Что называется резкой металла?

Разновидность инструмента для резки металла

Спрос на сплав не утихает и сегодня, многие начинающие мастера и профессионалы интересуются, какой инструмент для резки металла признан оптимальным, ведь на строительных рынках представлен широчайший ассортимент различной продукции.

Металл – один из востребованных материалов, не теряющий актуальности на протяжении нескольких столетий. Продукт широко применяется для различных промышленных целей, поскольку обладает относительно невысокой ценой и является очень крепким и надежным.

Что это такое?

Кислородная резка металла (перейти к услуге) — резка металла (перейти к услуге) с использованием кислородной струи. Технология основывается на свойстве кислорода окислять раскалённый металл и приводить к его сгоранию.

Непосредственно технология достаточно проста: в мундштук режущего станка поступает горючий газ, например, смешанный с ацетиленом кислород, который поджигается и накаляет поверхность детали до температуры горения (от 1000ºС). После этого по отдельному каналу подаётся кислородная струя — и, вступив в реакцию с металлом, его поджигает. Также струя используется для выдувания из места реза шлака, получившегося в процессе сгорания.

Поскольку верхний сгорающий слой поджигает нижний, кислородная резка металла происходит достаточно равномерно по длине и толщине.

Лазерный раскрой листового металла: суть технологии

Это одна из инновационных технологий раскроя металла, приобретающая все большую популярность в различных областях производства. Раскрой производится с помощью фокусировки на поверхности материала лазерного луча регулируемой мощности. За счет этого срез получается ровный и деталь не требует последующей обработки. Изготовление деталей с применением лазера является востребованным, на сегодняшний день, способом раскроя и резки металлов – черного или цветного.

На сегодняшний день, за счет лучшего соотношения цены и качества, лазерная резка металла – главный конкурент таких традиционных способов обработки металлов как гильотинная, газовая, плазменная peзкa, холодная штамповка. Использование технологии лазерной резки исключает возможность механического воздействия на его поверхность, а значит и его деформацию. Отдельно стоит подчеркнуть такие преимущества как:

• раскрой деталей любой формы по фигурным контурам;
• раскрой хрупких и тонких металлов благодаря отсутствию механического воздействия.

Среди других преимуществ использования лазера для резки и раскроя листового металлического проката можно выделить:

• доступная стоимость;
• возможность обработки твердых или, напротив, хрупких сплавов;
• высокая скорость;
• достаточная производительность;
• хорошее качество реза даже при сложных конфигурациях;
• отсутствие механического контакта с материалом;
• экономный расход металла.

Детали, полученные лазерным раскроем листового металла, не требуют дальнейшей обработки.

Одним из главных достоинств лазерной резки металла на заказ является то, что не нужно дополнительно изготавливать пресс-формы или другую оснастку. Достаточно создать в специальной программе чертеж будущего изделия или схему раскроя листа. Всю остальную работу оборудование выполняет самостоятельно. Высокая степень автоматизации повышает производительность обработки и снижает вероятность брака.

Существует четыре основных типа лазеров для резки металлов:

• газовые. В качестве рабочего тела в них применяются чистые газы (азот, гелий СО₂) или их смеси. Большой популярностью среди устройств этого типа пользуются углекислотные установки;
• твердотельные. Они оснащаются лампой накачки и рабочим телом, в качестве которого выступает высокочистый рубин, иттриевый гранат или неодимовое стекло. Обычно твердотельное оборудование выполняет резку изделий из стали в импульсном режиме;
• газодинамические. Эти устройства редко используются для резки лазером обычных заготовок. Они подходят для решения задач повышенной сложности.
• Иттербиевые волоконные лазеры

Кислородная резка

Кислородной или газовой резкой (ранее называвшейся автогенной резкой) называется процесс разрезания металла действием струи кислорода, в которой сгорает металл, предварительно подогретый до температуры воспламенения; горение металла идет на заранее намеченной плоскости.

Для осуществления этого процесса металл нагревают газовой горелкой в месте начала разреза до температуры воспламенения в кислороде и направляют на нагретую поверхность струю кислорода. Нагретый верхний слой металла воспламеняется; выделяющееся при сгорании этого слоя тепло нагревает следующий слой, который также сгорает; струя кислорода уносит образующиеся окислы, я процесс горения распространяется на лежащие ниже слои. Таким образом, постепенно под действием струи кислорода в определенном направлении металл выжигается, и кусок его может быть разрезан. В настоящее время при помощи газовой резки можно разрезать куски стали толщиной до 2000 мм и более. Применяя газовую резку, можно также вырезать детали, имеющие сложную форму.

Требования, которым должен удовлетворять металл, подвергаемый кислородной резке. Кислородной резке можно подвергать лишь те металлы, температура воспламенения которых ниже температуры их плавления; кроме того, для возможности газовой резки необходимо, чтобы температура плавления окислов металла была ниже температуры плавления самого металла.

Так, например, температура плавления малоуглеродистой стали около 1500°, а температура воспламенения около 1350°; следовательно, такая сталь должна поддаваться газовой резке. Другой пример: температура плавления чугуна около 1200°, а температура воспламенения около 1350°; очевидно, что чугун не будет резаться газовым способом, а будет только выплавляться в месте нагрева.

Чем меньше теплопроводность металла, тем лучше при прочих равных условиях он режется газовым способом; чем больше теплоты выделяется металлом при сгорании его, тем лучше он поддается газовой резке. Так, например, железо выделяет при сгорании количество тепла, почти достаточное для нагрева соседних слоев металла и плавления окислов, а при резке, например, никеля требуется подвод большого количества тепла извне.

Подогрев металла при газовой резке происходит от резака, который, кроме струи кислорода, подает и подогревающее пламя.

Резаки. Резаками, или режущими горелками, называют горелки, применяемые при кислородной резке металла. На фиг. 354, а показано устройство головки резака с последовательно расположенными мундштуками, а на фиг. 354, б —-с концентрическими мундштуками.

При движении резака с последовательно расположенными мундштуками подогревательный мундштук идет впереди режущего. Резаки с концентрическими мундштуками могут перемещаться во всех направлениях, но дают более широкий разрез, чем первые.

На фиг. 355 показано устройство универсального резака, применяемого при резке металла толщиной от 5 до 300 мм; подрисуночные надписи вполне объясняют чертеж. Тележка служит для перемещения резака в процессе работы; она устраняет необходимость держать резак и позволяет сохранить одинаковое расстояние между мундштуком и поверхностью разрезаемого металла. Привернутое к тележке циркульное устройство применяют в случае резки по окружности.

Горючее. При газовой резке можно применять все названные выше горючие газы, а также пары бензина, бензола, керосина.

Кислород. Чем чище применяемый при газовой резке кислород, тем меньше его расходуется, тем быстрее идет процесс резки. В табл. 42 приведены данные, характеризующие влияние чистоты кислорода на расход его и скорость резки.

Влияние газовой резки на свойства металла в слоях, прилежащих к плоскости разреза. Газовая резка не оказывает существенного влияния на свойства металла вблизи плоскости разреза: отмечается лишь незначительное повышение предела прочности (на 3—8%) и незначительное уменьшение относительного удлинения (на 5—10%), глубина же зоны влияния газовой резки составляет всего 1—1,5 мм. При резке ножницами глубина зоны влияния достигает 3—4 мм; металл при этом оказывается наклепанным.

Газовая резка может сопровождаться и незначительным изменением химического состава металла у поверхности реза: отмечается небольшое выгорание кремния и в случае резки, например, ацетиленом увеличение содержания углерода, повышающее твердость у поверхности реза. Поэтому лучший результат дает резка с использованием в качестве горючего водорода. Таким образом, газовая резка не оказывает практически заметного влияния на свойства метaллa.

Процесс газовой резки

Приступая к резке, проверяют исправность резака; применительно к толщине подлежащего резке металла, в головку резака ввертывают соответствующих размеров мундштуки и устанавливают (редуктором) давление кислорода. После этого открывают ацетиленовый вентиль, приоткрывают кислородный вентиль подогревающего пламени, зажигают горючую смесь и регулируют пламя. Когда пламя будет отрегулировано, горелку устанавливают так, чтобы ось мундштука была перпендикулярна к поверхности подвергаемого резке металла, а расстояние от конца режущего сопла до этой поверхности составляло 3—6 мм. Поверхность металла нагревают до температуры воспламенения, пускают режущий кислород и начинают равномерно передвигать резак. Скорость передвижения резака определяют толщиной разрезаемого металла.

Качество резки зависит от равномерности перемещения резака и от правильного выбора скорости перемещения. При излишне медленном перемещении резака рез получается широкий, при слишком быстром перемещении металл недостаточно прогревается, и разрез получается несплошной.

Расход кислорода на 1 пог. м длины резки можно приближенно определить по эмпирической формуле

где Q — расход кислорода в л;

ð — толщина листа в мм;

а — ширина реза в мм.

В табл. 43 помещены данные, характеризующие процесс газовой резки стали в зависимости от толщины листа на 1 пог. м длины разреза. Данные, приведенные в табл. 4-3, являются средними и могут измениться в зависимости от конструкции резака.

Газовую резку применяют также для замены процесса ковки вырезкой деталей из толстых листов или болванок.

Подводная резка. Газовую резку применяют и при работах под водой. При подводной резке вода оттесняется от пламени либо продуктами горения, либо при помощи сжатого воздуха. Давление сжатого воздуха, а также горючего газа и кислорода, подаваемых в горелку, увеличивается с увеличением глубины, на которой ведется подводная резка. Подводную резку широко используют при водолазных работах ЭПРОН. В качестве горючего для подводной резки применяют главным образом водород (для больших глубин—до 40 м) и ацетилен (для меньших глубин — обычно до 15—20 м).

Машинная резка. При ручной резке качество реза не всегда однородно и удовлетворительно, так как трудно сохранить равномерность перемещения резака и постоянство расстояния его от поверхности разрезаемого металла. В виде примера дефектов ручной резки можно указать на оплавление краев поверхности разреза, глубокие борозды на ней.

Механизация процесса газовой резки улучшает качество реза и повышает производительность процесса.

Существуют полуавтоматические и автоматические машины для газовой резки. В полуавтоматах механизируется передвижение резака, а направление движению дается или вручную, или шаблонами. Полуавтоматы применяют при резке листов, вырезке из листов, для разделки шва под сварку.

В автоматах механизируется и направление движения резака.

Обработка поверхности металла методом газовой резки. Обработка поверхности металлического предмета резаком является разновидностью газовой резки металла. Этот вид обработки применяют вместо черновой обработки резном, и он может в ряде случаев заменить строгание, обточку (резка по касательной) и сверление.

При такой обработке газовая струя направляется не перпендикулярно поверхности металла, а под углом 25—30°. Самый процесс заключается в том, что поверхностный слой металла обрабатываемой детали выгорает в кислородной среде. Резаки, применяемые для этой цели, несколько отличаются от обычных резаков, в частности, имеют увеличенный размер отверстия в кислородном канале; этим достигается уменьшение скорости истечения кислородной струи.

Производительность процесса достигает 150 кг снимаемого в час металла при вполне удовлетворительном для дальнейшей обработки качестве поверхности. Расход кислорода на 1 кг снимаемого металла около 450 л.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Требования к чертежам

Для экономии Вашего и нашего времени присылайте файлы в формате, *.dxf, *.dwg (AutoCAD2010). В чертеже должны быть только контуры детали без шапок, осевых и размерных линий.

В названии файла указывать наименование либо номер детали, материал, толщину и количество. Масштаб чертежей — 1:1. Построение чертежа должно соответствовать: вес линии, цвет объекта, тип линии — ПоСлою.

Также данный чертеж выполняется без создания группировок и блоков, при использовании поллинии либо сплайна. При наличии длинного контура, необходима его разбивка, которая будет состоять из нескольких частей данного вида линий.

Процесс резки металла

При ручной резке металла ножницами плоскость заготовки необходимо располагать по отношению к области режущих кромок ножниц четко перпендикулярно. Разводить лезвия ножниц нужно не больше чем на ¾ всей их длины. Во время резки не сводите лезвие до конца – это приводит к разрыву металла в местах разреза.

При резке металлической заготовки толщиной более 1 мм, лучше воспользоваться ручными прямыми ножницами по металлу, зажав одну рукоятку в слесарных тисках и сверху надавливать другой рукояткой.

Кроме прямых ножниц для металла, существуют ножницы с загнутыми лезвиями. Эти ножницы удобны для вырезания деталей более сложной формы, отверстий.

В работе с ножовкой для металла все движения необходимо производить плавно без резких движений. Старайтесь задействовать большую часть режущего полотна. Не отклоняйте его в сторону.

Во время резки стальных заготовок лобзиком кол-во циклов рабочего хода следует устанавливать в частотах не более 1000 в минуту. Иначе, при более быстром режиме, режущее полотно от перегрева быстро выйдет из строя.

Для получения более ровного края заготовки, используйте специальную линейку, которая поставляется в комплекте ПЭМ.

Если на лобзике режущее полотно в отличном состоянии, то резка протекает плавно, без усилий. Если же во время резки, приходиться прилагать некое усилие, то режущее полотно затупилось и его следует поменять на другое.

При резке стальных заготовок при помощи ПЭМ или других режущих инструментов на кромке заготовки образуются металлические заусенцы. Поэтому все работы стоит проводить строго в рабочих перчатках.

Итак, здесь мы рассмотрели самый основной инструмент для резки металла, и обозрели основные принципы работ по резке металла. Конечно же, инструмента бывает гораздо больше, есть ещё масса различных нюансов, и думается мы еще вернемся к этой теме. А впереди у нас аналогичная статья, но только по теме сверления древесины. До новых встреч.

Чем лучше резать металл своими руками

Выбирать режущие инструменты для обработки металла следует в зависимости от необходимой точности и толщины заготовки. В домашних условиях используют различные способы раскроя.

Частые сгибания-разгибания

Метод актуален для работы с мягкими металлическими заготовками (проволока, полосы, прутки) малой толщины. Технология пригодна лишь для черновой обработки: не дает высокой точности, но выручает, когда нет под рукой ничего, кроме пассатижей.

Можно также воспользоваться молотком и тисками: зажать в них заготовку и бить, сгибая и разгибая металл.

Рубка металла зубилом и молотком

Способ также относится к черновым. В дополнение к зубилу и молотку понадобится струбцина или тиски. Необходимо сделать разметку, зажать заготовку и приступить к рубке металла.

Фотография № 9: рубка металла зубилом и молотком

Для резки проволоки могут подойти кусачки. Если вручную разрезать материал не получается, нужно ударить молотком по инструменту, в котором зажата заготовка.

Ножовка по металлу

Ножовка по металлу состоит из рамы и режущего полотна. Алгоритм работы: сделать разметку, зажать деталь струбциной или тисками и приступить к обработке.

Фотография № 10: резка металла ручной ножовкой

Теоретически ножовкой по металлу можно разрезать большую по толщине заготовку, но это потребует серьезных усилий и временных затрат.

Ручные ножницы

Подойдут для черновой резки тонкого мягкого металла.

Фотография № 11: резка металла ручными ножницами

Для обработки толстых заготовок существуют способы усиления инструмента.

• Одну ручку ножниц зафиксировать в тисках, а на другую надеть длинный кусок трубы. В результате получится рычаг, который в несколько раз увеличит усилие.
• Также можно воспользоваться молотком. Им бьют по верхней ручке инструмента, в котором зажата деталь.

Если усилить ручные ножницы, удастся разрезать металл толщиной 2–3 мм. Однако при этом ухудшится качество раскроя.

Электролобзик

Для обработки заготовки электролобзиком нужно вставить в него специальную пилку. Этот инструмент отлично подойдет для того, чтобы резать листовой металл, а также уголки, трубы, прутки и пр.

Фотография № 12: резка металла электролобзиком

Электролобзиком можно вырезать фигурные детали. При этом достигается высокая точность. Главный недостаток метода — не слишком высокая скорость.

Болгарка

Болгарка уже упоминалась в статье. Благодаря универсальности инструмент отлично подходит для непрофессионалов.

При отсутствии погрешностей точность резки металла будет высокой. Для финишной обработки деталей используются шифровальные и полировальные круги. Еще одно преимущество болгарок — хорошая производительность (на бытовом уровне).

Сабельная пила

Сабельная пила (электроножовка) стоит дороже и лучше подходит для раскроя металла, чем электролобзик или болгарка, по трем причинам:

1. увеличенные габариты режущего инструмента — электроножовку можно оснастить пилкой длиной до 35 см;
2. повышенная производительность — сабельные пилы имеют более мощные электродвигатели;
3. отличное качество резки — количество отходов минимально.

Фотография № 13: резка металла сабельной пилой

Труборез

Как видно из названия, этот инструмент предназначен для разрезания труб малых и больших диаметров. Непосредственно в месте обработки с металлом контактируют острые ролики.

Фотография № 14: резка металлических труб труборезом

Лучше всего труборез подходит для мягких (медь, алюминий) труб. Главный недостаток инструмента — узкое предназначение.

Мультитул

Электрические мультитулы (реноваторы) имеют в комплекте насадки для металлообработки. Однако они не предназначены для раскроя толстых заготовок.

Фотография № 15: резка металла мультитулом

Мультитулы чаще всего используют для подрезки выступающих гвоздей и болтов. Главное преимущество реноваторов — возможность работы в труднодоступных местах.

Пневматические ножницы

Отличный инструмент, которым пользуются как любители, так и профессионалы. Бюджетные модели предназначены для резки листов толщиной до 2 мм, а дорогие аналоги справляются с более сложной работой.

Фотография № 16: резка металла пневматическими ножницами

Главное преимущество пневматических ножниц — очень высокое качество металлообработки. Резка этим инструментом не ухудшает защитных свойств черепицы, профнастила и других материалов со специальными покрытиями.

Цены на плазменную резку за 1 п.м. (с НДС)

На крупные заказы делаем скидки. Размер скидок обговаривается индивидуально в ходе обсуждения заказа.

Точная стоимость работ рассчитывается индивидуально по предоставленным чертежам и зависит от вида и толщины металла, конфигурации, длины реза и числа прожигов.

К примеру, если конфигурация изделия предполагает отдельные внутренние контуры, то к расчету длины реза добавляется стоимость прожига (пробивки) отверстий. Также удорожает стоимость работ резка высоколигированных сталей, так как для образования плазмы используется смесь инертных газов.

Черный металл

Нержавеющая сталь

Алюминий

Резкая кумулятивной струей

Один из основных методов резки металлов взрывом основывается на применении явления образования кумулятивных струй. Небольшие заряды используют для пробивания отверстий на большой глубине в трубах при добыче нефти и газа. Кумулятивные заряды также используют для разрушения крупногабаритных железобетонных массивов и каменных монолитов.

а — схема кумулятивного заряда;

б — схема формирования кумулятивной струи;

в — схема пробития преграды кумулятивной струей

Резка толстых металлов взрывом с успехом используют для обработки техники, отслужившая, крупногабаритных объектов, мостов. Причем в последнем случае эти операции можно проводить под водой. Данная технология, как и другие виды взрывной обработки, не требует дорогостоящего оборудования, а стоимость взрывчатых веществ относительно невелика.

Особенности резки толстых металлов

На обрабатываемость резанием толстых металлов влияют технологические условия его обработки. В первую очередь следует обратить внимание на жесткость технологической системы резания. Если жесткость системы снижена возникают вибрации, в результате действия которых, фактическая скорость резания возрастает за счет наложения скорости колебательного процесса режущей кромки инструмента. В зависимости от жесткости системы резки фактическая скорость может возрастать на 15…40%, заметно снижая устойчивость инструмента в процессе резания труднообрабатываемых металлов, которые очень чувствительны к изменению скорости резки. К возможностям повышения жесткости технологической системы можно отнести изменения схемы крепления детали, уменьшение вылета резца, увеличение жесткости инструмента, применения устройств гашения вибраций и тому подобное. Для толстых и труднообрабатываемых металлов необходимо искать такие сочетания режимных и других технологических факторов, которые способствовали бы улучшению пластичности обрабатываемого материала в сочетании с его нагревом в зоне резания.

Другое направление — дополнительная внешняя стимуляция (наложения ультразвуковых колебаний, введение электрического тока и тому подобное).

Физический механизм процесса толстых резания металлов, который основан на дислокационно-энергетических закономерностях пластического деформирования и разрушения, дает возможность объяснить природу некоторых известных методов улучшения обрабатываемости, например, нагрев обрабатываемого материала в процессе резания. Этот метод, как правило, приводит к уменьшению твердость труднообрабатываемых материалов. Процесс деформирования также облегчается счет роста роли термической активации преодоления дислокациями барьеров, развитие диффузионных процессов.

Как альтернатива значительного количества критериев можно предложить один общий или интегральный показатель обрабатываемости и оптимальности резки в виде удельного энергоемкости процесса, основанный на определении затраченной энергии на снятие единицы объема припуска. Применение энергетического критерия целесообразно реализовывать для практических задач оптимального назначения технологических условий резания деталей.

Энергия на пластическое деформирование зоны резания распределяется неравномерно и зависит от режимов резания и геометрии инструмента. Наибольшие затраты приходятся как правило на деформацию металла выше поверхности среза (95% и более работы пластического деформирования).

Отсюда можно сделать вывод: для улучшения обрабатываемости достаточно уменьшить твердость слоя металла, который снимается.

Улучшение обрабатываемости металлов и сплавов до или во время обработки является важным эффективным средством управления процессом резания, а также средством достижения минимизации энергозатрат.

Управляя обрабатываемостью, можно назначать такие условия резания, которые будут оптимальные со всех точек зрения: сопротивление стружкообразованию, стойкость инструмента, качество обработки.

В зависимости от толщины металла и формы обработки, кромки готовят обрезкой на ножницах, механической строгальным или газовой резкой. Наиболее распространено механизированная газовая резка (в заводских условиях) и ручное газовой резки (в условиях монтажа). После газовой резки поверхность заготовки требует механической обработки до удаления следов резки. А для некоторых сталей (мартенситно-ферритного класса) после газовой резки необходимо механическим удалить слой металла толщиной как минимум 1-2 мм, поэтому перед резанием необходимо предусмотреть припуск. Для обработки высоколегированных сталей применяют пламенную и воздушно-дуговую резку.

• Существует множество видов разделки кромок:
• Стыковое соединение без разработки кромок;
• Стыковое соединение с двухсторонней симметричной обработкой кромки или соединение с К-образной разделкой;
• Стыковое соединение с односторонней разделкой одной кромки;
• Стыковое соединение с односторонней симметричным разделкой двух кромок или соединения с V-образным разделкой кромок;
• Стыковое соединение с двусторонним симметричным обработкой двух кромок или соединения с Х-образным разделкой кромок;
• Стыковое соединение с односторонним симметричной разделкой двух кромок под разными углами. Как правило, применяется при сварке трубопроводов с толщиной стенки от 10 мм и выше.

Для изготовления деталей особо ответственных конструкций с кромками определенной конфигурации применяют токарные станки, труборезы и другое механическое оборудование. Также можно воспользоваться ручными механическими фрезами и абразивными машинками, если конструкция не является особенно ответственным или ее габариты позволяют прибегнуть к обработке такого вида.

Для получения заготовки, готовой к сборке, необходимо выполнить ее очистки для устранения неровностей, образовавшихся в процессе проката, и транспортировки.

Зачистку выполняют до сборки узла механически или химически. Ниже показаны участки поверхности деталей, требующих очистки:

Во время проведения этого вида огневых работ могут наблюдаться хлопки и обратные удары пламени, что могут привести к разрыву шланга и возникновения пожара.

Обратные удары возникают при условиях:

• перегрева мундштука;
• попадание горючего в кислородные шланги;
• если скорость истечения горючей смеси из мундштука становится меньше скорости горения;
• ослабление накидной гайки мундштука или камеры смешения.

Воспламенение и взрыв кислородного шланга в случае обратного удара происходит, если в кислородную трубку и шланг попадает жидкое топливо.

При изготовлении металлоконструкций из цветных металлов возникает необходимость их резки. Если выполнение прямолинейных и некоторых криволинейных срезов может быть достигнуто механическими методами в холодном состоянии и не вызывает трудностей, то резка металла большой толщины, изготовление фасонных деталей, отверстий, поверхностной обработки всегда связано с использованием тепловых методов резки.

Плазменная резка сопровождается сильным шумом, который в сочетании с ультразвуковым эффектом является опасным для обслуживающего персонала.