Чем лучше резать металл

Резка – одна из самых обычных операций по обработке металлических заготовок.

Но тут сразу возникает вопрос: как и чем режут металл?

Металл можно резать механическим или термическим путем.

Принято различать две основных группы способов резания:

  1. Механические – распилка, резка ножницами и т. д.
  2. Термические, базирующийся на использовании струи какого-либо вещества – газа, воды и т. д.

Механические способы

В основе классификации механических способов резания обычно лежит ответ на вопрос: чем резать металл?
Разрезание ножовкой и ножницами по металлу

Разрезание ножницами: а) разрезание листа на полосы; б) разрезание листаножницами.
Вырезание круглой формы: в) неправильно; г) правильно

В домашних условиях металл обычно режут обыкновенной слесарной ножовкой. Процесс этот является достаточно трудоемким. Он значительно упрощается, если в распоряжении есть механическая ножовка.

В отличие от ножовок, существует достаточно много видов ножниц по металлу:

  1. Ручные ножницы позволяют разрезать относительно тонкий листовой металл. Они позволяют делать это быстро и точно, правильно следуя линии реза. Можно выделить несколько типов ручных ножниц: пальцевые, силовые, стуловые, рычажные, для криволинейного реза.
  2. Шлицевыми ножницами осуществляют как прямолинейную, так и криволинейную резку. Они позволяют резать металл в ограниченном пространстве, сохраняя при этом высокое качество реза. Приводятся в действие электродвигателем.
  3. Гильотинные ножницы могут разрезать металл с высокой точностью. Основные преимущества – отсутствие дефектов, высокая точность резания, сохранность внешнего покрытия разрезаемого материала.

Типы гильотинных ножниц:

Ручными ножницами можно резать относительно тонкий лист металла.

  1. Ручные ножницы. Главный недостаток – развиваемое усилие недостаточно для резки, если металл очень прочный.
  2. Механические ножницы. Приводятся в действие электродвигателем, поэтому производительность значительно выше, чем у ручных гильотин.
  3. Ножницы с гидравлическим приводом. Обеспечивают очень высокую точность работы. К тому же их можно оснащать ЧПУ, позволяющим заметно увеличить их производительность за счет сохранения в памяти типовых параметров разрезов.

Сабельные и дисковые пилы, углошлифовальные машины

Сабельные пилы по принципу действия похожи на электролобзик. Внешне выглядят как электродрель, только вместо сверла – выдвинутая вперед пила длиной от 10 до 35 см, совершающая возвратно-поступательное движение. Обычно пила питается от сети, но выпускаются и аккумуляторные варианты.

Для точного и быстрого резания металла применяют сабельные пилы.

Для разных видов работ применяются различные виды пильных полотен. Они легко меняются, подобно сверлам в электродрели. Система крепления надежная и рациональная. Зная, с чем предстоит работать, можно правильно выбрать соответствующую пилку. Например, чем больше кривизна разреза, тем уже должно быть полотно.

Для работы с сабельной пилой нужны навык, твердая рука и хороший глазомер.

Проще работать дисковыми пилами. Их режущие диски обычно изготовляют из твердого высоколегированного сплава или специальной быстрорежущей стали. Предназначены пилы для резки разнообразных металлических профилей, изготовленных из самых различных металлов и сплавов, обеспечивают узкий пропил, малое количество стружки.

Чтобы правильно выбрать пилу, следует особое внимание обратить на распиловочный круг, в частности на его диаметр. Чем он больше, тем больше возможности инструмента. После выполнения распила обычно требуется дополнительная обработка по удалению острых кромок. К минусам следует отнести довольно большие габариты и достаточно высокую стоимость.

Дисковой пилой можно пилить медь, алюминий и другие цветные металлы.

Большинство потребителей даже и не подозревает, что «болгарка» – это углошлифовальная машина. Дело в том, что это чудо техники родом из Болгарии, а наши люди длинных названий не любят. В большинстве случаев болгарка, оснащенная диском для распила стали, прекрасно заменяет дисковую пилу по металлу, хотя, судя по названию, изначально она предназначалась для шлифовки.

Сегодня очень многие используют ее именно как пилу, а не для шлифования, хотя современной болгаркой можно и резать, и зачищать, и полировать, и т. п. Причем резать и шлифовать можно практически все материалы. Главное – покупать различные инструменты не нужно. Для различных материалов и работ приобретаются лишь разные расходные материалы, а сама машина нужна только одна.

