Способы резки нержавейки в 21 веке
Резка металла — это процесс деления заготовки на мелкие детали с целью получения готового продукта в дальнейшем. Каждому материалу присущи конкретные свойства, поэтому действие производится разными способами. В данном материале вы получите ответы на вопросы, как происходит резка нержавеющей стали и какие методы наиболее эффективны.
Оглавление
Способы резки нержавейки
Рассматриваемый материал относится к легированным видам стали, которые не боятся загрязнений и воздействия жидкости, поскольку не покрываются ржавчиной. Состав стали дополняется высоким содержанием хрома, а также упрочнителей — титана, вольфрама, молибденидов железа. Благодаря этому, с одной стороны, достигается долговечность металла за счет усиления прочности; с другой же — осложнение процесса резки. Однако есть несколько способов качественно поделить металл на мелкие заготовки.
Выделяют две группы резки:
- механическая (заготовка разрезается острым ручным инструментом);
- термическая (за счет воздействия на металл высокой температуры, приводящей к его плавлению).
Преимущество первого метода в том, что мастеру не понадобится дорогое оборудование. Недостаток — в необходимости приложения физической силы и больших затрат времени. Поэтому большую популярность сегодня приобретают термические способы резки.
К ним относятся:
- газо-дуговая резка;
- путем электрической эрозии;
- гидроабразивная;
- лазерная;
- плазменная.
Об особенностях каждого вида обработки материала — далее.
Резка кислородом
Более известна как «газо-дуговая резка». Как и в остальных случаях, обработка подразумевает использование специального оборудования. Его рабочая часть — дуга — соприкасается с заготовкой, после чего происходит деформация разрезаемого слоя.
Дуговая резка выполняется плавящимися и неплавящимися электродами. К первым относится сталь, ко вторым — графит. Для повышения эффективности работы в зону дуги подводится воздух (воздушно-дуговая резка) либо кислород (кислородно-дуговая).
Преимущества способа — доступность оборудования и низкая стоимость его (или работ). Но недостатков больше. Среди них:
- нарушение целостности металла;
- плохое качество реза;
- малая производительность.
Процесс дуговой резки нержавеющей стали сегодня считается морально устаревшим, поскольку на смену ему пришли более эффективные методы.
Метод электрической эрозии
Способ базируется на использовании импульса электроразряда, вырывающем микрочастицы с поверхности нержавеющей стали. Эрозионные установки имеют пару электродов, погруженных в жидкий диэлектрик, которые при сближении его пробивают и приводят к появлению разряда. В канале последнего образуется плазма высокой температуры.
Достоинства метода — высокая точность обработки деталей, а также возможность резки заготовок до 40 см толщиной. Недостаток — низкая скорость работы.
Гидроабразивный способ
Действие заключено в подаче жидкости через сапфировое, алмазное либо рубиновое сопло шириной 1/10 мм. Выходящая струя разгоняется до скорости, троекратно превышающей скорость звука, после чего тонкая сконцентрированная струя способна резать прочный материал, в том числе нержавейку. Для мягких заготовок применяется чистая вода, для более твердых к ней добавляются абразивные элементы (песок).
Скорость современных установок велика, поэтому они успешно конкурируют с лазерными и плазменными станками. Например, устройство Dekart W2040 L режет до 8 м металла в минуту (в зависимости от толщины); в случае с нержавейкой показатель обычно составляет 2-3 м/мин.
Любопытный факт: на Западе проводились исследования по выявлению эффективности гидроабразивных и лазерных станков. Для этого резали десятки пластин толщиной 0,3 мм каждая. Было установлено, что для пакета толщиной до 6 мм эффективнее лазер, а более 6 мм — гидроабразив.
Преимущества метода:
- нержавейка не нагревается при работе;
- снижается вероятность деформации заготовок;
- высокое качество реза;
- наименьшие потери материала;
- быстрота работы;
- минимальная погрешность процесса (ширина реза в 10 раз тоньше, чем при дуговой резке).
Недостатки:
- высокая стоимость оборудования (стандартный гидроабразивный станок обойдется пользователю в 3 млн. руб. и более);
- быстрый износ рабочих деталей.
Резка нержавейки струей воды считается перспективным способом обработки.
Лазерная резка
Передовой и один из двух популярнейших методов обработки материала. Резка заключается в воздействии лазерного тонкого луча на сталь. Подобное воздействие положительно по ряду причин:
- производительность высока;
- ширина реза — от 0,1 мм;
- нет динамических или статических местных напряжений;
- высокое качество поверхности в области реза.
Любопытный факт: на производстве дорожной техники в компании Vermeer (США) для деления металла на части есть всего два аппарата — это станки для лазерной резки с производительностью 25 т/сутки. Данный объем работ удовлетворяет требованиям к эффективности процессов.
Лазерная резка нержавейки возможна лишь у заготовок толщиной менее 20 мм. Это — следствие низкого КПД лазера — всего 15-20 %. Но достоинства установки перекрывают ее минусы:
- бесконтактный раскрой (на современных моделях);
- погрешность — не более 1/12 мм;
- минимальная вероятность появления заусенцев;
- деформации по линии раскроя отсутствуют;
- разметка заготовки из нержавейки выполняется без участия человека по готовому проекту;
- сроки работы минимальны;
- неизменность физических свойств обрабатываемой заготовки.
Небольшой минус — после работы близ среза остается след от воздействия высокой температуры, поэтому требуется последующая механическая обработка.
Плазменная резка
Методика была разработана около полувека назад и сразу свела на нет недостатки газо-дугового оборудования. Принцип действия отчасти напоминает ранее рассмотренный — сжатая электрическая дуга интенсивно плавит нержавейку вдоль линии реза, а остатки жидкого металла («брызги») удаляются с поверхности быстрым плазменным потоком. Скорость операции впечатляет — плазма имеет температуру 15-20 тыс. градусов (против 1800 градусов у обычной дуги), поэтому производительность работ в разы выше.
Плазменная резка нержавеющей стали признана лучшим вариантом обработки. Для нее не требуются баллоны с газом, дополнительные химические вещества, особые требования к пожарной безопасности помещения. Для работы нужны лишь электричество, воздух и недорогие расходные материалы — электроды и сопла. Это делает плазму наиболее выгодным способом резки нержавейки.
Лишь один недостаток есть у методики — кромка среза получается не очень ровной, требуя дополнительной обработки. Однако качество поверхности вдоль линии реза намного выше, чем при дуговой обработке.
Чем выше теплопроводность материала, тем более тонкую деталь обрабатывает плазма. К примеру, допустимая толщина меди должна быть ниже максимальной толщины нержавейки при прочих равных условиях резки.
При обработке заготовок толще 200 мм рекомендуется использовать газо-дуговую резку.
Механические способы
Даже опытный пользователь мог никогда не сталкиваться с перечисленным оборудованием, ведь оно весьма дорогое и встречается разве что на предприятиях. Однако есть методы, ничуть не уступающие по эффективности плазменной, гидравлической и даже лазерной резке нержавеющей стали. Некоторые из них, а также тонкости работы, приведены ниже:
- Болгарка. Рабочий метод, но нержавейка не должна нагреваться. Для этого место реза поливается водой. Так же будет достигнуто увеличение ресурса дисков.
- Ножницы по металлу. Способ пригоден только для очень тонких листов нержавейки (0,5-1 мм).
- Циркулярная пила по металлу. Вместо зубчатого диска ставится отрезной абразивный (как на УШМ), на разрезаемый лист кладется какой-либо упор. Минус — внушительный расход круга, а при неправильной регулировке — увод заготовки в сторону с нарушением реза.
Обработанные листы нержавейки могут гнуться, штамповаться, полироваться, окрашиваться, свариваться и т.д. Есть много способов деления крупной заготовки на мелкие, и вам решать, какой из них эффективнее. Наилучший вариант для домашних условий — болгарка, для производственных же приемлема резка нержавейки лазером или плазмой.
Если вы знаете другие способы обработки легированной стали или заметили неточность в описании, поделитесь информацией с читателями.
(3 оценок, среднее: 3,67 из 5)
