Три альтернативы плазменной резке

Хотя плазменная резка - один из лучших способов раскроя металла, но далеко не единственный. Три других популярных варианта: гидроабразивная, лазерная и газовая резка - также активно используются в металлообработке и имеют свои преимущества.

Гидроабразивная резка металла

Эффективная, скоростная резка металла стала возможна, когда был изобретён способ добавления в высокоскоростную струю воды абразивного порошка. Современна гидроабразивная резка предусматривает использование сильного потока твёрдых частиц, которые удаляются и скользят по поверхности реза и наличие внутреннего напряжения, которое возникает в материале из-за отражения водяной струи. Последняя здесь – только дополнительный фактор. Это не просто резка водой, так как основную роль играют абразивы, то есть порошки металлов, карбиды и прочее.

Используется гидроабразивная резка металла там, где невозможно осуществить обработку лазерным методом.  В первую очередь она востребована в таких сферах:

• судостроение;
• текстильная промышленность;
• машиностроение;
• строительство;
• другие производственные отрасли. 

Для резки применяется специальный гидроабразивный станок, состоящий из бункера с дозатором. Благодаря транспортирующему газу подаётся абразив, а с помощью трубки – вода. Также станок гидроабразивной резки имеет камеру для смешения и специальное профилированное сопло обеспечивает скоростную подачу.

Преимущества технологии:

• универсальность, то есть возможна гидрорезка металла, мрамора, плитки и других материалов;
• чистота технологического процесса ввиду отсутствия пыли и вредных испарений;
• отсутствие термического воздействия на материал;
• способность обработать листы толщиной до 230 мм;
• результат отличается высокой точностью;
• качество поверхности реза также выше, чем в случае с другими видами резки. 

Среди недостатков можно назвать дороговизну абразива, относительно невысокую скорость реза для тонких стальных листов, а также ограничение в наличии комплектующих. Например, есть высокая потребность в режущих головках. Хотя гидроабразивная резка достаточно дорогая, она более выгодна, так как, в отличие от плазменной, не приводит к деформациям поверхности и не требует последующей обработки мест разреза. Также она более экологична и предлагает много возможностей в резке криволинейных изделий из разного материала.

Возможности гидроабразивной резки металла продемонстрированы в следующем видеоролике:

Лазерная резка металла

В настоящее время в металлообработке активно применяется лазерная резка металла, позволяющая получить детали и элементы с наиболее сложными контурами. Принцип резки лазером основан на разогревании, плавлении и испарении металла в местах резов под воздействием сконцентрированного лазерного луча.

Технология лазерной резки обладает рядом преимуществ сравнительно с традиционными методами обработки металла:

• высокая скорость порезки - детали из цветного и черного металла производятся в разы быстрее;
• экономия материала - достаточно небольших припусков при разметке, минимальные отходы;
• возможность вырезать деталь любой формы;
• высокая точность раскроя - лазерная головка позиционируется с точностью ± 0,01мм;
• ровные, гладкие срезы не нуждаются в дополнительной обработке;
• возможность работать с хрупкими материалами из-за отсутствия механического контакта;
• эффективная резка твердых сплавов;
• отсутствие расходов на создание шаблонов, штампов, пресс-форм - подготовка макетов осуществляется при помощи программного обеспечения для ПК;
• низкая себестоимость обработки штучных деталей. 

Применение станков лазерной резки целесообразно при изготовлении малых партий разнородных изделий из таких металлов, как латунь (толщина 0,2 - 12 мм), медь (0,2 - 15 мм), сталь (0,2 - 20 мм), сплавы алюминия (0,2 - 20 мм), нержавеющая сталь (0,2 - 50 мм). 

Для обработки различных материалов на установках лазерной резки используются специальные типы лазеров, предварительно задается требуемый набор параметров для обработки каждой конкретной детали.  Мощность излучения регулируют, исходя из толщины металла.

Лазерная резка подходит преимущественно для раскроя листовых материалов. Недостатком данного способа является ограничение по толщине прожигаемого металла. В отличие от лазерной, посредством плазменной резки можно обработать материал значительно большей толщины - до 20 см. Данная технология основана на использовании воздушно-плазменной дуги постоянного электрического напряжения прямого действия. Срез получается за счет выдувания разогретого до жидкого состояния металла из полости, подверженной обработке. 

Газовая резка металла

Технология газовой резки состоит в применении двух газов для раскраивания металлов. Первоначально через сопло проходит газ-подогреватель (пропан, ацетилен), при помощи которого разогревается обрабатываемый материал. При достижении температуры в 1000-1200⁰С подается кислород, который, воспламеняясь от раскаленного металла, осуществляет резку. 

Газовая резка металла подходит для материалов, которые горят при меньшей температуре, нежели плавятся. Способ применим для обработки низко-, среднелегированной стали, однако неприемлем для резки высоколегированной стали, цветных металлов.

Газовая резка привлекательна в силу низкой стоимости обработки, позволяет выполнять прямые и угловые резы изделий толщиной свыше 30 мм. По точности резки газовая технология уступает лазерной и плазменной, возможно появление окалин на подверженном обработке материале. 

Резка металла при помощи газа изначально была ориентирована на ручное применение, однако ныне успешно выполняется при помощи оборудования для газовой резки с ЧПУ. 

Автогенная резка металла популярна благодаря простоте, мобильности, минимальным затратам, возможности применения в полевых условиях. Простейший агрегат для автогенной резки состоит из газового баллона и горелки-резака с подведенным к нему кислородом, смесителя, регулятора давления.

При небольшой толщине металла (до 25 мм) неоспоримым преимуществом плазменной резки по сравнению с газовой является большая как минимум в 2 раза скорость работы (чем материал тоньше, тем это число больше). Оборудование для плазменной резки способно прожечь металл за несколько секунд, при использовании машины газовой резки на этот процесс может уйти порядка минуты. 

Из-за высокой скорости плазменной резки металла нагрев и, следовательно, деформация материала минимальны, срезы более ровные. Плазменная технология более универсальна, поскольку применима для большинства типов металлов. Преимущество на стороне газовой резки, когда толщина обрабатываемого металла превышает 50 мм, в таком случае она является наиболее эффективной.