Термические способы

Способы резки, относящиеся к этой группе, можно разделить на такие виды: газовая и газоэлектрическая резки металлов.

В этих способах резки нагрев металла осуществляется газовым (кислородным) пламенем, а источники электроэнергии не используются. Различают три основных способа такой резки:

Кислородная резка металла предусматривает его нагревание. кислородная горячая струя режет металл и удаляет оксиды которые там возникают.

  1. Кислородная. При этом способе металл в зоне реза сгорает в кислородной струе, ею же выдуваются образовавшиеся оксиды.
  2. Кислородно-флюсовая. В область разреза поступает порошок-флюс, который облегчает процесс резки благодаря химическому, термическому и абразивному воздействиям.
  3. Кислородно-копьевая. Высокая температура создается за счет сгорания так называемого копья – трубки, через которую продувается струя кислорода.

Основные преимущества этих способов:

  • низкая стоимость;
  • можно резать толстый слой металла.
  • большой расход металла;
  • низкая точность;
  • необходимость дополнительной обработки деталей;
  • малая скорость резки;
  • большая толщина реза;
  • термическая деформация металла.

При газоэлектрической резке металл нагревается за счет источника электроэнергии, а расплав из зоны реза удаляется газовой струей. Существует два способа этой резки:

  1. Воздушно-дуговая – жидкий металл из зоны плавления удаляется струей сжатого воздуха.
  2. Кислородно-дуговая – нагретый в пламени дуги металл сгорает в поступающей струе кислорода, ею же выдувается.
Читайте также:  Строительная тележка своими руками

Применяется в основном для исправления дефектов сварных швов. Главный недостаток – науглероживание места разреза вследствие сгорания угольных электродов.

Плазменная резка на сегодняшний день самый совершенный, быстрый и экономически эффективный способ резки металла.

Весьма перспективный и быстро прогрессирующий метод. Разрезаемый металл плавится струей плазмы – ионизированного газа с температурой в десятки тысяч градусов. Плазменная струя создается в особом устройстве – плазмотроне – из обычной электрической дуги за счет ее сжатия и вдувания в зону реакции плазмообразующего газа. Две основных схемы обработки:

  1. Резка плазменной струей. При этом способе дуга возникает между электродом и наконечником плазмотрона. Обрабатываемая деталь в электрическую цепь не включена.
  2. Плазменно-дуговая – дуга возникает между неплавящимся электродом из тугоплавкого материала и разрезаемым металлом. Эффективный и более часто применяемый метод.

Преимущества плазменной резки в сравнении с газовыми способами:

  • высокая скорость резки;
  • универсальность применения;
  • возможность резать с высокой точностью и качеством;
  • отсутствие необходимости в дорогостоящих газах;
  • возможность вырезания деталей сложной формы;
  • безопасность и экологичность.
  • дороговизна и сложность оборудования и его техобслуживания;
  • невозможность резки заготовок толщиной более 80-100 мм;
  • ограниченный угол отклонения реза от перпендикулярности;
  • повышенный уровень шума.

Остальные термические методы вследствие ряда причин, из которых основная – высокая сложность и стоимость оборудования, пока широкого распространения не получили. Ограничимся лишь их перечислением:

  • гидро- и гидроабразивная резка;
  • лазерная и газолазерная резка;
  • метод электрической эрозии;
  • криогенная резка.

Резюмируя все вышесказанное, можно сделать вывод: способов и видов оборудования для резки металлов очень много. Правильно выбрать наиболее подходящие способы можно, лишь взвесив множество факторов, прежде всего финансовые возможности.

Рассмотрены возможности резки толстого металла в современных условиях, а именно: кислородная резка, дуговая резка, гильотинная резка и резка кумулятивной струей. Отражены особенности резки толстых металлов, физические механизмы процесса резки толстых металлов

Кислородная резка

Кислородная резка во многих случаях механтзируется с помощью специальных

переносных приборов и газорезательных машин. При газокислородной резке используют не только ацетилен, но и другие горючие газы, например природный и нефтяной газы, водород, а также жидкое топливо – керосин и бензин.

Газокислородная резка с качеством и производительностью превышает много других способов резки, поэтому его широко применяют.

Важным является также способ резки кислородным копьем, который применяют при пропиливании металла в металлургических печах, создании отверстий в бетонах и др. Резку кислородным копьем выполняют с помощью трубки из малоуглеродистой стали, в которую к месту резки подают кислород. Сначала место резки и конец трубки подогревают пламенем газосварочного паяльника, а затем в трубку подают кислород. Когда конец трубки загорится, его прижимают к месту резки и процесс резки осуществляется за счет сгорания металла трубки и изделия в струе кислорода.

Дуговая резка

Для разрезания стали толщиной 6…50 мм используют электроды диаметром 4.. 5 мм и силу тока 300…400 А. Покрытие этих электродов изготавливают из компонентов,

богатых на кислород (магниевая руда, оксиды железа), а также из компонентов, которые способствуют активному газообразованию (древесная мука, целлюлоза электродная и др.)

Универсальные инжекторные резаки

Одним из современных способов резки толстых листов металла является использование инжекторной резки. Инжекторный резак состоит из ствола и наконечника. Инжекторное устройство резака является такимже как и устройство горелки.

Мундштуки должны быть особо ответственными деталями резаков. На сегодня все мундштуки изготавливают из бронзы БрХ0,5.

Мундштуки выпускают с кольцевым пламенем (рис. а) и многосопловые (рис. б).

а — щелевые; б — многосопловые: 1 — подогревающем пламени, 2 — режущий кислород чистый

Требования к резакам

Согласно ГОСТ 5191-79Е, резаки, которые предназначены для разделительной резки кислородом (толщиной металла, подвергающаяся разрезанию), подразделяются на следующие мощности:

  • малой мощности могут резать металл 5 мм и более до 100 мм;
  • средней мощности могут резать металл 8 мм и более до 200 мм;
  • большой мощности могут резать металл 10 мм и более до 300 мм.

Резка металла 3 мм до 100 мм толщиной возможна также с помощью вставных резаков. Следует помнить, что вставных резаков большой мощности не существует.

Каждый резак идет с мундштуками c размерами 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6.

В зависимости от типа и модели резака, сменные мундштуки разделяют:

  • на составляющие (внешние и внутренние);
  • моноблочные (неразборные).

Длина резаков согласно ГОСТ должна быть не более 700 мм.

Гильотинная резка

Гильотинная резка – это прямолинейное резания листового металла. Металл режется противоположными лезвиями двух ножей.

Во время резки подвижный нож движется по отношению к неподвижному с зазором, определяемым условиями резания.

Подвижный нож может быть выставлен под углом по отношению к недвижимому для того, чтобы резание происходило последовательно, с одной стороны к другой. Этот угол называется углом между ножами, уменьшает усилие резания, но увеличивает ход подвижного ножа.

Гильотина — это устройство которое состоит из станины с рабочим столом, системы прижима листа, верхнего и нижнего ножей и заднего упора. Задний упор обеспечивает нужный размер детали, которая отрезается.

Задний угол верхнего ножа незначительно влияет на усилие резки. При использовании 2-х лезвий с 4-мя режущими кромками нужны более повышенные усилия резания, чем тогда, когда верхнее лезвие установлено с небольшим задним углом (как правило, не больше 3°).

Читайте также:  Электрические клеммы для соединения проводов

Угол между лезвиями существенно влияет на усилие резания и влияет на дефекты. Данный угол — не должен быть больше 3°.

Зазор между ножами — это перпендикулярная линия между ними. Чистота реза зависит от толщины листа. Если зазор слишком мал, наблюдается повышенный износ ножей, что предусматривает расходы на заточку инструмента. Если зазор слишком большой – металл сминается между двумя ножами. В результате мы получим конусновидный срез и пластические деформации в материале.

Общими недостатками гильотинной резки является: скручивание, саблевидность, сгиб и не прямолинейность кромки.

Гильотинные ножницы для резки толстого металла применяется для листов толщиной до 5 мм. Край получается ровным, но важно поддерживать зазор между лезвиями 0,03 мм.

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.

Читайте также:  Чем отличается чугун от железа

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.

Листовой металл – распространенный строительный материал, который используется для изготовления заборов, водоотливов и козырьков. Часто в продаже можно найти уже готовые изделия из оцинкованной стали, такие как коньки или трубы для отвода дождевой воды с крыши. Но как быть, если изделие нестандартного размера и необходима резка листового металла своими руками?

Инструменты для резки листов металла

Изначально при выборе инструментов нужно определиться с задачами. Имеет значение не только количество работы, но и временные рамки, аккуратность среза и возможность повреждения защитного покрытия. На стройке часто пользуются электроножницами. При этом не стоит ожидать очень ровного края. Преимущество такого аппарата – скорость проведения работ.

Как ровно отрезать лист металла? В домашних условиях проблема решается достаточно просто – применением ножниц по металлу. Но этот метод требует много времени и физических сил. Не подойдут ножницы, если нужно вырезать длинные полосы. Наиболее ровный срез можно получить, используя шлицевые ножницы. Такой инструмент достаточно дорогой и его обычно используют профессионалы.

Оборудование для резки профилированного и оцинкованного листа:

  • болгарка;
  • низкооборотная пила;
  • электроножницы;
  • ножовка;
  • лобзик по металлу.

Как болгаркой резать лист металла

Одним из самых быстрых способов раскроить оцинкованный лист считается резка болгаркой. Среди недостатков такой обработки – рваные края, которые придется дополнительно зачищать и выравнивать. Болгарка не подойдет для резки профнастила, так как искры во время резки могут повредить полимерное покрытие. Но для несложных работ, которые не требуют высокой точности и аккуратности, болгарка вполне подойдет.

Обратите внимание, при использовании такого электроинструмента приобретите специальный диск, который не повредит защитного покрытия на листе оцинковки. После резки профнастила края нужно зачистить и покрыть специальной краской. Таким оборудованием можно воспользоваться, если вы строите сарай из профлиста или делаете козырек. В таком случае вам не придется приобретать специальный и дорогостоящий инструмент.

Правила при работе с болгаркой:

  • выбирайте диски с твердосплавными зубьями;
  • работайте на низких оборотах;
  • места среза обработайте специальным антикоррозийным покрытием.

Ножовка по металлу

У многих мастеров имеется ножовка по металлу. Это универсальный и самый дешевый инструмент. Его не стоит использовать при необходимости вырезать фигурные края, но для изготовления ровных пластин, ножовка подойдет. Самый большой недостаток такого инструмента – время на проведение работ. Его нужно очень много.

Электролобзик

Если необходимо вырезать круг в листе металла, стоит воспользоваться электролобзиком. Он работает довольно быстро, поэтому аккуратное отверстие вы получите за считанные минуты. Среди недостатков оборудования – шум и возможность появления обгорелого края при обработке профлистов.

Тонкости работы электролобзиком:

  • необходимо использовать пилы с мелкими зубьями;
  • нужно выбирать возвратно-поступательный режим;
  • необходимо контролировать наклон режущей части;
  • быстрый выход из строя расходных материалов.

Циркулярная пила

Иногда для резки металла применяют циркулярную пилу. Если вы работаете с профнастилом, то оборудование нужно включать на низких оборотах. В противном случае можно повредить полимерное покрытие. Для работы вам понадобится напарник, который будет удерживать лист. Среди преимуществ этого инструмента можно выделить то, что работа выполняется без нагрева, соответственно защитное покрытие на профлисте вы не повредите. Лучше всего использовать круг по алюминию.

Чтобы наладить быструю работу циркулярной пилой, вам нужно подготовить лекало из фанеры. В этом листе вырезается паз не до конца. Это будет своеобразной заготовкой, позволяющей сохранить оцинкованное или полимерное покрытие на листе. Отличным инструментом для резки метала, является двухдисковая пила. Она, в отличие от болгарки, не оставляет рваного края и работает гораздо тише. К сожалению, не у каждого мастера имеется подобный инструмент.

Чем и как изготовить отверстие в листе металла?

Все зависит от размера отверстия. Если диаметр небольшой, подойдет дрель. Если необходимы отверстия большого размера, применяются специальные коронки на дрель. Обратите внимание, на материал из которого изготовлена конка. Для обработки профлиста стоит использовать насадки с твердосплавным покрытием. Обработка должна проводиться без повышения температуры.

Для изготовления отверстия большого диаметра используется электролобзик. С этим инструментом не составит особого труда вырезать круг большого диаметра. Во время работы применяйте пилу с мелкими зубьями

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector