Чем резать металл и как это сделать без электричества

Чем резать металл и как это сделать без электричества

Yablor.ru — рейтинг блогов рунета, автоматически упорядоченных по количеству посетителей, ссылок и комментариев.

Фототоп — альтернативное представление топа постов, ранжированных по количеству изображений. Видеотоп содержит все видеоролики, найденные в актуальных на данных момент записях блогеров. Топ недели и топ месяца представляют собой рейтинг наиболее популярных постов блогосферы за указанный период.

В разделе рейтинг находится статистика по всем блогерам и сообществам, попадавшим в основной топ. Рейтинг блогеров считается исходя из количества постов, вышедших в топ, времени нахождения поста в топе и занимаемой им позиции.

  • Разместить статью
  • Топ блогов
  • Неделя
  • Месяц
  • Рейтинги
  • Архив
  • Фототоп
  • Видеотоп
  • Избранное
  • Выйти
  • Войти

Резка является одним из самых распространенных методов обработки металла. Она может применяться как в простых хозяйственных целях, так и в производственных, где требуется высокая точность заготовок. Конечно, когда в любом из условий требуется предоставить деталь из металла, возникает логичный вопрос, чем резать металл? Конечно, всегда можно использовать для этого портальные ленточнопильные станки по металлу http://www.rocta.ru/68.html, например. Но если подобного под рукой не оказалось, или же использование вышепредставленного станка кажется нецелесообразным, мы предлагаем прочесть данную статью и найти собственный приемлемый ответ на вопрос «чем лучше резать металл».

Вариации обработки материала

Если оставить в стороне дискуссию о том, как правильно резать металл, то можно сказать, что в целом существует два независимых способа обработки конструкций:

  1. Механический. Сюда входит метод распилки, резки специальными ножницами и подобное;
  2. Термический. Этот метод более профессиональный и, пожалуй, представляется наиболее верным, но менее подходящим для многих вариантов. Используется на производстве и основывается на использовании в своей конструкции принципа испускания струи воды, газа или другого вещества под сильным давлением.

Если вы задаетесь вопросом, чем можно резать металл в краткосрочной перспективе, то, скорее всего, вам будет ближе первый метод. Но, в любом случае, стоит разобрать каждый из них в отдельности.

Механический метод

Вариаций подобного подхода довольно много, а некоторые можно даже воплотить дома самостоятельно с помощью простых инструментов. Но, давайте по порядку:

  • Резцовая ножовка. Процесс, совершаемый с помощью этого устройства, довольно трудоемкий, однако, малозатратный. Но итоговая точность будет зависеть только от ваших усилий;
  • Ножницы для резки по металлу могут сразу ответить на два вопроса пользователя: чем резать листовой металл и чем можно резать металл без электричества. Конечно, существуют разные типы ручных ножниц: силовые, стуловые, рычажные и специальные ножницы для криволинейного реза. Только вам, в зависимости от задачи и прочности материала, выбирать тип устройства для резки;
  • Сабельные пилы – вариант с оборудования с использованием электричества, который, впрочем, не из дешевых, но сполна окупается, если вам необходимо часто совершать резку;
  • Углошлифовальные машины (или же по-простому – «болгарки») — еще один вариант машины с невысокой стоимостью и удобным использованием. К тому же, помимо работ с металлом, подобное устройство может выполнять еще множество других функций (полировка, зачистка, шлифовка) и обязательно пригодится в хозяйстве.

Термический метод обработки металла

Данный пункт статьи поможет ответить на вопрос читателей, как и чем быстро резать металл, однако, стоит учитывать, что некоторые вариации этого способа отнюдь не относятся к дешевым, да и сама аппаратура в любом случае будет занимать довольно много места на вашей территории. Итак, условно все способы резки, относящиеся к этой группе, можно разделить на газовую, газоэлектрическую и плазменную резку, а они же, в свою очередь, делятся на следующие подгруппы:

