Разрезание – операция разделения на части изделий из разных видов материала, в частности, металла или металлической заготовки. От рубки оно отличается отсутствием ударного усилия, что позволяет резать листовой металл, профильный и сортовой прокат с минимальными повреждениями и изменениями формы и сечения. Это делает порезку широко востребованной в промышленном и агарном секторе, в строительстве и быту.
Еще 150 лет назад ведущие инженеры искали наиболее выгодное техническое решение того, как и чем можно резать металл быстро и с минимально возможными деформациями. А сегодня уже существует множество ручных и автоматизированных способов резки стали и металлопроката. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, но важно, чтобы такой способ обработки обеспечивал предельно точный и ровный рез, минимально влиял на структуру и форму металла, обеспечивал минимальные отходы и был экономически эффективным в целом. Давайте рассмотрим, чем можно резать металл в наши дни и особенности каждого способа.
Термическая режущая обработка основана на использовании тепловой энергии и идеально подходит для использования в промышленных масштабах. Такие методы предполагают использование высокотехнологичного и специализированного оборудования, но отличаются высокой эффективностью.
В основе способа лежит использование лазера. Под воздействием источника мощного электромагнитного излучения металл выгорает, и в теле заготовки образуется линия разреза с ровной кромкой.
Лазерная технология позволяет варьировать толщину и мощность направленного луча и вести обработку заготовок как с плоской, так и сложной формой. Выполняется лазерная резка по металлу на специальных станках и установках. Использование средств автоматизации и программирования значительно расширило потенциал способа и позволило задавать разнообразные алгоритмы резания.
По сравнению с механическими способами лазерная технология позволяет легко зафиксировать заготовку и обеспечивает высокое качество кромки и минимальное загрязнение обрабатываемой зоны. К тому же отсутствие механического инструмента априори исключает его износ и замену. Также к преимуществам метода можно отнести:
Но при всех преимуществах лазер потребляет много энергии, в результате чего его КПД при резании составляет не более 0,5. При использовании лазерной резки также следует весьма тщательно подходить к качеству стальных полуфабрикатов. Прокат и другие изделия, подлежащие резке, должны быть с минимальным уровнем внутренних напряжений, чтобы при обработке не повредить дорогостоящую «лазерную головку» режущего агрегата.
Технология воздушно-плазменной резки основана на использовании энергии сжатого воздуха и электричества. Обеспечивает относительно быстрый процесс резания и качественный, с минимальным загрязнением, рез. Также:
Технология подходит для обработки листового и сортового металла, а также труб и заготовок сложной формы. Но плазменная обработка рентабельна только в масштабах средне- и крупносерийного производства, так как выполняется на станках ЧПУ или с использованием дорогостоящих инверторных источников.
Газовой резкой принято называть термический способ разделения металла, основанный на его нагреве до температуры газового пламени, которое выпускает сопло специализированного резака, и экзотермической реакции окисления самого металла. То есть подогревающее газовое пламя, образуемое при сжигании горючего газа, вызывает выгорание и разделение металла.
Технология применима в автономных и полевых условиях. Недорогая и общедоступная. Но при этом обеспечивает низкую точность и качество реза, а также определяет невысокую скорость работы и термическое воздействие на довольно обширном участке заготовки. Последнее может привести к значительному изменению физических и эксплуатационных свойств металла.
Для газовой резки чаще всего используют пропан, пропан-бутановые смеси и O2 (кислородная и кислородно-флюсовая резка).
В бытовых и производственных ситуациях, когда дорогостоящее оборудование недоступно и нет инструмента, чем пилить металл, можно использовать кислородную резку – разновидность газовой резки. Для нее используется то же оборудование, что и для кислородной сварки, только применяются несколько другие способы обработки. Физически процесс позволяет выполнить рез на всю толщину заготовки или на ее определенную часть и схож с газовой резкой и сваркой – струя режущего кислорода выжигает металл и удаляет продукты сгорания.
Кислородной резке подвергают металлы и сплавы только при условии, что они соответствуют определенным требованиям. Так, с увеличением доли углерода стали гораздо хуже поддаются данному виду обработки. Температура плавления оксидов металлов, которые образуются при резании, должна быть ниже температуры плавления самого металла (данному условию не удовлетворяют высокохромистые марки стали). Шлаки должны отличаться хорошей жидкотекучестью.
Принцип газоэлектрического резания заключается в использовании подогревающего действия электрической дуги, образующейся между электродом и разрезаемой заготовкой. К этой категории относятся следующие способы резки металла: воздушно-дуговая, плазменно-дуговая и плазменная резка. Последняя является наиболее инновационной и уже описана выше. Поэтому рассмотрим особенности первых двух.
Газоэлектрическое резание предполагает использование низкотемпературной плазмы, а источником тепловой энергии выступает дуговой электрический разряд, образующийся в газовом промежутке между металлической заготовкой и угольным электродом. Для него характерно низкое напряжение и очень высокая плотность тока. Поэтому столб электрической дуги является мощным источником тепловой энергии, а ее передача происходит за счет теплопроводности облака окружающего газа.
Плазменно-дуговая и воздушно-дуговая резка направлены на проплавление металла по линии реза. Продукты сгорания и расплавленный металл удаляются струей плазмы. Плазменно-дуговая резка идеально подходит для обработки металлов, для которых недопустимы другие методы: медьсодержащие сплавы и высоколегированные стали. Воздушно-дуговое резание провоцирует науглероживание поверхностных слоев.
Высокотехнологичная резка металла, и инструменты с режущими свойствами для нее не нужны. Резание происходит за счет эрозии, обусловленной точечным приложением мощной струи воды, в которую добавлен абразивный агент. Водная струя подается с очень высокой скоростью, и элементы распада мгновенно выводятся из зоны реза.
Гидроабразивный метод резания характеризуется:
Гидроабразивная резка отличается обширным потенциалом применения: от приборостроения до космических технологий. Однако воздействие абразива и воды провоцирует последующую коррозию углеродистых сталей. К тому же технология по-прежнему является дорогостоящей и применяется исключительно в промышленном секторе.
Холодные (механические) виды резки металла имеют более значительную историю применения. По сравнению с термическими способами резания они менее производительны, но представляют достаточный интерес из-за ценовой и технологической доступности. Выполняются они часто на оборудовании широкой функциональности и не требуют особой и узкопрофильной подготовки персонала.
Лентопильные станки – современное оборудование, предназначенное для поперечного и продольного распиливания проката и заготовок. В качестве режущего инструмента в них используются гибкие ленточные пилы, которые характеризуются высокой режущей способностью и износостойкостью. Такая резка:
Гильотинные ножницы используются прежде всего для резки листового и полосового металла. За счет конструктивных особенной и функциональности они обеспечивают только прямой рез в продольном или поперечном направлении и дают минимальное количество отходов. Данный способ используется для получения черновых заготовок и требует силового, почти жесткого удержания металла. Чтобы правильно резать металл, необходимо строго придерживаться правил техники безопасности и требований проектно-конструкторской документации.
Еще одна группа металлорежущих станков – дисковые. Конструктивно и функционально они схожи с фрезерными станками, только в качестве режущего инструмента в них используются диски. На них выполняется прямой или косой поперечный рез довольно хорошего качества, количество образуемой стружки зависит от толщины диска.
Метод отлично подходит для резки труб, уголков, квадратной, полосовой и круглой стали мелкого и среднего сортамента. А с появлением дисков с повышенной износостойкостью и режущей способностью он стал более энергоэффективным и рентабельным. К тому же производители предлагают дисковые станки в большой размерной и параметрической линейке и можно легко подобрать модель для крупного производства и маленькой мастерской.
На вопрос «чем можно резать металл в домашних условиях?» большая часть мужчин старшего поколения ответит, что для этого существует ручная ножовка. Действительно, это самый бюджетный способ, позволяющий получить относительно ровный рез на листе, трубе, стальном круге и квадрате. Но вряд ли его можно назвать малозатратным и наиболее эффективным. К тому же современный рынок технических устройств предлагает большой выбор ручного инструмента и электрического оборудования.
Угловая шлифовальная машинка (УШМ), которую в народе окрестили «болгаркой», – удобное и простое в эксплуатации электрооборудование. Она компактна. Может укомплектовываться кругами с различными режущими характеристиками и применяться не только в быту, но и на производстве.
УШМ позволяет довольно быстро выполнить рез достаточно хорошего качества. К недостаткам можно отнести лишь необходимость подключения к электросети и ограничения по размеру сечения обрабатываемых заготовок. При этом «болгарку» можно использовать для резки труб, листа, сортового и профильного проката.
Ножницы по металлу – слесарный ручной инструмент, требующий при использовании не только определенной сноровки, но и приложения значительного усилия. Могут использоваться для работы с жестью, тонким листом и полосовым материалом.
Отличная альтернатива ручной ножовке. Сабельные пилы имеют привод, который обеспечивает возвратно-поступательное движение режущего инструмента, и могут иметь бытовое и производственное применение. Позволяют выполнить поперечный, продольный и косой рез, но сечение проката ограничено длиной лезвия пилы.
Прежде чем резать металл, изначально стоит определить его состав (или марку сплава), свойства и целевое назначение. Это позволит сделать правильный выбор в пользу холодного (механического) или термического способа резания металлопроката и заготовок и обеспечить максимальную рентабельность и эффективность операции. Но для любого склада и предприятия важно, чтобы в результате распила и разреза не происходила деформация металла и получался минимально возможный выход отходов. Таким образом, в условиях небольших предприятий сортовой и профильный металлопрокат чаще всего режут дисковыми пилами, лентопильными станками, а листовой – газовой резкой. На больших промышленных объектах используются высокопроизводительные автоматизированные агрегаты с соответствующим программным комплексом.
На металоцентрах Метинвест-СМЦ у клиентов есть возможность приобрести не только качественный металлопрокат, но и порезать его на различном оборудовании.
Среди инструментов для порезки представлены:
На металлоцентре в Виннице действует порезка конструкционных кругов на лентопильном станке. Также наши металлоцентры предлагают оперативно получить листовую сталь «с сегодня на завтра» с помощью порезки рулонной стали, которую осуществляют в пгт. Святопетровское.
Если вы находитесь в другом городе, специалисты Метинвест-СМЦ помогут организовать доставку металлопроката в ваш город. Подробную консультацию можно узнать по номеру 0800-30-30-70.
Мы рады, что вы заинтересовались информацией из нашего блога. И даем согласие на использование материалов для учебных целей или для личного пользования. Однако предупреждаем, что копирование информации для публичного распространения – это нарушения авторского права и других прав интеллектуальной собственности, согласно Бернской конвенции и Закона Украины об авторском праве №3792-XII.
