Виды резки металла: в чем разница между лазерной, гидроабразивной и плазменной резкой?

Резку стали, титана, алюминия, прочих сплавов осуществляют разными методами. Ключевые отличия технологий гравировки, раскроя, иной промышленной обработки металлов состоят не только в стоимости оборудования и энергозатратах. Но и в скорости выполнения процедур, точности резки, качестве кромки, возможной толщине полуфабрикатов для металлообработки. Рассмотрим особенности наиболее популярных способов резки.

В чем особенности плазменной резки металла?

Термообработка, при которой резец, другой механический режущий инструмент заменяет струя плазмы. Температура термического воздействия струей может доходить до +30 000 гр. Цельсия. Скорость движения потока плазмы — 1500 м/с. Метод подходит для работы с разными сплавами, включая листовые тугоплавкие металлы, толщиной до 200 мм.

Какой принцип работы резки плазмой?

Резка железа, молибдена, иных сплавов с помощью плазмы начинается с формирования электрической дуги — между металлическим полуфабрикатом и электродом плазмотрона-генератора плазмы. После этого:

1. Через сопло генератора плазмы, под давлением подают водород, аргон, иной газ.
2. Газовый состав, под действием дуги, преобразуется в плазму, ионизируется.
3. Подготовленную струю плазмы направляют на металлическую заготовку. Она моментально расплавляет сплав полуфабриката в области раскроя.
4. Поток газа предупреждает вторичное отверждение металла, выдувая расплавленные остатки из зоны реза.

Генератор плазмы — устройство 2 в 1. Кроме источника тепла для металлообработки, он — источник света. Освещение рабочей зоны обеспечивает безопасность производства.

В чем преимущества и недостатки плазменной обработки?

Плюсы: методика подходит для быстрой обработки толстых металлов и листов средней толщины. Чистота поверхности раскроя хорошая. Обрабатываемые материалы для резки подвергаются локальному и быстрому нагреванию — это исключает тепловую деформацию металла достаточной толщины. Еще одно преимущество — минимальные отходы.

Недостатки: резка нержавейки, прочих сплавов с малой теплопроводностью нежелательна. Из-за неравномерного распределения тепла по линии раскроя, возможны наплывы, зазубрины, неровные кромки. Второй минус — на заготовки воздействуют критически высокие температуры. При перегреве, металл будет склонен к трещинообразованию, деформациям. Его механические качества ухудшатся.

Что такое лазерная резка металла?

Метод также относится к термообработке — полуфабрикаты расплавляет луч высокомощного лазера. Толщина листовых заготовок — до 20-25 мм. Можно работать с тонкими пластинами, хрупкими металлоизделиями.

Какой принцип действия лазера?

Луч лазера фокусируется в точку, толщиной менее миллиметра. Его подают на поверхность полуфабриката. Затем:

1. Лазерная энергия локально нагревает сплавы до температуры испарения или плавления.
2. В область термообработки, одновременно с лучом, подают под давлением газ.
3. В зависимости от температуры воздействия, из зоны раскроя испаряется «лишний» металл или он расплавляется с выдуванием.

В зависимости от вида, газ предупреждает окисление кромки (азот при работе с нержавейкой), ускоряет процедуру (кислород при термообработке углеродистых стальных сплавов), участвует в реакции химических веществ. Во всех случаях, он создает чистую кромку, выдувая испаряющийся или расплавляемый металл из зоны резки.

В чем достоинства и недостатки термообработки лазером?

Способ универсальный — его можно применять для термообработки материалов с любой теплопроводностью. В том числе, для латуни, алюминиевых, нержавеющих сплавов, спецсталей.

Другие плюсы:

• Автоматизация и ЧПУ. Лазерное оборудование подходит для промышленных линий, предназначенных для выпуска массовых партий металлоизделий с одинаковыми параметрами;
• Минимальная ширина реза — 0.2-0.4 мм. Возможные сферы применения — как металлургия, так и художественная резка, например, при изготовлении сувениров, гравировке;
• Ровная чистая кромка — отсутствие окалины гратов, заусенцев, наплывов обеспечивает минимальная толщина луча;
• Повышенная точность работы — погрешности до плюс/минус 0.1 мм (при профессиональной фокусировке луча до плюс/минус 0.05 мм). Можно вырезать мелкие металлоизделия, выполнять тончайшие отверстия диаметром не более толщины заготовки.

