Виды резки металла принято классифицировать как механические и термические. Они различаются способом воздействия на материал, арсеналом инструментов и методов, качеством результата и возможностями применения. На выбор способа резки влияет несколько факторов:
- свойства металла — прочность, твердость, вязкость, реакция на нагревание, склонность к коррозии;
- размеры, толщина и форма заготовки, так как резать можно листовой металл, трубы, литые и катаные заготовки различных типоразмеров;
- эффективность метода для работы с определенным металлом и способ воздействия на материал;
- вторичные эффекты — нагревание, изменение структуры материала, возникновение коррозии и оплавления, потребность в отпуске металла.
На выбор метода резки оказывает влияние технологическая и экономическая составляющая, стоимость процесса и расходников, заданный в ТУ уровень точности и необходимость доведения заготовки последующими операциями. Суть резки металла — разделение заготовки по линии кроя или ограниченного реза.
Абразивная резка
Метод относится к механическим, так как реализуется за счет взаимодействия твердого инструмента с заготовкой. Инструментом служит вращающийся круг, на котором с помощью связующего закреплены твердые частицы. К достоинствам способа принято относить незначительные потери на вынос материала, относительно высокую точность реза и возможность работать переносным инструментом со сменными кругами. Недостатки — значительный износ круга и необходимость частой замены, сложность работы с вязкими металлами, необходимость учитывать все свойства материала, что требует серьезных знаний от оператора. В некоторых случаях может потребоваться подача СОЖ на заготовку, так как металл нагревается, инструмент вязнет.
Газовая технология
Газовая или газокислородная резка относится к термическим технологиям, освоенным в промышленности одними из первых. Суть процесса состоит в том, что струя разогретого газа воздействует на материал высокой температурой, плавит его и частично испаряет возникающие при нагреве до 1000 градусов окислы. Подходит для работы с заготовками толщиной 200 мм из стали низколегированных сортов и с небольшим содержанием углерода. Не дает высокой точности реза, применяется в отношении ограниченного круга видов стали, может привести к изменению структуры металла и деформации по краю линии реза. Метод требует особого внимания к вопросам безопасности и предотвращения возгораний.
Гидроабразивная резка
Технология еще недавно считалась новой, но по мере освоения в промышленности получила распространение. Разделение частей заготовки происходит под действием струи воды с добавлением абразива. При давлении 5000 Атм частицы абразива размером в 1 мм способны разрезать заготовку толщиной в 3 см с получением ровной линии реза без нагревания и связанного с ним изменения структуры металла. Метод позволяет существенно снизить долю потерь на вынос стружки и опилок. Ограничения связаны с тем, что под действием воды некоторые виды металла подвергаются коррозии. Очаги проникающей структурной ржавчины после такой обработки могут увеличиться в размерах. Стоимость технологии высокая, что связано с быстрым износом инструмента и большим расходом воды и абразива.
Ленточнопильная резка
Механическая технология, техника резки металла подвижным инструментом. Полотно пилы совершает движения в перпендикулярной линии реза плоскости, вынося частицы материала. Сущность резки металла пилой — механическое разделение по прямой траектории с высоким качеством краев заготовки. Важным условием применения технологии является выбор скорости движения пилы в зависимости от вязкости материала. Пильная лента может совершать круговое или возвратно-поступательное движение в зависимости от конструкции оборудования.
Лазерная резка
Один из наиболее современных методов, позволяющих получить рез высокой точности практически на любом металле. Под действием когерентного пучка (лазера) металл на небольшом участке быстро разогревается и испаряется. При этом не возникает нагрев прилегающих участков, край не деформируется и не подвергается структурным изменениям.
Лазерная резка особо ценится при раскрое металла на станках с ЧПУ, так как дает высокую точность наведения пучка и возможность быстро перемещать головку с излучателем по сложным траекториям. При этом отсутствует газовая струя, не оплавляется кромка, не возникает необходимости настраивать инструмент по вязкости металла. При толщине заготовки до 300 мм метод полностью оправдывается экономически, так как пучок воздействует и на тонкие, и на толстые листы и трубы. Лазерный пучок можно использовать для профилирования поверхности и неполного реза с созданием глухого углубления.
Безопасность при резке металла лазером находится на высоком уровне, пучок воздействует на небольшую область материала. Не возникает эффектов скоростного выноса паров, перегрева, ударного повышения температуры и выброса искр.
Плазменная резка
Техника плазменной резки металла направленным потоком разогретой до состояния плазмы газовой смеси при значительной температуре. В зависимости от вида металла и смеси возможен разогрев струи в диапазоне 5 - 30 тысяч градусов с эффективным испарением вещества заготовки. Метод позволяет быстро кроить токопроводящие сплавы, так как часть воздействия реализуется за счет розжига высоковольтной дуги. Большим достоинством считается возможность работы с чугуном и высоколегированными сталями, цветными металлами и титаном. От оператора и технолога требуется серьезная подготовка, так как для разных типов металлов применяются разные виды газовых смесей. Метод принято относить к передовым и эффективным, однако он требует приобретения дорогостоящего оборудования, обучения специалистов и принятия мер по защите работников и окружения от воздействия газов и высоких температур. При массовом производстве может наблюдаться большой расход материалов и ускоренный износ оборудования, но это окупается скоростью реза, хорошим качеством результата, универсальностью применения.
