Рязане на метал с вода: описание на технологиите и препоръки

Всяка година металургичните предприятия на света миришеха стотици хиляди тона стомана. Повишените изисквания за качество на рязане доведоха до появата на нови технологии за преработка. Особено когато смятате, че много сплави са доста трудни. Най-напредналите технологии са лазерно и водно рязане на метал (хидроабразивен). Същността на последното ще разгледаме подробно в тази статия.

Първи изпитвания

Още през 30-те години на 20-ти век американските и съветските учени бяха озадачени от този въпрос. Импулсът беше, че е необходимо да се постигне висока точност и бързина на работа. Първото развитие започва да се извършва през 50-те години на 20-ти век от инженери от САЩ и СССР. През 1979 г. те започват да използват пясък, който се добавя към струята с вода и се появява понятието "хидроабразив". Основни изисквания са високото налягане и дебита на водата към третираната повърхност.

Още през 1983 г. стартира масово производство на оборудване за водоструйно рязане (GAR). Всъщност и днес той е един от най-идеалните инструменти за рязане, тъй като няма износване и има възможност за регулиране на диаметъра на струята. Този метод може да работи с дебелина на листа до 300 мм. Това доведе до факта, че водното рязане на метал започна да се използва активно в авиационното производство, машиностроенето, обработката на камъни и производството на бронирани автомобили и космическата индустрия.

Принципът на работа и описание на технологията

Тя се основава на принципа на ерозионното третиране. Тя се състои в това, че поток от вода под високо налягане с абразивни частици се подава към обработвания метал. В резултат на това се отделя частиците на третирания метал. Различни параметри, като скорост и дълбочина, се регулират с помощта на диаметъра и размера на струята, както и разхода на абразив.

Основният компонент на системата е помпа с високо налягане (4000 бара). Той компресира водата и я подава в специална дюза за вода, зад която има смесителна камера. Има смес от нар пясък и вода. След това сместа влиза в диамантената или карбидна дюза, която има диаметър до 1,2 mm. От него със скорост над 1 000 m / s хидроабразивният пада директно върху обработения метал. Ето как металът се реже с вода и сега ние продължаваме.

Относно характеристиките на GAR

Високи свойства на рязане могат да се получат поради наличието на високоякостен абразив. В същото време се осигурява стабилен поток само ако частиците от гранатовия пясък не надвишават 30% от струята. Водата в по-голямата си част изпълнява изключително транспортна функция. Размерът на абразива зависи от изискванията, предложени за качеството на рязането. Колкото са по-ниски, по-големите частици са допустими за използване.

Когато се извършва рязане на метал с вода, изключително важно е да се избере оптималната твърдост на абразива. Индикаторът зависи от обработвания материал. Колкото по-трудно е, толкова по-твърд е пясъкът. Препоръчва се да не се използва абразив с твърдост по-малка от 6,5 по скалата на Мос. В същото време трябва да обърнете внимание на износването на дюзата. Колкото по-твърд е пясъкът, толкова по-бързо се подлага на износване. Затова на този етап е изключително важно да се извършат теоретични изчисления и едва след това да се пристъпи към работа.

Рязане на метал с водна струя: ползите

Основното предимство на този метод е, че ви позволява да постигнете висококачествено рязане, т.е. да получите необходимата грапавост след обработката. Освен това си струва да се подчертаят следните ползи:

• вероятността от пожар или експлозия по време на обработка;
• чистотата на околната среда на процеса (не се образуват газове по време на рязане);
• не изгарят легираните добавки в обработения метал;
• възможност за обработка на метал до 30 см;
• ниска температура в зоната на рязане (90 градуса по Целзий);
• Висока ефективност поради липса на празен ход на режещата глава.

Както виждате, рязането на метал с вода под налягане има няколко предимства пред другите методи. Той е екологичен, безопасен и ефективен. Модерните машини позволяват дори обработка на няколко листа наведнъж, ако дебелината позволява. Като цяло всяка година ГАР се развива все повече и повече, така че характеристиките се подобряват значително.

