Почему металл режет металл

Обновлено: 02.07.2024

Существует большое количство различных способов резки металла. В связи с этим, вопросы: чем режут металл, чем можно резать металл и чем резать толстый металл, не утрачивают своей актуальности.

Для максимального удовлетворения потребительского спроса, на смену морально устаревшим, классическим методам обработки, пришло достаточно много альтернативных вариаций.

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Так чем же лучше резать металл и чем вообще режут металл? Чем можно разрезать толстый металл? Ответ на этот вопрос достаточно многогранен, в связи с тем, что процесс резки применяется не только в промышленных масштабах, но и в домашних условиях.

РЕЗКА МЕТАЛЛА ЛАЗЕРОМ

Эта, одна из самых передовых технологий, приобретает все большую популярность благодаря своей исключительной точности и высокой производительности. Суть лазерной резки металла заключается в точечном, направленном воздействии лазерного луча на металл. Воздействие лазером позволяет производить детали любой геометрической сложности контура, с сохранением максимальной точности, практически идеальной ровности кромок, при этом не теряя производительности. Основные отличия лазерной резки и плазменной резки в толщине обрабатываемых металлов и качестве реза.

Управление установкой производится оператором станка ЧПУ. Полная автоматизация процесса сводит вероятность ошибки, и, как следствие, выбраковки деталей, к минимуму.

Создание чертежного изображения разрабатываемой детали;
Загрузка чертежей в файловом изображении в программу ЧПУ;
Обработка данных и запуск выполнения.

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

Метод плавления. Такой тип обработки оправдан при работах с любыми заготовками, в том числе, толстостенными и изготовленными из меди и алюминия. Суть метода заключается в плавлении места среза направленным лучом, сочетающимся с подачей струи сжатого газа, отводящей расплавленный металл вниз и охлаждающей кромки.
Метод испарения. Этот метод заключается в нагреве металла, который проводит его через три стадии:плавления, кипения и испарения.

ВИДЕО ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛА

Преимущества лазерной резки

Универсальность;
Технологическую безопасность;
Высочайшую скорость и производительность;
Чистоту процесса;
Сверхточное выполнение сложных контуров.

ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА ТОЛСТОГО МЕТАЛЛА

В вопросе "чем резать тостый металл", плазменная резка - лучший вариант. В данном случае, воздействие на металл производит струйная подача плазмы. По своей сути плазма является ионизированным газом, разогретым до сверхвысоких температур.

Плазменно-дуговой рез. Суть метода соответствует названию. Между режущим инструментом и изделием, пропускают электрическую дугу. Электрод внедряют в корпус, оснащенный отводом. Подающийся под большим давлением газ, минуя электрод, разогревается до высоких температурных отметок и подвергается ионизации. Наличие отвода в корпусе, обеспечивает высокую скорость потока. Созданная электрическая дуга оплавляет металл, подаваемый газ удаляет из высокотемпературного воздействия.
Косвенно воздействующий механизм. В данном случае, воздействующая электроискра находится непосредственно внутри режущего элемента и воздействие происходит только за счет плазмы.

ВИДЕО ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛА

Преимущества плазменной резки металла

К преимуществам плазменной резки металла ГАЗОВЫМ РЕЗАКОМ

В вопросе "чем режут металл" - данный способ является одним из самых простых с технической точки зрения. Его суть заключается в разогреве места резки металла до состояния горения и последующей подачей очищенного кислорода для завершения действия.

Разогрев до предельных температур;
Окисление кислородом;
Удаление шлаковых образований выдуванием и отвердение мест среза.

Из чего состоит оборудование для газовой резки металла

Газовый баллон.
Шланги для подключения.
Режущий элемент.
Мундштук с регулируемыми размерами.
Система регуляции.

Плавность ведения резака;
Соблюдение угла наклона на 6 градусов против движения;
Разогрев не менее чем до отметки в 1000 градусов.

Преимущества

Возможность резки толстого металла с сохранением ровных и качественных швов;
Автономность и мобильность;
Универсальность и скорость процесса;
Экономическая выгода.

КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛА

В процессе кислородной резки металла происходит процесс горения металла в кислороде, который идет потоком в виде струи, удаляющей оксиды. Самое главное, что в данной процедуре металл не плавится - он лишь горит, при этом сохраняя свою твердость и прочность, а рамки реза выходят ровными.

Существуют некоторые подвиды кислородной резки металла, о которых мы расскажем ниже:

Кислородно-флюсовая резка

При кислородно-флююсовой резке металла используют порошковый плюс, который подается в место реза, из-за чего процедура облегчается, так как флюс на место реза оказывает 3-ное действие: абразивное, химическое и термическое.

Кислородно-копьевая резка

Кислородно-копьевая резка металла подразумевает собой высокий температурный режим, поддерживаемый из-за сгорания кислородного "копья", которое представляет собой трубку из стали, через которую в область реза подается кислород.

ГАЗОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛА

Для газоэлектрической резки, исходя из названия, необходим источник электричества. Газоэлектрическая металлорезка бувает двух разновидностей:

Воздушно-дуговая газоэлектрическая резка

Металл, который расплавился, удаляют при помощи мощной воздушной струи, движущейся под высоким давлением.

Кислородно-дуговая резка

При этом виде газоэлектрической резки металла осуществляется движение кислородной струи, которая вызывает горение накаленного электродугой металла, и удаление оксидов из области реза.

Основной минус газоэлектрического способа резки металла - начало науглероживания металла в области реза. Обычно, такой вид металлорезки применяют в случае, если необходимо избавиться от дефектов сварных швов.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ГАЗОВЫХ СПОСОБОВ РЕЗКИ МЕТАЛЛА

Доступная цена;
Процессы понятны и не вызывают сложностей;
Возможно резать толстый металл;

Из недостатков можно выделить следующее:

Неидеальная точность резки;
Высокий расход материала;
Небольшая скорость резки;
Необходима доп. обработка по краям реза;
Возможна термическая деформация металлоизделий;

ГИДРОАБРАЗИВНАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛА

Гидроабразивная резка – современный способ резки металла, позволяющий высокоточно производить раскрой листового металла по линиям любой кривизны и сложности и резать толстые металлические изделия толщиной до 200 миллиметров. В данной технологии обработки металла используется очень тонкая струя водного раствора, смешанного с абразивными частицами. Жидкость подается под высоким давлением порядка 4 тысяч атмосфер через специальное узкое сопло, имеющее диаметр до 0,5 миллиметров.

Скорость, с которой раствор взаимодействует с металлом, сравнима со скоростью звука, зачастую даже выше, что, в свою очередь, позволяет производить резку металла с высокой скоростью и очень гладкую поверхность реза, сравнимую с методом лазерной резки металла.

Гидроабразивная резка металла является, на сегодняшний день, одним из лучших способов резки металла, так как она обеспечивает возможность резать толстый металл, сложные детали нестандартной формы легко поддаются обработке, расход металла минимален вследствие маленькой ширины реза, а низкий температурный режим в зоне реза обеспечивает защиту от деформации и плавления.

Гидроабразивная резка используется, в основном, в декоративной и художественной резке, где требуется высочайшая точность реза и минимальный расход металла.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ РЕЗКИ МЕТАЛЛА

Механические способы резки металла в промышленных масштабах используются все реже. В данном методе часто встает вопрос: какой станок по металлу лучше выбрать, однако обычно для этих целей используют ленточные, дисковые и гильотинные станки по металлу. Минус такого оборудования в его ограниченных возможностях и достаточно высокой трудоемкости процесса.

Резка металла на ленточном станке

Данный станок это фиксированное режущее полотно с зубцами на одной стороне. Благодаря работе мотора происходит непрерывное вращение ленты.

Гильотинное
оборудование

Обрабатываемый металлический материал фиксируется в горизонтальном положении и подвергается рубящему удару станка резака-гильотины.

Резка металла дисковым станком

Суть действия схожа с работой ленточного станка. Отличие состоит только в возможности вращения металлической заготовки на 360 градусов.

ЧЕМ РЕЖУТ МЕТАЛЛ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Резка металла в домашних условиях производится при помощи механических устройств. К ним можно отнести как не промышленные модели станков, так и подручный инструмент. К наиболее часто используемым приспособлениям для резки металла в домашних условиях можно отнести:

Ручные ножницы для резки металла

Ручные ножницы позволяют резать металл толщиной до 3 миллиметров.

Пилы различного типа для резки

Пилы ручные, дисковые, торцевые, ленточные и маятниковые.

