Как режут металл? Способы, виды оборудования для резки металла

Резка металла была и остается основным технологическим процессом, применяемым на протяжении многих веков при изготовлении металлических изделий. Она осуществляется с использованием самых различных методов и режущих инструментов. Но наиболее часто находят применение два способа:

А) механический;

Б) термический.

Механический способ разрезания металла, например, резка круга, предполагает его распиливание с помощью пил, разрезание с использованием ножниц и другие варианты, основанные на необходимости прикладывания значительных физических усилий.

Термический способ базируется на применении нагрева участка металла либо с помощью раскаленной струи газа, жидкости, плазмы, либо за счет пропускания тока в том месте, где планируется произвести разделение заготовки на отдельные части.

Механические способы

Домашние мастера обычно режут металл, используя либо слесарную ножовку, либо кровельные ножницы. Резка металла вручную с помощью механической ножовки является достаточно трудоемким и длительным процессом.

Ножницами можно резать металлические листы значительно быстрее. Некоторые разновидности этого инструмента описаны ниже.

Ручные ножницы

С их помощью можно раскраивать лишь очень тонкие металлические листы. Причем это можно делать достаточно быстро и точно по линии реза. Ручные ножницы в свою очередь могут быть:

А) силовыми;

Б) пальцевыми;

В) рычажными;

Г) стуловыми;

Д) для криволинейного разрезания.

Шлицевые ножницы

С помощью такого инструмента металл может резаться как по прямой, так и по искривленной линии. Они позволяют выполнять высококачественное разрезание металлических листов на ограниченном участке пространства. Для приведения в действие шлицевых ножниц используется электродвигатель.

Гильотинные ножницы

При разделке металла такими ножницами обеспечивается:

А) отсутствие дефектов;

Б) сохранение внешнего покрытия подвергаемого резке материала;

В) высокая точность резания.

Гильотинные ножницы имеют косой, движущийся в одной плоскости нож. С их помощью может осуществляться прямая поперечная или продольная резка плит и полос металла. То, что при выполнении реза гильотинные ножницы оказывают давление на разделываемый материал под углом, снижает прикладываемое при этом усилие. Хотя усилие значительно уменьшается при увеличении угол наклона, но при этом снижается и качество реза.

Гильотинные ножницы могут быть:

А) ручными;

Б) механическими;

В) с гидроприводом.

Ручные гильотинные ножницы

Недостатком таких ножниц является невозможность разрезать с их помощью достаточно прочный металл.

Механические гильотинные ножницы

Благодаря использованию в их конструкции электродвигателя, производительность механических ножниц намного выше, чем та, которую обеспечивают ручного типа гильотины.

Гильотинные ножницы с гидроприводом
Они обеспечивают высокую точность разрезания металла. Такие ножницы нередко оснащаются ЧПУ, в результате чего их производительность увеличивается, так как в памяти такого оборудования, «начиненного» электроникой, сохраняются типовые значения параметров разрезов.

Пилы

Сабельная пила

Такая пила по своему принципу действия схожа с электролобзиком, а внешне напоминает электродрель с удлиненной пилой, имеющей длину 100…350 мм и движущейся возвратно-поступательно. Выпускаются как сабельные пилы с питанием от сети, так и аккумуляторные.

Пильные полотна, которые легко менять подобно сверлам дрели, изготавливаются нескольких видов, чтобы обеспечить выполнение разных работ. Зная, что и как необходимо распиливать, можно подобрать нужное пильное полотно. Если разрезание производится по малому радиусу, тем необходимо выбирать узкое полотно. Эффективно использовать сабельную пилу могут только те, кто имеет соответствующие навыки и хороший глазомер.

Дисковая пила

С такой пилой работать немного проще, чем с пилой сабельной. Режущие диски для нее изготавливаются из твердосплавных высоколегированных марок стали или используется для этих целей особая быстрорежущая сталь, являющаяся разновидностью инструментальных сталей и обладающая высокой стойкостью к разрушению, как в холодном состоянии, так и в горячем. Дисковые пилы, предназначенные для разрезания различных металлических профилей, могут выполнять узкие пропилы, создавая при этом небольшое количество стружки.

При выборе пилы необходимо учитывать, что чем большего диаметра она имеет распиловочный круг, тем большее количество разновидностей работ с ее помощью может выполняться. После того, как произведено распиливание, рекомендуется удалить заусеницы и острые кромки. Недостатками дисковых пил являются их высокая стоимость и довольно большие размеры.

Углошлифовальная машина

Некоторые не очень просвещенные в видах строительного оборудования люди думают, что такую машину они никогда не встречали. Но они просто не знают, что известная им «болгарка», и является как раз углошлифовальной машиной. Снабженная диском для распиливания стали, «болгарка» с успехом заменяет уже рассмотренную выше дисковую пилу, хотя и разрабатывалась изначально как оборудование для шлифовки.

С ее помощью можно резать, шлифовать и полировать практически любые материалы, не покупая различные инструменты для выполнения этих операций. Требуется лишь приобретение соответствующих расходных материалов.

Термические способы резки металла

Газовый способ

При такой технологии разрезания металлических изделий используется высокая температура горения газа, а в применении источников электроэнергии необходимости нет, при этом различают следующие ее виды:

Кислородная резка

При такой резке происходит горение металла в кислороде, направляемом в виде струи, которая благодаря своему напору удаляет образующиеся оксиды. При этом не происходит расплавления металла: он горит, оставаясь твердым, в результате чего рамки среза получаются ровными.

Кислородно-флюсовая резка

Такая технология разрезания металла предполагает подачу в область реза флюса в виде порошка. Процесс резания облегчается при этом за счет того, что флюс оказывает на него тройное воздействие:

А) химическое;

Б) термическое;

В) абразивное.

Кислородно-копьевая резка

При таком способе разрезания металла высокая температура обеспечивается за счет сгорания специального кислородного копья, представляющего собой стальную трубку, по которой в зону резки подается кислород.

Основные преимущества газовых способов резки:

А) низкая стоимость;

Б) простота процесса;

В) можно разрезать металлоизделия большой толщины.

Основные недостатки газового метода резки:

А) невысокая точность;

А) повышенный расход материала;

В) требуется дополнительная обработка краев разреза;

Г) незначительная скорость резки;

Д) термическая деформация обрабатываемых изделий.

Газоэлектрическая резка

В этом случае применяется источник электроэнергии. Удаление расплава, образующегося в рабочей зоне, осуществляется с помощью газовой струи. Газоэлектрическая резка может быть двух типов:

А) воздушно-дуговой (при этом расплавленный металл удаляют, используя струю воздуха, подающуюся под большим давлением);

Б) кислородно-дуговой (в этом случае осуществляется подача струи кислорода, вызывающей сгорание нагретого электрической дугой металла и выдувание образующихся оксидов за пределы зоны резки).

Главным недостатком газоэлектрической резки является возникновение науглероживания материала в рабочей области, как следствие горения угольных электродов. Ее используют в основном при необходимости устранить дефекты, имеющиеся у сварных швов.

Плазменная резка металла

Плазменная резка

При таком методе режущим инструментом является создаваемая особым устройством, называемым плазмотроном, струя плазмы с температурой 5—30 тысяч градусов.

Имеются два варианта плазменной резки:

1) с применением высокотемпературной плазменной струи (в этом случае дуга образуется между металлическим наконечником плазмотрона и окончанием электрода, но сама обрабатываемая деталь не является частью электрической цепи);

2) с использованием плазменно-дуговой резки (дуга при этом методе возникает между несгорающим тугоплавким стальным электродом и поверхностью разрезаемого металла).

По сравнению с газовой резкой использование для разрезания металла плазмы дает ряд преимущества, так как обеспечивается:

А) высокая скорость резания;

Б) универсальность применения;

В) точное высококачественное разрезание металлических изделий;

Г) разделка металлов без необходимости применения дорогостоящих газов;

Д) возможность производить резку по сильно искривленному контуру;

Е) более высокая экологическая безопасность.

Недостатки:

А) сложность оборудования и его техобслуживания;

Б) невозможность разрезать изделия с толщиной, превышающей 8—10 см;

В) высокий уровень шума;

Г) дороговизна.

Существуют и другие термические методы разрезания металлов (например, такие, как лазерная или криогенная резка), но они не нашли широкого применения из-за сложности и высокой стоимости используемого оборудования.