  • Кислородная резка. Предусматривает нагревание кислорода практически до критической температуры, и горячая струя кислорода режет металл и удаляет оксиды. Различают также кислородно-флюсовую и кислородно-копьевую методику, которые отличаются лишь в мелочах (в первом случае резка с помощью флюса, во втором – благодаря процессу сгорания копья-трубки) и в целом имеют схожие привлекательные и отрицательные моменты. Так, подобный способ относительно недорогой и может использоваться для толстых слоев металла. Минусы же заключаются в низкой точности, необходимости дополнительной обработки материала, термической деформации;
  • Газоэлектрическая резка. Происходит за счет нагрева источника электроэнергии и удаления расплава из зоны разреза с помощью газовой струны. Может совершаться методом воздушно-дуговым (удаление жидкого металла сжатым воздухом) и кислородно-дуговым (металл сгорает в струе и в последствие выдувается). Основной недостаток – место разреза науглерожено;
  • Плазменная резка. Данный метод самый новый и прогрессирующий на рынке. Металл режется путем плавление струей плазмы, создаваемой в специальном устройстве. Существуют две основные схемы обработки: резка струей и плазменно-дуговая. Второй метод является наиболее эффективным и часто применяемым. Достоинства очевидны: скорость резки поражает, универсальность применение, резко с ожидаемым результатом (высокое качество и точность), безопасность. Из минусов особенно весомым является дороговизна оборудования, сложности его самостоятельной установки и последующего технического обслуживания. Остальные же факторы, такие как невозможность резки толстых заготовок, ограниченный угол резки и шум можно отнести скорее к спецификам, которые стоит учитывать при процессе выбора станка для резки.

Конечно, можно выделить еще несколько способов: гидроабразивная, лазерная и криогенная резка, но они, в силу своей дорогой стоимости, пока не приобрели широкого распространения. В остальном же можно подытожить, что способ, который вы в итоге выберете, должен основываться в первую очередь на перспективе дальнейшего использования инструмента для резки металла. Если это одноразовая потребность – не стоит сразу бежать в магазин за ножницами или обращаться в фирму за станком. Многим практичнее обратиться к частным предпринимателям.

Читайте также:  Мерседес GLS 2020 - фото и цена, характеристики нового Mercedes-Benz GLS X167

Если же вас волнует долгосрочная перспектива применения, то тут уже стоит одновременно учитывать большое количество факторов и, пожалуй, главный из них – собственное финансовое состояние и как следствие — рациональность покупки.

Инструменты и способы резки металла

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.
Читайте также:  Стук в передней подвеске на мелких кочках причины и диагностика

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.

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.

Лазерная резка металла

Почему лазерная резка металла хоть и является дорогостоящей операцией, все равно очень востребована сегодня. Все дело в качестве реза и высокой скорости процесса. При этом резка металлов лазером практически проводится без отходов, потому что толщина среза очень тонкая. К достоинствам можно добавить ровные кромки, которые практически не требуют механической доработки, разрезаемые металлические заготовки не подвергаются деформации (только незначительно нагреваются участки, прилегающие к зоне реза). По сути, с помощью лазерной резки получается уже готовое изделия, которое можно использовать в дальнейшем по прямому его назначению.

Технические характеристики проводимого процесса:

  • скорость резки металлов: 0,167-12,5 м/с;
  • отклонение деталей он нормативных размеров: 0,05-0,2 мм;
  • ширина среза сталей толщиною 0,5-5 мм: 0,1-0,3 мм;
  • может на кромках оставаться небольшой слой срезанного металла, который легко отделяется.

Лазерной резкой металлов можно резать любые металлические профили: листы, трубы, уголки и прочее. К тому же резке подвергаются металлические изделия, изготовленные по разным технологиям: литье, штамповка, прокат и так далее. От толщины заготовки зависит мощность используемого лазера. К примеру, чтобы разрезать деталь толщиною 12-15 мм, необходим лазер мощностью 1,5 кВт. Для резки заготовки толщиною 4-5 мм требуется лазер мощностью 0,5 кВт. При этом нет необходимости зачищать металлические заготовки, то есть подготавливать их к процессу. Единственное – это удаление антикоррозионной смазки, которую наносят в заводских условиях на некоторые профили.

Технология лазерной резки металлов

Процедура резки достаточно проста. Лазер – это тонкий луч, который на металлической заготовке образует точку. Металл на этой точке быстро нагревается до температуры плавления и начинает закипать, а затем испаряться. Если режется тонкий металлический элемент, то это происходит именно так. С толстыми деталями немного сложнее, потому что большое количество металла не может испаряться. Поэтому в технологию добавляют газ, который выдувает расплавленный металл из зоны реза. В качестве газа можно использовать кислород, азот, любой инертный газ или обычный воздух.

Виды лазерной резки

В основе технологического процесса лежат несколько элементов, которые и определяют процесс резки металлов лазером. А именно:

  • источник энергии;
  • рабочий элемент, который и образует лазерный поток;
  • блок, в состав которого входят специальные зеркала, такой прибор называется оптический резонатор.

Именно рабочий элемент и создает классификацию лазерных установок, в которых сам режущий инструмент разделяется по мощности.

  1. Мощностью не больше 6 кВт – называются твердотельными.
  2. 6-20 кВт – это газовые.
  3. 20-100 кВт – газодинамические.

К первой позиции относятся технологии, в которых используется твердое тело: рубин или специальное стекло с добавками флюорита кальция. Такие лазеры могут создать мощный импульс буквально за несколько долей секунд, к тому же они работают как в импульсном режиме реза, так и в непрерывном.

Вторая позиция – это лазер на основе газовой смеси, которая нагревается электрическим током. Электроэнергия придает направленному потоку газов монохромность и направленность. В состав смеси входят углекислый газ, азот и гелий.

Третья позиция – это также газовый лазер на основе углекислого газа. Газ нагревают и пропускают через узкий проход, где он остывает и расширяется одновременно. При этом выделяется огромная тепловая энергия, которая и режет металл большой толщины. Точность реза высокая, потому что данный вид лазера обладает большой мощностью. При этом расход энергии луча небольшой.

Читайте также:  Состояние комы ಌ Нaдeждa ಌ - Чтобы жить…

Режимы резки

Параметров, которые влияют на резку, достаточно много. Это и скорость проводимого процесса, и мощность лазера, его плотность, фокусное расстояние, диаметр луча, состав излучения, вид и марка разрезаемого металла. К примеру, низкоуглеродистые стали режутся быстрее, чем нержавейка, почти на 30%. Если кислород заменить обычным воздухом, то скорость реза снижается почти в два раза. Скорость резки алюминия лазером мощностью 1 кВт составляет в среднем 12 м/с, титана – 9 м/с. Эти показатели соответствуют технологии, в которой применяется кислород.

Выбирая определенный режим резки, необходимо понимать, что от выбранных параметров будет напрямую зависеть и качество реза. Оно характеризуется точностью вырезанной детали, шириною реза, шероховатостью поверхности образованных кромок, их ровностью, наличием на них оплавленного металла (грата), зоной температурного влияния лазера (глубиною). Но, как показывают исследования, на качество больше всего влияет скорость резки и толщина заготовки.

Для примера можно привести показатели качества лазерного процесса, который производился при мощности 1 кВт, с использованием кислорода, газ подавался в зону резки под давлением 0,5 МПа. При этом диаметр сфокусированной точки составлял 0,2 мм.

Толщина заготовки, мм Оптимальная скорость резки, м/с Ширина реза, мм Шероховатость кромок, мкм Неперпендикулярность, мм
1 10-11 0,1-0,15 10-15 0,04-0,06
3 6-7 0,3-0,35 30-35 0,08-0,12
5 3-4 0,4-0,45 40-50 0,1-0,15
10 0,8-1,15 0,6-0,65 70-80

Есть еще один параметр резки металлов при помощи лазера – это точность. Определяется она в процентном соотношении и зависит от качества самого технологического процесса. Требования к данному параметру основываются на толщине разрезаемой детали и на том, для каких нужд данная заготовка будет использована. Что касается толщины, то погрешность может составлять 0,1-0,5 мм, если лазером разрезается металлический профиль толщиною до 10 мм.

Преимущества и недостатки лазерной технологии

Лазерная резка металла имеет ряд весомых преимуществ перед другими видами резки. Вот несколько ее достоинств.

