Процесс раскроя металла предусматривает ряд манипуляций, таких как пробивка, резка, вырубка, отрезка, обрезка материала. Целью выполнения данных процедур является изготовление различных деталей и заготовок. Раскрой осуществляется путем воздействия режущего инструмента на материал. Существует несколько способов раскроя листов металла. Рассмотрим два наиболее продуктивных и востребованных из них.

Раскрой листов посредством лазерного излучения

Одним из методов раскроя листа металла является лазерная резка, которая стала одной из первых апробаций лазерного излучения. Этот способ позволяет выполнить обработку деталей с высокой точностью, в самые незначительные сроки и при этом получить качественный результат. С помощью лазерной резки можно выполнить раскрой практически всех типов листового металла. Исключение составляет материал, который не может пройти данную обработку по причине не соответствующей толщины. Посредством данного метода можно также делать гравировку на листовом металле.

Принцип работы

Суть такой обработки заключается в следующем. Поверхность материала разогревается на определенных участках с помощью луча, который фокусируется в нужных точках. Управление процессом осуществляет компьютер, на котором устанавливается специальная программа. Воздействие высокой температуры позволяет раскраивать хрупкие и тонкие листы металла без повреждения их целостности. Такой способ позволяет обрабатывать различные виды цветных металлов. Например, стали, алюминия и его сплавов и др.

С помощью высокой концентрация энергии, обеспеченной лазерным излучением можно раскроить сплавы, обладающие любыми теплофизическими качествами. При этом зона термического воздействия является минимальной. Работу лазерных установок обеспечивает вспомогательный газ, который вместе с излучением поступает на обрабатываемый участок. Под воздействием луча материал нагревается, плавится, после чего испаряется по линии разреза. Далее при помощи вспомогательного газа ликвидируются продукты разрушения. Данный способ раскроя обладает рядом преимуществ, которые увеличивают его производительность.

Преимущества применения лазера для резки металла

1. Стоимость лазерной обработки является достаточно доступной.
2. Посредством воздействия излучения можно обрабатывать даже самые твердые типы металла.
3. Воздействие лазера обеспечивает высокую производительность работы, при этом сохраняется хорошее качество реза. Данный результат объясняется большой плотностью и мощностью излучения лазера.
4. Высокая скорость процесса.
5. В ходе обработки не происходит механического контакта с материалом. Это дает возможность раскраивать хрупкие типы металла, которые сложно разрезать другим способом.
6. Контур реза может быть любой сложности.
7. Экономичный расход материала. Заготовки на металлическом листе удается расположить довольно плотно, в результате снижается себестоимость конечного продукта.
8. Детали, изготовленные таким образом, не нуждаются в дальнейшей обработке.
9. Лазерными лучами довольно легко управлять. Это дает возможность выполнять раскрой материала по сложному контуру.
10. Тонкая линия реза – от 0,07 до 0,1 мм.

Рекомендации к раскрою с помощью лазерного излучения

1. Не рекомендуется посредством лазерного раскроя металла раскраивать некачественный металл – ржавый или имеющий следы коррозии, поскольку качество реза в этом случае будет заметно хуже, чем в случае применения качественных материалов.

2. Не следует также использовать листы, имеющие значительные неровности.
3. Конечный результат зависит, в том числе и от расположения на листе деталей. Расстояние между ними не должно быть меньше 5-10 мм. А от краев металла детали следует располагать не меньше чем на 10 мм.
4. Улучшить внешние показатели детали можно, применяя листы со скругленными углами. В этом случае станок в процессе работы не снижает скорость режущей головки.
5. Стоимость раскроя при помощи лазерной резки определяется в частности и количеством контуров. Чтобы выполнить каждый контур станок делает врезку в материал вблизи линии, на что требуется дополнительное время. Это и объясняет более высокую стоимость такой обработки.

Плазменный раскрой металла

При данном способе раскроя листового металла режущим инструментом является плазменная струя. Плазма – это воздух, нагретый в виде электрической дуги до большой температуры и пребывающий в ионизированном состоянии. Зажигание дуги происходит между рабочей металлической поверхностью и электродом. Плазма образуется дугой из газа, доставляемого в сопло под определенным давлением. Температурные показатели образованной струи достигают 30000 °C при скорости 500 – 1500 м/сек. С помощью такой плазменной струи можно резать металл толщиной до 100 миллиметров.

