Резка металла на листы

Обновлено: 26.04.2024

Резка металла - процесс деления металлического листа, трубы или отливки на отдельные части с помощью ручной, механической и термической операции.

Одним из вариантов резки металла является операция раскроя заготовки. В этом случае готовое изделие имеет размеры и конфигурацию, указанные в чертеже.

Гидроабразивная резка металла

Этот метод один из первых начал использоваться для раскроя металла. Заготовки заданной формы вырезали из металлического листа струей воды, смешанной с абразивом и подаваемой под давлением до 5000 атмосфер.

Метод имеет ряд ограничений по марке металлического сплава, толщине раскраиваемого листового материала, хотя позволяет выполнить раскрой деталей со сложной траекторией.

Для повышения производительности процесса существует возможность одновременного раскроя тонких листовых материалов в стопке из нескольких слоев.

Раскрой листового металла значительно ускорился, когда появилось оборудование для термической резки. Теперь для раскроя используют установки плазменной резки. Другой вариант оборудования для раскроя - лазерный станок. Функция раскроя, как правило, является одной из опций заложенной в программном продукте таких машин.

Высокоскоростной раскрой, выполняемый по программе, позволяет максимально выгодно расположить детали на листе, минимизирует отходы. При этом лазерный или плазменный автоматизированный раскрой безопасен, экономичен, не вредит экологии.

Резка металла: виды

В промышленном производстве применяют такие способы резки металла - листов, пластин, труб и прочего на части, заготовки:

ручная;
термическая резка;
механическая и ударная.

Каждому из этих способов соответствует своя технология, свои вид оборудования. Каждый процесс по-своему уникален, наделен своими преимуществами и недостатками. Рассмотрим основные способы резки металла подробнее.

Ручная резка металла

Этот способ разрезания материала выполняется мастером с помощью шлицевых ножниц по металлу, угловой шлифовальной машины - «болгарки» или трубореза.

Для раскроя «болгаркой» применяют специальные абразивные круги «по металлу».

Труборезы, у которых рез выполняется дисковыми резцами-роликами из стали, используют для разрезания труб.

Скорость и точность работ, выполняемых вручную, полностью зависят от человека. Толщина разделяемого металла (особенно шлицевыми ножницами) ограничена.

Ручной метод малоэффективен, практически не эксплуатируется в промышленных масштабах. Главная сфера использования ручной резки - в быту.

Термическая резка металла

Применяют такие виды терморезки:

газокислородная;
лазерная;
плазменная.

Все эти методы являются бесконтактными, т.е. при работе между заготовкой и режущим инструментом нет непосредственного контакта. Заготовка разделяется с помощью струи газа, плазмы или луча лазера.

Газокислородная резка

В основу технологического процесса заложены свойство металла нагреваться, плавиться и выгорать в чистом кислороде при высокой температуре (более 1000 °C).

Перед началом технологической операции необходимо разогреть место реза до такой температуры, при которой происходит воспламенение материала. Эта операция разогрева выполняется за счет пламени резака. В качестве разогревающего газа чаще всего эксплуатируют ацетилен. Время прогрева зависит от толщины, марки и состояния обрабатываемой металлической поверхности. Кислород на этом этапе не используется.

После прогрева к операции добавляется кислород. Струя пламени, равномерно перемещаясь вдоль линии реза, прорезает полуфабрикат на всю толщину. Кислород, используемый в процессе, не только режет, но и удаляет окислы, которые образуются на поверхности разрезаемого листового полуфабриката.

Важный критерий для получения качественного реза - выдерживание одинакового расстояния между резаком и разрезаемой поверхностью на протяжении всей операции. Этого сложно добиться, если резка металла выполняется ручным газокислородным резаком. При автоматизированном процессе (скоростная, газокислородная с повышенным качеством, резка кислородом высокого давления) скорость резания увеличивается, а качество реза возрастает.

возможность разрезать заготовки большой толщины;
возможность резать титановые листы.

Отдельные недостатки газокислородной резки:

резке не поддаются цветные металлы типа алюминия, меди, а также высокоуглеродистые или хромоникелевые стали;
большая ширина реза, невысокое качество, образование окислов, наплывов,
невозможно работать с криволинейными поверхностями;
изменение физических свойств в области реза.

Лазерная резка

Эта технология подразумевает резку и раскрой металла посредством сфокусированного лазерного луча, получаемого при помощи специального оборудования.

Луч лазера сосредотачивается в определенной точке разрезаемой детали. Под воздействием тепловой энергии лазерного луча поверхность прогревается, закипает и испаряется. Луч плавно передвигается вдоль границы реза, разделяя металлическую заготовку на части.

Лазерная резка применяется для разделения металлов с низкой теплопроводностью. Ее используют при резке, раскрое тонких листов (от 0,2 мм), цветных металлов (алюминия, меди), нержавеющей стали, трубных изделий.

Уникальность метода: обрабатываются практически все металлы, металлические сплавы, неметаллы.

Ряд недостатков технологии резки лазером:

ограничение по толщине разделяемых изделий;
большие энергетические затраты в ходе процесса;
работу может выполнить только специально обученный персонал.

Плазменная

Эта технология подразумевает использование в качестве оборудования плазмотрон, в котором роль режущего инструмента выполняет струя плазмы.

Раскаленный ионизированный газ (плазма) с высокой скоростью проходит через сопло плазматрона. Плазма нагревает, расплавляет металл, а затем сдувает расплав, тем самым образуя линию раздела заготовки.

безопасность процесса;
высокая скорость;
незначительный ограниченный нагрев разрезаемой поверхности.

Недостатки данной технологии - высокая цена оборудования, необходимость в обучении персонала, шум при работе плазменных установок, ограниченность значений толщин обрабатываемого металла.

Механическая резка металла

Механическое разделение основано на прямом контакте обрабатываемого металла с режущим инструментом. Материал инструмента, как правило, тоже металл, но более высокой твердости.

Выделяют механическую резку с применением ножниц, пилы, резцов. Частным случаем механической резки выступает ударная (рубка). Ударная резка или рубка с помощью гильотины используется на стадии заготовительных работ.

Виды оборудования, используемые для механического разделения материалов:

ленточно-пильные станки (ЛПС);
гильотины;
дисковые станки;
токарные станки с установленными на них резцами;
агрегаты продольной резки.

Резка ленточной пилой

Разрезание материала ленточной пилой часто используется для разделения сортового, листового металла. Пила ленточная - основной узел на так называемом ленточно-пильном станке (ЛПС). Суть работы пилы ленточной такая же, как у обычной ножовки. Полотно пилы замкнуто в ленту большого диаметра, одна сторона которого имеет специальные зубья. Лента пилы движется непрерывно за счет вращения шкивов, подключенных к электромотору. Средняя скорость резки станка - 100 мм/мин. Материал для изготовления полотна пилы - углеродистая сталь или биметаллический сплав.

Достоинство метода: точность, доступность, невысокая цена оборудования, возможность выполнять не только прямой, но и угловой рез; малый процент отходов, так как ширина реза составляет всего 1,5 мм.

Современные модели ЛПС оснащаются электроникой и дополнительным оборудованием, с помощью которого можно включить станок в состав технологической линии.

Ударная резка металла на гильотине

Такой вид обычно именуют рубкой. Основная сфера применения рубки – разделение листового металла. Это может быть черный металл, различные виды стали – нержавеющая, оцинкованная или электротехническая сталь.

Метод основан на использовании механических приспособлений: ножниц, ножей для рубки металлического листа. Металлический лист размещают на рабочей поверхности гильотины. Закрепляют с помощью прижимной балки и выполняют операцию.

Уникальность метода состоит в том, что рубка (резка металла) происходит одномоментном ударом ножа по всей длине разрезаемой заготовки. В результате получается абсолютно ровный край без лишних кромок и заусенцев.

В промышленном производстве применяют три вида гильотин:

электромеханические;
гидравлические;
пневматические.

На некоторых производствах сохранились ручные гильотинные ножницы, где режущий механизм включается нажимом на педаль.

К недостаткам можно отнести шум при работе механизма, ограничение по толщине заготовки, разность ширины у отрезанных частей.

Резка на дисковом станке

Основное достоинство данного оборудования простота эксплуатации, компактность, универсальность.

Роль режущего инструмента играет диск с зубьями, защищенный кожухом. Диск крепится на поверхности рабочего стола, приводится в действие электродвигателем.

Резка дисковой пилой характеризуется высоким качеством среза, возможностью раскроя под углом, высокой точностью обработки.

Агрегат продольной резки - узкоспециализированное оборудование, которое эксплуатируется исключительно для продольного разделения металлической заготовки.

Процесс резания полностью автоматизирован. Оператор следит за процессом и управляет работой, находясь за специальным пультом.

Уникальность метода: возможность разделить листы на узкие элементы большой длины (ленты, полосы, штрипсы).

Общие недостатки, свойственные всем видам контактной резки можно сформулировать так:

режется только по прямой линии или под углом;
проблематично получить детали сложной конфигурации.

В современных технологиях находят применение новейшие способы разделения металла, в частности, криогенная (операция с использованием сверхзвукового потока жидкого азота).

Раскрой, резка металла - первичные заготовительные стадии обработки металлов и сплавов. Применение прямосторонних заготовок правильной формы, как конечного продукта металлообработки, ограничено. После раскроя механическими способами и газокислородной резкой детали передаются на механическую обработку. А вот используя термические операции лазерной и плазменной резки, можно получить детали, которые являются конечным продуктом. Это будут детали сложной конфигурации с прорезанными отверстиями, высечками и прочими элементами.

Стоимость раскроя

Цена на работы по раскрою, резке металла зависит от ряда факторов:

выбора технологии;
мощности используемого оборудования;
марки, толщины исходного сырья;
категории качества заготовок готовой продукции;
объема сырьевой партии.

Если предстоит работа с большим объемом сырья, то общая стоимость заказа может быть снижена за счет снижение значения стоимости расчетной единицы (килограмма, погонного метра).

Стоимость резки или раскроя небольших партий, как правило, обговаривается с заказчиком заранее. Она не всегда рассчитывается по формуле «цена расчетной единицы, умноженная на количество», так как любой заказ - большой или малый - требует переналадки оборудования.

Современный промышленный рынок предоставляет массу вариантов резки и раскроя сортового, профильного металла. Но основными критериями для определения исполнителя заказа всегда остаются качество работы, срок изготовления, стоимость выполняемых работ, дополнительные услуге по погрузке, транспортировке.

Лазерный раскрой листового металла

Производство металлоконструкций не обходится без раскроя плоского и профильного проката. От этой операции во многом зависит качество и стоимость готовой продукции. Сегодня в мастерских и на предприятиях успешно применяются несколько различных технологий резки, мы расскажем об одной из них. Итак, тема нашей статьи – лазерный раскрой листового металла.

Что понимается под раскроем металла

Раскрой листового металла относится к заготовительным операциям. Они выполняются с целью сформировать детали, пригодные для сварки и монтажа. По сути, это производство фрагментов металлоконструкций. На предприятиях нередко работают целые заготовительные подразделения, где производится резка, обработка краев реза, гибка и т. д. В результате получаются заготовки, требующие дополнительной обработки, или уже готовые детали. Все зависит от того, какие технологии и оборудование применяются на этом этапе.

Перед началом раскроя нужно рационально разместить «выкройки» на листе. Заготовка может быть любой формы, но проще всего, конечно, работать с прямоугольными. В ходе резки листового металлопроката образуются отходы – возвратные и невозвратные. Количество этих остатков непосредственно связано с используемой технологией.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Раскрой листового металла – непростая и очень ответственная операция. От нее зависит качество и себестоимость деталей и всей конструкции в целом. На современных предприятиях отдают предпочтение эффективным высокотехнологичным методам резки.

Принципы лазерной технологии раскроя листового металла

Наиболее точный раскрой листового металлопроката обеспечивает плазменная и лазерная резка – две технологии, связанные с термическим (термохимическим) воздействием на материал.

Эти методы основаны на быстром и сильном нагревании металлического листа в намеченной точке при помощи лазерного луча или струи плазмы. Происходит локальное расплавление и испарение металла. При перемещении резака по контуру будущей детали перемещается и зона нагрева. В итоге получается аккуратно вырезанная заготовка. Лазер также способен сделать отверстия заданной формы и размера.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Каков принцип работы лазерных установок? Энергия источника (вспышка особой лампы, электрический разряд или химическая реакция) превращается в световую энергию и многократно усиливается. Нарастанию способствует оптический резонатор – система из двух или нескольких специальных зеркал. Процесс происходит в так называемой активной среде, она может представлять собой газ, жидкость или твердое тело. Образуется узкий пучок концентрированной энергии высокой мощности, который и прожигает материал в заданной точке. Для резки металла применяются твердотельные (в том числе оптоволоконные), и газовые лазерные станки.

