Способы резки металла: описание и инструменты

Резка металла — это один из важнейших процессов в металлообработке, который используется практически повсеместно: от строительства до машиностроения. Виды резки металла отличаются (высокоточные способы, механические, термические) — каждая технология обладает особенностями, плюсами и минусами.

В статье мы рассмотрим наиболее популярные способы резки металла, их особенности, используемые инструменты и меры предосторожности.

Особенности процесса

Процесс резки металла требует внимательного подхода, а также соблюдения ряда условий. Важнейшими факторами являются материал заготовки, толщина металла, требования к качеству поверхности и скорость выполнения работ. От выбора метода зависит конечный результат, затраты на производство, удобство работы.

В основе термина «резка металла» лежит несколько действий — не только разделение материала на части, но и снятие его верхнего покрытия либо частичное удаление.

Что можно раскраивать? Прокатную продукцию, например, арматуру, прутья, уголки, балки, листы и трубы. Также преобразовать можно готовые изделия или штампованные заготовки — обработка в этом случае поможет с ремонтом, реставрацией или модернизацией.

После вырезки части или разрезания материала, его подвергают дальнейшей обработке — из неоформленных частей изготавливают детали по техническим регламентам. Нередко резка является последним этапом обработки.

При выборе способа резки важно учитывать также возможность появления деформаций, степень нагрева материала, необходимость последующей обработки краев реза.

Инструменты для резки металла

Для качественной резки металла применяют разный вид инструмента: от простых механических приспособлений, до сложных автоматизированных станков. Рассмотрим основные категории инструментов.

По методу воздействия на материал можно выделить 2 метода резки:

• Термическая технология, включающая лазерную, плазменную и газокислородную резку, обеспечивает высокую точность, но работает только на дорогом оборудовании.
• Механическая технология осуществляется резкой дисковой пилой, ленточными пилами и гильотинными ножницами. Инструменты менее затратны, однако они ограничены в возможностях обработки сложных форм.

Термическая резка

Терморезка позволяет эффективно обрабатывать металлические изделия любой толщины. Этот процесс основан на нагреве металлического изделия до высоких температур, что приводит к его плавлению его структуры.

Лазерная

Лазерная резка считается одним из самых производительных способов обработки металлических изделий. Лазерный луч направленно воздействует на металл, в результате выделенная зона локально начинает испаряться. Для вырезки фигурных форм и заготовок используют автоматизированные станки с заданными схемами.

Достоинства лазерных технологий:

• Высокая точность реза.
• Минимальная ширина реза.
• Возможность работы с тонкими листами, сложными формами.
• Кромка остается аккуратной, не требует дополнительной обработки.
• Подходит для разных сплавов.

Способ обработки больше подходит для серийного производства, ведь для работы применяют промышленный станок. Сложная технология требует обучения персонала — для работы за лазерным станком требуется опыт и повышенная квалификация. Лазерный луч функционально ограничен — может обрабатывать материал до определенного показателя толщины. Можно назвать лазерную резку экономически затратным средством обработки, ведь для генерации лазерного луча требует большой объем электроэнергии.

Применяется метод в сферах машиностроения, станкостроения, строительства и в изготовлении рекламной продукции.

Плазменная

Плазма представляет собой ионизированный газ высоких температур, который способен разрезать даже толстый металл. Процесс происходит следующим образом: через узкий канал пропускается поток газа, который под воздействием электрического разряда превращается в плазму. Плазменная струя передается на металл через оборудование, именуемое плазмотроном — оборудование выпускают в форме ручного прибора или автоматизированного станка. Преимущества плазменной обработки:

• Быстрая обработка.
• Незначительный нагрев материала.
• Подходит для листовых форм толщиной до 15 см.
• Нет нужды предварительно подготавливать материал.
• Режет цветные (дюралевый лист), тяжелые и тугоплавкие сплавы.
• Кромки можно обработать под определенным углом.
• Используется в прямолинейном, фигурном раскрое листового проката.

Существует два способа резки плазмой — направленный и плазменно-дуговой.

Среди минусов можно выделить высокую цену на аппаратуру и работы по резке, а также громкий шум при подаче плазмы на обрабатываемую поверхность. В зависимости от модели плазмотрона можно вырезать части ограниченной толщины.

Газокислородная

Этот метод основывается на горении металла в струе кислорода. Происходит процесс в два этапа: сначала металл нагревают до высокой температуры огневой струей, после чего подают кислород, который окисляет и удаляет расплавленный металл. Металл размягчается, разделяясь на части. Температура воздействия технологией газового раскроя достигает до 1200°C. Основные плюсы:

• Справится с титаном, другими твердыми сплавами.
• Высокая скорость обработки.
• Простое, доступное оборудование.
• Экономичность для толстых листов металла.
• Подходит для низко- и среднеуглеродной стали, трубопроката и массивных конструкций.

Газовая резка требует точной настройки оборудования, а также опыта специалиста.

Но стоит учесть, что газокислородный метод оставляет грубые края с дефектами в виде окислов и наплывов, не подходит для тонких материалов. Газокислородный способ не используется в обработке алюминиевых листов и высокоуглеродных сплавов. После воздействия кислорода материала происходит изменение в физико-химических свойствах обрабатываемой зоны. Также нет возможности создавать заготовки с четкими нестандартными формами, кривыми линиями.

Гидроабразивная

Гидроабразивный метод резки подразумевает подачу воды с абразивными частицами под давлением — размер, направление струи регулируется соплом. Водная струя под давлением воздействует на структуру металла. В качестве мелкодисперсных частиц используют гранитный песок для лучшего эффекта раскройки.

Сравнительно новая технология справляется с довольно толстыми листами металлопроката, а также не оставляет деформаций на полотне металла из-за отсутствия эффекта нагрева.

Это универсальный способ, обладающий рядом достоинств:

• Высокое качество поверхности реза.
• Отсутствие термического воздействия на заготовку.
• Экологичность процесса.

Однако, оборудование дорогостоящее, и процесс достаточно медленный по сравнению с термическими методами. Скорость работ зависит от угла воздействия струи и давления, с которым была подана вода. Также гидроабразивной обработке нельзя подвергать металл, в структуре которого есть коррозия.

Механизированные и ручные способы

Традиционные методы механической резки не так эффективны, как автоматизированные — нет возможно раскроить материал под определенным углом, выточить нестандартные формы или разрезать твердый, толстый сплав. Механическую резку относят к бытовому или полубытовому виду обработки — для этих целей применяют ручной инструмент и электрооборудование. Механизированный способ может привести к разного рода деформациям, например, к оплавлению поверхности металлического изделия, перекосу, неровным швам в месте раскроя.

Подходит формат в тех случаях, где нет требований к качеству реза. Используя доступные инструменты для механизированной резки, не стоит забывать про правила безопасности — ручные и электрические приспособления оснащены острыми элементами.

Резка дисковой пилой

Дисковая пила (болгарка) — популярный инструмент для ручной резки металла. Оснащена вращающимся кругом с зубьями или абразивным покрытием. Оборудование отличается долговечностью и высокой точностью, но для работы с пилой потребуется прикладывать физические усилия. Особенности метода:

• Простота использования.
• Можно приобрести в любом строительном магазине.
• Широкий выбор дисков для разных видов металла (стали, цветных металлов).
• Подходит для раскроя профиля, труб.
• По принципу действия схожа с циркулярной пилой.
• Низкая скорость обработки.

Работа с болгаркой может быть шумной и пыльной, для оформления ровных краев реза придется воспользоваться другим инструментом.

Ленточная пила

В основе ленточнопильного станка с двумя шкивами лежит пила из углеродистой стали, состоящая из непрерывной ленты с зубьями. Пила является режущей частью оборудования, управляется электродвигателем.

Преимущества механического способа:

• Способность делать точные разрезы.
• Минимальные потери материала.
• Возможна работа с крупными заготовками толщиной до 200 мм.
• Красиво оформленная кромка.
• Возможность раскраивать сложные, фигурные формы в металле.

Недостатки — высокая цена оборудования, сложность настройки. Несмотря на это, ассортимент ленточных пил позволяет выбрать модель под любую задачу.

Электрический лобзик

Электролобзик — ручной инструмент, работающий от сети. Бывают стационарные и портативные модели — разница кроется в расположении опорной платформы. Инструмент с рукоятью включает в конструкцию пильное полотно. Применяется для криволинейного раскроя листового металла. Основные плюсы:

• Гибкость в работе с различными формами.
• Легкость управления.
• Доступность в строительных магазинах.
• Высокая производительность.

Минусами стали ограничения по толщине, среднее качество кромки.

Гильотина

Гильотинные ножницы позволяют быстро и точно нарезать листы металла по прямой линии. Конструкция проста: стол и ножницы. Таким образом, можно с минимальными вложениями раскроить металлическое изделие. Их преимущества:

• Скорость работы.
• Высокая точность реза.
• Эффективный, производительный способ.

Гильотинными ножницами можно обрабатывать материал до 20 мм — чем толще полотно, тем больше физических усилий нужно приложить пользователю.

Меры безопасности при резке металла

Работа с металлическими изделиями сопряжена с определенными рисками — пренебрегая правилами безопасности можно нанести такие увечья, как порезы, ожоги, травмы глаз или дыхательной системы. Для безопасного и эффективного раскроя соблюдайте рекомендации:

1. Станок должен работать только с элементами защиты. Поскольку во время работы оборудование использует режущие элементы, высокотемпературный газ или направленный поток воды с абразивными частицами, важно уберечь оператора от риска травматизации. Для этого на станках существуют защитные ограждения, экраны.
2. Используйте средства индивидуальной защиты. Комплект Сиз для таких работ включает костюм, защитные очки и перчатки. В некоторых случаях сотрудникам выдают беруши, если оборудование издает громкие шумы при эксплуатации. Экипировка защитит от внезапных искр или стружки.
3. Оборудование должно регулярно обслуживаться. Прежде чем встать за подобный станок, необходимо убедиться в его работоспособности и готовности. Важно, чтобы все механизмы были в исправности. Рекомендуется проверять рабочее место перед каждым запуском — так можно устранить ошибки в работе оборудования, обеспечив безопасность персонала.
4. Соблюдайте пожарную безопасность на объекте. При резке металлов важно грамотно организовать рабочую среду — убрать легковоспламеняющиеся объекты, а также предоставить быстрый доступ к огнетушителям.
5. Действуйте в соответствии с технологией. Технология резки и меры предосторожности в работе зависят от структуры материала, его толщины, поставленной задачи по раскройке.

Заключение

Резка металла — это сложный технологический процесс, требующий тщательного подбора инструментов и методов в зависимости от поставленных задач. Каждый из рассмотренных способов имеет свои сильные стороны и ограничения, будь то экономическая эффективность, универсальность, скорость или точность обработки. Выбор конкретного метода зависит от исходных условий — характеристики обрабатываемого материала, требуемого качества поверхности, объемов производства.

Современные технологии продолжают развиваться, предлагая новые решения для повышения производительности, а также снижения стоимости обработки. Важно помнить, что независимо от выбранного метода, безопасность труда остается приоритетом.

Компания «СЦ МетОптТрейдинг» с 2002 года реализует продукцию в наличии и под заказ — в нашем ассортименте алюминиевые плиты для промышленного производства, профильный и листовой вид проката. Также оказываем услуги по упаковке, обработке металлических изделий. Заказать партию товара из сегмента металлопроката доступно частным лицам и предприятиям — купить товар по конкурентоспособным ценам возможно, связавшись с нами по телефону горячей линии.