Болгарка для резки металлоизделий

Болгарка достаточно популярна и универсальна в домашних условиях.

ПОДРОБНЕЕ О ВИДАХ РУЧНЫХ НОЖНИЦ ДЛЯ РЕЗКИ МЕТАЛЛА

Существует несколько видо ручных ножниц для резки металла, каждый из которых обладает своими особенностями, преимуществами и недостатками. Рассмотрим их ниже.

Гильотинные ножницы

Не остается каких-либо механических дефектов;
Наружное покрытие металла, который режут, сохраняется в прекрасном качестве;
Высокий показатель точности резки;

Особенность гильотинных ножниц заключается в том, что в их строении предусмотрен нож, который движется строго в одной плоскости, что прекрасно подходит для разрезания металлических листов. Если изменять угол наклона ножа, то существенно снижается необходимое усилие руки, однако, при этом страдает показатель качества резки. Гильотинные ножницы бывают как ручные, так и механические, либо с гидроприводным модулем.

Ручными ножницами практически невозможно разрезать металл средней толщины, а вот гильотинные ножницы с гидроприводом очень здорово себя показыают в показателях точности резки, так как они зачастую имеют ЧПУ-модуль, позволяющий "запоминать" типовые операции.

Шлицевые ножницы по металлу

Шлицевые ножницы позволяют резать металл по прямым и кривым произвольным линиям, благодаря чему, возможно выполнить качественную декоративную или фигурную резку металла. Работают такие ножницы от электродвигателя.

РАЗНОВИДНОСТИ ПИЛ ДЛЯ РЕЗКИ МЕТАЛЛА

Как и с ручными ножницами, существует несколько видов пил для металлорезки, которые обладают своими плюсами и минусами:

Дисковая пила

Самая легкая в работе пила. В дисковой пиле используются качественные диски из высокоустойчивых твердых сплавов или быстрорежущая специальная сталь, не подверженная температурному режиму. Основное ее применение - распил тонких металлических листов и листов средней толщины. Обычно один из факторов ценообразования на дисковую пилу - это ее распиловочный круг, ведь в зависимости от его диаметра, пила расширяет свой возможный спектр задач.

Из минусов можно отметить то, что хорошие дисковые пилы редко стоят дешево и имеют крупные габариты, что не всегда удобно.

Сабельная пила

Сабельная пила по своему образу схожа с электродрелью с удлиненной пилой, а по принципу работы - с электролобзиком. Существует 2 варианта сабельных пил: аккумуляторные и с зарядкой от сети.

Многообразие пильных полотен позволяет выполнять сабельной пилой различные задачи по резке металла. С сабельной пилой сложнее управляться, нежели с дисковой - для нее надо иметь правильные навыки и отличный глазомер.

Углошлифовальная машина

За этим серьезным названием скрывается знакомая всем болгарка. Интересно то, что изначально она разрабатывалась как инструмент для шлифования, однако теперь по функциональным качествам заменят сабельную и дисковую пилы.

Универсальность углошлифовальной машины позволяет проводить резку, шлифовку и полировку металлических изделий - для этого стоит просто купить необходимые материалы и комплектующие.

СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ РЕЗКИ МЕТАЛЛА

При сравнении основных способов резки металла лучшими видами для промышленных масштабов признаны лазерная и плазменная резка металла.

Доступна резка по любым кривым линиям;
Возможность резать толстый металл практически любой толщины;
Благодаря точности резки металла данными способами обеспечивается высокая точность;
Универсальность выбора металла: возможность резки алюминия, оцинковки, нержавейки, титана, черных металлов и т.д. одним оборудованием;
Экономия времени на этап подготовки металла к резке: благодаря высокой температуре лазерная и плазменная резка легко справляется с инородними примесями;
Затраты на электроэнергию и воздух - достаточно низкие, как и на расходные материалы.

Что касается выбора наилучшего способа резки металла в домашних условиях, то здесь наибольшую популярность имеет углошлифовальная машина (болгарка). Ее многофункциональность и относительно невысокая цена являются несомненными преимуществами в вопросе: "чем лучше резать металл дома".

ИТОГ: ЧЕМ ЛУЧШЕ РЕЗАТЬ МЕТАЛЛ

Отвечая на вопросы: "Чем режут металл" и "чем резать толстый металл", стоит отметить, что несмотря на доступность многих из перечисленных вариантов обработки, качество зависит не только от сложности оборудования, но и от профессионализма специалистов на нем работающих. Компания "Металик" имеет в своем арсенале оборудование для проведения всех видов резки металла любой толщины и конфигурации. Получить консультацию и оставить заказ вы можете на нашем сайте, или связавшись с нами по телефону.

Усталость металла

Что это такое? Усталость металла – это постепенное повреждение его структуры с последующим разрушением. Опасность заключается в том, что процесс этот не одномоментный, проходит время, прежде чем материал окончательно придет в негодность.

От чего зависит? Усталость металла связана с условиями, в которых он эксплуатируется. Поэтому, чтобы не допустить деформации, прибегают к различным мерам, способным защитить материал от порчи.

Что такое усталость металлов

Понятие «усталость металла» скрывает за собой неравновесно-напряженное состояние, из-за которого в материале накапливаются отрицательные остаточные явления. Кроме того, металл оказывается неспособен сопротивляться разрушающей силе ниже его предела прочности.

Появление статической усталости объясняется непрерывным продолжительным воздействием на предмет статичной нагрузки, которая меньше предела прочности металла.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Динамическая нагрузка, например, удары, вибрация, является знакопеременной, то есть при ней сжатие постоянно сменяется растяжением. При подобных процессах усталость металла наступает в короткие сроки и может классифицироваться как одноцикловая, малоцикловая и многоцикловая.

Одноцикловая усталость металла – простыми словами это его разрушение в результате перехода в неравновесно-нагруженное состояние. Нагрузка оказывается единожды и равна либо превышает предел прочности материала.
Малоцикловая усталость металла возникает из-за неравновесно-нагруженного состояния, вызывающего разрушение металла под действием нагрузки, соответствующей или немного превышающей предельный уровень его прочности. Количество нагружаемых циклов не превосходит 10 000.
Многоцикловая усталость металла также является неравновесно-нагруженным состоянием, результатом которого становится разрушение металла при соответствующей либо превышающей предел прочности нагрузке. Количество циклов превышает 10 000.

История термина

В процессе развития транспорта инженеры стремились увеличить скорость его движения, однако это привело к увеличению частоты крушений. Дело в том, что ломались вагонные и паровозные оси, коленчатые валы на пароходах.

Подобная картина складывалась и на предприятиях, ведь и там важно было добиться, чтобы оборудование функционировало быстрее. Станки ускоряли за счет увеличения количества оборотов двигателя, что вскоре вызывало поломку деталей.

Специалисты пытались обнаружить причины аварий, качество металла изучалось в лабораторных условиях, но ничего выяснить не удавалось. Проверки показывали, что размеры элементов рассчитаны верно, использовался качественный металл, а детали имели хороший запас прочности.

Со временем инженеры обратили внимание на тот факт, что обычно из строя выходят компоненты механизмов, испытывающие на себе повторную переменную нагрузку. Допустим, именно такому воздействию подвергается шток в паровой машине: он крепится к шатуну, а тот приводит в движение коленчатый вал. В паровозе принцип примерно тот же, только ведущее колесо вращается благодаря работе кривошипа.

Поршень перемещается в цилиндре, из-за чего шток меняет направление движения. Сначала он испытывает на себе осевое сжатие, а потом растяжение, сопровождающееся изменением нагрузки на данный элемент.

Никто не мог понять, по какой причине повторяющаяся переменная нагрузка разрушает деталь, ведь с постоянной нагрузкой аналогичной величины материал может долго справляться.

Чтобы описать данный процесс, решили использовать усталость металла на фоне переменной нагрузки. Проблема лишь в том, что такое объяснение не несет в себе никакой информации. Кроме того, оно далеко от сути явления, поскольку усталость мышцы, сопровождающаяся снижением ее способности к сокращению, имеет более сложную природу, далекую от поломки металлического элемента.

Понятие «усталость» сохранилось в технике до сих пор, хотя уже известно, почему металл быстро разрушается при переменной нагрузке. По аналогии было введено понятие «выносливость металлов»: чем дольше изделие не «устает», тем более «выносливым» считается металл.

Если материал подвержен усталости, важно сформировать новые пределы напряжений, отказаться от имеющихся справочных материалов, опыта, накопившегося за годы инженерной работы.

Необходимо было доказать связь между выносливостью и повторяющимися переменными нагрузками, причем проверить способность металла к физической усталости можно было только опытным путем.

Основные виды усталости металла

Пороговая усталость представляет собой состояние, при котором заметны первые признаки неравномерного напряжения, являющегося необратимым.
Накопление усталости является необратимым относительным процессом накопления неравновесно-напряженного состояния, в результате которого металл разрушается.

Снова добиться прежней износостойкости, надежности конструкции, увеличить ее срок службы можно, если повысить уровень твердости. С этой целью прибегают к поверхностной или объемной закалке. Температуру металла повышают до +850 °C и выдерживают в течение 15–20 минут, затем резко охлаждают в воде или масле. В итоге обеспечивается высокая твердость детали.

Старение и усталость металлов и сплавов вызывают значительное снижение уровня прочности, сокращают срок службы изделия, провоцируя его разрушение из-за появления усталостных трещин. Все это негативно отражается на надежности, продолжительности работы и безотказности техники.

Причины возникновения усталости металла

Локальное перенапряжение приводит к появлению небольшой трещины на металлическом изделии, которая постепенно увеличивается в процессе его использования. В результате деталь ослабевает и резко выходит из строя при разрастании трещины до критических показателей. Это называется механической усталостью металлов.

Выделяют три этапа усталостного разрушения:

Образование трещины.
Распространение трещины.
Разрушение материала.

Чтобы деталь использовалась в течение максимально долгого срока, не подвергаясь усталостному разрушению, а специалисты не задумывались, через сколько лет наступит усталость металла, важно не допускать превышение локальными напряжениями определенного значения, известного как предел выносливости.

Усталость металла определяется присутствием концентраторов напряжений, в качестве которых могут выступать отверстия, сварные соединения, зазубрины, очаги ржавчины. Не менее важно качество обработки поверхности изделия, так как гладкие плоскости менее подвержены усталостным процессам.

Усталостное разрушение деталей может быть разных типов в соответствии с причиной образования дефекта:

перепады температуры – в этом случае говорят о термической усталости металла;
совместные циклы давления и температуры;
наличие очага коррозии;
постоянная вибрация, исходящая от оборудования.

Как определить усталость металла

Экспериментальные методы исследования усталости металлов позволяют создавать надежные конструкций, которые служат долго и справляются с переменными нагрузками. Существуют испытания на усталость для хрупких, малопластичных и пластичных материалов, которые проводят в ускоренном или длительном режиме.

Нередко предел выносливости определяют в условиях симметричного цикла при помощи гладкого вращающегося образца либо имеющего надрез. Так как специалистам нужно определить усталость металла, прибегают к большому количеству циклов знакопеременных нагрузок. Испытание осуществляется при заданной нагрузке и завершается сразу после разрушения материала, далее фиксируют число выполненных циклов.

Меры повышения выносливости металла

Разрушение крепежных элементов является недопустимым. Избежать преждевременного проявления усталости металла можно таким образом:

Прибегнуть к рационализации конструкции, то есть к увеличению радиуса скруглений, переходов между отдельными участками изделия, что позволяет избавиться от концентраторов напряжений.
Выбирать материал, обладающий повышенным показателем прочности. Сюда относятся титан, легированная сталь, а также сталь с высоким содержанием углерода.
Обеспечить более высокую прочность поверхности при помощи метода закалки с отпуском, азотирования, гальванической обработки металла для защиты от ржавчины.
Постоянно затягивать резьбовой крепеж во время работы – практически полная защита от ослабления предварительной затяжки достигается при помощи стопорных клиновых шайб.
Тщательно отслеживать качество затяжки соединений, если изготовитель указал величину момента затяжки.
Защищать поверхности крепежа от воздействия извне, что позволяет избежать коррозионной усталости металла.
Предельно серьезно отнестись к выбору типа крепежа, оценив несущую способность, которая требуется от подобных изделий в конкретной ситуации.
Провести грамотный монтаж, благодаря чему удается исключить вибрации, слабину крепежа в рабочем состоянии – так, анкерный болт не должен болтаться при установке в пористый бетон, кирпич.
Учесть класс пожаростойкости объекта, конструкции, ведь от этой характеристики зависит необходимость в изделиях с повышенным уровнем стойкости.