Минусы:

• Зависимость результата от класса оборудования, мастерства специалиста — для высококачественной резки обязательна верная настройка фокусного расстояния, выбор газа, скорости термообработки, мощности воздействия, многих иных параметров;
• Высокие отражательные способности — луч лазера отражается от блестящих поверхностей, например, медных. Для безопасности производства металлопродукции, нужны защитные фильтры;
• Цена лазерных станков (в особенности, оптоволоконных экземпляров) — выше, чем прочего оборудования для механизированной резки, ручного инструмента.

Ключевые недостатки — ограничения по толщине полуфабрикатов. Для металлоизделий, величиной от 25-30 мм, предпочтительна плазма. Оптимальная толщина заготовок для выбора лазера — не более 15-20 мм. При значении 20-25 мм, термообработка возможна. Но с ухудшением качества резки, значительным снижением скорости работы.

Как происходит гидроабразивная резка металла?

Особенность метода в том, что он не относится к термообработке. За счет отсутствия воздействия критически высоких температур, из-за которых полезные вещества сплавов частично выгорают: не происходит изменение цвета, не образуется окалина, исключено коробление.

В чем принцип гидрообработки металла?

На металлоизделие локально воздействует поток воды, подаваемый с силой 5500-6000 бар. Давления только водной струи хватает для раскроя листов до 1.5 мм. Полуфабрикаты — из алюминия, меди, прочих мягких материалов. При разрезке твердых сплавов и толстых пластин до 300-400 мм, в жидкость добавляют мелкие абразивные частицы.

Какие плюсы и минусы у резки водой с абразивами?

Преимущество — минимальное воздействие высоких температур, приводящих к остаточным напряжениям, структурным изменениям в сплаве, другим нежелательным явлениям. На участке резки, температура — не больше +80-90 гр. Цельсия.

Прочие плюсы:

• Лучшее качество кромки — шероховатость в зоне обработки до 1.6 Ra;
• Безопасность производства — в атмосферу не выбрасываются сторонние вредные вещества;
• Высокая скорость работы — для снижения периода массовой резки, обрабатывать наиболее тонкие листы можно пачками;
• Возможность скоростного раскроя пластин до 8 мм с сохранением высокого качества результата;
• Универсальность — возможность резки материалов, толщиной до 300 мм;
• Лучшее качество поверхности в зоне обработки (прилегающие участки, края резки) — без пригорания, оплавления;
• Отсутствие выгорания — сохранение обогащающих состав элементов (особенно важно для спецсталей).

Минусы:

• Опасность окисления, коррозийного повреждения обработанных зон из-за воздействия воды;
• Низкая скорость резки при работе с наиболее тонкими или, напротив, толстыми полуфабрикатами.

Минус технологии для самих производств: высокие расходы на абразивы, покупку и эксплуатацию оборудования. Режущие головки техники, некоторые иные комплектующие узлы требуют частого обновления.

Современные технологии резки — подытожим основные данные

Подытожим особенности всех популярных методов. Зная их, некоторые методы раскроя для своих материалов можно сразу исключить.

Если говорить о наиболее универсальной методике — это гидроабразивная обработка. Но нужно учитывать, что некоторые металлы склонны к окислению. Для них контакт с водой должен быть исключен. Для примера, для железа будет предпочтительна «безводная» лазерная, плазменная термообработка.

Какие еще существуют методики резки металла?

Для металлообработки также применяют способы механизированной резки. Это все технологии с использованием специальных станков, ручного инструмента. Оборудование для такого раскроя:

• Болгарки (шлиф-машины с отрезными кругами);
• Лобзики, ножовки, шлицевые, ручные ножницы для металла;
• Гильотины, ЧПУ для криволинейной резки;
• Раскроечные станки.

Общие недостатки этих классических методов — сравнительно малая точность реза, низкая производительность. Иногда — невозможность обработки толстых плит.

К традиционным способам также относят газовую резку — сплавы расплавляет поток пламени от ацетилена или пропана. Рабочие газы горят в чистом кислороде. Технологии газовой термообработки — автоматическая, ручная. При автоматизации процесса, газовая скорость резки выше, чем при ручной обработке материала.

Выбирать технологию резки самостоятельно необязательно. Обращайтесь в «Велунд Сталь». Специалисты предложат оптимальный именно вам вариант. После — выполнят раскрой любой партии металлопродукции в заранее согласованный срок и с гарантией высокого качества результата. Купить сплавы, готовые металлоизделия для разреза на нужные элементы можно у нас — по цене без наценки посредников и с доставкой по всей РФ.