Різання – операція поділу на частини виробів з різних видів матеріалу, зокрема металу або металевої заготовки. Від рубки воно відрізняється відсутністю ударного зусилля, що дозволяє різати листовий метал, профільний та сортовий прокат з мінімальними пошкодженнями та змінами форми та перерізу. Це робить різання широко затребуваним у промисловому та агарному секторі, у будівництві та побуті.
Ще 150 років тому провідні інженери шукали найвигідніше технічне рішення того, як і чим можна різати метал швидко та з мінімально можливими деформаціями. А сьогодні вже існує безліч ручних та автоматизованих способів різання сталі та металопрокату. Кожен з них має свої переваги та недоліки, але важливо, щоб такий спосіб обробки забезпечував гранично точний та рівний різ, мінімально впливав на структуру та форму металу, забезпечував мінімальні відходи та був економічно ефективним загалом. Давайте розглянемо, чим можна різати метал у наші дні та особливості кожного способу.
Термічна ріжуча обробка ґрунтується на використанні теплової енергії та ідеально підходить для використання у промислових масштабах. Такі методи передбачають використання високотехнологічного та спеціалізованого обладнання, але відрізняються високою ефективністю.
В основі способу лежить використання лазера. Під впливом джерела потужного електромагнітного випромінювання метал вигоряє, і в тілі заготовки утворюється лінія розрізу з рівною кромкою.
Лазерна технологія дозволяє варіювати товщину та потужність спрямованого променя та вести обробку заготовок як з плоскою, так і складною формою. Виконується лазерне різання по металу на спеціальних верстатах та установках. Використання засобів автоматизації та програмування значно розширило потенціал способу та дозволило задавати різноманітні алгоритми різання.
У порівнянні з механічними способами лазерна технологія дозволяє легко зафіксувати заготівлю та забезпечує високу якість кромки та мінімальне забруднення оброблюваної зони. До того ж відсутність механічного інструменту апріорі виключає його знос та заміну. Також до переваг методу можна віднести:
Але за всіх переваг лазер споживає багато енергії, внаслідок чого його ККД при різанні становить не більше 0,5. При використанні лазерного різання також слід ретельно підходити до якості сталевих напівфабрикатів. Прокат та інші вироби, що підлягають різанню, повинні бути з мінімальним рівнем внутрішньої напруги, щоб при обробці не пошкодити дорогу «лазерну головку» ріжучого агрегату.
Технологія повітряно-плазмового різання заснована на використанні енергії стисненого повітря та електрики. Забезпечує відносно швидкий процес різання та якісний, з мінімальним забрудненням, різ. Також:
Технологія підходить для обробки листового та сортового металу, а також труб та заготовок складної форми. Але плазмова обробка рентабельна лише в масштабах середньо- та великосерійного виробництва, оскільки виконується на верстатах ЧПУ або з використанням дорогих інверторних джерел.
Газовою різкою прийнято називати термічний спосіб поділу металу, заснований на його нагріванні до температури газового полум'я, яке випускає сопло спеціалізованого різака, та екзотермічної реакції окислення самого металу. Тобто газове полум'я, що підігріває, утворене при спалюванні пального газу, викликає вигоряння і поділ металу.
Технологія застосовується в автономних та польових умовах. Недорога та загальнодоступна. Але при цьому забезпечує низьку точність і якість різання, а також визначає невисоку швидкість роботи та термічний вплив на досить широкій ділянці заготівлі. Останнє може призвести до значної зміни фізичних та експлуатаційних властивостей металу.
Для газового різання найчастіше використовують пропан, пропан-бутанові суміші та O2 (кисневе та киснево-флюсове різання).
У побутових та виробничих ситуаціях, коли дороге обладнання недоступне і немає інструменту, яким пиляти метал, можна використовувати кисневе різання – різновид газового різання. Для неї використовується те саме обладнання, що і для кисневого зварювання, тільки застосовуються інші способи обробки. Фізично процес дозволяє виконати різ на всю товщину заготовки або на її певну частину і схожий на газову різку і зварювання – струмінь ріжучого кисню випалює метал і видаляє продукти згоряння.
Кисневому різанню піддають метали і сплави тільки за умови, що вони відповідають певним вимогам. Так, зі збільшенням частки вуглецю сталі набагато гірше піддаються цьому виду обробки. Температура плавлення оксидів металів, які утворюються при різанні, повинна бути нижчою за температуру плавлення самого металу (такій умові не відповідають високохромисті марки сталі). Шлаки повинні відрізнятися гарною стійкістю до рідини.
Принцип газоелектричного різання полягає у використанні підігрівальної дії електричної дуги, що утворюється між електродом і заготовкою, що розрізається. До цієї категорії належать такі способи різання металу: повітряно-дугове, плазмово-дугове та плазмове різання. Остання є найбільш інноваційним та вже описано вище. Тому розглянемо особливості перших двох.
Газоелектричне різання передбачає використання низькотемпературної плазми, а джерелом теплової енергії виступає дуговий електричний розряд, що утворюється в газовому проміжку між металевою заготівлею та вугільним електродом. Для нього характерна низька напруга та дуже висока щільність струму. Тому стовп електричної дуги є потужним джерелом теплової енергії, а її передача відбувається за рахунок теплопровідності хмари навколишнього газу.
Плазмово-дугове та повітряно-дугове різання спрямовані на проплавлення металу по лінії різу. Продукти згоряння та розплавлений метал видаляються струменем плазми. Плазмово-дугове різання ідеально підходить для обробки металів, для яких неприпустимі інші методи: сплави, що містять мідь, і високолеговані сталі. Повітряно-дугове різання провокує навуглерожування поверхневих шарів.
Високотехнологічне різання металу, і інструменти з ріжучими властивостями для нього не потрібні. Різання відбувається за рахунок ерозії, обумовленої точковим додатком потужного струменя води, до якого доданий абразивний агент. Водний струмінь подається з дуже високою швидкістю, і елементи розпаду миттєво виводяться із зони різання.
Гідроабразивний метод різання характеризується:
Гідроабразивне різання відрізняється великим потенціалом застосування: від приладобудування до космічних технологій. Однак вплив абразиву та води провокує подальшу корозію вуглецевих сталей. До того ж технологія, як і раніше, є дорогою і застосовується виключно в промисловому секторі.
Холодні (механічні) види різання металу мають більш значну історію застосування. У порівнянні з термічними способами різання вони менш продуктивні, але становлять достатній інтерес через цінову та технологічну доступність. Виконуються вони часто на обладнанні широкої функціональності та не вимагають особливої та вузькопрофільної підготовки персоналу.
Лентопильні верстати – сучасне обладнання, призначене для поперечного та поздовжнього розпилювання прокату та заготовок. Як ріжучий інструмент в них використовуються гнучкі стрічкові пилки, які характеризуються високою ріжучою здатністю та зносостійкістю. Таке різання:
Гільйотинні ножиці використовуються насамперед для різання листового та смугового металу. За рахунок конструктивних особливостей та функціональності вони забезпечують лише прямий різ у поздовжньому або поперечному напрямку та дають мінімальну кількість відходів. Даний спосіб використовується для отримання чорнових заготовок і вимагає силового майже жорсткого утримання металу. Щоб правильно різати метал, необхідно суворо дотримуватися правил техніки безпеки та вимог проектно-конструкторської документації.
Ще одна група металорізальних верстатів – дискові. Конструктивно і функціонально вони схожі з фрезерними верстатами, тільки як ріжучий інструмент у них використовуються диски. На них виконується прямий або косий поперечний різ досить гарної якості, кількість стружки, що утворюється, залежить від товщини диска.
Метод відмінно підходить для різання труб, кутової, квадратної, смугової та круглої сталі дрібного та середнього сортаменту. А з появою дисків з підвищеною зносостійкістю та ріжучою здатністю він став більш енергоефективним та рентабельним. До того ж виробники пропонують дискові верстати у великій розмірній та параметричній лінійці та можна легко підібрати модель для великого виробництва та маленької майстерні.
На питання «чим можна різати метал у домашніх умовах?» більшість чоловіків старшого покоління відповість, що цього існує ручна ножівка. Справді, це бюджетний спосіб, що дозволяє отримати відносно рівний різ на листі, трубі, сталевому колі і квадраті. Але навряд чи його можна назвати маловитратним та найефективнішим. До того ж, сучасний ринок технічних пристроїв пропонує великий вибір ручного інструменту та електричного обладнання.
Кутова шліфувальна машинка (КШМ), яку в народі охрестили «болгаркою», – зручне та просте в експлуатації електрообладнання. Вона компактна. Може укомплектовуватися кругами з різними ріжучими характеристиками та застосовуватися не лише у побуті, а й на виробництві.
КШМ дозволяє досить швидко виконати різ досить гарної якості. До недоліків можна віднести лише необхідність підключення до електромережі та обмеження за розміром перерізу оброблюваних заготовок. При цьому «болгарку» можна використовувати для різання труб, листа, сортового та профільного прокату.
Ножиці по металу – слюсарний ручний інструмент, що вимагає при використанні не тільки певної вправності, але й значного зусилля. Можуть використовуватися для роботи з бляхою, тонким листом та смуговим матеріалом.
Відмінна альтернатива ручній ножівці. Шабельні пили мають привід, який забезпечує зворотно-поступальний рух ріжучого інструменту, і можуть мати побутове та виробниче застосування. Дозволяють виконати поперечний, поздовжній та косий різ, але переріз прокату обмежений довжиною леза пили.
Перш ніж різати метал, спочатку варто визначити його склад (або марку сплаву), властивості та цільове призначення. Це дозволить зробити правильний вибір на користь холодного (механічного) або термічного способу різання металопрокату та заготовок й забезпечити максимальну рентабельність та ефективність операції. Але для будь-якого складу та підприємства важливо, щоб у результаті розпилу та розрізу не відбувалася деформація металу та виходив мінімально можливий вихід відходів. Таким чином, в умовах невеликих підприємств сортовий та профільний металопрокат найчастіше ріжуть дисковими пилками, лентопильними верстатами, а листовий – газовою різкою. На великих промислових об'єктах використовують високопродуктивні автоматизовані агрегати з відповідним програмним комплексом.
На металоцентрах Метінвест-СМЦ клієнти мають можливість придбати не тільки якісний металопрокат, але й порізати його на різному устаткуванні.
Серед інструментів для різання представлене:
На металоцентрі у Вінниці діє порізка конструкційних кругів на лентопильному верстаті. Також наші металоцентри пропонують оперативно отримати листову сталь «з сьогодні на завтра» за допомогою порізки рулонної сталі, яку здійснюють у смт. Святопетрівське.
Якщо ви знаходитесь в іншому місті, фахівці Метінвест-СМЦ допоможуть організувати доставку металопрокату до вашого міста. Детальну консультацію можна дізнатися за номером 0800-30-30-70.
Ми раді, що ви зацікавилися інформацією з нашого блогу. І даємо згоду на використання матеріалів для навчальних цілей або особистого користування.
Проте попереджаємо, що копіювання інформації для публічного розповсюдження – це порушення авторського права та інших прав інтелектуальної власності згідно з Бернською конвенцією та Законом України про авторське право №3792-XII.
