Что такое термическая резка металлов: технологии, достоинства и недостатки

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Какие виды резки металлов пользуются спросом в современной промышленности?
• Что собой представляют виды плазменной резки металла
• Какие лазеры применяются для резки различных металлов
• Где применяются различные виды гидроабразивной резки металла
• Какие существуют механизированные виды резки металла
• Какие типы ножниц используются для резки различных видов металла
• Каковы преимущества и недостатки различных видов резки металла

Производство заготовок из листового металла, а также его раскрой выполняются строго по специальным технологиям, требующим выполнения определенных операций. При этом учитываются химические и физические свойства металлических сплавов (их химический состав, прочность, хрупкость, электропроводимость и термостойкость). В результате должны получаться детали и заготовки требуемых размеров с сохранением свойств соединения. Для качественного выполнения технологических операций применяются разные виды резки металла. Они различаются областью применения и сложностью выполняемых операций.

Коротко о промышленных видах резки металла

Сегодня чаще всего используются технологии, отличающиеся высокой скоростью изготовления деталей и наивысшей точностью работы. Крупные металлообрабатывающие предприятия применяют следующие виды резки:

• газовая;
• плазменная;
• лазерная;
• гидроабразивная;
• механическая.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Газовая резка металла

– это воздействие на материал струи кислородно-пропановой смеси, температура которой намного превышает точку плавления металла. Данный вид резки схож с электродной резкой и отличается невысокой точностью реза. Операцию можно производить в различных условиях без использования сложного оборудования, в отличие от сварки, для которой необходимо наличие электрической сети.

Плазменная резка

производится путем действия на металлический лист струи плазмы температурой от +5000 до +30 000 °С. Струя разгоняется электрическим полем до скорости порядка 1500 м/с, что достаточно для разрезания металлического листа толщиной до 20 см. В результате воздействия раскаленной плазмы получается достаточно ровный и гладкий рез, не нуждающийся в последующей обработке.

На сегодняшний день этот вид резки металла является одним из самых быстрых и точных. Материал вокруг зоны реза не перегревается, его структура не изменяется. Таким способом обрабатывают в основном диэлектрики и листы электропроводящих металлов различной степени твердости.

Лазерная резка

по точности сравнима с плазменной. Вместо плазмы здесь используется луч лазера, плавящий металлический лист в зоне реза. Благодаря высокоточной фокусировке и высокой мощности лазерного луча, металл не только плавится, но и моментально испаряется, оставляя линию реза чистой и гладкой. При обработке листа толщиной более 15 мм требуется дополнительный обдув линии реза инертным газом либо охлаждение водой. Лазерная резка обычно используется для производства деталей сложной формы из листов относительно небольшой толщины (до 20 мм). В качестве заготовок используют сталь и ее сплавы, различные цветные металлы. Основное преимущество лазерной обработки заключается в способности обрабатывать очень тонкие и хрупкие виды материалов.

VT-metall предлагает услуги:

Гидроабразивная резка

отличается от остальных способов тем, что воздействует на материал механически, а не термически. Рабочим органом здесь выступает смесь воды с абразивным веществом, которая подается под сверхвысоким давлением. Ширина реза при таком способе составляет от 0,5 до 1,5 мм.

Для данного способа можно использовать металлические листы толщиной до 30 см. Характерно, что температура в зоне реза не превышает +90 °С. Поэтому полностью исключены структурные изменения металла в данной зоне, связанные с воздействием высоких температур. Также отсутствуют вредные для человека испарения и выделения.

Такой тип обработки с использованием станков с ЧПУ позволяет резать пачки из нескольких листов и многократно увеличить тем самым производительность. Серьезным недостатком этого способа является подверженность металлической заготовки коррозии.

ЛПС

Применяют для разделки листового и сортового металла. Сменные ленточные пилы являются их режущим элементом. Изготавливаются из биметаллических сплавов, углеродистых сталей.

Принцип работы аналогичен совершению реза ножницами. Пильное полотно замкнуто в кольцевую ленту, которая непрерывно вращается электромотором, что обеспечивает среднюю скорость реза порядка 100 мм/мин. Оптимальная ширина полотна 1.5 мм.

В числе преимуществ подобной технологии отмечают:

• высокую точность разделки;
• возможность совершения прямого, углового резов;
• незначительные объёмы отходов;
• минимальную толщину реза;
• доступная стоимость.

Как выполняются различные виды газовой резки металла

Принцип газовой резки основан на свойстве металлов сгорать в чистом кислороде при температуре +1200…+1300 °С. Сегодня этим способом не только режут металлические детали под разными углами, но и обрабатывают кромки заготовок для последующей сварки.

Резать заготовку начинают с ее кромки. Предварительно поверхность листа очищается от следов ржавчины, окалины и загрязнений. Для разрезания листа используется газ, находящийся в баллонах под высоким давлением.

В качестве газа обычно применяется сжатый кислород, струя которого прожигает металлическую заготовку с образованием окислов железа. Окислы расплавляются и выдуваются из области реза. Для подвода кислорода используется специальное устройство, располагаемое на сварочной горелке. Технологически сварочная горелка выполняет роль резака.

Кроме кислорода также применяются коксовый, нефтяной и природный водород, ацетилен, керосин и бензин в парообразном состоянии, при возгорании они дают температуру +3200 °С. Соответственно, в зависимости от используемого газа, резка может быть водородно-кислородного, ацетилено-кислородного и бензино-кислородного вида. В меньшей степени применяются машинный и ручной способы.

Существует также кислородно-флюсовая обработка, выделяемая в отдельный вид. С ее помощью можно резать такие тугоплавкие и сложные для разрезания металлы, как чугун, сплавы алюминия, высокохромистые и хромоникелевые стали. Для облегчения процедуры в кислород добавляется флюс, и полученная смесь затем выдувается.

Непосредственно раскрой материала осуществляют струей перпендикулярно к поверхности. Кроме этого, сжатым газом могут производить кислородную обработку, направляя режущую струю под острым углом к поверхности заготовки.

Таким способом обрабатывают среднелегированную и низколегированную углеродистую листовую сталь толщиной до 300 мм. Кислородную резку применяют как в металлургической промышленности, так и в индивидуальном строительстве. С помощью газа можно резать довольно толстые металлические листы. В этом заключается главное достоинство данного способа. Ширина реза при этом составляет от 2 до 2,5 мм. Закаливания металла в процессе обработки не происходит. Кромка реза получается перпендикулярной к поверхности.

Кислородно-дуговая резка

Технология кислородно-дуговой резки.

При кислородно-дуговой резке дуга горит между плавящимся электродом и разрезаемым металлом. Сварочный электрод трубчатый и по каналу внутри электрода подается режущий кислород. Дуга обеспечивает нагрев металла, а кислород, интенсивно окисляя железо, обеспечивает его сгорание и выдувание из зоны реза (рис. 5).

Рис.5. Схема кислородно-дуговой резки

Кислородно-дуговую резку применяют преимущественно для специальных работ: резки металла под водой, строительно-монтажных работ, ремонта, а также в других случаях, когда приходится выполнять короткие резы ( до 500 мм).

Техника кислородно-дуговой резки.

Для резки сначала зажигается дуга, затем, когда образуется расплавленная точка, с помощью рукоятки регулятора на держателе открывается поток режущего кислорода, он быстро окисляет металл и выдувает его.

Кислородно-дуговую резку применяют для резки черных и цветных металлов толщиной до 120 мм. Сила тока 200–350А, давление кислорода 3–10 бар (в зависимости от толщины).

Возможна полуавтоматическая кислородно-дуговая резка. В этом случае проволока обдувается кислородом концентрично.

Оборудование:

При кислородно-дуговой резке используется такое оборудование, как резаки, кабели и рукава, источник питания, баллонный регулятор, баллоны с кислородом в комплексе с рамповым оборудованием или же газификатор.