Принцип работы

1. Дуга зажигается в результате импульса высокой частоты или короткого замыкания между материалом и распылителем. Охлаждение распылителя осуществляется газовым потоком.
2. Среда, из которой образовывается струя плазмы, подразделяется на активный и неактивный тип. Первый включает в себя кислород и воздух. Эти газы применяются при раскрое черных металлов. Ко второму типу относятся водород, азот, водяной пар и аргон, которые применяются для получения заготовок из цветных металлов или сплавов.
3. Режущая дуга плазмы преобразовывает электроэнергию в тепловую энергию. Ее напряжение определяется размерами плазмотрона, силой тока, состава образующего плазму газа и пространством от сопла до рабочей металлической поверхности.
4. Температура вдоль дуговой оси и по сечению ее столба является непостоянной. Показатель температуры определяется теми же параметрами что и напряжение, а также диаметром дугового столба.
5. Благодаря высокой температуре дуга практически мгновенно врезается в материал. При условии оптимального соотношения мощности дуги и толщины металла, режущая дуга проникает через всю толщину материала. В результате этого кромки реза получаются вертикальными.

Необходимо следить, чтобы скорость не превышала требуемый уровень, так как это может стать причиной не полного прорезывания металла.

Достоинства резки металла плазменной дугой

1. Плазменная резка отличается универсальностью применения. Посредством этого метода можно раскроить различные виды металла.
2. Работа выполняется с высокой скоростью.
3. Результат данной резки – это высококачественные резы, которые не требуют последующей механической обработки.
4. Форма вырезаемых деталей может быть любой, даже наиболее сложной.
5. При применении плазмы отпадает необходимость в использовании дорогостоящих газов, таких как пропан – бутан, кислород и ацетилен. Это делает процесс экономичным.
6. Процедура использования плазмы отличается безопасностью, поскольку в ходе работ не применяются взрывоопасные газовые баллоны.
7. Экологическая безопасность для окружающей среды.
8. Обрабатываемый материал при резке не деформируется.
9. В случае проведения работ на окрашенных поверхностях не возникает необходимости в предварительной подготовке. Внешний вид поверхности не будет испорчен, так как обработка краски будет минимальной.
10. Время воздействия плазмы на металл минимальное.

Техника процесса

В результате применения плазмы на материал оказывает влияние температура в несколько десятков тысяч градусов. Это позволяет выполнять обработку металлических листов любого типа. Техника плазменной резки следующая:

1. Резак размещается вблизи края материала. Активация кнопки выключателя приводит в действие сначала дежурную дугу, затем режущую. На этом этапе процедура резки переходит в активную стадию.
2. В ходе процесса важную роль играет поддержка постоянного расстояния между торцом наконечника режущей дуги и поверхностью используемого материала.
3. Дуга должна иметь нижнее направление, а угол ее расположения относительно рабочей поверхности должен быть прямым. Режущая дуга плавно перемещается по линии разреза.
4. Скорость при этом должна быть такой, при которой искры видны с обратной поверхности материала. Если искры на обратной стороне отсутствуют, это свидетельствует о том, что металл насквозь не прорезается. Причин этому может быть несколько:

• недостаточный ток;
• направление плазмы не соответствует прямому углу;
• установленная скорость слишком высокая.

5. Правильно установленная сила тока и скорость дуги имеют определяющее значение для получения качественного разреза без каких-либо деформаций. Чтобы определить подходящий уровень данных показателей следует выполнить пробный разрез с применением более высокой силы тока. Далее ориентируясь на скорость движения корректировать его в нужную сторону.

Заключение

Раскрой металла – это технологический процесс, позволяющий получить металлические заготовки или детали необходимой формы и размеров. На сегодняшний день существует несколько методов раскроя металлических листов. Среди них заметное место занимают плазменная резка и обработка на лазерном станке для раскроя металла. Данные способы дают возможность выполнять обработку любых типов металла и получать высококачественный результат в самые короткие сроки. При этом процедура является безопасной, экономичной и не наносит вред экологической среде.

Раскрой листового металла на видео: