Резка стали - Руководство по техникам и методам резки

Резка стали, также известная как обработка резанием, является ключевым производственным процессом, который формирует металлические материалы в различные компоненты и продукты. Для правильного выполнения этот процесс требует точности и производительности, поэтому его стоит доверить экспертам.

Что такое сталь?

Сталь - это сплав железа, углерода и других элементов, который характеризуется высокой прочностью и устойчивостью к разрушениям. Эти два элемента играют ключевую роль в определении свойств стали. Железо мягкое и пластичное, в то время как углерод значительно повышает прочность и твердость железа. Слишком большое количество углерода может сделать сталь хрупкой и менее пластичной.

Типы стали

Самые популярные виды стали, классифицируемые по их составу, включают в себя:

• углеродистую сталь
• нержавеющую сталь
• сплавную сталь
• инструментальную сталь

Свойства стали

Каждый вид стали обладает уникальными свойствами, которые влияют на ее характеристики. Свойства стали можно изменять в зависимости от примесей и применения термической обработки.

Основные свойства стали включают:

• прочность - сталь является прочным металлом, который сохраняет свою прочность даже при больших нагрузках, обеспечивая отличное структурное единство и несущую способность. Она выдерживает удары без разрушения. Идеально подходит для применений, где ключевым является долговечность, например, при строительстве прочных конструкций.
• пластичность - материал можно легко формировать и обрабатывать без разрушения.
• ковкость - сталь можно формовать в различные формы без риска трещин путем ковки или прокатки на тонкие листы.
• твердость - сталь можно закалить для увеличения ее твердости, что в свою очередь повышает устойчивость к износу, истиранию и деформациям. Закаляемость материала определяет, насколько легко данный материал можно упрочнить с помощью термической обработки.
• устойчивость к коррозии - некоторые виды стали, особенно нержавеющая сталь, отличаются отличной устойчивостью к коррозии и окислению. Это результат наличия сплавных элементов, таких как хром. Чтобы защититься от коррозии, можно использовать нержавеющую сталь или оцинкованную, титан, алюминий, сталь, устойчивую к атмосферным условиям.
• устойчивость к теплу - некоторые виды стали сохраняют свои свойства даже при высоких температурах.
• свариваемость - высоко свариваема, что позволяет соединять стальные детали с помощью различных сварочных процессов.

Применение стали

Сталь - универсальный материал, используемый в бесчисленных производственных областях. Точная обработка позволяет ее использовать в авиационной и космической промышленности, автомобильном производстве, строительстве и инфраструктуре, производстве медицинского оборудования, электронике и электрике.

Типичные применения стали включают:

• конструкционные применения (строительные столбы, балки, компоненты для тоннелей и мостов)
• автомобильные компоненты (выхлопные трубы, шасси, детали двигателя)
• детали самолета (двигатели, шасси, лопасти турбин)
• трубопроводы
• зубчатые колеса
• валы
• хирургические инструменты
• кухонные принадлежности
• инструменты для резки и сверления
• детали машин
• соединения, радиаторы

Чем резать сталь? Методы резки стали

Резка металла - это процесс обработки, при котором материал удаляется, придавая ему определенную форму и превращая его в конечный продукт. Существует множество методов резки металла, начиная от основных ручных инструментов, таких как металлические пилы, долота или металлические ножницы, до передовых современных технологических процессов, таких как: резка струей воды WaterJet, лазерная резка, плазменная резка или резка кислородом. При выборе подходящего метода резки следует учитывать применение, требуемую скорость и толщину резаного стального листа или листа. Доступные технологические процессы характеризуются уникальными возможностями и ограничениями, позволяя при этом получать стальные детали с определенными размерами и параметрами.

В нашей статье мы подробно рассмотрим три различных вида процесса резки металла, включая резку стали водой, точную лазерную резку и плазменную резку металла.

Плюсы и минусы различных методов резки стали

Каждый метод имеет свои преимущества и ограничения, и выбор технологии резки в конечном итоге зависит от конкретных потребностей проекта. Выбор лучшей технологии для резки стали зависит от нескольких факторов, таких как:

• толщина стали
• требования к точности и качеству кромки
• оценка затрат
• объем производства
• вторичные операции (принимаете ли вы вторичную обработку?)

Резка стали водой

WaterJet - это современная технология, которая является одним из самых популярных методов резки стали. Она может применяться для обработки стали разной толщины, от тонких листов до толстых плит. Резка водой позволяет резать сталь в различные формы, включая круглые, квадратные, прямоугольные и сложной геометрии. Этот метод не является термическим способом обработки металла, в котором струя воды высокой скорости и абразивный материал постепенно эродируют металл.

Типы резки водой

Выделяют два основных типа резки водой:

• резка чистой водой - это гидродинамическое резание металла, использующее только воду под экстремально высоким давлением для обработки. Высокая скорость прорезает материал без выработки тепла.
• абразивная резка водой (абразивная резка) - струя воды смешивается с добавлением абразивного материала для создания большой силы резания. Этот тип подходит для более твердых материалов, таких как сталь, титан или гранит.

Процесс резки стали струей воды

Резка водой заключается в использовании сильно сосредоточенного струйного потока воды под очень высоким давлением или воды с добавлением абразивного материала для эрозии и быстрого разрезания стали. Вода подается через маленькую соплу с крайне высокой скоростью, достигающей сверхзвуковой скорости, разрезая сталь. Процесс обеспечивает высокую точность и гладкие края. Добавление абразивных частиц делает процесс более сильным, что особенно важно для более твердых материалов, таких как сталь.

Какую толщину можно резать струей воды?

Благодаря многокомпонентной режущей головке технология WaterJet позволяет создавать сложные формы и узоры. Процесс способен обрабатывать как небольшие, так и крупные операции. Резка водой является очень хорошим выбором для нержавеющей стали, особенно когда речь идет о более толстых материалах. В большинстве производственных применений уровень давления для резки струей воды находится в диапазоне от 40 000 до 90 000 PSI. Для более твердых и толстых металлов требуется более высокое давление. Практический предел резки струей воды составляет около 15-20 см. При правильной настройке параметров и использовании абразивного материала устройства для резки струей воды также подходят для обработки более толстых материалов.

Основные преимущества резки водой

• отсутствие тепловой зоны влияния (HAZ) - в отличие от обычных станков для резки стали, резка водой предотвращает перегрев стали, что защищает обрабатываемые предметы от физических изменений, сохраняя их целостность.
• высокое качество кромки - технология обеспечивает гладкую и безупречную кромку, свободную от структурных дефектов или деформаций, иных повреждений теплового происхождения.
• исключает необходимость во вторичной обработке - отсутствие тепловых зон исключает необходимость во вторичной обработке. Поверхность не требует дополнительной отделки.
• высокая точность и качество резки - точная настройка угла, под которым струя ударяет по обрабатываемому предмету, позволяет получать сложные узоры с отличным качеством кромки. Стандартная толерантность резки методом Water Jet составляет: 0,01 мм или 0,1 мм.
• минимизация потерь материала - узкий разрыв минимизирует количество удаляемого материала во время резки. Детали могут быть тесно вложены или вырезаны по общей линии, максимизируя использование сырья. Это крайне экологичное решение в стальной промышленности.
• не производит токсичных отходов или выхлопных газов - выбор технологии WaterJet дружелюбен к окружающей среде, поскольку генерирует меньше отходов во время обработки. Узкий разрыв смывает материал во время резки. Это безпыльный метод, который не производит токс