Виды плазменной резки металла

Применение кислорода имеет некоторые недостатки, которые полностью исключены при использовании плазмы. Появившись в середине прошлого века, первое оборудование для плазменной обработки металлических заготовок было очень дорогим. Его могли позволить себе только крупные машиностроительные корпорации. К концу XX века стоимость оборудования значительно снизилась, и этот способ раскроя материала стал более доступен. Сейчас его применяют практически в любой отрасли.

Плазменная обработка металлических изделий бывает поверхностной и разделительной, последняя является сегодня наиболее распространенным видом плазменной обработки. Непосредственно резка осуществляется либо плазменной дугой, либо струей.

Использование плазменной дуги заключается в создании электрической цепи, в которую включена сама заготовка. Между вольфрамовым электродом и обрабатываемой металлической заготовкой возникает электрическая дуга. В случае плазменной струи дуга возникает между двумя электродами, металлическая заготовка в цепь не включается, а лишь разрезается образовавшейся струей.

Принцип технологии состоит в быстром расплавлении участка заготовки вдоль линии действия сжатой электрической дуги и в последующем выдувании расплавленного металла потоком плазмы. Поскольку плазма представляет собой ионизированный газ температурой от +15 000 до +20 000 °С, она гораздо эффективнее режет металл, нежели сжатый кислород, имеющий температуру лишь +1800 °С.

Хотя производительность плазменного способа выше, кислородная обработка лучше плазменной справляется с твердыми видами металлов (например, с титаном). Для резки же цветных металлов, и в особенности алюминия, предпочтение стоит отдавать плазме.

В металлообрабатывающей промышленности плазменная резка сегодня лидирует среди других способов раскроя листового металла. Важное преимущество использования плазмы – малая требовательность к оборудованию и, как следствие, экономичность способа. Необходимы лишь электрическая сеть, воздух и расходные материалы (электроды, сопла). Как и в случае применения кислорода, нет необходимости использования и перемещения опасных газовых баллонов.

Применение плазмы экономически выгодно для обработки следующих металлов:

• алюминия и его сплавов толщиной до 120 мм;
• меди толщиной до 80 мм;
• легированной и углеродистой стали толщиной до 50 мм;
• чугуна толщиной до 90 мм.

Резать плазмой можно и более толстый металл (до 200 мм), однако для разрезания заготовок толщиной более 120 мм целесообразнее применять газокислородный способ.

Толщина металлического листа и его теплопроводность являются определяющими характеристиками для выбора способа раскроя. От теплопроводности металла зависит его допустимая толщина для конкретного вида обработки. С увеличением теплопроводности (соответственно, с ростом теплоотвода) уменьшается максимально возможная толщина металлической заготовки. Например, медный лист для раскроя должен иметь меньшую толщину, чем лист нержавейки.

Неоспоримым преимуществом плазменного способа раскроя перед газовым является скорость реза, которая в данном случае выше в 6–10 раз. Особенно это актуально при обработке металлических листов толщиной 40–60 мм.

Среди других достоинств плазменной резки выделяются:

• высокая точность реза без образования наплывов;
• возможность выполнять фигурную резку;
• ограниченный участок нагрева, благодаря чему исключен перегрев всей заготовки;
• универсальность применения без необходимости смены оборудования;
• отсутствие взрыво- и пожароопасных элементов;
• относительно низкая стоимость оборудования.

Современные станки с ЧПУ обеспечивают высокую скорость плазменной обработки. К тому же автоматизированная система позволяет управлять процессом оператору любой квалификации.

Плазменная обработка металла избавляет от необходимости дополнительно очищать деталь. На качество реза не влияют даже имеющиеся следы ржавчины, краски и различного вида загрязнений.

Среди недостатков способа отметим, в первую очередь, термический характер обработки. Это означает, что твердость кромки реза увеличивается по отношению к остальной части заготовки, что затрудняет возможную дальнейшую обработку детали. К тому же, в процессе термической резки часть материала неизбежно сгорает или плавится. Тем не менее, плазменный способ выигрывает у газокислородного по качеству реза, ширине зоны с цветами побежалости (она в 5 раз меньше) и по наличию окалины, которая при использовании плазмы отсутствует.

Виды термической обработки

С целью изменения химико-термической структуры металла и сплава применяется химико-термическая обработка металлов.

Технология процесса следующая: металл или сплав нагревают до определенной температуры, при которой изменяются химико-технологические свойства, и подвергают медленному остыванию (чаще всего, скорость охлаждения материала совпадает со скоростью, с которой остывает печь).

Химико-термические и химико-технологические свойства при этом не возвращаются к исходным показателям.

Термическая обработка бывает как предварительной (для подготовки к дальнейшей обработке), так и окончательной, в ходе которой достигается нужная структура металла.

Применяются следующие способы обработки:

• отжигание;
• старение;
• закаливание;
• отпуск.

Технология отжигания металла представляет собой подогрев до указанной температуры, удерживания этого уровня температуры в течение определенного и замедленного времени, которому подвергается также и сама печь.

Отжиг требуется заготовкам, подвергнутым штамповке или горячей ковке. Он позволит снизить твердость, уменьшить неоднородность и закончить подготовку к тепловой обработке.

При превышении температуры нагрева происходит пережигание сплава, которое является технологическим браком.

Для качественного отжига важна правильная скорость охлаждения. Она подбирается исходя из требуемых конечных технический условий и марки стали.

Слишком медленная скорость снижения температуры (одновременно остывают деталь и печь) приводит к образованию локальных разрывов сгибаемого листа.

И наоборот, слишком быстрое охлаждение приводит к появлению мелких зерен внутри структуры стали. Твердость стали прямо пропорциональна количеству углерода в ней.

Поэтому для нормализации структуры используют прогрев стали до температурных показателей 700-720С, выдерживают непродолжительное время и допускают свободное охлаждение.

Эффективным является изотермический отжиг с двумя этапами снижения температуры.

После нагрева производится поэтапное снижение температуры – первый этап — до 630С, и последующая выдержка при этой температуре, второй этап – охлаждение до температуры окружающей среды.

Технология, включающая поэтапное охлаждение, не только способствует равномерной структуре зерна стали, но и обеспечивает оборудование непрерывным циклом загрузки.

Основные виды лазеров для резки металла

Лазер – одно из самых эффектных изобретений XX века. Причем долгое время после открытия истинную важность и применимость его в промышленности не понимали. Для многих ученых умов лазер был неким устройством, способным самостоятельно искать решение различных задач. В настоящее время лазерные технологии применяются везде – от медицины до космической промышленности.

В машиностроении лазерная резка применяется уже достаточно давно. Первыми начали использовать эту технологию предприятия судостроительной, авиационной и автомобильной отраслей, которые были заинтересованы во внедрении передовых технологий ради увеличения производительности. Растущая конкуренция мотивировала производителей внедрять инновационные системы управления рабочими процессами.

На предприятиях сегодня используются следующие виды станков для резки металла с помощью лазера:

• твердотельные установки, использующие соединения редкоземельных элементов и кристаллические драгоценные минералы, основанные на принципе накачки фотонов импульсными лампами либо лазерными диодами;
• газовые установки, в качестве активаторов использующие смесь инертных газов, возбуждаемую электрическими разрядами или направленной химической реакцией;
• волоконные установки, где активная среда с резонатором выполнена из оптоволокна полностью либо в комбинации с другими элементами.

Антикоррозионные стали и цветные металлы обладают высокой отражающей способностью. Поэтому специально для их обработки были созданы лазерные установки с резонатором из оптоволоконной трубки, в которых лазерный луч фокусируется сильнее и не рассеивается о поверхность металлических заготовок.

Большое распространение имеют газовые виды лазерных установок, работающие на смеси углекислого газа, гелия и азота. Для большей отражающей способности на зеркала резонатора в данной установке нанесено серебряное либо золотое напыление.

Лазерная технология раскроя непрерывно совершенствуется. Для увеличения производительности оборудования, точности и качества реза испытываются все новые типы установок, внедряется и усложняется компьютерное управление процессами с контролем всех режимов обработки.

Особенности лазерной резки металла

В процессе лазерной обработки металлическая заготовка проходит через несколько этапов воздействия лазерного луча до момента получения готовой детали:

• на первом этапе луч лазера, воздействуя на заготовку, нагревает ее в точке начала реза до температуры плавления металла и образует на поверхности усадочную раковину;
• на втором этапе под действием энергии лазера происходит кипение и испарение металла в заданной точке;
• на третьем этапе заготовка выплавляется на всю толщину, и далее рабочий орган установки начинает движение вдоль заданного контура детали.

Испарение происходит только у тонких металлических листов. Заготовки средней и большой толщины требуют выдувания частиц выплавленного металла вспомогательным сжатым газом, в качестве которого используются кислород, азот, инертные газы или смеси воздуха.

Сжатый кислород, подаваемый в область реза, выполняет сразу несколько функций: выдувает частицы оплавленного металла, охлаждает обрабатываемую поверхность, поддерживает температуру заготовки и ускоряет ее обработку. В процессе работы станка заготовка не деформируется. Поэтому дополнительная подгонка деталей не требуется, соответственно, отсутствуют и материальные затраты на эти операции.

Перспективы применения этой технологии сегодня очевидны для специалистов в отрасли машиностроения. Лазерная обработка может быть использована и для обычного раскроя металлических заготовок, и для высокоточного производства сложных деталей к различным агрегатам. Среди преимуществ лазерной резки металла выделим наиболее явные:

• высокое качество получаемых изделий;
• низкий расход материала;
• возможность деликатной обработки хрупких и тонких заготовок;
• возможность изготовления изделий сложной формы.

Самый существенный недостаток лазерного способа обработки – дороговизна оборудования и материалов.

Технология лазерной обработки в настоящее время очень востребована производителями металлических изделий благодаря способности быстрого и точного изготовления любых видов деталей и в разных масштабах – от единичных заказов до промышленного производства. Лазерная технология пользуется спросом также в отрасли декоративных изделий и в дизайне, позволяя создавать оригинальные сувениры.

Описание и особенности процесса

Под резкой металла понимают технологический процесс, цель которого заключается в разделении заготовки на отдельные части или изготовлении деталей различной формы. При механической обработке могут применяться различные фрезерные и токарные станки, а также специальное металлорежущее оборудование.

При проведении рассматриваемого технологического процесса учитываются нижеприведенные моменты:

1. Механическая обработка приводит к нагреву материала. Практически все металлы реагируют на нагрев одинаково — происходит изменение основных физико-механических свойств, повышается степень пластичности, уменьшается прочность. В случае когда нужно получить качественный срез, нагрев структуры материала исключается.
2. Не все сплавы могут обрабатываться без предварительного нагрева. Существуют труднообрабатываемые сплавы, резка которых возможна только при условии предварительного нагрева структуры.
3. При проведении обработки уделяется внимание таким качествам как теплопроводность, твердость и свариваемость.

Чаще всего резка стали и других сплавов происходит на момент подготовки сырья к дальнейшей обработке, выпуске изделий или при необходимости изменения размеров, формы уже готовых изделий на момент выполнения монтажных работ. Существует огромное количество способов резки, каждый обладает своими определенными свойствами.

Гидроабразивные виды резки металла: преимущества и недостатки

Гидроабразивные виды резки являются наиболее передовой и инновационной технологией раскроя материалов. Вода, подаваемая под сверхвысоким давлением, способна резать даже толстые листы стали (до 300 мм).

Водоструйная установка включает в себя насос, который в экспериментальных вариантах может выдавать давление до 6000 бар. Вода, находясь под огромным давлением, проходит через алмазное, сапфировое или рубиновое сопло диаметром всего 0,1 мм и ускоряется до скорости, втрое превышающей скорость звука. Образующая струя обладает достаточной фокусировкой и силой, чтобы разрезать практически любой материал.

Скорости операций достигают впечатляющих величин. К примеру, 100-миллиметровый лист нержавеющей стали проходится со скоростью до 22 мм/мин. При обработке стального листа толщиной 1 мм скорость резки может доходить до 2700 мм/мин, а при обработке стекла – до 11 000 мм/мин!

Для раскроя мягких материалов используется чистая вода. Резка твердых материалов возможна благодаря добавлению в жидкость абразивных веществ (обычно это гранитный песок).

В рамках зарубежных экспериментов гидроабразивная технология сравнивалась с более традиционными способами раскроя. В частности, сравнение производилось с лазерной технологией.

Лазерная и гидроабразивная установки использовались для раскроя пачек металлических листов по 0,3 мм толщиной. Результат показал, что пачки суммарной толщиной до 6 мм эффективнее режутся лазером, а с пакетами толщиной более 6 мм эффективнее справлялась гидроабразивная установка.

Самое значимое достоинство гидроабразивной технологии в сравнении с другими видами обработки – отсутствие сильного нагрева обрабатываемой детали. Поскольку нет термического воздействия на заготовку, исключены и связанные с этим деформация и напряжение. Результатом является высочайшего качества рез, не нуждающийся в дополнительной обработке.

Часть материалов не поддается лазерной резке из-за своих отражающих способностей. Плазма не способна обрабатывать материалы, не проводящие ток. И в том, и в другом случае гидроабразивная обработка послужит универсальным и действенным способом, однако ее с осторожностью нужно применять к материалам, подверженным коррозии, поскольку в процессе раскроя заготовки происходит ее намокание.

Струя воды очень тонкая, благодаря чему создается достаточно узкий рез и происходит гораздо меньшая потеря материала в сравнении с термическими способами. В этом состоит еще одно достоинство гидроабразивного способа. Вместе с тем, у метода существует и довольно весомый недостаток – его высокая стоимость. Например, час работы установки будет стоить около 1500 рублей. Рабочие элементы оборудования из-за высоких нагрузок подвержены быстрому износу и требуют периодического обслуживания и ремонта. Это выражается в дополнительных финансовых расходах.

Температура заготовки в процессе такой обработки находится в пределах от +55 до +90 °С. Это позволяет работать с различными видами материалов, структура которых меняется при нагреве. Помимо этого очевидного достоинства, перечислим остальные существенные преимущества способа:

• возможность применения безопасных абразивов вместе с водой;
• допустимость обработки огромного числа типов материалов, за исключением алмазов и закаленного стекла;
• возможность раскроя листов толщиной до 300 мм;
• отсутствие вредных газо- и паровыделений в процессе работы;
• способность рабочей головки менять угол резания;
• пожарная безопасность оборудования и допустимость его использования в помещениях, опасных по газу;
• получение высококачественной поверхности кромки изделия с уменьшением ее шероховатости и с отсутствием оплавления.

Виды механизированных способов резки и рубки металлов

Для механического раскроя заготовок используют всевозможные резаки, пилы, абразивные круги, прессы. Механическими способами режут, например, газо- и нефтепроводы, а также любые трубопроводы для перекачки огнеопасных материалов. Технология безогневого раскроя металла пользуется популярностью как в промышленности, так и в бытовых условиях.

Абразивные отрезные круги могут использоваться и в ручном инструменте, и в стационарном. В процессе резания металлической детали вращающимся абразивным кругом из-за сильного трения происходит быстрое нагревание и выгорание металла в зоне воздействия. При этом ширина реза невелика и не превышает 2 мм. Разрезание осуществляется с высокой скоростью и точностью. Удобно использовать данное оборудование в бытовом строительстве, в ремонте и при монтаже водопроводов.

Для механического раскроя металлических листов, помимо резки, широко используют также рубку, при которой к горизонтально расположенному листу прижимается нож, и гидравлическим или пневматическим усилием заготовка разрубается в месте соприкосновения. Работа такого пресса основана на принципе обыкновенных ножниц, когда два лезвия взаимно скользят мимо друг друга. Для создания усилия, помимо пневматики и гидравлики, используются также эксцентриковые механизмы.

Пневматические или гидравлические ножницы называются гильотинами, при достаточной мощности они способны разрезать прочные и толстые листы из металлических сплавов. Однако к хрупким и непластичным материалам этот метод неприменим, для их раскроя лучше использовать лазерную, плазменную и другие виды обработки. Гильотины же могут оснащаться программным обеспечением, способным повысить скорость и точность выполняемых операций. В этом заключается преимущество использования данного оборудования.

Раскрой профлиста может производиться мобильными сабельными гильотинами, не требующими наличия электросети и работающими исключительно за счет мускульной силы человека. Профлист, как правило, покрыт оцинковкой или полимерным материалом, поэтому его не следует обрабатывать термическим способом и резать с использованием болгарки. Происходящее при этом локальное разрушение покрытия создает очаги коррозии, которые достаточно трудно устранить.

Металлочерепицу можно подвергать только механической обработке. В продольном направлении профиль режут роликовым резаком либо ножницами по металлу. Для резки в поперечном или диагональном направлениях следует использовать специальные электрические ножницы с соответствующими насадками.

Виды ножниц для резки металла

В быту для работы с металлом чаще всего используются ножовка по металлу и кровельные ножницы. Нужно учитывать, что ручная резка ножовкой занимает немало времени и тратит много сил.

Ножницы по металлу обеспечивают гораздо более быстрый раскрой. Рассмотрим основные виды ножниц.

1. Ручные ножницы.

Этот вид используется только для раскроя тонких листов металла. В этом случае можно обеспечить достаточно быстрый и точный рез вдоль намеченной линии. В свою очередь, ручные ножницы делят на следующие подвиды:

• силовые;
• рычажные;
• пальцевые;
• стуловые;
• для вырезания криволинейных контуров.

2. Шлицевые ножницы.

Данный вид ножниц может использоваться как для прямой, так и для криволинейной резки. Они обеспечивают качественный раскрой локальных участков металлических листов. Инструмент приводится в движение электродвигателем.

3. Гильотинные ножницы.

Преимущества использования данного вида ножниц:

• исключение дефектов резки;
• сохранение покрытия обрабатываемого материала;
• высокая точность раскроя.

Ножницы выполняют продольный и поперечный раскрой листового материала с помощью косого гильотинного ножа. Косая форма лезвия осуществляет разрезание листа под углом, что позволяет снизить необходимое усилие. Чем больше угол между лезвием и плоскостью заготовки, тем меньшее усилие требуется приложить, однако тем хуже получается качество реза.

4. Ручные гильотинные ножницы.

У этого вида ножниц есть весомый недостаток – они не смогут справиться с листом очень прочного металла.

5. Механические гильотинные ножницы.

В данном механизме используется электродвигатель, поэтому его производительность выше по сравнению с ручным вариантом гильотины.

6. Гильотинные ножницы с гидроприводом.

Усовершенствованный вид гильотинных ножниц зачастую оснащается системой ЧПУ, что позволяет добиться высокой производительности и точности раскроя. Кроме того, во встроенном программном обеспечении сохраняются все стандартные параметры проводимых операций, что также положительно влияет на производительность.

Виды оборудования

Станки, предназначенные для термической резки, подразделяются на несколько видов по назначению, конструктивному исполнению и уровню автоматизации. Рассмотрим более подробно каждый тип машины.

Портальные машины

Представляют собой трехкоординатный обрабатывающий комплекс с раскроечным столом. Направляющие для продольного перемещения в зависимости от разновидности оборудования могут располагаться непосредственно на координатном столе или независимо от него.

Фото 1. Портальная машина с направляющими рельсами на рабочем столе

Станки производятся стационарного и переносного типа. Также они отличаются по размерам рабочей зоны – стандартная ширина обработки может составлять от 1,5 до 8 м. Могут работать как в механизированном режиме (процессом резки управляет оператор), так и в автоматическом (вырезание заготовок выполняется с помощью системы ЧПУ).

Консольные модели

Конструктивно состоят из направляющего рельса и консоли с режущим устройством для воздушно-плазменной (плазмотрон) или газокислородной резки (резак). Основой таких машин является контрольно-исполнительный блок, который двигается по направляющему рельсу, обеспечивая продольное перемещение режущего аппарата. Также он приводит в движение консоль, чем обеспечивает поперечное передвижение устройства для резки.

Фото 2. Внешний вид машины консольного типа

По функциональным возможностям и точности реза консольные машины термической резки ничем не уступают портальным. Однако они являются мобильными, поэтому могут работать с металлопрокатом ограниченных размеров.

Шарнирно-консольное оборудование

Конструкция этих станков состоит из колонны с поворотной траверсой, по которой перемещается режущее устройство. Резка производится с помощью специального циркульного устройства либо по шаблону с использованием магнитного копировального устройства.

Фото 3. Шарнирно-консольный станок термической резки

Машины этого типа отличаются повышенной точностью воспроизведения заданного контура, увеличенной рабочей зоной, удобным в применении выносным пультом управления.

Машины для раскроя труб

Оборудование разработано специально для механизированного раскроя труб в полевых (при ремонте магистральных трубопроводов) и стационарных условиях (на трубосварочных базах). Поставляется в нескольких модификациях – с ручным и электрическим приводом, что определяет уровень автоматизации.

Фото 4. Работа трубореза с ручным приводом

Конструктивно станок термической резки труб состоит из самоходной тележки с установленной на ней штанги с резаком. Устройство перемещается перпендикулярно оси трубы по окружности при помощи привода, звездочки и крючковой цепи.

Металлургические станки для резки больших толщин

Такие машины обычно применяются для прямолинейного резания слябов, блюмов и полураскатов большой толщины на предприятиях по переработке и переплавке металлолома. Конструктивное исполнение и оснащение специальными режущими устройствами обеспечивает возможность разрезания толщин до 1500 мм.

Фото 5. Разделительная резка горячей отливки в производственных условиях

Для обеспечения максимальной толщины реза требуется высокое давление кислорода (от 3 до 25 кгс/см2) и горючего газа (до 3,5 кгс/см2). Мундштук в таком оборудования имеет оптимальные газодинамические параметр и обязательно водоохлаждаемую конструкцию.

Итоговые таблицы сравнения различных видов и способов резки металлов

С техническим прогрессом появились новые виды обработки толстых металлических листов: криогенная, электроимпульсная и ультразвуковая обработка. Соответствующее оборудование позволяет наиболее точно резать металлические листы большой толщины. Однако его стоимость еще достаточно высока, поэтому популярностью оно пока не пользуется.

Специализированное оборудование

Не только универсальное оборудование, но и узко специализированное подойдет для разделки кромки труб под сварку применяется. Подобрать можно исключительно от объемов работ.

Если говорить об универсальных машиных, то можно выделить угловые шлифовальные станки, слесарные инструменты и напильники.

Компания Promotech представляет огромный выбор узко направленных машин для снятия фаски: кромкорезы и фаскосниматели серии BM и серии PRO, которые отлично подойдут для выполнения большого объема схожих швов.

В тех случаях, когда согласно технологии изготовления детали вся ее поверхность подвергается одному виду обработки, это указывается на чертеже в технических требованиях, к примеру: « Отжечь », « Цементировать 0,5. 0,6 мм; 53. 60 HRC » « 30..35HRC ».

В тех случаях, когда согласно технологии изготовления детали одному виду обработки подвергается большая ее часть, а остальные части подлежат предохранению от такого воздействия, то технические требования должны содержать запись следующего типа: « 35. 40 НRС, кроме места, обозначенного особо », « 45. 50 HRC, кроме поверхности А » и т.д.

Изменение свойств металлов

Термообработка на чертежах

В тех случаях, когда должны быть обработаны участки или поверхности изделий, которые определяются техническим понятием или термином (к примеру, поверхности, обозначаемые буквенными символами, поверхности зубчатого колеса или зубьев, хвостовики режущих инструментов или же их рабочие части), то действующие стандарты допускают их не обозначать с помощью утолщенной штрихпунктирной линии, в случае если это не приведёт к неправильному пониманию чертежа. В технических же требованиях делается надпись следующего типа: « Поверхность В – 40. 45 НRС », « Хвостовик h0,7. 0,9 мм; 45. 50 НRС » и т.п.