Лазерный раскрой листового металла происходит с минимальной погрешностью благодаря очень точной фокусировке луча – вся его энергия может быть сконцентрирована в точке диаметром 1 микрон. Программное управление обеспечивает идеальное соответствие вырезанных деталей чертежу. Причем возможно вырезать заготовки любой, самой сложной формы. Отличительной особенностью данной технологии является высокая скорость процесса при отличном качестве продукции.

Лазер способен резать любые металлы и сплавы. Поскольку мощный нагрев в точке реза происходит быстро, вся поверхность не успевает нагреться, поэтому лист не деформируется. Непосредственного контакта инструмента с обрабатываемым материалом нет, поэтому можно разрезать даже тонкие или хрупкие материалы. Правда, лазерный раскрой листового металла толщиной более 20 мм обычно не производится, так как для этого нужна установка очень большой мощности, а это экономически неоправданно.

Мощность лазерного излучения можно регулировать – выполнять не только резку, но и гравировку листа.

При раскрое происходит мгновенное расплавление и испарение металла. Струя вспомогательного газа выдувает остатки расплава и продукты окисления материала. Для раскроя относительно толстых листов в рабочую зону дополнительно подают кислород под давлением, чтобы поверхность материала в точке реза нагревалась еще сильнее.

Перечислим основные преимущества лазерной резки:

доступна обработка даже самых твердых металлов и сплавов;
высокая скорость раскроя;
при высокой производительности станка сохраняется отличное качество работы;
можно резать хрупкий металл, для которого другие способы обработки не годятся;
подходит для производства фигурных заготовок и деталей, форма может быть любой;
малые потери металла благодаря достаточно плотному размещению заготовок на листе, за счет этого себестоимость продукции снижается;
вырезанные лазерным лучом детали не нуждаются в дополнительной обработке;
процессом лазерного раскроя листового металла на станках с ЧПУ легко управлять;
метод экономически эффективен, если правильно выбрать область применения и подобрать соответствующее поставленным задачам оборудование.

Недостатки данной технологии:

не подходит для резки металла толщиной более 20 мм;
при работе с металлом, обладающим выраженными отражающими свойствами (полированная нержавейка и др.), мощность и производительность станка снижается.

Лазерный раскрой листового металлопроката особенно востребован в случае изготовления больших партий идентичных деталей с абсолютно точным соблюдением их формы и размеров. Это актуально, например, при производстве судов, самолетов, автомобилей, станков, радиоэлектроники и точных приборов, для создания декоративных решеток и др.

Какое оборудование сегодня используют для лазерного раскроя листового металла

С появлением лазерных режущих станков производство металлоконструкций стало значительно дешевле и быстрее. Лазерный раскрой обеспечивает высочайшую точность и скорость работы. Эта технология оптимальна для обработки металлических листов малой и средней толщины. Она применяется на предприятиях металлургической отрасли и практически на любом машиностроительном производстве.

В России встречаются лазерные станки производства компаний Mitsubishi, Durmazlar, Trumpf, TST LASER, Mazak, FINN-POWER, Knuth, Halk, Mattex.

Наиболее популярно следующее оборудование:

Лазерные станки ARAMIS.
Лазерное оборудование компании Durmazlar.
Установка 2D/3D СО2 Space GEAR MarkII производства фирмы MAZAK.
Станки с ЧПУ для сварки и лазерного раскроя листового металла Laserdyne производства ПРИМА НОРС.

Стоимость оборудования для лазерной резки составляет в среднем 350 000 рублей.

Луч лазера – концентрированный поток световых частиц высокой энергии. Он почти не рассеивается и создает на поверхности разрезаемого материала крошечное световое пятно, размер которого обычно составляет несколько микрон. В этой точке металл моментально плавится, кипит и испаряется, в то время как остальная поверхность не подвергается нагреванию. Эти особенности позволяют добиться чрезвычайно узкого реза, при этом размеры и форма детали выдержаны с точностью до десятых долей миллиметра.

Нюансы лазерного раскроя металла в промышленных условиях

Для резки и гравировки металла на предприятиях используются твердотельные и газовые лазеры (жидкостные для этой цели не подходят). По сравнению с газовым, твердотельный лазер проще по конструкции, обладает более высоким КПД и экономичнее в эксплуатации. Однако его мощность обычно лежит в пределах от 1 до 6 кВт – значительно меньше, чем у газового лазера. Твердотельная лазерная установка может работать в постоянном или импульсном режиме, последний дает возможность увеличить мощность.

Рабочим телом (активной средой) твердотельного лазера служит стержень, изготовленный из кристалла или стекла с особыми «лазерными» свойствами. Чаще используются кристаллы иттрий-алюминиевого граната с неодимом (Nd:YAG), неодимовое стекло или рубины. Кстати, самый первый в истории лазер был рубиновым.

Под влиянием системы накачки (обычно это специальные лампы с подходящим по спектру излучением) стержень испускает фотоны. Световая энергия усиливается и фокусируется благодаря оптическому резонатору – системе зеркал и линз. Их положение можно менять для точной настройки лазера. Управление световым потоком, регулировка его параметров, а также концентрация луча в нужной точке в соответствии с контурами заготовки происходит автоматически, за это отвечает компьютер.

Для раскроя металлических листов используются и волоконные лазеры – тоже твердотельные, но выделенные в отдельную группу. В основе – кварцевое оптическое волокно, легированное неодимом, иттербием или другими редкоземельными металлами. Нередко волокно является одновременно и активной средой, и оптическим резонатором, а это означает упрощение конструкции и ее неприхотливость, ведь зеркала и линзы достаточно капризны. Накачка происходит с помощью диодной лампы (светодиода).

Волоконные лазерные установки компактны и мобильны, отличаются высокой мощностью и длительным периодом эксплуатации. Подходят для прецизионной резки благодаря отличной фокусировке луча. Высокий КПД установки, ее надежность, почти идеальные параметры луча, несложное и недорогое обслуживание сделали лазеры этого типа очень популярными на промышленных предприятиях. Стоит отметить также, что лазерный луч со всей его энергией передается по оптическому волокну как электрический ток по проводу – преимущества очевидны.

В газовых лазерах место стержня занимает трубка, заполненная газом, – в металлорежущих станках используется углекислый газ с добавлением азота и гелия. Трубка помещена в оптический резонатор. Внутри нее газовая смесь испускает фотоны под влиянием электрических разрядов (электрическая накачка). Газовый лазер дешевле твердотельного. Он способен выдавать мощность свыше 20 кВт в непрерывном режиме, так что может кроить очень твердые металлы и сплавы.

Помимо газов, служащих для получения собственно лазерного луча, в процессе раскроя материала участвуют вспомогательные газы. Например, металлы с высокой температурой плавления лучше всего резать в струе кислорода. Для резки алюминия и нержавеющей стали используется азот. Для титана, меди и некоторых других металлов подойдет только аргоновая среда.

5 итоговых советов по работе с лазером при раскрое листового металла

Не рекомендуется подвергать лазерной резке некачественный металл. Следы коррозии или ржавчина сведут на нет преимущества этой современной технологии – качество реза будет неудовлетворительным.
Не следует обрабатывать листы с заметными неровностями – результат непредсказуем.
Размечая лист, нужно помнить о том, что заготовки должны располагаться не менее чем в 10 мм от краев. При этом минимальное расстояние между ними – 5–10 мм.
Для повышения качества работы рекомендуется использовать металлические листы со скругленными углами.
Раскрой заготовок со сложными контурами стоит дороже, поскольку продолжается дольше. Причина в том, что при прохождении каждой линии контура станок врезается в материал за пределами будущей детали, затем возвращается назад и меняет направление.

Итак, раскрой металла – это технологическая операция превращения металлопроката в заготовки или готовые детали требуемых размеров и формы. Лазерная резка используется для работы с любыми металлами. Она превосходит иные технологии по скорости обработки металлопроката и качеству готовой продукции, к тому же незаменима при производстве деталей сложной формы. При этом процесс резки экономически выгоден и безопасен как для человека, так и для окружающей среды.

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.

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 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: