, механическим инструментам, аппаратам для нагрева металла. Также специалисты выделяют механический, термический, гидроабразивный вид резки.

Механические методы резки металла

При резке металлических изделий механическими способами задействуются диски, пилы, прессы, механические резаки. Они широко применяются как на крупных предприятиях, так и в бытовых условиях.

Ручная резка.

Этот подход имеет низкую эффективность, из-за чего не используется в промышленности. Металлические листы разрезают вручную посредством ножниц, лобзика, ножовки, болгарки, при этом временные затраты и качество работы зависят только от навыков мастера.

Резка при помощи ленточной пилы.

Такие пилы являются основным узлом ленточно-пильного станка и справляются с сортовым листовым материалом. Само оборудование действует по тому же принципу, что и ножовка: лента приводится в движение при помощи электромотора, далее происходит разрезание металла. Одна из сторон полотна пилы имеет зубья, а само полотно заключено в ленту значительного диаметра. Для производства пилы используют углеродистую сталь либо в ход идет сплав ряда металлов.

Данный способ резки металлических изделий отличается такими достоинствами, как высокая точность реза и возможность выполнить резы разных видов. Под последними понимают прямые и угловые. В результате подобной обработки образуется малое количество отходов, что достигается благодаря минимальной ширине реза. Еще одним плюсом является доступная цена оборудования.

Немаловажно, что пользоваться современными моделями ленточных пил очень удобно, так как они снабжены дополнительной электроникой.

Ударный способ.

Данный метод известен как рубка и осуществляется при помощи резака-гильотины. Материал фиксируют в горизонтальном положении, после чего рубящим ударом разделяют его на части. Данный подход удобен при работе с листами металла, поскольку разрезание осуществляется сразу по всей их длине. Таким образом можно обрабатывать разные виды стали, в том числе нержавеющую, оцинкованную, электротехническую.

Основным плюсом подхода является обеспечение абсолютно ровного реза за минимальный отрезок времени. Правда, данный способ обработки сопряжен с шумом от оборудования. Также минусами считаются разная ширина у полученных частей металла и ограничения по ширине обрабатываемого материала.

Резка при помощи дискового станка.

Электродвигатель приводит в движение диск с зубьями по внешнему краю, в результате чего осуществляется резка металлических изделий.

Технология обеспечивает высокое качество кромки и точность обработки, позволяет резать под углом. А само оборудование является компактным и универсальным.

Термические способы резки металла

Благодаря использованию термических методов удается значительно сократить временные затраты на раскрой металла. Терморезка может быть газокислородной, лазерной и плазменной.

Каждый вид отличается своими особенностями, однако их объединяет отсутствие прямого контакта инструмента с поверхностью обрабатываемого металла, а именно: бесконтактное разделение заготовки осуществляется при помощи струи газа, луча лазера или плазмы. Остановимся подробнее на каждой разновидности резки.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Газокислородная.

Данная технология основана на свойстве металла нагреваться, плавиться и выгорать при высокой температуре. Обработка осуществляется в два этапа. В первую очередь к месту запланированного разреза направляют струю пламени, при этом роль горючего вещества играет ацетилен. Когда металл достиг необходимой температуры, в место разреза подают кислород, под действием которого мягкий материал делится на части, а все присутствующие окислы удаляются.

Таким образом удается раскраивать заготовки значительной толщины, в том числе листы титана. Правда, этот метод резки металлических изделий имеет свои особенности, которые могут считаться его минусами:

невозможна обработка алюминия, меди и прочих цветных металлов, а также хромоникелевых и высокоуглеродистых сталей;
низкое качество реза;
большая ширина реза;
образование наплывов и окислов в процессе раскроя;
невозможно разрезать криволинейные поверхности;
изменение физических характеристик материала в области реза.

Здесь сложно добиться реза высокого качества, поскольку нужно выдерживать одинаковое расстояние на протяжении всего процесса. Зато если сравнивать с ручным резаком, подобное оборудование справляется с раскроем металла более точно и быстро.

Резка металла лазером является современным способом обработки, в котором ключевую роль играет лазерный луч. Лазер фокусируется на конкретной точке материала, за счет чего последний нагревается свыше температуры плавления и начинает испаряться. Рез необходимой формы и размера на листе металла получают, передвигая рабочую головку по заранее выбранной траектории.

Обычно данный метод используют для раскроя тонких листов, труб, а также изделий из цветных металлов и нержавейки. Но нужно понимать, что лазер справляется с любыми металлическими заготовками, в том числе изготовленными из сплавов, и даже с неметаллами – в этом его основное достоинство.

Технология позволяет вырезать сложные геометрические контуры с сохранением высокой точности, обеспечением практически идеальной кромки и высокой производительности.

Минусом подобного метода резки металлических изделий являются ограничения по толщине обрабатываемой поверхности. Также оборудование требует значительных энергозатрат, а для получения допуска к работе сотрудник должен пройти серьезное обучение.

Здесь резка осуществляется за счет плазматрона и выходящей из него струи плазмы. Если говорить точнее, плазма представляет собой ионизированный газ сверхвысокой температуры. Данный подход используется при раскрое толстых металлических листов шириной до 150 мм.

Рекомендуем статьи по резке металла

По типу воздействия на металл выделяют два вида реза: плазменно-дуговой, при котором оплавление материала происходит за счет электрической дуги, возникающей между изделием и инструментом, и косвенный – здесь металлическая заготовка делится на части только при помощи плазмы.

Достоинствами плазменной резки является безопасность, быстрота работы, возможность создания сложных контуров, незначительный нагрев металла. Кроме того, при обработке плазмой получается гладкий рез. Минусами технологии являются высокая цена оборудования, шум при работе плазмотронов. Также существуют ограничения по толщине раскраиваемого материала.

Гидроабразивный метод резки металлических изделий

Речь идет о раскрое металла за счет подачи через узконаправленное сопло смеси песка и воды под давлением. Песок с водой справляется с раскроем металла толщиной 30 см, после чего края не нуждаются в дополнительной обработке. Стоит оговориться, что данная методика резки металлических изделий считается инновационной.

Способ не входит в число горячих методов разрезания, так как не предполагает термического воздействия на металл. Эта особенность позволяет избежать деформации изделия.

Минусом гидроабразивного метода считается отсутствие возможности раскроя металлов с очагами ржавчины. Кроме того, оборудование отличается высокой ценой, из-за чего оказывается недоступным для частных лиц.

Инновационные технологии резки металлических изделий

Все способы, о которых говорилось выше, активно используются на производствах и в быту. Однако сегодня создаются более современные технологии, такие как установки для раскроя металла посредством электромагнитного импульса, ультразвука, пр. Есть вероятность, что в ближайшее время они станут столь же распространены, как и уже традиционные методы. Речь идет о следующих видах резки:

Лазером в струе воды.

Данный метод и патент на него принадлежит фирме «Synova Laboratories». Этот способ предполагает, что луч твердотельного лазера фокусируется в струе воды толщиной 0,1 мм под высоким давлением. Иными словами, подход соединил в себе лазерную и водную резку, при этом мощность реза задается сразу энергией лазерного луча и водной струи высокого давления. В месте соприкосновения луча с металлом наблюдается максимальное выделение тепла. В итоге заготовка не нагревается и достигается высокое качество кромки реза.

Метод позволяет формировать глубокие глухие отверстия очень малых диаметров, измеряемых долями миллиметра. Остальные существующие на данный момент способы резки металлических изделий не позволяют выполнять такие задачи.

Ультразвуком.

Ультразвуковое колебание является механическим колебанием частотой 16 418 кГц–2 000 МГц. В качестве источника ультразвука используются магнитострикционный или пьезоэлектрический излучатель – он преобразует высокочастотное электричество в механические колебания.

Данная технология подходит для резки твердых и хрупких материалов, позволяет изготавливать изделия со сложным профилем. А ее принцип состоит в копировании формы инструмента. Благодаря данному подходу улучшается механообработка резанием, производится дефектоскопия, очистка, пайка и иные операции.

За счет установок УЗК при нарезании резьбы момент резания снижается в восемь раз, обеспечивается более легкий отвод стружки, сокращается сопротивление трению в канавках инструмента. При этом увеличивается точность совпадения профиля инструмента и резьбы.

Экзотермическая.

Данный метод известен давно, но все еще остается необычным, так как делает доступной резку металлических изделий под водой на глубине до 100 метров. Железо нагревается дугой до +1 000 °C и начинает окисляться, то есть гореть в струе кислорода с выделением тепла. Последнего достаточно для поддержания плавления металла, а процесс не останавливается за счет подачи кислорода через трубчатый электрод. Газ окисляет металл и выдувает продукты окисления. Такой подход признан самым экономичным среди используемых на глубине 30–100 метров.

Электромагнитным импульсом.

В этом случае применяется устройство, состоящее из конденсаторов и катушек, которые работают от электричества. Конденсаторы накапливают необходимый ресурс, далее система управления подает сигнал, после чего конденсаторы одновременно направляют заряд на катушки. Последние формируют направленное магнитное поле, которое и оказывает воздействие на металл.

Таким образом создается давление 10 т на 1 см2, что позволяет производить быстрый раскрой материалов. Основными достоинствами использования этого подхода к резке металлических изделий является обеспечение качественной кромки без зазубрин и шероховатостей, отсутствие возможности деформировать заготовку. Кроме того, за счет подобной установки на работу требуется в несколько раз меньше времени, чем при раскрое лазером.

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.

Типы резки металла

Резание металла – один из основных технологических процессов металлообработки. Используется он при необходимости разделения на несколько частей листовой или сортовой заготовки. В современном производстве применяются высокоточные и экономичные типы резки металла, позволяющие быстро и с минимальными потерями материала получить изделия необходимой конфигурации.

Основные типы резки металла

Существуют следующие типы резки металла:

1. Холодный (механический). Резка происходит за счет механического воздействия на металл специальным режущим инструментом, изготовленным из материала с твердостью, намного большей, чем жесткость обрабатываемого изделия. Применяются следующие инструменты:

гильотина;
ленточнопильный станок;
дисковая (циркулярная) пила и «болгарка».

2. Горячий (термический). Обрабатываемая заготовка расплавляется по линии разреза, а остатки металла удаляются газом. Горячий тип резки металла подразделяется на следующие виды резания:

газокислородный;
лазерный;
плазменный.

Но не все типы резки металла – как холодной, так и горячей – позволяют получить изделие заданной чистоты. Остановимся более подробно на каждом из вышеперечисленных способов.

Холодные типы резки металла

Резка металла механическим способом – это сложный процесс, потому что металлические изделия обладают высокой прочностью и твердостью. К холодным типам резки металла относятся:

Резка с помощью гильотины.

При таком способе резания используются специальные механические инструменты – ножницы и ножи по металлу. Заготовка устанавливается на рабочий стол и закрепляется прижимной балкой. Затем с помощью специального лезвия производится резка. В результате получается идеально ровный край, без лишних кромок, заусенцев и зазубрин. Режут материал сразу по всей ширине листа, поэтому кривизна среза нулевая.

В настоящее время используются следующие виды гильотин для рубки металла:

ручные;
гидравлические;
пневматические»
электромеханические.

Они не отличаются друг от друга по принципу действия, но последние три вида дополнены электроникой, обеспечивающей точность и безопасность резки. Также есть станки, которые могут резать металл не только поперек, но и вдоль. Чаще всего гильотинный тип обработки применяют при заготовительных работах.

Недостатки данного способа:

Может применяться не для всех типов металлов и имеет ограничения по толщине заготовки. Например, гидравлические станки предназначены для металла толщиной до 6 мм.
Полученные в результате резки заготовки часто не соответствуют нужному размеру, так как точность обработки зависит от квалификации оператора.
Невозможно осуществить фигурную резку.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Ленточнопильная резка.

В настоящее время этот тип резки металла очень популярен по причине невысокой стоимости оборудования, хорошей производительности и несложного обслуживания. Режущим инструментом является ленточная пила, натянутая на шкивах.

Современные ленточнопильные станки (ЛПС) дополняются разнообразным оборудованием и электроникой, благодаря которым агрегат легко встраивается в конкретную производственную линию. Скорость резки подобной машины в среднем составляет около 100 мм/мин и выше.

Способ резки на ЛПС позволяет добиваться точного соответствия заданным параметрам, а место разреза не нужно дополнительно обрабатывать. Метод хорош для высокоточных изделий и деталей с гладкой поверхностью. ЛПС подходит для любого металла, а ширина реза составляет всего 1,5 мм.

При таком типе резке металла важно соблюдать ряд условий:

точный выбор шага зубьев режущего полотна в соответствии с сечением распиливаемого профиля с помощью специальных таблиц;
скорость подачи;
скорость резки.

ЛПС позволяет резать металлическую заготовку под углом, что является большим преимуществом по сравнению с гильотиной.

К недостаткам этого типа резки металлов относятся невозможность получить фигурный рез и ограничение размера заготовок в зависимости от возможностей станка.

Резка металла циркулярной пилой и «болгаркой».

С помощью циркулярной пилы делают точные разрезы хорошего качества. Этот инструмент позволяет контролировать угол разреза.

К недостаткам такого типа резки относят большое количество отходов, невысокую скорость и маленькую глубину разрезания.

Для резки профильного проката можно использовать болгарку. На месте среза не остается окалины и окислов, мало отходов.

Но низкая производительность при таком типе резки металла является его главным недостатком по сравнению с другими способами.

Горячая резка металла

Современное промышленное производство требует высокопроизводительных способов металлообработки, позволяющих выпускать максимально возможное количество заготовок заданного качества в минимальные сроки. Этим требованиям отвечают горячие типы резки металла.

Газокислородная резка.

Принцип работы основан на том, что в чистом кислороде при температуре выше +1000 °C металл плавится и выгорает. Место реза предварительно разогревается до температуры воспламенения материала. В качестве разогревающего газа обычно используется ацетилен. На время прогрева влияют толщина металла, его марка и состояние поверхности заготовки.

После того как место разреза прогревается, в сопло резака подается струя горящего кислорода. Она прорезает заготовку по всей толщине, плавно перемещаясь вдоль линии реза. В процессе горения кислорода также удаляются окислы, образующиеся на поверхности полуфабриката.

Для того чтобы разрез получился качественным, важно соблюдать одинаковое расстояние между резаком и заготовкой во время обработки. Это нелегкая задача при использовании ручного газокислородного резака. В случае автоматизации процесса резание происходит на большой скорости кислородом высокого давления, в результате производительность работы и качество среза значительно возрастают.

Уникальность способа заключается в возможности:

разрезания заготовок большой ширины;
обработки изделий из титана.

К недостаткам газокислородной резки относятся:

невозможность использования при резке цветных металлов (меди, алюминия), хромоникелевых и высокоуглеродистых сталей;
большая ширина реза, образование окислов, наплывов, невысокое качество;
невозможность обработки криволинейных поверхностей;
изменение физических свойств материала в области разреза в результате высокотемпературного воздействия.

Плазменная резка металла.

Тип резки при помощи плазмы основан на принципе интенсивного расплавления металла по линии разреза за счет теплового воздействия сжатой электрической дуги и последующего его испарения. Под воздействием электрической дуги образуется полностью или частично ионизированный газ, или плазма. Температура внутри газоплазменного потока достигает +15 000…+20 000°С, что позволяет в разы увеличить производительность процесса по сравнению с газокислородной резкой, а также избавиться от недостатков последней.

Из всех перечисленных типов резки металла в настоящее время благодаря своим преимуществам плазменная обработка является оптимальным выбором для современных металлообрабатывающих производств:

плазменный рез высокоточен и не оставляет наплывов;
позволяет резать по кривым линиям;
исключается изменение физических свойств металла (перекаливания) за счет узконаправленного нагрева участка резки;
можно производить резку титана, меди, чугуна, специализированных марок стали, не меняя инструмента;
оборудование не имеет баллонов с взрывоопасным газом, соответственно, не требует заправки и доставки этих емкостей;
не требуется особого режима соблюдения мер пожарной безопасности;
отсутствует подготовительный этап очистки, потому что высокотемпературное воздействие эффективно удаляет посторонние примеси (в виде ржавчины, грязи, краски), качество разреза остается неизменным;
не нужны специальные присадки для цветных металлов, используется дешевая электроэнергия и воздух, расходные материалы – только сопла и электроды, поэтому плазменная резка металлов – экономически выгодный технологический процесс.

Недостатки данного типа резки металла:

Из-за воздействия высоких температур изменяются свойства кромок заготовки. Они становятся более твердыми, часть материала теряется, поэтому нужны дополнительные затраты на обработку края. В любом случае качество кромок после плазменной резки значительно лучше, чем после газокислородной: нет окалины, ширина зоны с цветами побежалости в пять раз меньше.

Лазерная резка металла.

Данный тип относится к инновационным технологическим процессам. Суть его – в интенсивном воздействии на металл узкого лазерного луча, обладающего стабильной частотой и длиной волны. Он может фокусироваться на небольшом участке поверхности с помощью оптики, управляемой специальной компьютерной программой. Благодаря такому технологическому решению лазерная резка имеет непревзойденные параметры точности.

Высокая плотность энергии, характерная для направленного и узко концентрированного лазерного излучения, позволяет нагреть и испарить строго определенный участок металлической заготовки.

Лазерная резка происходит следующим образом:

нагревание до температуры плавления по линии реза;
расплавление металла;
погружение в толщу разрезаемого материала.

При погружении лазерного луча внутрь металла происходит повышение температуры, в результате чего материал расплавляется и закипает. Этот процесс потребляет много энергии, поэтому для ее экономии в зону разреза подается вспомогательный газ, с помощью которого происходит плазменная резка. В зависимости от теплотехнических свойств материала заготовки, вспомогательными газами могут быть обычный воздух, азот, кислород, инертный газ.

Достоинства лазерного типа резки металла:

максимально узкие резы;
отсутствие деформации при резании тонких листов стали и мягких полуфабрикатов;
возможность точного раскроя по сложным контурам;
минимальное количество неровностей;
маленькая площадь термического воздействия;
универсальность метода – подходит к любым сплавам;
несложное управление станком лазерной резки.

Единственный недостаток лазерной резки – небольшая допустимая толщина металла.

Чем хороша гидроабразивная резка металла

Гидроабразивная резка металла – принципиально иной по сравнению с остальными метод металлообработки. Он отличается от способов горячей резки тем, что не изменяет физико-механические свойства материала заготовки. При таком типе резки металла отсутствует деформация краев – их оплавление и сваривание.

Технологический процесс основан на использовании насоса сверхвысокого давления – до 6 000 бар, который через сопло диаметром 0,1 мм подает воду со специальным абразивом, образующую узконаправленную струю, способную разрезать сталь толщиной до 30 см. Скорость резки листа толщиной 1 мм на гидроабразивной установке может достигать 2,7 м/мин.

Основные достоинства лазерного типа резки металлов:

Обрабатываемая поверхность не нагревается, потому что подаваемая струя воды моментально охлаждает рабочую область.
Гидроабразивная резка справляется с самыми сложными конфигурациями и профилями любых заданных параметров.
Не требуется дополнительных работ по обработке края в виде шлифования, качество разреза получается очень высоким.
Ручные установки для гидроабразивного типа резки пригодны для использования под водой, глубина работ может достигать нескольких сот метров. Один насос высокого давления способен подавать воду одновременно на две-три установки.
Экономичность – даже по сравнению с плазменной гидроабразивная резка выигрывает, при этом скорость разрезания может достигать 30 000 мм/мин без ухудшения качества разреза.
Безопасность – станки для гидроабразивной резки идеально использовать в цехах с повышенной взрывоопасностью, а также с использованием легковоспламеняющихся материалов, так как гарантируют отсутствие искры, нагревания поверхности.

Основными недостатками гидроабразивных станков являются высокие эксплуатационные расходы и шумовой фон во время применения.

Самые последние технологические разработки в области резки металла предоставляют новые возможности для резания заготовок большой толщины. Это оборудование для ультразвуковой, криогенной и электроимпульсной обработки. Пока на нашем рынке оно не получило широкого распространения из-за высокой стоимости и сложности управления.

Какой тип резки металла выбрать

Выбирая тип резки металла для производства, прислушайтесь к советам профессионалов.

Технологи по металлообработке советуют обратить внимание на 10 признаков идеального способа резания:

Увеличение скорости обработки со стабильным качеством.
Чистый срез без остаточных следов и деформаций.
Возможность резки металлов разной толщины.
Износостойкость режущего инструмента.
Возможность обработки поверхностей с посторонними загрязнениями.
Возможность фигурной резки.
Вариативность профиля разреза.
Возможность совмещения с другими технологическими операциями (например, со снятием фаски).
Простая управляемость.
Экономичный раскрой.

Просто выберите технологический процесс, который будет совмещать максимальное количество рекомендуемых признаков для конкретного случая.

Резка листового металла: правила и особенности

Существуют несколько методов резки листового металла, выбор которых зависит от поставленных задач. Очевидно, что покупать лазерный станок для бытовых вопросов никто не будет, равно как и использовать ручной труд на производстве. Но выбор между, например, лазерной и плазменной технологией уже не так очевиден.

К тому же нередки ситуации, когда скорость и дешевизна важнее всего, поэтому выбирать точные способы не стоит. В нашей статье мы расскажем, какие методы раскроя листового металла существуют, и приведем критерии, по которым вы сможете выбрать оптимальный для себя.

Механические методы резки листового металла

Ленточнопильная резка

Этот способ раскроя основан на использовании станка для резки листового металла с режущим ленточным элементом. Данная лента представляет собой полосу из зубьев, ширина между которыми зависит от металла в обработке. Эта техника обладает довольно хорошей чистотой обработки и отличной производительностью. На этом современном оборудовании скорость может достичь 10 сантиметров в минуту, а ширина реза не превышает 2 мм.

Лентопильная резка подходит для обработки почти каждого сплава. Один из ее плюсов – это возможность сделать рез под необходимым углом. А вот минус – это неосуществимость фигурной резки. Еще к минусам можно отнести ограниченность высоты заготовки ввиду специфики станка.

Гильотина

Резка листового металла гильотиной очень часто используется на различных предприятиях в сфере металлообработки. Рез при использовании гильотинных ножниц получается вполне ровный, но он исключительно прямолинейный. При применении этой технологии опыт работника сильно сказывается на качестве среза. Человеческий фактор играет важную роль.

Толщина металла, который можно разрезать таким способом, зависит от вида привода исполнительного механизма. Если речь идет о станке с гидравлической подачей, в нем высота заготовки не может быть больше 6 мм.

Гидроабразивная резка

Такой метод резки листового металла используется при обработке материалов разной твердости, и не только металлов. Это и конструкции из железобетона, и камень, и бетон, и прочие. Суть этого метода заключается в использовании силы воды и абразивных материалов. Смесь из этих составляющих насосом высокого давления (может достигать 6000 атмосфер) прогоняется через выпускное сопло очень маленького диаметра, развивая скорость в несколько раз выше скорости звука. Таким образом происходит резка.

Этот метод в современном мире принято считать самым прогрессивным. Замечательно то, что если металл не очень толстый, то для его резки можно вообще обойтись одной водой. То, насколько быстро порежется металл, зависит от его толщины.

Например, лист из стали в 1 мм толщиной будет резаться со скоростью 3 метра в минуту. А если деталь толстая (к примеру, 10 см), то времени понадобится гораздо больше – скорость раскроя составит в среднем 2,5 см за минуту. Высокотехнологичные станки могут резать металл до 30 см толщиной.

Но у такой технологии есть существенный минус: она довольно дорогая. Около 50-60 долларов США будет стоить час работы оборудования при условии, что применяются абразивные материалы, а не только вода.

Если нет возможности или нельзя использовать резку, при которой происходит процесс нагревания или выделения тепла, то все вышеперечисленные способы подойдут. Например, в службе спасения, когда по понятным причинам термическая обработка невозможна, на помощь приходят передвижные установки для гидроабразивной обработки и разнообразный инструмент для резки.

Термическая резка листового металла

Газовая резка металла

Резка металла газом – это способ, при котором без контакта с поверхностью ее резка происходит за счет кислорода, газа и высокой температуры. Узконаправленный огненный поток греет поверхность там, где ее нужно разрезать, одновременно убирая окислы, появляющиеся на плоскости листа металла, который подвергается резке.

Пламя с постоянной скоростью движется по линии разреза. Чтобы раскроить металл таким способом, нужно постоянно сохранять одинаковое расстояние между нижней точкой резака и листом металла, при этом скорость должна быть неизменной.

В чем особенности резки газовым резаком:

можно кроить листы из титана;
есть возможность раскройки нескольких слоев материала одновременно;
можно работать по шаблону.

Важно помнить, что высоколегированную сталь и алюминий таким методом разрезать нельзя!

Плазменная резка металла

Плазменная резка листового металла — это способ, в основе которого лежит использование струи плазмы в качестве резака. Такая резка является термической. Плазма генерируется в среде ионизированного газа, металл плавится, подвергаясь воздействию электрической дуги прямого давления, создаваемого плазмотроном.

Поток плазмы нагревается до 300000. Данная технология работы с металлом подразумевает применение как активных газов – кислорода и воздуха, так и неактивных – азота, водорода и аргона.

Специфика резки плазмой:

возможность делать высокоточный скос кромок под нужным углом;
можно раскроить лист, достигающий в толщину 1500 мм;
метод дает высокое качество поверхности разреза, при этом скорость реза тоже высокая;
нет ограничения по форме металла;
нет необходимости дополнительно обрабатывать края реза: резка происходит по контуру с максимальной точностью;
ввиду такой высокой точности можно резать делали сложнейшей конфигурации;
плазменная резка подходит для работы с любыми сплавами: тугоплавкими, тяжелыми или цветными.

Метод плазменной резки обладает высокой продуктивностью и поэтому часто используется при фигурной и прямолинейной раскройке профильного и листового проката.

Лазерная резка металла

Лазерная резка листового металла производится лазером высокой мощности. Он используется на производственных линиях. Есть два режима: импульсно-периодический или непрерывный. Установка может работать в одном из них. Ввиду сфокусированности луча лазера резке таким способом можно подвергать любой сплав. Точность раскроя будет высокой.

Кроме большой точности, лазерная резка дает отличное качество поверхности реза, которое сочетается с высокой производительностью. Детали можно изготовить как объемные, так и плоские. При этом контуры деталей могут быть весьма сложными.

Какие же преимущества над другими методами резки есть у сквозного прожига лазерным лучом?

Нет физического контакта резака и поверхности.
Раскрой тонких листов стальных сплавов осуществляется с высокой скоростью.
Таким методом можно работать с тугоплавкими и высокотвердыми металлами.
Эту технику реза можно применить для работы с легкоформирующимися и тонкими материалами.

Существуют разные типы лазеров: волоконной, газовый, твердотельный. Их применяют для разных типов сплавов металлов.

Ручные способы резки листового металла

Ручные ножницы

Такими ножницами разрезают материалы, толщина которых не превышает 3 мм. Резцы бывают нескольких типов:

Для прямого реза.
Пальцевые. Они, в свою очередь, делятся на зеркальные и прямого вида. Используются для реза сложных форм.
Для криволинейного реза.
С двумя типами лезвий: одно с фиксацией, закрепленное в верстак, и другое подвижное.

Ручная резка листового металла часто производится пилой. Существует несколько видов:

Торец циркулярной пилы изготавливается из твердосплавных или абразивных напаек.
Ручные пилы закрепляются в особой раме, которая имеет С-образный вид.
Приводом дисковой пилы является ручное приспособление или электродвигатель.
Торцевые пилы совершают резку под любыми углами.
Отличительная черта маятниковой пилы – это твердосплавная напайка на торцевой стороне.

Углошлифовальная машина

Углошлифовальная машина – это машина для резки, по-другому именуемая болгаркой. У нее есть несколько плюсов по сравнению с другими устройствами:

Небольшая масса и размеры удобны для применения в работе.
Ей можно резать изделия разной толщины.
Сменные диски бывают различных конфигураций.

Критерии выбора промышленного способа резки листового металла

Когда встает вопрос о необходимости на выходе иметь точные детали, вопрос об использовании механического способа резки даже не встает.

Как определиться с оптимальным методом резки для каждого конкретного случая?

Первым делом отталкивайтесь от толщины металла.

Материал толщиной до 20 мм можно резать лазерным методом.
Материал толщиной до 30 мм можно резать плазменным или лазерным методом.
Материал толщиной до 65 мм можно резать плазменным или гидроабразивным методом.
Материал толще 200 мм лучше резать газокислородным методом.
Материал толще 50 мм можно резать газокислородным или гидроабразивным методом.
Материала толще 30 мм можно резать гидроабразивным, плазменным или газокислородным методом.

Во-вторых, определитесь, насколько точные края вам нужны.

Хватит ли вам качества, которое достигается плазменной резкой? Для большинства производств такого качества достаточно.
Если тепловое воздействие, которое возникает при лазерной, газокислородной или плазменной резки, недопустимо, то ваш вариант – гидроабразивная резка.

Цена или производительность, что в приоритете?

Если вам очень важна производительность, то гидроабразивная резка вам не подойдет.
Если у вас нет особых бюджетов для вложений и стоимость эксплуатации станка не должна быть высокой, то стоит присмотреться к газокислородной резке.

Что еще нужно учитывать?

Если появление окалины на нижней части пластины недопустимо для вас, то можно использовать гидроабразивную или лазерную резку.
Если отверстия на поверхностях должны быть абсолютно круглыми с ровными краями, значит, ваш вариант – это гидроабразивная или лазерная резка.
Если можно резать с применением более 4 горелок, то плазменную и лазерную резку лучше не рассматривать, потому что газокислородная технология будет более продуктивной. Но учитывайте, что работа с несколькими горелками делает резку более дорогой. Поэтому ваши траты на станки на начальном этапе будут выше, чем при использовании других технологий.

При резке гидроабразивным методом работает один повышающий давление насос с несколькими режущими соплами. Важно, чтобы производительности насоса хватало на обеспечение работы нескольких головок. Ограничение лазерной резки – это только одна режущая головка, при этом волоконные лазеры могут резать несколькими головками одновременно.

Еще стоит обратить внимание на такой фактор, как способность резать одну деталь с применением нескольких технологий одновременно. Лучше всего «дружат» в процессе резки гидроабразивная и газокислородная, гидроабразивная и плазменная технологии. Лазерную и газокислородную, лазерную и плазменную технологии стало возможным сочетать благодаря применению волоконных лазеров.

Зачем использовать несколько технологий в одном процессе? По одним контурам можно резать медленно и точно, а по другим – быстро и дешевле. В итоге мы получаем расходы ниже при необходимой точности, чем в случае, когда вся деталь нуждается в высокоточной обработке.

Не всегда бывает просто выбрать метод резки, потому что иногда пересекаются и толщины металлов в том или ином методе, и сходные возможности некоторых технологий. Поэтому те компании, которые режут различные металлы и имеют дело со стальными изделиями, в большинстве случаев выбирают станки, поддерживающие как минимум две технологии резки. Это дает возможность попробовать несколько методов, сравнить получившиеся изделия и выбрать нужный вариант для финальной резки.

Чем разрезать металл: горячие и холодные методы резки

В сфере металлообработки придумано немало способов, как и чем разрезать металл: от промышленных до бытовых, применяемых в домашних условиях. Все они условно делятся на холодные и горячие. К холодным методам резки относятся любое оборудование и инструмент, не требующие нагрева металла в месте реза: механические и ручные пилы, труборезы, гильотины, УШМ и проч.

В горячих методах резки используется высокотехнологичное оборудование с ЧПУ (лазерные и плазменные станки), а также газовые и кислородные резаки. Особняком стоит метод гидроабразивной резки, где применяются абразив и напор воды. Подробнее о том, чем можно разрезать металл, вы узнаете из нашего материала.

Резка металла лазером

Лазерная резка – это наиболее популярный способ обработки металла. С помощью лазера получается точно и быстро порезать заготовку.

Суть данной технологии заключается в следующем: направленный лазерный луч точечно действует на металл. С помощью этого метода получится добиться необходимого результата, даже если заготовки сложной геометрической формы, при этом кромки будут ровные.

Отличия между лазерной и плазменной резкой заключаются в толщине обрабатываемых металлов, а также качестве реза.

Для выполнения таких операций на производствах имеются станки ЧПУ. Причем данный процесс происходит автоматически. Поскольку полностью исключен человеческий фактор, устраняется и проблема наличия бракованных деталей.

Последовательность действий при резке металла лазером:

Создается чертеж будущей заготовки и загружается в программу ЧПУ.
Данные обрабатываются, запускается резка.

Конструкция станка лазерной резки состоит из следующих элементов:

Источник излучения (рабочая среда).
Источник энергии.
Оптический зеркальный резонатор.

Оборудование для лазерной резки в зависимости от типа источника энергии бывает нескольких видов:

Газовые. Резка металла на таком станке происходит с помощью луча, который подается вместе со смесью газов.
Твердотельные. Воздействие на металл оказывает многомерное зеркальное усиление газоразрядной лампы.
Газодинамические. Усиление лазерного луча происходит за счет нагретого CO2.

В зависимости от принципа воздействия лазерного луча выделяют следующие методы обработки металла:

Метод плавления. Данный тип обработки используется для всех заготовок, включая толстостенные медные и алюминиевые детали. Суть этого метода: место среза плавится направленным лучом, при этом одновременно подается струя сжатого газа, которая отводит расплавленный металл вниз и охлаждает кромку.
Метод испарения. В этом случае металл нагревается, проходя через три этапа: плавление, кипение и испарение.

Технология лазерной резки обладает следующими преимуществами:

универсальность метода;
безопасность процесса обработки металла;
эффективность и высокая скорость резки;
безотходность;
возможность обработки заготовок со сложными контурами.

Плазменная резка толстого металла

Чем можно разрезать толстый металл? Оптимальное решение – плазменная резка. При такой обработке металла используется плазма, которая подается струей и разрезает заготовку. Она представляет собой ионизированный газ, нагретый до нескольких тысяч градусов.

Существует два типа плазменной резки:

Плазменно-дуговой рез. Принцип действия следующий: электрическая дуга пропускается между режущим инструментом и заготовкой. Между неплавящимся электродом и поверхностью детали возникает дуговой разряд.

Одновременно в зону реза, минуя электрод, подается газ под высоким давлением, он нагревается до максимальной температуры, начинается процесс ионизации. Возникает поток плазмы, расплавляющий металл. Жидкий металл выдувается из области высокой температуры потоком подаваемого газа на высокой скорости.

Косвенно воздействующий механизм. Электрическая искра генерируется внутри режущего элемента, резка осуществляется только с помощью плазмы.

Достоинства плазменной резки:

данная технология подходит для резки любых заготовок;
резка осуществляется быстро с минимальными повреждениями и деформациями заготовки;
кромка металла гладкая;
безопасность метода;
можно обрабатывать заготовки со сложным контуром;
можно резать металл большой толщины.

Резка металла газовым резаком

Проще всего разрезать лист металла с помощью газового резака. При использовании такого оборудования область воздействия разогревается до состояния горения. После этого подается очищенный кислород, в среде которого происходит резка.

Резка металла газовым резаком выполняется в три этапа:

Заготовка разогревается до максимально возможной температуры.
Область реза окисляется кислородом.
Удаляется шлак с помощью продувки, затем кромка заготовки отвердевает.

Установка газовой резки состоит из следующих элементов:

Газовый баллон.
Шланги для подключения.
Режущий элемент.
Мундштук, размеры которого можно регулировать.
Система регуляции.

Чтобы разрезать тонкий металл данным способом, важно соблюсти несколько условий:

резак должен идти плавно;
угол наклона инструмента составляет 6? против движения;
заготовку разогревают до температуры не выше 1 000 градусов.

Основные достоинства этого метода резки:

можно обработать толстую заготовку, при этом кромки будут ровные и качественные;
автономность и мобильность оборудования;
технология является универсальной, обработка происходит быстро;
экономичность.

Кислородная резка металла

Когда нужно быстро разрезать металл, выручит кислородная резка. Многие слышали, что можно разрезать металл сваркой. Кажется, что это несовместимые понятия. Но на самом деле для раскроя металла подходят специальные установки для ацетиленовой сварки. Данная технология основана на использовании ацетилена либо пропан-бутана и пр., задача которых – разогреть место воздействия. В этом случае применяются не стандартные сварочные горелки, а газовые резаки, к примеру инжекторные.

Конструктивно подобные резаки отличаются от горелок. У резаков есть дополнительные трубки, через которые подается режущий кислород. Через наконечники с мелкими отверстиями проходит смесь газов, а режущий кислород поступает через центральное отверстие.

Последовательность действий при использовании оборудования для кислородной резки:

Заготовку размещают горизонтально, вентили резака должны быть в закрытом положении.
Открывают кислородный вентиль, затем вентиль горючего газа.
После воспламенения смеси регулируют мощность.
Начинается нагрев металла по площади среза.
После открытия вентиля с режущим кислородом, как только головка достигнет разогретого металла, активируется горение.
Чтобы удалить образовавшиеся окислы, подают струю кислорода.
По завершении обработки закрывают вентиль режущего кислорода, затем вентиль горючего газа, в последнюю очередь — вентиль горелки.

Резак является основным инструментом кислородной резки. Есть несколько разновидностей резаков, которые отличаются между собой:

в зависимости от вида горючего газа: резаки для жидких горючих смесей, ацетилена, газов-заменителей;
по степени автоматизации: ручные, машинные;
по назначению: специальные и универсальные;
по смешиванию газов: безинжекторные и инжекторные;
по мощности пламени: большая, средняя, малая.

У кислородной и кислородно-флюсовой резки множество достоинств:

толщина разрезаемого металла может быть достаточно большой, до 50 см, единственное, что нужно учитывать при выборе данного способа обработки металла, – особенность конструкции установок кислородно-флюсовой резки;
экономичность;
высокое качество, на станках можно выполнить требуемую ширину реза, кромки будут чистые, без конусности, не потребуется дополнительно их обрабатывать.
возможность применения многорезаковых схем.

Гидроабразивная резка металла

Гидроабразивная резка основана на использовании тонкой струи воды, смешанной с абразивными частицами. Такая технология позволяет точно разрезать листовой металл по линиям выбранной кривизны и сложности, а также раскроить заготовки толщиной до 20 см.

Струя воды разрезает металл следующим образом: жидкость подается под большим давлением около 4 000 атм. через узкое сопло, диаметр которого 0,5 мм.

Скорость взаимодействия раствора с металлом выше скорости звука. Поэтому обработка металла происходит быстро, кромка получается гладкой. Полученный результат такой же, как при резке металла лазером.

Гидроабразивная резка – современная технология, позволяющая разрезать водой металл большой толщины, обработать заготовки со сложной формой. При этом расход металла будет небольшой, поскольку ширина среза минимальная. За счет низкой температуры в области реза заготовка не деформируется и не плавится.

Данная технология подходит для декоративной и художественной резки, когда важна точность реза, небольшой расход металла.

Инструменты и оборудование для холодных способов резки металла

Далее рассмотрим, каким инструментом удобнее разрезать тонколистовой металл. Холодные методы обработки основаны на физическом воздействии, область резки не нагревается.

Это значит, что мастеру придется приложить значительные усилия, чтобы обработать металл. Главное достоинство таких методов – их небольшая стоимость. При этом заготовка будет раскроена точно и аккуратно, с ровными кромками. Единственный недостаток – отрезать часть заготовки получится только по прямой линии.

Металл обрабатывают с помощью следующих инструментов:

Отличие ручных ножниц от шлицевых заключается в том, что в них нет электродвигателя. Также принцип действия ручных ножниц не такой, как у гильотинных. Если вы не знаете, как просто и быстро самостоятельно разрезать металл, выбирайте ручные ножницы. Такой инструмент всегда можно купить в специализированном магазине, стоимость ножниц небольшая.

Используя ручные ножницы, вы сможете отрезать полосы, двигаясь по отмеченной линии. Важно, чтобы режущие кромки были острыми.

Есть несколько видов ручных ножниц:

пальцевые;
силовые;
стуловые;
рычажные;
криволинейные.

Данные модели отличаются конструкцией, а также усилием, которое нужно приложить.

Помимо ручных, есть шлицевые ножницы, с их помощью можно резать металл в ограниченном пространстве. Гильотинные ножницы позволят добиться идеального результата с ровной кромкой.

Оптимальный вариант – ножовка. Используя такую пилу, вы сможете разрезать металлический профиль на части, сделать фигурную заготовку.

Существует два типа пил:

Сабельные. Принцип действия аналогичен электролобзику. Главный элемент – сменное полотно 100-350 мм, оно фиксируется в корпусе и во время работы совершает возвратно-поступательные движения. Сменное полотно должно быть узким, если радиус заготовки небольшой. Сабельные пилы питаются от централизованной сети или от АКБ, в этом заключено как достоинство, так и недостаток данного инструмента. Сабельную пилу можно переносить, но при обработке металла расходуется большое количество электричества, что влечет за собой денежные траты. Использовать такой инструмент сможет только опытный мастер с развитым глазомером.
Дисковые. Работать с ними легко, поэтому они идеально подходят, если вы ищете вариант, чем разрезать металл. Режущие элементы сделаны из твердого сплава, поэтому срок службы инструмента неограничен. Основное достоинство – после работы будет немного стружки, а бороздки получатся узкие. При выборе дисковой пилы помните о том, что универсальная модель – с широким кругом. Минус такого инструмента – высокая стоимость, внушительные размеры и вес.

Рекомендуется выбирать модели с раздвижной рамкой. На такую пилу можно устанавливать полотна разного диаметра. Лучше всего покупать закаленные полотна, твердость которых 60–63 HRC. Важно, чтобы на полотне было много зубцов универсального размера: 16–18 на дюйм.

Углошлифовальные машинки (УШМ)

Такой инструмент есть у каждого мастера – это так называемая болгарка с диском. Главное отличие УШМ – хорошая производительность, минимальное количество окалины. Используются углошлифовальные машинки для того, чтобы зачищать поверхности от шероховатостей.

Однако УШМ универсальны: с их помощью получится резать металл без особых усилий, делать из листовых заготовок квадраты, полосы, фигурные элементы. В завершение работы вы сможете отшлифовать получившуюся заготовку тем же оборудованием.

Достоинство УШМ заключается в том, что, установив новый диск, с зубцами либо абразивный, с нужной шероховатостью, вы сможете выполнять разнообразные операции. Даже если диск сотрется, вы всегда сможете приобрести новые. Срок службы УШМ большой, главное бережно относиться к инструменту, который всегда пригодится в хозяйстве или на производстве.

Труборезы

С помощью этого инструмента разрезают металл диаметром от 0,25 до 4 дюймов. Благодаря конструктивным особенностям (инструмент выполнен из трех роликов), удается добиться нужного результата: первые два ролика неподвижно зафиксированы на корпусе устройства, третий обеспечивает винтовой прижим.

Вы сможете быстро обработать металл с помощью трубореза, не прилагая усилий, при этом срез будет ровный.

Кусачки

Кусачки стоит использовать для резки прутков, стержней небольшого диаметра, проволоки, проводов. Кромки кусачек бывают торцевые либо боковые, что влияет на конечный результат резки. Если требуется разрезать толстую арматуру либо небольшой крепежный элемент, применяются болторезы. У них двухрычажная конструкция, поэтому удается создать нужную нагрузку и разрезать заготовку, не прикладывая чрезмерных усилий.

При выборе способа резки металла разной толщины помните о том, что необходимо не только подобрать подходящий инструмент, но и уметь им пользоваться.

Читайте также: