Виды резки металла преимущества и недостатки

Обновлено: 17.05.2024

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.

Типы резки металла

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

Основные типы резки металла

Существуют следующие типы резки металла:

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

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

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

газокислородный;
лазерный;
плазменный.

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

Холодные типы резки металла

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

Резка с помощью гильотины.

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

В настоящее время используются следующие виды гильотин для рубки металла:

ручные;
гидравлические;
пневматические»
электромеханические.

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

Недостатки данного способа:

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

Рекомендуем статьи по металлообработке

Ленточнопильная резка.

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

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

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

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

При таком типе резке металла важно соблюдать ряд условий:

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

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

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

Резка металла циркулярной пилой и «болгаркой».

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

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

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

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

Горячая резка металла

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

Газокислородная резка.

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

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

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

Уникальность способа заключается в возможности:

разрезания заготовок большой ширины;
обработки изделий из титана.

К недостаткам газокислородной резки относятся:

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

Плазменная резка металла.

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

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

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

Недостатки данного типа резки металла:

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

Лазерная резка металла.

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

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

Лазерная резка происходит следующим образом:

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

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

Достоинства лазерного типа резки металла:

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

Единственный недостаток лазерной резки – небольшая допустимая толщина металла.

Чем хороша гидроабразивная резка металла

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

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

Основные достоинства лазерного типа резки металлов:

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

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

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

Какой тип резки металла выбрать

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

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

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

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

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.

Профессиональная резка металла

В отличие от кустарных методов, профессиональная резка металла предполагает использование одного из промышленных способов металлообработки, например, плазменный, лазерный, гидроабразивный и т. д. Такой подход гарантирует высокую производительность, качество реза, возможность работать с большими объемами.

Выбор того или иного метода резки зависит от толщины и вида металла. К примеру, лазерная резка отлично подходит для изготовления больших партий деталей из тонкого листового металла, гидроабразивная применяется при работе с алюминиевыми заготовками. Из нашего материала вы узнаете о видах, преимуществах и недостатках способов профессиональной резки металла.

Отличия профессиональной резки металла от кустарных способов

До недавнего времени газопламенная резка считалась наиболее эффективной, однако сейчас она начала уступать позиции новым способам обработки материалов. Немецкие специалисты создали оборудование, разрезающее металл электромагнитным импульсом. Ведутся работы и над созданием установки, способной разрезать заготовки с помощью ультразвука. Но сначала поговорим о том, что представляет собой процесс резки.

Резка – отделение друг от друга частей сортового, листового или литого металла. Этот способ обработки заготовок бывает механическим, при котором крой выполняется ножницами, пилами, другими режущими или ударными инструментами, и термическим, когда для разделения заготовок используется нагрев металла до высокой температуры.

Некоторые из ручных способов резки металла относят к кустарным. Например, те, в которых применяются шлицевые ножницы по металлу, угловые шлифовальные машины (болгарки, труборезы). Резка с помощью болгарки выполняется с использованием специальных абразивных кругов «по металлу». Труборезы, как следует из их названия, подходят для резки труб, раскрой в них производится за счет стальных дисковых резцов-роликов.

Насколько точно и быстро будет выполнена ручная профессиональная резка металла, зависит от мастерства специалиста. Следует иметь в виду, что при любых ручных способах раскроя толщина листов и заготовок ограничена (особенно в случае использования шлицевых ножниц). Из-за невысокой эффективности ручная резка не используется в условиях промышленных производств, она подходит только для бытового применения.

Профессиональная резка металла широко используется в промышленности, на крупных предприятиях. Раскрой металлических заготовок осуществляется с помощью высокоэффективного оборудования: гильотин, ленточнопильных машин, газокислородных резаков, плазменного или лазерного оборудования, редко – гидроабразивным способом. У каждого из перечисленных вариантов есть свои достоинства и недостатки.

Расскажем подробнее о способах профессиональной резки металла, при которых затраты на раскрой снижаются, а объем выполненной за единицу времени работы, напротив, увеличивается.

Профессиональная термическая резка металла

Листовой и баночный металлопрокат создается путем термической резки металлических заготовок. Также с помощью этой технологии вырезают в изделиях отверстия с нужным сечением, корректируют отдельные элементы деталей.

Термическая профессиональная резка металлов осуществляется с помощью станков для сечки с ЧПУ. Чтобы на выходе получить изделия нужной формы, заготовки отшлифовывают под воздействием высокой температуры.

Отдельные детали изготавливают при помощи следующих высокотемпературных способов воздействия:

Окисления, при котором металлический лист нагревается до температуры горения. После этого в зону реза подается струя кислорода. Продукты горения металла удаляются из рабочей области потоком кислорода. Оборудование оснащено ЧПУ, параметры резки задаются оператором. Окисление делится на две разновидности: кислородную резку и кислородную с применением флюса.
Плавления, при котором резка осуществляется высокотемпературным лучом, расплавляющим материал заготовки. Существует три разновидности плавления: плазменная, лазерная, воздушно-дуговая резка.
Смешанным способом, при котором используются перечисленные выше технологии.

Выбор вида профессиональной резки металла зависит от материала заготовки.

Газовая и плазменная резка выполняются с помощью портальной машины, имеющей определенный набор функций. Ниже расскажем о наиболее востребованных типах высокотемпературной резки и используемом оборудовании с числовым программным управлением.

Высокотемпературная отшлифовка подходит для разрезания металлических листов толщиной от 0,005 до 3,5 см. В настоящее время наиболее востребованными являются плазменная, газокислородная, лазерная профессиональная резка металла.

Профессиональная плазменная и газокислородная резка металла

1. Плазменная резка металла.

Плазменная профессиональная резка металла осуществляется струей плазмы. Плазма возникает за счет газа, насыщаемого ионами под воздействием электрического тока. Разделение материала заготовки происходит благодаря высокой температуре плазменной дуги, которая составляет от +5 000 до +30 000 °С.

С помощью плазменных установок можно осуществлять резку металлических заготовок толщиной от 0,05 до 15 см. Наиболее эффективна плазменная резка деталей, толщина которых составляет от 0,15 до 4 см. Оборудование при этом обеспечивает:

высокую производительность;
гладкость краев разреза;
экономическую эффективность.

Для плазменной резки металлических заготовок требуются источник плазмы, электричество и газ.

2. Газокислородная резка.

Газокислородная профессиональная резка металла основана на том, что в чистом кислороде при температуре более +1 000 С ° металл сначала нагревается, затем плавится, после чего – испаряется.

До начала работы зону разреза пламенем резака нагревают до температуры горения материала заготовки. Чаще всего газовая обработка выполняется при помощи ацетилена. На количество времени, необходимого для нагревания металла, влияют такие параметры детали, как толщина, марка (состав) и состояние поверхности. На подготовительном этапе необходимость в кислороде отсутствует.

После того как заготовка нагреется до требуемой температуры, в рабочую зону начинает подаваться кислород. Специалист перемещает струю пламени вдоль линии реза, прорезая заготовку насквозь. Задача кислорода при этом заключается не только непосредственно в резке, но и в удалении окислов, образующихся на поверхности разреза.

Чтобы получить ровную качественную кромку разреза, расстояние между режущей частью оборудования и заготовкой должно быть одинаковым на протяжении всей операции. При использовании ручного газокислородного резака это сделать проблематично. Качество разреза существенно повышается при применении автоматического оборудования (в этом случае возрастает скорость обработки, кислород поступает под большим давлением).

Газокислородное оборудование для профессиональной резки металла оптимально подходит для листовых материалов толщиной от 3 до 30 см.

Операция выполняется с помощью резака, горючего газа, кислорода.

Профессиональная лазерная резка металла

Лазер нагревает, расплавляет и удаляет частицы расплавленного материала из зоны разреза. Лазерная профессиональная резка металла характеризуется высокой точностью и эффективностью. При помощи этой технологии можно делать отверстия диаметром не более 0,5 мм.

Лазерную резку применяют в работе с пластиковыми, стеклянными, деревянными изделиями, когда требуется высокая точность готового результата. Технология подходит для обработки заготовок толщиной от 0,02 до 3,5 см, наилучшие результаты оборудование демонстрирует при толщине изделия не более 1,2 см.

Профессиональная лазерная резка металлов обладает следующими достоинствами:

высокой производительностью;
точностью, позволяющей создавать отверстия малого диаметра;
возможностью работы с заготовками небольшого размера.

Лазерная резка выполняется при помощи специального оборудования с числовым программным управлением, также необходимы сжиженный газ в баллонах, электроэнергия.

Перечисленные технологии профессиональной резки металлов сегодня широко распространены. При выборе того или иного варианта следует исходить из состава обрабатываемого материала и экономической целесообразности.

Любая из названных технологий позволяет получить высококачественный разрез.

Основная задача оператора заключается в том, чтобы ввести в программу требуемые параметры, а затем следить за ее выполнением. Разные режимы работы оборудования обладают определенными особенностями, станки выполняют резку в соответствии с прописанным алгоритмом.

При плазменной или лазерной профессиональной резке металлов изменяются больше 20 параметров.

Высокое качество получаемых деталей достигается за счет ЧПУ, которым оснащается современное оборудование. Электронное управление контролирует процесс резки благодаря множеству изменяемых параметров, записанных в памяти устройства.

Преимущества и недостатки методов профессиональной резки металла

Для того чтобы ответить на вопрос о том, можно ли обойтись на предприятии одним видом режущего оборудования или же требуются различные станки, расскажем о достоинствах и недостатках перечисленных выше технологий профессиональной резки металлов:

Вид резки

Плюсы

Минусы

Качественная, гладкая, ровная кромка разреза.

Длительный срок использования оборудования.

Доступная цена на комплектующие и расходные материалы

Подходит для ограниченного круга материалов.

Используется для разрезания листов и заготовок толщиной не более 6 мм (для гидравлического оборудования).

Возможность резки только простых геометрических фигур.

Газокислородная резка. Резка газом

Средняя производительность работы.

Возможность резки заготовок толщиной до 20 см.

Использование на открытых площадках.

Простота транспортировки оборудования

Необходимость длительного прогрева рабочей области.

Ограничение по используемым материалам.

Появление окислов и наплывов.

Вероятность перекосов изделия из-за воздействия температуры.

Необходимость дополнительной обработки кромок разреза

Возможность использования для различных видов материалов.

Возможность создания сложных геометрических форм.

Требуется большое количество электроэнергии при работе с металлическими заготовками толщиной более 12 см.

Затвердевание кромок разреза.

Необходимость дополнительной обработки кромок

Минимальная ширина разреза.

Во время работы на заготовку не воздействуют динамическое и статическое напряжение.

Ровные кромки разреза.

Возможность создания сложных геометрических форм

Возможность работы с металлическими заготовками с максимальной толщиной 2 см.

Низкая эффективность при резке заготовок толщиной более 1,2 см.

Ограничение по видам обрабатываемых материалов

Возможность резки металлических заготовок толщиной до 30 см.

Зона реза не нагревается.

Нет необходимости в дополнительной обработке кромок разреза.

Образование минимального количества отходов.

В процессе работы заготовка намокает.

Стоимость работы достаточно высока.

Сложность транспортировки оборудования.

Необходимость постоянного пополнения комплектующих и расходных материалов

Перечисленные способы профессиональной резки металла широко применяются в промышленном производстве. Однако ученые находятся в постоянном поиске новых решений, снижающих стоимость работы и увеличивающих ее скорость.

Виды резки металла. Новые и самые эффектные способы

Любое производство нуждается в специальном инструментарии для резки металла. При этом есть несколько популярных способов резки, каждый из которых имеет свои технологические особенности.

Какой конкретно выбор сделает производитель, зависит от экономической выгоды, желаемого результата, а также от эффективности работ.

Промышленные разновидности резки металла

Это разновидности резки, которые характеризуются большим количеством разрезанных деталей за максимально короткий промежуток времени. Таких способов порезать металлические заготовки известно несколько:

лазерным инструментом;
плазменная;
газовым резаком;
гидроабразивная;
на резаках с числовым управлением.

Любой из перечисленных методов имеет свои технологические особенности.

Плазменная резка — способ, при котором заготовки или металлы разрезаются струей газа под температурой от 5 до 30 тысяч градусов. При этом электрическим полем разгоняется струя до скорости 15 км/с.

Таким способом легко резать металл листом с толщиной рабочей поверхности 20 см. Получается, что в результате на листе металла образуется разрез без лишних швов. Особым преимуществом является то, что вокруг разреза структура не нагревается и структура металла не разрушается.

Лазерная — также точный вариант резки. Рабочий инструмент в данном случае — луч лазера с точной фокусировкой. Технологически луч плавит металл, он сгорает и испаряется. Если лист металла в толщину больше 1.5 см то зона вокруг разреза требует дополнительного охлаждения. Обычно лазерный метод резки используется для сверхтонких и хрупких материалов.

Важно. Газовая резка — также воздействие на металл температурой. При этом не нужно сложное оборудование, но и точность резки в разы меньше.

Гидроабразивная резка — это механический вид воздействия, который не предполагает термического воздействия. В роли инструмента выступает простая вода, которую смешивают с абразивным порошком. Основным преимуществом является то, что нет структурных изменений , поскольку температура воды не выше 90°С.

Разрезка металла на станке с ЧПУ — предполагает технологический процесс, при котором разрезается сразу несколько листов металла. Но в таком случае возможно влияние ржавчины на металл.

Механические варианты резки металла

При влиянии чистой механики используется самый широкий круг инструментов: диски, пилы, прессы, механические резаки. Такие способы воздействия на металл работают не только на промышленном уровне, но и в небольших гаражах на самом бытовом производстве.

Отрезные станки с заменяемыми дисковыми частями (болгарки) используется как стационарное оборудование, так и в качестве мобильного. Резать таким инструментом можно трубы,, разные конструкции, профиля и листы разных сплавов. При этом инструмент отличается высокой точностью выполнения работ, а также скоростью.

Рубка металла — в таком случае есть горизонтальный ножик. Он прижимается к листу металла и разрушает его в зоне контакта. Усиливает работу пресса гидравлика, пневматика или эксцентриковый механизм.

Также резка и рубка профлиста прекрасно выполняется на гильотинах сабельного типа. Рубка на гильотине предполагает ограничения по некоторым конструкциям со сложной структурой.

Ленточнопильный станок считается наиболее универсальным вариантом для резки любых изделий из металла. При таком варианте резки снижаются потери тепла, а сам процесс происходит под любым удобным углом. Минус станка в том, что резка доступна только для определенных размеров металла и деталей.

Газокислородная резка металла

Такой вариант доступен при соблюдении целого ряда условий. В первую очередь можно резать только изделия и конструкции, которые содержат строго определенное количество примесей. Конструкция не должна отличаться высокой теплопроводностью.

Важно. Чтобы температура плавления обрабатываемого материала, была выше, чем температура горения. При этом важно, чтобы разница не была меньше 50°С.

Те оксиды, которые получаются в результате резания металла должны обладать высокими показателями жидкотекучести. В противном случае они будут серьезным препятствием длясгораня основного металла. Процесс станет более дорогим и экономически не выгодным.

Технология резки газом

Данная разновидность резки не является наиболее часто используемой. Она применяется, когда необходимо раскроить сплавы до 6 см толщиной. Вся процедура происходит за счет того тепла, что выделяется при реакции окисления. При этом все продукты сгорания удаляются из области разреза непосредственно потоком газа.

Важно правильно провести подготовку к разрезанию металла, а также технологически правильно соблюдать все нюансы процесса:

Непосредственно линию разреза, а также область на 20 см вокруг следует очистить ото всех посторонних материалов. В противном случае может случить возгорание или даже взрыв. Специалисты советуют зачистить даже ржавчину, поскольку ее наличие сильно замедлит процесс резки.
Непосредственно под линией разреза важно сделать свободное пространство в 10-15 см. Если поток газа будет отражаться на деталь и не сможет свободно выходить, то в результате резки возникнет отрицательная турбулентность и в итоге скорость процесса очень сильно снизится.
Режущий инструмент должен быть расположен строго по вертикали. Отклонение больше чем в 5° значительно снизить точность резки и качество выполняемой работы.
Рабочий, выполняющий резку при помощи газа должен иметь высокий уровень квалификации.

При выполнении всех перечисленных условий, место разреза будет ровным, а скорость и качество выполняемых работ превысит многие другие варианты резки металла.

Виды газовой резки

Есть несколько разновидностей резки металла газом. Каждый из них применяется в своих условиях и имеет несколько технологических особенностей:

Пропаном — один из наиболее популярных методов газовой резки. Абсолютно не подойдет для разрезания высокоуглеродистых соединений. Прекрасно используется для резки титановых соединений и низколегированных сплавов.
Воздушно-дуговая. В данном варианте помимо кислорода используется электродуга, которая вмонтирована в резак. Удобен при необходимости сделать широкую линию разреза.
Кислородно-флюсовая. Название дано за счет флюсового порошка, который подается на обрабатываемую поверхность при резке. Благодаря своим свойствам данный порошок придает материалу большую пластичность и делает его более податливым при обработке резаком. Особенно это помогает при наличии на металле термостойкой оксидной пленки. Поэтому данный вид резки применяется для изделий из меди, чугуна, бронзы, латуни.
Копьевая. При такой разновидности резки используется дополнительный расходный материала. Это специальная стальная труба — газовое копье. За счет ее применения повышается эффективность, скорость основного процесса. Используется такой вид резки применяется при обработке больших заготовок и массивных конструкций.

Вне зависимости от конкретного вида газовой резки, технология процесса предполагает, что специалист весь процесс контролирует и проводит сам, вручную, без участия автоматов.

Собственно на рукоятке резака есть три патрубка. По ним подается собственно кислород из баллона, пропан, а также жидкость для охлаждения. Давление кислорода может достигать 12 атмосфер. Выставляется данный показатель на редукторе баллона.

Кислород подается только после того как выполняется зажигание в факеле резака.

Важно. Важным параметром на производстве считается расход газа при газовой резке металла. Этот параметр зависит и от опыта специалиста, который осуществляет данный процесс, и от толщины металла, и от ширины разреза.

Заключение

Резка металла применяется и на производстве, и в бытовых условиях. Каждый из современных способов раскроя металла имеет свои минусы и плюсы. При выборе конкретного метода важно оценить свойства металла, который необходимо разрезать. Немаловажное значение имеет и размер листа, его толщина, а также наличие тугоплавких оксидных пленок на конкретной заготовке.

Все эти нюансы помогают выбрать в конкретном случае тот вид резки металла, который наиболее выгоден производителю и с которым легко получить необходимый результат в кратчайшие сроки.

Резка металла: основные виды и сферы применения

Резка металла представляет собой заготовительный процесс раскроя материала, который осуществляется по особой технологии и с помощью специальных станков и инструментов. Благодаря постоянному развитию и совершенствованию данный процесс стал повсеместно применяться не только в автомобилестроении и в области промышленного строительства, но и в других производственных сферах. Инновационные разработки позволяют создавать высокопроизводительное оборудование, которое позволяет кроить любые виды материала с максимальной точностью и скоростью.

Особенности резки металла в различных областях промышленности

Результатом процесса резки становится получение раскроенного на отдельные детали металла. С помощью резки можно сделать заготовки различного размера и формы (в т.ч. получить нестандартные детали), а также обеспечить близкий к безотходному производственный процесс.

Классификация процесса резки металла основывается на многих факторах.

Так, все виды резки металла условно делятся на две большие группы и зависят от способа воздействия на обрабатываемый материал:

Исходя из способа управления, процесс резки металла может быть:

На крупных производствах чаще всего применяется бесконтактная резка металла термическим способом.

Для осуществления раскроя металла используется специализированное оборудование – станки:

отрезные; ; и пр.
плазменные;
гидроабразивные;

Совершенствование технологии резки металла позволяет использовать современные станки с высокой степенью производительности, которые в сжатые сроки помогают получить заготовки с идеальными линиями разреза и минимальными отходами.

Для резки листового материала используются специально выверенные технологии, в которых учтены толщина, вид, состав и физические свойства металла. Одна из целей резки – получить деталь нужной формы и размера с сохранением химических свойств материала.

Лазерная резка металла

Представляет собой современный высокоточный метод раскроя материала с помощью оборудования для лазерной резки металла. Технологический процесс строится на фокусировании луча в определенной точке с регулируемой мощностью излучения. Фокусировка происходит на небольшом участке, где металл мгновенно плавится или испаряется.

Главными преимуществами лазерной резки являются:

высокая точность резки;
возможность получения деталей сложной формы и широкого размерного ряда;
идеальная обработка как толстых металлических листов, так и хрупких тонких материалов;
обработка любых типов металла;
экономичный расход материала;
минимальные отходы.

Среди недостатков лазерной резки можно выделить ее стоимость: чтобы купить станок для лазерной резки металла, необходимо потратить большую сумму, нежели для приобретения оборудования плазменной резки.

Сферы применения лазерной резки:

машиностроение;
судостроение;
авиационная отрасль;
космическая промышленность;
сфера медицины;
рекламная область;
дизайн и пр.

Лазерная технология обработки металла в настоящее время считается самым востребованным способом резки. Оборудование, которое используется для осуществления данного вида резки металла, постоянно совершенствуется и автоматизируется, что значительно упрощает и ускоряет производственный процесс.

Плазменная резка металла

Данный термический способ раскроя металла относительно точен и универсален, как и лазерная резка. Однако в указанном случае для получения заготовок используется плазменная дуга либо сжатая дуга высокой температуры. Плазменная резка применяется для быстрого раскроя токопроводных сплавов.

С помощью плазменной резки можно раскраивать:

конструкционную сталь;
нержавеющую сталь;
титан;
сплавы цветных металлов;
чугун;
высоко- и низкоуглеродистую сталь;
высоколегированную сталь и др.

Среди преимуществ плазменной резки можно назвать:

хорошее качество резки;
быстроту получения заготовок;
экономичность.

Минусами является высокие требование в опыту работника-оператора, высокой стоимости расходных элементов, изнашивающихся в процессе работы и влиянием на здоровье оператора, связанной с повышенным шумом и опасными газами, выделяемыми в процессе раскроя.

Основные сферы применения плазменной резки следующие:

судостроение;
машиностроение;
металлургическая отрасль;
сельскохозяйственная сфера.

Представляет собой эффективный способ раскроя металла с помощью струи воды и добавлением абразивного материала диаметром до 1 мм и давлением до 5000 Атм. Для ускорения процесса обработки материала в воду добавляют абразивные частички (чаще всего гранитный песок). Разрушение металла происходит на молекулярном уровне.

Главными плюсами гидроабразивной резки являются:

возможность обработки стальных листов до 300 мм;
отсутствие термического воздействия на обрабатываемый материал;
пожарная безопасность процесса;
получение деталей сложных форм без погрешностей;
отсутствие деформации и изменения химических и физических свойств материала.

Среди минусов важно выделить следующие:

гидроабразивная резка не применяется для раскроя материала, который подвержен коррозии;
Недостаточно высокая скорость реза тонколистовой стали;
Высокая стоимость абразива (расходный материал);
быстрый износ расходных материалов и частей оборудования.

Газокислородная резка металла

Газовый способ обработки металла считается одним из самых первых термических методов резки: время появления газокислородной резки – конец XIX века.

Данная технология предполагает воздействие струи горящего газа, направленной на линию разреза материала и призванной выдувать образующиеся окислы. При этом металл нагревается пламенем газа до температуры ок. 1000° С.

Главные преимущества газокислородной резки заключаются в возможности обрабатывать:

детали толщиной до 200 см;
низко- и среднелегированную углеродистую сталь.

Среди недостатков данного способа резки можно отметить:

невозможность обрабатывать все виды металла;
низкое качество линии реза;
возможность деформации материала;
пожароопасность из-за применяемых газов и большого факела открытого пламени
высокие требования к условиям, в которых осуществляется резка.

Поэтому газокислородная резка не применяется в тех случаях, когда необходимы высокое качество и точность раскроя деталей.

Данный способ раскроя металлических листов предполагает использование механического оборудования и значительной физической силы. Приборами для осуществления резки металла механическим способом являются:

дисковая пила;
ленточная пила;
гильотина;
аппарат для продольной резки и пр.

Плюсами механической резки являются невысокая стоимость оборудования и хорошее качество получаемых срезов.

Среди минусов можно выделить ограниченные условия использования технологии и возможность осуществлять резку только по прямой линии.

Механическая резка металла может использоваться для обработки материала в небольших объемах и стесненных условиях либо для резки крупногабаритных листов в формат для имеющегося оборыдования. Для промышленных масштабов стоит выбирать более действенные и быстрые способы резки металлических листов.

Преимущества и недостатки каждого вида резки металла: какой способ предпочтителен

Чтобы выбрать наиболее подходящий способ резки металла, следует опираться на следующие критерии:

Металлы с толщиной от 0,5 до 25мм лучше раскраивать лазерной резкой, от 20 до 60мм – плазменной резкой, далее резка производится газокислородным или гидроабразивным способом в зависимости от требований к качеству реза.

Точность раскроя и качество получаемых заготовок.

Самыми высокоточными, быстрыми и качественными считаются лазерная и гидроабразивная виды резки металла. Хотя и другие способы при сноровке позволяют получить достойный результат.

Данный пункт также важен при выборе способа резки, т.к. в некоторых сферах производства и промышленности не нужна идеальная точность, но важен экономный расход материала и небольшие затраты на покупку и обслуживание оборудования. Так, самыми экономичными видами резки металла являются абразивная и газокислородная технологии, а более дорогостоящими способами считаются лазерные и гидроабразивные методы.

Читайте также: