Чем разрезать металл: горячие и холодные методы резки

Автор:

Редакция сайта Vtmstol

СОДЕРЖАНИЕ

В сфере металлообработки придумано немало способов, как и чем разрезать металл: от промышленных до бытовых, применяемых в домашних условиях. Все они условно делятся на холодные и горячие. К холодным методам резки относятся любое оборудование и инструмент, не требующие нагрева металла в месте реза: механические и ручные пилы, труборезы, гильотины, УШМ и проч.

В горячих методах резки используется высокотехнологичное оборудование с ЧПУ (лазерные и плазменные станки), а также газовые и кислородные резаки. Особняком стоит метод гидроабразивной резки, где применяются абразив и напор воды. Подробнее о том, чем можно разрезать металл, вы узнаете из нашего материала.

Резка металла лазером

Лазерная резка – это наиболее популярный способ обработки металла. С помощью лазера получается точно и быстро порезать заготовку.

Суть данной технологии заключается в следующем: направленный лазерный луч точечно действует на металл. С помощью этого метода получится добиться необходимого результата, даже если заготовки сложной геометрической формы, при этом кромки будут ровные.

Отличия между лазерной и плазменной резкой заключаются в толщине обрабатываемых металлов, а также качестве реза.

Для выполнения таких операций на производствах имеются станки ЧПУ. Причем данный процесс происходит автоматически. Поскольку полностью исключен человеческий фактор, устраняется и проблема наличия бракованных деталей.

Последовательность действий при резке металла лазером:

Создается чертеж будущей заготовки и загружается в программу ЧПУ.
Данные обрабатываются, запускается резка.

Конструкция станка лазерной резки состоит из следующих элементов:

Источник излучения (рабочая среда).
Источник энергии.
Оптический зеркальный резонатор.

Читайте также: «Обработка металлов резанием»

Оборудование для лазерной резки в зависимости от типа источника энергии бывает нескольких видов:

Газовые. Резка металла на таком станке происходит с помощью луча, который подается вместе со смесью газов.
Твердотельные. Воздействие на металл оказывает многомерное зеркальное усиление газоразрядной лампы.
Газодинамические. Усиление лазерного луча происходит за счет нагретого CO2.

В зависимости от принципа воздействия лазерного луча выделяют следующие методы обработки металла:

Метод плавления. Данный тип обработки используется для всех заготовок, включая толстостенные медные и алюминиевые детали. Суть этого метода: место среза плавится направленным лучом, при этом одновременно подается струя сжатого газа, которая отводит расплавленный металл вниз и охлаждает кромку.
Метод испарения. В этом случае металл нагревается, проходя через три этапа: плавление, кипение и испарение.

Читайте также: «Шлифовка металла»

Технология лазерной резки обладает следующими преимуществами:

универсальность метода;
безопасность процесса обработки металла;
эффективность и высокая скорость резки;
безотходность;
возможность обработки заготовок со сложными контурами.

Плазменная резка толстого металла

Чем можно разрезать толстый металл? Оптимальное решение – плазменная резка. При такой обработке металла используется плазма, которая подается струей и разрезает заготовку. Она представляет собой ионизированный газ, нагретый до нескольких тысяч градусов.

Существует два типа плазменной резки:

Плазменно-дуговой рез. Принцип действия следующий: электрическая дуга пропускается между режущим инструментом и заготовкой. Между неплавящимся электродом и поверхностью детали возникает дуговой разряд.

Одновременно в зону реза, минуя электрод, подается газ под высоким давлением, он нагревается до максимальной температуры, начинается процесс ионизации. Возникает поток плазмы, расплавляющий металл. Жидкий металл выдувается из области высокой температуры потоком подаваемого газа на высокой скорости.
Косвенно воздействующий механизм. Электрическая искра генерируется внутри режущего элемента, резка осуществляется только с помощью плазмы.

Читайте также: «Нарезание внутренней резьбы»

Достоинства плазменной резки:

данная технология подходит для резки любых заготовок;
резка осуществляется быстро с минимальными повреждениями и деформациями заготовки;
кромка металла гладкая;
безопасность метода;
можно обрабатывать заготовки со сложным контуром;
можно резать металл большой толщины.

Резка металла газовым резаком

Проще всего разрезать лист металла с помощью газового резака. При использовании такого оборудования область воздействия разогревается до состояния горения. После этого подается очищенный кислород, в среде которого происходит резка.

Резка металла газовым резаком выполняется в три этапа:

Заготовка разогревается до максимально возможной температуры.
Область реза окисляется кислородом.
Удаляется шлак с помощью продувки, затем кромка заготовки отвердевает.

Установка газовой резки состоит из следующих элементов:

Газовый баллон.
Шланги для подключения.
Режущий элемент.
Мундштук, размеры которого можно регулировать.
Система регуляции.

Читайте также: «Нарезание наружной резьбы»

Чтобы разрезать тонкий металл данным способом, важно соблюсти несколько условий:

резак должен идти плавно;
угол наклона инструмента составляет 6? против движения;
заготовку разогревают до температуры не выше 1 000 градусов.

Основные достоинства этого метода резки:

можно обработать толстую заготовку, при этом кромки будут ровные и качественные;
автономность и мобильность оборудования;
технология является универсальной, обработка происходит быстро;
экономичность.

Кислородная резка металла

Когда нужно быстро разрезать металл, выручит кислородная резка. Многие слышали, что можно разрезать металл сваркой. Кажется, что это несовместимые понятия. Но на самом деле для раскроя металла подходят специальные установки для ацетиленовой сварки. Данная технология основана на использовании ацетилена либо пропан-бутана и пр., задача которых – разогреть место воздействия. В этом случае применяются не стандартные сварочные горелки, а газовые резаки, к примеру инжекторные.

Конструктивно подобные резаки отличаются от горелок. У резаков есть дополнительные трубки, через которые подается режущий кислород. Через наконечники с мелкими отверстиями проходит смесь газов, а режущий кислород поступает через центральное отверстие.

Последовательность действий при использовании оборудования для кислородной резки:

Заготовку размещают горизонтально, вентили резака должны быть в закрытом положении.
Открывают кислородный вентиль, затем вентиль горючего газа.
После воспламенения смеси регулируют мощность.
Начинается нагрев металла по площади среза.
После открытия вентиля с режущим кислородом, как только головка достигнет разогретого металла, активируется горение.
Чтобы удалить образовавшиеся окислы, подают струю кислорода.
По завершении обработки закрывают вентиль режущего кислорода, затем вентиль горючего газа, в последнюю очередь — вентиль горелки.

Читайте также: «Зенкование»

Резак является основным инструментом кислородной резки. Есть несколько разновидностей резаков, которые отличаются между собой:

в зависимости от вида горючего газа: резаки для жидких горючих смесей, ацетилена, газов-заменителей;
по степени автоматизации: ручные, машинные;
по назначению: специальные и универсальные;
по смешиванию газов: безинжекторные и инжекторные;
по мощности пламени: большая, средняя, малая.

У кислородной и кислородно-флюсовой резки множество достоинств:

толщина разрезаемого металла может быть достаточно большой, до 50 см, единственное, что нужно учитывать при выборе данного способа обработки металла, – особенность конструкции установок кислородно-флюсовой резки;
экономичность;
высокое качество, на станках можно выполнить требуемую ширину реза, кромки будут чистые, без конусности, не потребуется дополнительно их обрабатывать.
возможность применения многорезаковых схем.

Гидроабразивная резка металла

Гидроабразивная резка основана на использовании тонкой струи воды, смешанной с абразивными частицами. Такая технология позволяет точно разрезать листовой металл по линиям выбранной кривизны и сложности, а также раскроить заготовки толщиной до 20 см.

Струя воды разрезает металл следующим образом: жидкость подается под большим давлением около 4 000 атм. через узкое сопло, диаметр которого 0,5 мм.

Скорость взаимодействия раствора с металлом выше скорости звука. Поэтому обработка металла происходит быстро, кромка получается гладкой. Полученный результат такой же, как при резке металла лазером.

Гидроабразивная резка – современная технология, позволяющая разрезать водой металл большой толщины, обработать заготовки со сложной формой. При этом расход металла будет небольшой, поскольку ширина среза минимальная. За счет низкой температуры в области реза заготовка не деформируется и не плавится.

Читайте также: «Технология сварки сталей»

Данная технология подходит для декоративной и художественной резки, когда важна точность реза, небольшой расход металла.

Инструменты и оборудование для холодных способов резки металла

Далее рассмотрим, каким инструментом удобнее разрезать тонколистовой металл. Холодные методы обработки основаны на физическом воздействии, область резки не нагревается.

Это значит, что мастеру придется приложить значительные усилия, чтобы обработать металл. Главное достоинство таких методов – их небольшая стоимость. При этом заготовка будет раскроена точно и аккуратно, с ровными кромками. Единственный недостаток – отрезать часть заготовки получится только по прямой линии.

Металл обрабатывают с помощью следующих инструментов:

Ручные ножницы

Отличие ручных ножниц от шлицевых заключается в том, что в них нет электродвигателя. Также принцип действия ручных ножниц не такой, как у гильотинных. Если вы не знаете, как просто и быстро самостоятельно разрезать металл, выбирайте ручные ножницы. Такой инструмент всегда можно купить в специализированном магазине, стоимость ножниц небольшая.

Используя ручные ножницы, вы сможете отрезать полосы, двигаясь по отмеченной линии. Важно, чтобы режущие кромки были острыми.

Есть несколько видов ручных ножниц:

пальцевые;
силовые;
стуловые;
рычажные;
криволинейные.

Данные модели отличаются конструкцией, а также усилием, которое нужно приложить.

Помимо ручных, есть шлицевые ножницы, с их помощью можно резать металл в ограниченном пространстве. Гильотинные ножницы позволят добиться идеального результата с ровной кромкой.

Пилы

Оптимальный вариант – ножовка. Используя такую пилу, вы сможете разрезать металлический профиль на части, сделать фигурную заготовку.

Существует два типа пил:

Сабельные. Принцип действия аналогичен электролобзику. Главный элемент – сменное полотно 100-350 мм, оно фиксируется в корпусе и во время работы совершает возвратно-поступательные движения. Сменное полотно должно быть узким, если радиус заготовки небольшой. Сабельные пилы питаются от централизованной сети или от АКБ, в этом заключено как достоинство, так и недостаток данного инструмента. Сабельную пилу можно переносить, но при обработке металла расходуется большое количество электричества, что влечет за собой денежные траты. Использовать такой инструмент сможет только опытный мастер с развитым глазомером.
Дисковые. Работать с ними легко, поэтому они идеально подходят, если вы ищете вариант, чем разрезать металл. Режущие элементы сделаны из твердого сплава, поэтому срок службы инструмента неограничен. Основное достоинство – после работы будет немного стружки, а бороздки получатся узкие. При выборе дисковой пилы помните о том, что универсальная модель – с широким кругом. Минус такого инструмента – высокая стоимость, внушительные размеры и вес.

Рекомендуется выбирать модели с раздвижной рамкой. На такую пилу можно устанавливать полотна разного диаметра. Лучше всего покупать закаленные полотна, твердость которых 60–63 HRC. Важно, чтобы на полотне было много зубцов универсального размера: 16–18 на дюйм.

Углошлифовальные машинки (УШМ)

Такой инструмент есть у каждого мастера – это так называемая болгарка с диском. Главное отличие УШМ – хорошая производительность, минимальное количество окалины. Используются углошлифовальные машинки для того, чтобы зачищать поверхности от шероховатостей.

Однако УШМ универсальны: с их помощью получится резать металл без особых усилий, делать из листовых заготовок квадраты, полосы, фигурные элементы. В завершение работы вы сможете отшлифовать получившуюся заготовку тем же оборудованием.

Читайте также: «Сварка нержавейки электродом»

Достоинство УШМ заключается в том, что, установив новый диск, с зубцами либо абразивный, с нужной шероховатостью, вы сможете выполнять разнообразные операции. Даже если диск сотрется, вы всегда сможете приобрести новые. Срок службы УШМ большой, главное бережно относиться к инструменту, который всегда пригодится в хозяйстве или на производстве.

Труборезы

С помощью этого инструмента разрезают металл диаметром от 0,25 до 4 дюймов. Благодаря конструктивным особенностям (инструмент выполнен из трех роликов), удается добиться нужного результата: первые два ролика неподвижно зафиксированы на корпусе устройства, третий обеспечивает винтовой прижим.

Вы сможете быстро обработать металл с помощью трубореза, не прилагая усилий, при этом срез будет ровный.

Кусачки

Кусачки стоит использовать для резки прутков, стержней небольшого диаметра, проволоки, проводов. Кромки кусачек бывают торцевые либо боковые, что влияет на конечный результат резки. Если требуется разрезать толстую арматуру либо небольшой крепежный элемент, применяются болторезы. У них двухрычажная конструкция, поэтому удается создать нужную нагрузку и разрезать заготовку, не прикладывая чрезмерных усилий.

При выборе способа резки металла разной толщины помните о том, что необходимо не только подобрать подходящий инструмент, но и уметь им пользоваться.

Чем разрезать металл

Оцените, пожалуйста, статью

Всего оценок: 1, Средняя: 5