Разрушение металла в результате усталости происходит внезапно и связано с большим количеством нюансов, чем обычное. А значит, при проектировании объекта важно проанализировать показатели усталости. На данном этапе уже известен материал, который планируется использовать для проекта, и параметры среды – инженеру нужно выбрать ПО для оценки степени усталости всех элементов конструкций.

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.

Дефекты лазерной резки металла

Возможны ли дефекты при лазерной резке металла? Как ни печально, но такое случается, несмотря на то, что данная технология признана на сегодняшний день одной из самых продвинутых в мире. С другой стороны, совершенства не бывает в принципе, к нему можно лишь вплотную приблизиться.

И процесс обработки металлов лазером это без проблем позволяет. А любые возможные дефекты можно предотвратить при наличии определенных знаний у мастера. Опытным специалистам вполне под силу сделать так, чтобы работа была выполнена в высшей степени профессионально и в точно назначенный срок.

Суть процесса лазерной резки металла

Для раскроя металла по данной технологии используются специальные установки, обеспечивающие создание мощного лазерного луча. Последний фокусируется на обрабатываемой поверхности, вызывая ее активное разрушение: металл плавится, испаряется, сгорает. Подобный результат достижим благодаря ряду особенностей лазерного луча, таким как:

Данная технология представляет собой воздействие светового луча на поверхность, во время которого не всегда удается избежать дефектов лазерной резки металла. В целом, обработка предполагает три этапа промежуточных изменений материала заготовки. Первое соприкосновение луча лазера с металлом приводит к нагреванию материала до температуры плавления, данный процесс сопровождается образованием усадочной раковины. Далее металл начинает закипать и испаряться под действием выделяемой энергии. После чего заготовка проплавляется на всю толщину, позволяя инструменту осуществлять поступательные движения в выбранном направлении.

Нужно понимать, что металл испаряется только при раскрое заготовок небольшой толщины. Обработка других изделий требует дополнительного удаления остатков вещества из рабочей зоны. Для этого используются различные вспомогательные средства, в роли которых могут выступать инертные газы, кислород, азот, различные воздушные смеси. А вся работа ведется оборудованием газолазерного типа.

Подача активного кислорода в зону раскроя позволяет решить несколько задач. Дело в том, что данный газ удаляет продукты плавления металла, охлаждает поверхность среза, поддерживая оптимальную температуру. В результате сокращаются временные затраты на раскрой.

Говоря о дефектах лазерной резки металла, стоит отметить, что при данной обработке исключена деформация заготовок. Это экономически выгодно, поскольку позволяет отказаться от дополнительных припусков на линейных размерах. Иными словами, сокращается расход материала, что особенно заметно во время объемных работ, а также отсутствует необходимость в осуществлении дополнительных чистовых операций.

Достоинства и недостатки лазерной резки

Лазерная обработка является достаточно дорогой услугой, однако цена является, пожалуй, единственным минусом на фоне большого количества плюсов подобной технологии.

Основные преимущества данной методики:

Луч лазера не может износиться, а значит, не требует замены.
Световое пятно имеет минимальный размер, за счет чего обеспечиваются тонкие линии реза.
Обрабатываемая заготовка может иметь любую температуру или структуру материала.
Не нужно искать лучшие режимы для раскроя.
Конструкция используемой аппаратуры не предполагает особых требований к жесткости станины, прочности направляющих.
Обработка не сопровождается шумом и вибрацией.
Испарения выжигаемых участков позволяют избежать образования отходов.
Доступность работы с хрупкими, уязвимыми материалами, так как отсутствует механическое воздействие на изделие.
Высокая точность.

Раскраиваемый материал не нагревается по всей площади.
Удается создавать сложные, объемные конструкции.
Не происходит деформации заготовки.
Исключается механическое воздействие на изделие.
Нет эффекта запыленности в процессе работы.
Отлично подходит для обработки материалов с высоким риском деформации, за счет чего удается избежать дефектов при лазерной резке металла.
Обработка осуществляется максимально быстро, так как рабочий механизм очень легко перемещается по поверхности заготовки.

Среди минусов данной технологии в первую очередь стоит назвать относительно высокую стоимость, о чем говорилось выше. Также специалисты выделяют непостоянство скорости производства и ограничения по габаритам. Дело в том, что данный метод подходит для раскроя листов размером не более 150х300 см. Лазер не справляется с резкой толстостенных металлов.

Еще одна тонкость состоит в том, что эффективность и другие немаловажные параметры могут меняться в зависимости от типа лазера. Гарантированно качественный результат можно получить, лишь доверив работу специалистам в этой сфере. Недостаточный уровень подготовки мастера может привести к появлению некоторых дефектов лазерной резки металла.

3 основных дефекта при лазерной резке металла

Обычно есть две причины для брака: выбрано сырье низкого качества или нарушены нормы, например, может быть изменена скорость раскроя. Также получение результата высокого качества невозможно без своевременного обслуживания оборудования и предельно точной проверки тестового образца перед его запуском в серию.

Чаще всего лазерная резка металла сопровождается следующими дефектами:

1. Грат.

Речь идет об облое, или затвердевших каплях металла на кромках изделия, которые появляются как результат нарушения правил обработки. Именно грат образуется, если неправильно выбрана скорость. Последнюю выставляют более низкой при раскрое некоторых видов металлов, в том числе алюминия и сплавов, чтобы избежать деформации заготовки.

Для удаления грата используют такие подходы:

ручная зачистка при помощи шлифовального инструмента;
обработка на специализированном дорогостоящем оборудовании.

В любом случае, избавление от данного дефекта лазерной резки металла требует немалых трудозатрат. Отдельные сложности возникают при производстве сверхточных изделий или изделий по ГОСТу, ведь дополнительная обработка часто сопряжена с нарушением геометрии, а это недопустимо.

Если вам нужна качественная заготовка, которая не подвергалась дополнительной зачистке, лучше обратиться в проверенные компании, специализирующиеся на лазерной резке металла.

2. Неровные края.

Данный дефект связан с отклонением работы аппаратуры от требуемых показателей. Обычно проблема вызвана изнашиванием или разладкой комплектующих станка. Либо неровность может образоваться по причине малого веса обрабатываемого листа, который предварительно забыли зафиксировать на рабочей поверхности.

Задача механика состоит в том, чтобы следить за процессами и проверять первую деталь перед запуском партии. Не менее важно вовремя осуществлять техобслуживание оборудования.

Рекомендуем статьи по металлообработке

3. Борозды и вихри на выходе.

Во время раскроя некоторых материалов большой толщины происходит отрыв газового потока, сопровождаемый формированием вихря, из-за чего на изделии появляется подобный дефект лазерной резки металла. Чтобы избежать этого, корректируют выходное давление газа из сопла, режимы обработки.

При резке толстолистовых металлов наиболее важная роль принадлежит вспомогательному газу, ведь он отвечает за удаление расплава и чистоту реза.

Раскрой толстых листов требует использования большей мощности излучения. Но при лазерной резке могут возникнуть сложности в обеспечении нужного качества одномодового излучения. Увеличение толщины материала приводит к тому, что скорость обработки снижается до недопустимых значений, из-за чего кромка оказывается шероховатой, с гратом.

Также качество сильно страдает во время работы с толстыми материалами, характеризующимися большим отношением толщины к ширине реза. Дело в том, что здесь ослабляется силовое действие газа на расплав, из-за чего последний не может быть полностью удален. Одной из главных проблем современной лазерной резки является тот факт, что сопутствующий газ сильно влияет на результат обработки листов толщиной от 25 мм.

Также к дефектам лазерной резки металла относятся прожоги, то есть сквозные дыры на заготовке. Но причина их образования кроется только в ошибке мастера.

10 распространенных ошибок при лазерной резке

Речь идет о неверной настройке положения зеркал, передающих луч от излучателя к обрабатываемой поверхности. Без грамотной настройки лазерный станок не способен нормально работать и обеспечивать качественный раскрой. Данная ошибка приводит к искажениям в макете, снижению мощности, прорезающей способности, раздвоению луча. Также появляется такой дефект лазерной резки металла, как толстый либо черный рез. Как только замечены первые проблемы с резкой, необходимо проверить юстировку – именно с ней чаще всего связаны трудности.

Компрессор необходим для охлаждения линзы и удаления продуктов горения из рабочей зоны. Чем с большей силой подается воздух, тем чище, качественнее рез. Кроме того, хорошая работа компрессора позволяет сократить временные затраты на обработку металла. Тогда как без данного элемента продукты горения остаются на линзе и продолжают нагреваться лучом лазера. В результате линза достаточно быстро перегревается и лопается.

В данном случае очевидно, что работа, в принципе, невозможна. Перегрев трубки приводит к образованию микротрещин, снижается мощность агрегата, и вскоре он требует ремонта.

Любители творческого подхода, конечно, могут использовать кулеры от «девятки», вентиляторы и другие домашние разработки. Но если в самодельный охладитель попадет хотя бы мельчайший мусор, он осядет на трубке и станет причиной для ее преждевременного выхода из строя.

Проще приобрести чиллер с замкнутым контуром, за счет которого вода не вступает в контакт с внешней средой. Теперь нужно лишь каждые полгода менять воду, включать перед работой систему охлаждения и не забывать смотреть на табло в процессе раскроя металла.

Избыточная сила тока приводит к перегреву электродов лазерной трубки, в результате чего просаживается мощность, а уже примерно через три месяца трубка приходит в негодность. И наоборот, недостаточная сила тока не позволяет использовать ресурс мощности, имеющийся у трубки. Поэтому данный показатель должен настраиваться на основании рекомендаций завода-производителя оборудования.

Данная ошибка становится причиной для потери мощности, а также влечет за собой ряд дефектов лазерной резки металла, а именно косой торец, нечеткий рисунок. Настройку производят при помощи поднятия и опускания сопла. В комплекте со станком обычно идут фокусные пластинки, но им не всегда стоит доверять. Дело в том, что реальное фокусное расстояние может не совпадать с установленным производителем. Кроме того, его необходимо настраивать, отталкиваясь от поставленной задачи. Иными словами, для резки толстого металла, поверхностной гравировки и маркировки изделий используются абсолютно разные фокусы.

Практика показывает, что ремни лучше немного недотянуть, чем перетянуть, поскольку избыточное натяжение приводит к слишком сильному износу, дрожанию реза на поворотах, скрипу, а в наиболее сложных случаях может наблюдаться пропуск шагов. В то же время из-за сильно недотянутых ремней нарушается геометрия изделий и страдает качество гравировки.

Может случиться, что, после того как линзу достали, протерли и поставили обратно, ее плохо закрепили. В результате, когда движется рабочая голова, линзу потряхивает, и во время лазерной резки металла остается такой дефект, как неровный рез.

Оптимизация приоритетов резки устанавливает последовательность и направление раскроя. Допустим, необходимо вырезать узор внутри круга. Тогда в первую очередь вырезают сам узор, а после этого переходят к кругу. В противном случае рисунок может не совпасть с макетом.

Основными параметрами являются мощность, скорость, ускорение, длина шага во время гравировки. Если при их установке допущена ошибка, то есть вероятность недорезки либо, наоборот, пережога материала.

Многие не обращают внимания на такой показатель, как минимальная угловая мощность. Если задана конкретная скорость, станок работает то быстрее, то медленнее, причем замедление наблюдается на углах и поворотах. Функционирование с одинаковой мощностью чревато пережиганием металла заготовки в местах соединения движения. Поэтому рекомендуется установить минимальную мощность, тогда она будет изменяться пропорционально скорости, и удастся избежать указанных дефектов лазерной резки металла.

Эта ошибка может показаться странной, но многие действительно пренебрегают обслуживанием станка. Пыль и грязь являются хорошими проводниками электричества, поэтому, как только происходит небольшой пробой контакта, электричество уходит в неизвестном направлении. Оно может пройти по всей трубке, попасть в корпус или в другое место. Конечно, 30 тысяч вольт при силе тока в 20–30 миллиампер не убьет человека, но удар будет неприятным.

Если при подобной силе тока 30 тысяч вольт попадут по корпусу на электронные компоненты станка, те придут в негодность. Любая электроника, в том числе входящая в конструкцию оборудования для лазерной резки металла, не любит пыль, ведь она легко становится причиной короткого замыкания либо перегрева техники. Поэтому, если вы хотите, чтобы оборудование служило вам долго, не забывайте вытирать гравер и лазерную трубку от пыли.

Также важно стирать смолы и другие продукты горения с ламелей, иначе гарь будет оставаться на обратной стороне материалов. Или, что гораздо серьезнее, возможно возгорание.

Резка металлических изделий

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.

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.

Читайте также: