6 самых распространенных способов резки металла

21.01.15

В поиске удобного способа по резке металла клиенты порой обращаются к нашим консультантам за разъяснениями. Мы постарались дать ответы на возможные вопросы в данной статье и подробно разъяснить различия между способами резки металла и металлических изделий. 

Уровень развития современных технологий не останавливается и с каждым годом мы узнаем о все новых и новых аппаратах предназначенных для резки металла и металлических изделий. Плазма, лазер или струя воды режущие сталь толщиной в 300 мм – этим уже никого не удивишь.

Казалось бы – вариантов много и особо выбирать не стоит, но, следует отметить, что все методы обработки металла разнообразны и оправданны при учете определенных свойств металла а так же от пожелания к готовому продукту.  При том, существуют определенные металлы и сплавы, с которыми лучше всего работать на специальном оборудовании.

Так что же такое резка металла? Это отделение определенного размера частей (кусков, заготовок) от листового, литого или сортового металла при помощи механической (ножницы, пилы и т.д), ударной (гильотина, рубка) и термической резки (обработка посредством нагрева).

По своей форме же и характеру резка бывает: разделительной (делится на несколько частей) и поверхностной (резка отверстий в деталях).

Собранный нами 6 способов резки металла: газокислородная, плазменная, лазерная, гильотина, ленточнопильный станок и гидроабразивная резка – самые распространённые. Каждый из указанных способов имеет как свои преимущества, так и недостатки, которые определяют уровень качества поверхности.

 

Газокислородная резка металла

Пожалуй, это самый распространенный и популярный вид термической резки металла на сегодняшнее время, который отлично зарекомендовал себя в промышленности.  Процесс резки начинается с нагрева металла в кислородной среде до температуры воспламенения, а потом режущей струей кислорода расплавленный метал делят на части. Перемещение газового резака по заданной траектории обуславливает процесс резки, при этом газовый резак выполняет две функции одновременно: разогрев и резку.

Кислород режет подогретый металл и одновременно удаляет образующиеся оксиды, а за счет выделяющийся теплоты горения подогреваются соседние слои металла. Максимальная толщина газокислородной резки металла составляет 200 мм, а в отдельных случаях толщина разрезаемого металла может достигать 600 мм.

 

Однако для газовой резки металлов существует несколько ограничений:

  • температура плавления металла выше температуры его воспламенения в кислороде;
  • хорошая текучесть металла в жидкой фазе;
  • низкая теплопроводность металла.

 Следует отметить, что чистота используемого кислорода при резке должна составлять 98,5-99,5%. Если данное условие не будет соблюдено, то производительность снизится а расход кислорода повысится, что негативно скажется на экономической составляющей процесса газовой резки.

К недостаткам данного способа следует отнести большую ширину реза (вдоль которого остаются наплывы и окислы), не всегда хорошее качество реза, невозможность резки по криволинейным контурам маленького радиуса, высокое термическое воздействие на металл. Также нагрев может привести к деформации и искажению геометрической формы металла. Нужно помнить, что газокислородная резка подходит далеко не для каждого вида металла. 

 

Плазменная резка металла

В отличии от газовой резки этот вид термической резки металла исключает из себя почти все недостатки связанные с нагревом, т.к. в качестве режущего инструмента вместо резца используется струя плазмы, которая расплавляет металл вдоль линии реза теплом сжатой дуги удаляя при этом жидкий металл высокоскоростным плазменным потоком.

Ионизированный газ (плазма), нагретый до температуры от 5000 до 30000°С, со скоростью от 500 до 1500 м/с способен разрезать металл до 200 мм толщиной. В связи с этим не сложно догадаться, что производительность плазменной резки намного выше газокислородной, где для резки металла достигается максимальная температура в 1800°С.

В преимущества плазменной резки также можно отнести возможность резки любых металлов, высокую скорость разрезания небольших и средних толщин металла (в сравнении с газокислородной резкой), высокое качество разреза и его чистота, возможность технически сложной фигурной вырезки, отсутствие ограничений по геометрической форме и безусловно безопасность процесса. Все, что необходимо для плазменной резки – это только электроэнергия и воздух, а из расходных материалов – сопла и электроды. Можно с уверенностью сказать, что данный вид резки металла является одним из самых экономичных способов. 

Однако, несмотря на все достоинства, плазменная резка имеет и определенные недостатки: в первую очередь это частична потеря материала (связанная с термической обработкой), кромка становится более твердой а последующая обработка требует, соответственно, дополнительных затрат (хоть они и намного меньше, чем после газокислородной). 

 

Лазерная резка металла

Данный метод резки используется в тех случаях, когда необходимо вырезать из металла элементы оригинальной и сложной формы. Лазерный луч, которым управляет зачастую компьютер, обеспечивает высокую концентрацию энергии и позволяет разрезать практически любые материалы. Под действием лазерного луча металл плавится, возгорается и выдувается струей газа (или испарятся). 

Данный способ резки металла позволяет получить узкие разрезы с минимальной шириной которая может достигать 0.1 мм, и при этом термическое влияние на металл будет минимальным, а отсутствие механического воздействия на обрабатываемый материал позволяет сократить деформацию металла до минимума. Благодаря высокой мощности лазерного излучения увеличивается производительность а качество реза сохраняется на высоком уровне.

Следует отметит легкость работы с лазером, что позволяет осуществлять резку даже на объемных и сложных материалах, а так же по сложному контуру.

Из недостатков стоит учесть, что у лазерной резки низкий КПД самого лазера (15%), который не позволяет обрабатывать листы толще 12мм в сечении, а так же список материалов, которым подходит лазерная резка, довольно ограничен. Алюминий, титан и высоколегированные стали из-за своей отражающей поверхности не могут быть прорезаны полностью, т.к. лазеру просто может не хватить мощности.

График выбора оптимального способа резки металла

Гильотина

В основе данного способа резки лежит использование механических средств, а в частности специальных лезвий по металлу. По сути гильотина – это станок, который предназначен для резки листовой стали и стальных пластин (не путать с пресс-ножницами для резки труб и арматуры).

Преимущество гильотины в том, что она позволяет получить идеально ровный край среза без зазубрин, заусенцев и лишних кромок.

Однако и у данного метода есть свои недостатки:

  • Толщина разрезаемого материала не должна превышать 6мм для гидравлических машин;
  • Существует ограниченность по типу материала;
  • Максимальная длинна резки до 3000мм;
  • Невысокая точность получаемых полос при резке (качество зависит от квалификации оператора);
  • Нет возможности выполнять фигурную резку.

 

Ленточнопильная резка металла

Этот способ отличается от других методов резки своей доступностью и высокой производительностью. Принцип работы основан на использовании в качестве режущего материала натянутой на шкивах ленточной пилы, которая осуществляет резку в среднем со скоростью 100мм/мин.

Из плюсов, помимо стоимости, следует отметить довольно хорошую точность и практически не требующие дальнейшей шлифовки места распила.  Также нет особых требований к виду обрабатываемого материала, ЛПС режет абсолютно все, при чем ширина реза составляет всего 1.5мм. В дополнение хочется отметить возможность резки металла под углом.

 К минусам можно отнести невозможность осуществления фигурной резки и ограничения на размеры изделий, связанные с размерами полотна ленточнопильного станка.

 

Гидроабразивная резка металла

Самой инновационной и прогрессивной технологией на данный момент является гидроабразивная резка металла. В основе метода лежит резка с помощью смеси воды и абразива (песка), которая под давлением подается через узкое сопло. Этот способ позволяет резать листы металла до 300мм в толщину.

При этом скорость резки остается очень высокой: например, лист из нержавеющей стали толщиной 100 мм будет разрезан со скоростью 22 мм/мин, а при толщине в 1 мм – 2 700 мм/мин. При резке стекла скорость может достигать до 11 000 мм/мин. 

Из основных преимуществ данного способа следует отметить хорошую точность резки, отсутствие необходимости дальнейшей обработки краев и отсутствие деформации металла, а также минимальные потери материала при резке.

А к минусам – довольно высокую стоимость данного вида резки, и ограничение в использовании в отношении металлов подверженных коррозии.

Все вышеописанные способы резки давно применяются на практике, и только вам решать какой из способов более всего подходит для ваших целей. 

 

Вид резки

Максимальная толщина металла

Ширина реза

Качество реза

Производительность

Расходы и стоимость оборудования

Экологичность и безопасность

Гильотина

1

10

9

9

6

7

ЛПС

9

9

8

4

7

6

Газокислородная

8

5

5

6

5

3

Плазменная

6

6

7

9

7

5

Лазерна

3

10

9

7

4

7

Гидроабразивная

9

8

10

5

2

8

 

 

Статья