термическая резка металлов

Технология резки и раскроя материалов использует лазер высокой мощности и обычно применяется на промышленных производственных линиях. Сфокусирован лазерный луч, обычно управляемый компьютером, обеспечивает высокую концентрацию энергии и позволяет разрезать практически любые материалы независимо от их теплофизических свойств. В процессе резки, под воздействием лазерного луча материал разрезается участка плавится, занимается, испаряется или выдувается струей газа. При этом можно получить узкие резы с минимальной зоной термического влияния. Лазерная резка отличается отсутствием механического воздействия на обрабатываемый материал, возникают минимальные деформации, как временные в процессе резки, так и остаточные после полного остывания. Вследствие этого лазерную резку, даже легкодеформируемых и нежестких заготовок и деталей можно осуществлять с высокой степенью точности. Благодаря большой мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса в сочетании с высоким качеством поверхностей реза. Легкое и сравнительно простое управление лазерным излучением позволяет осуществлять лазерную резку по сложному контуру плоских и объемных деталей и заготовок с высокой степенью автоматизации процесса.

Во газопламенной резкой (чаще ее называют кислородной) понимают способ разделения металла по прямому или криволинейном контура. Метод основан на использовании для нагрева смесь горючих газов с кислородом и экзотермической (с выделением тепла) реакции окисления металла. Суть кислородной резки заключается в сгорании железа в струе чистого кислорода, нагретом до температуры, близкой к плавлению. Для удаления оксидов железа из зоны реза используется кинетическая энергия режущего кислорода. Сам процесс резки включает в себя стадию подогрева металла ацетиленовой (или другим заменителем) пламенем и непосредственную резку струей режущего кислорода. По характеру и направленности кислородной струи различают три основных вида резки: разделительная, при которой образуются сквозные резы, поверхностная, при которой снимают поверхностный слой металла, кислородное копье, заключается в прожигании в металле глубоких отверстий.

Между электродом и соплом аппарата, или между электродом и разрезает металла зажигается электрическая дуга. В сопло подается газ под давлением несколько атмосфер, преобразуем электрической дугой в струю плазмы с температурой от 5000 до 30000 градусов и скоростью от 500 до 1500 м / с. Толщина может доходить до 100 мм. Первоначальное зажигание дуги осуществляется высокочастотным импульсом или коротким замыканием между форсункой и разрезать металлом. Форсунки охлаждаются потоком газа (воздушное охлаждение) или жидкостным охлаждением. Воздушные форсунки как правило надежнее, форсунки с жидкостным охлаждением используются в установках большой мощности и дают лучшее качество обработки.

Для лазерной резки металлов применяют технологические установки на основе твердотельных и газовых CO2-лазеров, работающих как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режимах излучения. Промышленное применение газолазерной резки с каждым годом увеличивается, но этот процесс не может полностью заменить традиционные способы разделения металлов. В сравнении со многими из применяемых на производстве установок стоимость лазерного оборудования для резки еще достаточно высока, хотя в последнее время наметилась тенденция к ее снижению. В связи с этим процесс лазерной резки становится эффективным только при условии обоснованного и разумного выбора области применения, когда использование традиционных способов трудоемко или вообще невозможно.

Среди различных способов термической резки достаточно широкое распространение получила кислородная резка. Процесс кислородной резки заключается в локальном нагреве металла до красна и последующем окислении струей технически чистого кислорода. Струя воздуха выделяет расплавленный металл. В качестве горючих газов используют ацетилен , реже газы природные и попутные нефтедобычи ( метан ) , газы нефтепереработки ( пропан , пропанобутановой смеси).

Термическая резка в практике аппаратостроения применяют для раскроя металла , совмещенных операций разделительной резки и подготовки кромок под сварку , для вырезки дефектных участков сварного шва , для вырезки отверстий в корпусе аппарата под арматуру и других операций.

В аппаратостроении сталей различных классов используются следующие виды термической резки : кислородная , кислородно - флюсовая и плазменная. Термическая резка делят на поверхностную строжку и разделительную ( объемную ) резки.

Среди всех видов плазменной обработки материалов плазменная резка получила наибольшее распространение, так как в современном машиностроении все шире применяются специальные сплавы , нержавеющие стали , цветные металлы и сплавы на их основе, для которых газокислородная или другие виды резки практически малопригодны. Плазменная резка обеспечивает более высокую производительность по сравнению с кислородной и при резке черных металлов и сплавов.

Технология плазменной резки в настоящее время является наиболее эффективной и востребованной за счет простоты эксплуатации, быстрых настройки и выполнения операции. Плазма перекрывает ограничения, которые накладываются на лазерную резку, но и у нее есть определенные проблемы: например, образование наплывов при входе струи плазмы в металл. Однако вряд ли в ближайшие 20-30 лет найдется способ дешевле, проще и эффективнее, чем плазменная резка. Сейчас появляются современные лазерные установки, которые по стоимости обслуживания оборудования и реза одного погонного метра сопоставимы с плазмой, но лазер ограничен видом разрезаемого металла: например, возникают сложности с алюминием. Вот черные металлы толщиной 14-15 мм плазма и лазер режут одинаково эффективно. Необходимо сказать, что старые лазеры, работающие на смеси газов с использованием линз - это прошлый век, а новые твердотельные мощнее, проще и гораздо эффективнее. Главный плюс лазера - абсолютная вертикальность кромок и возможность изготавливать отверстия малых диаметров, чего плазма сделать не может: минимальный диаметр отверстия должен быть примерно равен толщине обрабатываемого металла.

К недостаткам этого вида резки относят большую ширину реза ( вдоль которого , к тому же , остаются наплывы , решетки и оксиды ) , плохое его качество , невозможность прохода по криволинейным контурам малых радиусов , значительное термическое воздействие на металл. Неравномерный нагрев создает напряжения в металле и деформирует его , искажая геометрическую форму. Напряжения могут быть полностью сняты только с помощью термической обработки , а это большие дополнительные расходы. К тому же это способ подходит далеко не для каждого вида металла.

Однако данный метод имеет и ряд недостатков. В первую очередь метод плазменной резки - термический , что неизбежно влияет на качество кромок металла : происходит частичная потеря материала , кромка приобретает большую твердость , а дальнейшая обработка требует дополнительных затрат. Однако качество кромок , образующихся при плазменной резке , значительно лучше, чем при газокислородной : окалина отсутствует , а ширина зоны с цветами изменчивости в пять раз меньше.

На сегодняшний день газокислородная резки является, пожалуй, самым популярным видом резки металла за счет высокой производительности. Она обеспечивается, благодаря совершенно другому принципу действия, который заключается в горении металла. Перед этим обязательный предварительный подогрев места резки до температуры воспламенения, который производится нагревательным пламенем резака без подвода режущего кислорода. В зависимости от толщины металла и состояния его поверхности, время первоначального подогрева колеблется от 5 до 40 секунд. По достижении достаточного нагрева подают кислород, и когда его струя прорежет всю толщину металла, начинают равномерное перемещение резака по линии реза. Кислород режет подогретый металл и одновременно удаляет образуются оксиды, а за счет выделяющейся теплоты горения подогреваются соседние слои металла. При этом срез сопла должен все время находиться от поверхности детали на одинаковом расстоянии, которое подбирается опытным путем. Максимальная толщина газокислородной резки металла составляет 200 мм.

Современное оборудование спроектировано таким образом, что при плазменной резке металла поверхность не только облучается плазменным лучом , но и с помощью специальных сопел подается так называемый активный газ , благодаря которому горения металла в области действия усиливается , отчего скорость его резания возрастает. К дополнительными преимуществами подачи активного газа (чаще всего в его роли выступает кислород) является удаление продуктов горения и быстрое снижение температуры в месте воздействия плазменного луча.

Технология плазменной резки металла достаточно проста: воздействие на объект производится нагретой до высокой температуры плазмы. При этом , по несущественная часть излучения активно поглощается металлом , из-за чего он нагревается и на нем появляется оксидная пленка. Эта пленка , в свою очередь , поглощает достаточно большой процент лазерного излучения и обрабатываемая поверхность нагревается до температуры плавления.

Термический способ полностью автоматизированным процессом , он осуществляется без физического воздействия человеком. Данный метод является самым точным , удобным и быстрым , но есть один минус - стоимость резки металла таким способом гораздо выше , чем механическим.

Сегодня большой популярностью пользуется лазерная технология. Она осуществляется следующим образом : лист кладется на специальное устройство и разрезается с помощью лазера. Данный способ обладает множеством достоинств , среди которых высокая точность, полное отсутствие отходов и высокая скорость. Но есть также и небольшой минус - стоит данная услуга намного больше , чем механическая обработка. Наш прайс лист поможет вам узнать точную стоимость.

- При кислородной резке полос толщиной до 12 мм необходимооставлять перемычки через 800 мм для ширины до 100 мм, через 1200 мм - дляширины 101-200 мм, через 1800 мм - для ширины 201-300 мм, через 2500 мм - дляширины более 300 мм , длина перемычек должна быть не менее 15 мм. Перемичкиследует оставлять на обеих продольных кромках так , чтобы они лежали на однойпрямой , перпендикулярной длинным кромкам листа ( детали). При вырезке деталейтолщиной более 12 мм допускается резка без перемычек ;

3.2.1. Режимы резания следует назначать в зависимости оттолщины разрезает металла , требований к качеству реза , чистоты кислорода конструкцией мундштуков. Расстояние от мундштука к поверхности разрезаемогометалла должно поддерживаться в пределах

702.0013ms

Похожие статьи

Вход для пользователей