  • С помощью лазера можно резать достаточно широкий диапазон толщины металлических изделий: медных – 0,2-15 мм, алюминиевых, 0,2-20 мм, стальных — 0,2-20 мм, из нержавеющей стали – до 50 мм.
  • Полное отсутствие контакта режущего инструмента с разрезаемым металлом. А это открывает возможности работать с хрупкими и легко деформирующими заготовками.
  • Просто получаются изделия с замысловатыми формами. Особенно, если резка производится на станке с компьютерным обеспечением. Нужно просто в блок управления загрузить чертеж будущей детали, и оборудование само разрежет его с большой точностью.
  • Высокая скорость процесса.
  • Если необходимо изготовить металлическую деталь небольшой партией, то именно лазерная резка может заменить такие сложные технологические процессы, как штамповка и литье.
  • Минимум отходов и чистота среза – это снижение себестоимости производимых металлических деталей, что влияет на снижение конечной цены изделия.
  • Универсальность самой лазерной технологии, с помощью которой можно решать достаточно сложные поставленные задачи.

Если говорить о недостатках лазерной резки, то их не так много. Главный недостаток – это высокое энергопотребление, поэтому данный процесс самый дорогостоящий на сегодняшний день. Хотя если сравнивать со штамповкой, которая также отличается минимальными отходами и высокой точность и качеством конечного продукта, то, учитывая изготовление оснастки, можно сказать, что лазер будет-то дешевле. И второй недостаток – ограничения резки по толщине. Все-таки 20 мм – это низкий предел.

Оборудование

Установки лазерной резки (см. фото) с твердотельным элементом состоят из лампы накачки и рабочего тела. Первая необходима для того, чтобы аккумулировать световой поток и передать на искусственный рубин излучение требуемых параметров.

Газовые установки – это более сложная конструкция, в которой газы проходят через электрическое поле. Здесь они заражаются и начинают излучать свет монохроматического типа (постоянная длина и частота световой волны). Прокачка газов может производиться в установках продольно или поперечно. Большое распространение сегодня получили щелевидные модели, которые обладают большой мощностью. При этом они очень компактны и просты в эксплуатации.

Газодинамические установки – самые дорогие. В них и процесс образования лазера сложен. Сначала газы нагреваются до температуры 2000-3000С. После чего их прогоняют с огромной скоростью через сопло, где газовый поток сужается и уплотняется. Далее, его остужают. Такой лазер обладает большой мощностью.

Если посмотреть видео, как работает каждая из вышеописанных установок, то сказать, к какому виду она относится, практически невозможно. Необходимо знать чисто конструктивные особенности аппаратов. Но все виды лазерного оборудования обязательно в своем составе имеют одинаковые элементы. А именно:

  • Система, с помощью которой получается лазерное излучение. В него входят зеркала, оптические элементы, сопло для сужения потока газов, механизм, подающий газы в установку.
  • Излучатель, резонатор.
  • Система контроля над процессом образования лазера и настройки параметров.
  • Блок перемещения режущего инструмента и заготовки.

Как уже было сказано выше, оптимальные условия использования лазерного оборудование – это производство металлических изделий небольшими партиями. При этом специалисты говорят о том, что резать лазером лучше заготовки толщиною не больше 6 мм. Потому что срез получается высокого качества при большой скорости процесса. На кромках не образуется окалины, что позволяет передавать изделия на следующий этап изготовления без предварительной обработки.

Область реза (кромки) у заготовок толщиною до 4 мм получается ровной, прямолинейной и гладкой. У более толстых заготовок кромки могут иметь погрешность в размере. Необходимо отметить, что, делая отверстие в металлической детали, нужно понимать, что внешний диаметр будет немного меньше внутреннего.

Обязательно ознакомьтесь с видео, размещенном на этой странице сайта, где показан процесс лазерной резки.

Ссылка на основную публикацию
Чем отличается тосол от антифриза основные отличия, преимущества и недостатки охлаждающих жидкостей
Антифриз или Тосол что лучше Извечный вопрос, просто очень много писем приходит ко мне на блог с такими комментариями. Почему...
Цоколи, типы и виды автомобильных ламп
Что означает маркировка автомобильных ламп С точки зрения автомобилиста – любителя автомобильные лампы можно разделить на три вида: лампы впереди...
Частичная замена масла в АКПП как выполняется
Какая замена масла в АКПП лучше частичная или полная Долговечность работы АКПП зависит не только от общих правил эксплуатации, но...
Чем отличается шестерня от колеса Много хороших и полезных советов
Что такое шестерня (зубчатое колесо) вид и принцип действия Очень часто в обиходе бывалых механиков можно услышать фразы, касающиеся различных...
Adblock detector