Способи різання металопрокату

Метали (і особливо - сталевий прокат) - неодмінна частина сучасного життя. Сталевий прокат використовуються всюди, він міцний і довговічний, його можна використовувати як в промисловості, так і в побутових цілях ... Проблема тільки одна - не так легко буває з суцільного сталевого листа отримати саме той, який потрібно за розмірами і формою. Загалом - метал потрібно кроїти і різати, для чого придумано чимало способів, які можуть бути оптимальними в різних умовах.

Від «болгарки» до гільйотини

Почнемо з того, що способи різання металів в найпершому наближенні діляться на механічні і термічні. До механічних відносяться різання стали фрезами і циркулярним пилами, band установками, і гільйотиною, до термічних - всі інші.

Головне достоїнство механічних методів в тому, що вони є «холодними» - і при обробці такими способами метал не розжарюється - отже, не можуть змінитися і його фізичні властивості. Крім того, така технологія різання металу може не вимагати особливо складних механізмів, що робить її особливо привабливою для використання в побутових условія.Лучшій тому приклад - різання стали фрезою або циркулярною пилкою пристосуванням, що має назву в просторіччі «болгаркою».

Для таких апаратів існують не тільки фрези з високоміцних сплавів, а й відносно легкі диски зі спеціальним покриттям з абразивних сумішей. Такі диски дозволяють різати тільки відносно м'які метали - мідь і алюміній, в той час як сталевими фрезами можна різати майже будь-який чорний метал (крім високоміцних легованих сталей), якщо товщина листа не перевищує 10-12 мм.

Зручність на побутовому рівні очевидно, але на цьому рівні не помітно і головна незручність - висока трудомісткість, невисока точність і зовсім мала швидкість роботи таким способом.

Втім, ці недоліки будуть не так помітні, якщо механічні способи використовуються в промисловості - в стрічкопилкових верстатах і заводських гільйотинах.

Стрічкова пила своєї пилкою, натягнутої на шківах, здатний різати метали з вельми високою якістю і мінімальними відходами при різанні. Можна також відзначити, що такий спосіб в принципі допускає розпилювання металу під кутом, який може досягати шістдесяти градусів.

Однак швидкість обробки металу на таких верстатах все-таки не дуже висока - і якщо потрібно нарізати велику кількість шматків металу, то краще буде скористатися іншим обладнанням - промислової гільйотиною.

Принцип її роботи зрозумілий з самої назви - скошений під 80-85 градусів ніж з надміцної сталі під дією важкого різака падає на сталевий лист і його з утворенням практично ідеальною кромки.

При цьому навіть не порушується покриття на металі (якщо таке є) і отримані зрізи потім дуже зручно обробляти. Точність різання при цьому дуже висока, а відходи у вигляді стружки взагалі відсутні.

Цей варіант різання металів практично ідеальний, якщо тільки мова йде про різанні листів і різанні по прямій. Але на жаль - по прямій різати метал доводиться далеко не завжди, і різати доводиться не тільки листи, а й куточки, труби, швелери та інші види прокату.

Газове різання

Серед недоліків механічного різання металів можна було б ще згадати про те, що її застосування обмежене товщиною листів, що розрізають - вони повинні бути не дуже товстими (максимум 20 мм.) І не дуже тонкими. У першому випадку механічні пристрої можуть просто не впоратися (або справлятися дуже довго), а в другому - розрізається лист може деформуватися при різанні.

Уникнути цих проблем можна, якщо використовувати різні види термічного різання металів:

Газове різання є найбільш широко поширеною, оскільки вона вимагає не дуже складного і цілком мобільного устаткування і дозволяє різати метал значної товщини.

При її використанні газ-нагрівач (пропан або ацетилен) подається під тиском в 10-12 атмосфер на поверхню металу. Палаючий в кисні пропан розігріває сталь до 1000-1200 градусів; при такій температурі в кисні починає горіти і залізо. Таким чином газовий струмінь пропалює сталь, а загальний потік кисню і газу-«нагрівача» змітає і найбільшу частину утворюються при горінні заліза оксидів, так що кромка зрізу виходить рівною і чистою.

До переваг газового різання можна віднести її дешевизну і простоту необхідного обладнання, до недоліків - не дуже високу точність, якщо різання проводиться вручну (особливо - по товстому шару металу) і невисоку швидкість процесу. До того ж газово-кисневого різання погано піддаються багато сортів легованих сталей, стійких до високих температур.

плазмова різка

Тому за показником швидкості процесу газове різання значно перевершує різання плазмова. Вона заснована на тому, що на поверхню металу під високим тиском подається суміш кисню і інертного газу (азоту або аргону) - і при цьому різак і розрізається метал є ще і катодом і анодом. У виникає між ними вольтової дузі температура може досягати від 5 до 30 тисяч градусів - і при такій температурі атоми кисню перетворюються в плазму, здатну пропалити будь-який метал.

Але оскільки процес різання відбувається стрімко (в 3-4 рази швидше, ніж при газовій), то метал дуже швидко остигає і не втрачає своїх властивостей, а отримана кромка виходить майже ідеально рівною. Ще однією перевагою плазмового різання є те, що їй можна різати метал «під кутом» - і по скільки завгодно звивистій траєкторії. Але для того, щоб ці плюси плазмової зварювання використовувати на всі сто відсотків, буде потрібно досить складне обладнання у вигляді верстатів з ЧПУ, що зробить різання дорожчий (що вже мінус).

Але, не дивлячись на свою відносно високу вартість, використання технології плазмового різання більш ніж виправдано, якщо треба різати тугоплавкі сорти стали, а «на виході» при цьому потрібні рівні і чисті краю без окалини і температурних деформацій.

Лазерне різання

Різка металів за допомогою лазерного променя - це найновіша і «просунута» технологія.

Лазер (при відносно невеликій абсолютній потужності) забезпечує таку високу щільність енергії на такій малій площі, що метал на ній навіть не закипає, а просто випаровується. Це дає можливість різати метал з абсолютно неймовірною точністю (до мікрон) і ідеальним якістю зрізу при як завгодно звивистій лінії.

В принципі, лазерний промінь може різати метал будь-якої товщини, але найкраще лазерна різка

підходить саме для різання дуже тонких листів металу (буквально фольги) - саме тому, що при будь-якому іншому способі обробки настільки тонкий метал неминуче деформується.

Проте, при всіх своїх перевагах, лазерна різка застосовується відносно рідко, що і не дивно, оскільки її головний недолік - це дорожнеча методу, який вимагає складного обладнання та висококваліфікованого праці для його обслуговування.

Згинання

Поруч з плазмової і лазерної різкою металів можна ще згадати різання гидроабразивную.

Строго кажучи, її можна було б скоріше віднести до механічних способів, але ... сама технологія вже дуже сильно нагадує «гарячі» варіанти: то ж сопло і та ж сама струмінь.

Різниця тільки в тому, що при абразивної різки в метал б'є під величезним (до 5 тисяч атмосфер) тиском дуже тонка струмінь води, змішаної з абразивним порошком (їм найчастіше служить подрібнений кварцовий пісок).

При такому тиску піщинки здатні руйнувати метал на молекулярному рівні - так що ефект від такої різання виходить не набагато менше, ніж від впливу лазером.

Але нажаль! - цей метод настільки ж доріг, і до того ж поганий підходить для чорних металів: якщо їх різати таким способом, то зріз вийде «розсадником корозії» (оскільки молекули води неминуче «застрягнуть» в мікро-борозенках від частинок кварцу).

Але різати таким способом кольорові метали або нержавіючу сталь можна цілком. Але дорого виходить ...

Загалом, людство не може поскаржитися на брак способів розкроїти метал, а то і вирізати з нього що-небудь отаке фігурне і корисне. Способів багато - залишається тільки вибрати який з них більше підійде вам за зручністю, швидкості, точності і, зрозуміло, ціною.