Накратко за недостатъците

Но идеалната тази система не може да бъде. Следователно има някои недостатъци. Първо, поради високия дебит на водата с абразивен и сериозен натиск, процесът е доста шумно, желателно е да се доближи само до тапи за уши. Второ, ниската скорост на обработка на стоманена ламарина. Но това е в сравнение с лазерните и плазмените технологии. Освен това, режещата глава се износва достатъчно бързо. Това от своя страна води до високи оперативни разходи. Следователно всяка машина за рязане на метал с вода трябва да бъде редовно поддържана и заменена със счупени или износени механизми. В противен случай ефективността на работа и качеството на рязане ще намаляват постепенно.

Оборудване в промишлеността

Съвременните машини за професионална употреба ви позволяват да обработвате неръждаема стомана с дебелина до 20 сантиметра. В същото време показателите за якост и група метали не са важни. Малкият диаметър на струята (1 mm) позволява да се получи рязане с много висок толеранс. Ако се използва индустриална машина, тогава е възможно да се обработва камък и други твърди скали, като мрамор и др.

В момента тя е един от най-ефективните и популярни методи за рязане на стъкло. GAR работи и с тънко кристално, и с бронирано стъкло с микронна точност. Днес ГАР машините се използват за производството на уплътнения, обработка на пяна, като каучук и пластмаса. Но за да се постигнат оптимални резултати е необходимо да се използват съвременни електронни системи и различни скенери.

Относно характеристиките на дизайна

За постигане на желания резултат в индустрията се използват машини изключително с ЦПУ. Следователно процесът е почти изцяло контролиран от електрониката. Съставът на професионалната машина включва различни системи. Например, оптимален контрол на клирънса. Такава система осигурява най-доброто разстояние между режещата глава и метала, който трябва да бъде обработен, за най-голяма точност при точката на рязане. Използван и сензорен сканиращ материал. Тя е необходима за сканиране на метал за нередности. Отчитанията се предават на CNC, което води до промяна на празнината.

За автоматизиране на процеса в системата се въвежда сензор за управление на шлифоването. Регулира количеството на гранатовия пясък. В допълнение, такава система спира да работи, ако елементите на трети страни влязат в помпата с високо налягане (мехурче, груба фракция). Всичко това трябва да работи като едно и само в тази ситуация може да се постигнат оптимални резултати. Модерната индустриална машина струва много пари, затова изисква редовна поддръжка. Ако не го извършите, тогава може напълно да се провали.

Рязане на метал с вода със собствените си ръце

Логично е, че за еднократна употреба никой няма да купува индустриално оборудване с ЦПУ. В този случай така наречените ръчни машини са много полезни. Те нямат софтуерен контрол, така че операторът задава всички параметри на рязане. Всъщност качеството на рязането напълно зависи от квалификацията на специалиста. С правилния подход можете да постигнете не по-лош резултат от професионалното оборудване. Ръчните машини все още имат своите предимства. Те се състоят в ниската цена на оборудването и способността да се направи заготовка от необходимата геометрична форма под определен ъгъл сама по себе си. Но за това е желателно да се разбере напълно управлението, а след това рязането на метала с вода ще бъде доста лесна задача.

Нека да обобщим

В момента най-популярният метод за третиране е рязане на метал с вода. Натискът в този случай е много висок, което не трябва да се забравя. Неспазването на инструкциите за безопасност може да доведе до тежки последствия. Обърнете внимание и на факта, че не можете да произвеждате такова оборудване сами. Това се дължи на факта, че частите трябва да са с много високо качество.

Ръчната машина за домашна употреба е най-оптимална. Това струва не толкова пари като индустриална, но в същото време има гъвкава настройка и позволява на собственика да направи много високо качество. Напълно възможно е в близко бъдеще да се подобри рязането на метал под вода и дори тук да се приложи такъв принцип като ГАР.