Metody řezání kovů

Kov je hlavním materiálem používaným v průmyslu a stavebnictví. Existují čisté kovy a slitiny z nich vyrobené. Při výrobě se používá železo, měď, mosaz, zlato, zinek, titan atd. Hlavní formou výroby jsou plechy nebo válcované výrobky.

Řezání kovů laserem
z 4 rublů.

Metody tepelného řezání kovů

Tato skupina metod je založena na tavení řezaného materiálu podél určitého objemu nebo linie. Tepelné řezání se používá nejen k řezání, ale také k přípravě okrajů plechu pro svařování, vyříznutí problémových míst svaru a otvorů pro vyztužení.

řezání laserem

Řezání se provádí laserem schopným rozdělit plech na díly. Laser má směrovost a koherenci. První kvalita je vyjádřena koncentrací veškeré síly paprsku v malé oblasti prostoru a koncentrací energie na ní, tisíckrát větší než u paprsku světlometu. Druhá kvalita se projevuje přítomností vlnových procesů probíhajících v paprsku koordinovaně a vedoucích k rezonanci, která zvyšuje výkon paprsku. Třetí kvalita, monochromatičnost, se projevuje v jediné vlnové délce paprsku. Tyto vlastnosti umožňují paprsku vytvořit na malé ploše dostatečný výkon k roztavení a oddělení plechu.

Vystavení laserovému paprsku způsobí zahřátí na bod tání a poté na bod varu. Tavené vrstvy zvyšují teplotu spodních vrstev a poté se odpařují.
 

Existují dva způsoby řezání kovu: tavením a odpařováním. Nejčastěji se používá první metoda, protože druhá vede ke značným nákladům a je vhodná pouze pro nejmenší tloušťky. Pro zvýšení tloušťky a snížení spotřeby energie je do pracovní oblasti přiváděn pomocný plyn pro laserové řezání, který odstraňuje produkty destrukce a vybírá se v závislosti na typu řezaného kovu.

Laserové řezání kovu vám umožňuje téměř zcela se vyhnout deformaci materiálu a získat hladké a vysoce kvalitní švy až do šířky 1 mm. Díky tomu lze laser použít při řezání téměř jakéhokoli kovu, včetně těch s nízkou tuhostí a zvýšeným rizikem deformace. Optimální tloušťka, při které bude možné zajistit rychlost práce a přesnost, je 10 mm. Materiály o tloušťce 20 mm a více je obtížné řezat laserem.

Plazmové řezání

Plech se taví vlivem tepelné energie uvolněné stlačeným plazmovým obloukem a odstraněním taveniny plazmovým paprskem. Konvenční oblouk je stlačen a naplněn plynem tvořícím plazmu, načež se z něj stane plazmový oblouk.

Níže uvedená tabulka ukazuje kovy řezané plazmovým řezáním.

Řezání plazmovým obloukem

Tento typ řezání kovů je založen na vypalování oblouku mezi plechem a elektrodou. Plazmový paprsek se získává z plynu tvořícího plazmu a pod jeho vlivem se zahřívá a ionizuje. Řezání zahrnuje plazmu sloupu a hořáku z něj, stejně jako bod blízko elektrodového oblouku.

Řezání plazmovým paprskem

Zde hoří oblouk mezi elektrodou a špičkou plazmového hořáku. Řezaný materiál není součástí elektromagnetického obvodu. Pro řezání se používá plazmový paprsek, vytvořený z plazmového plynu a vystupující z plazmového hořáku.

První možnost je účinnější a je to ta, která se používá častěji.
 

Technika řezání plazmou

Nejprve je řezačka umístěna v nejkratší vzdálenosti k okraji listu, poté se zapne. Po střídavém zapalování pilotního a řezacího oblouku můžete začít řezat. Během procesu řezání je udržována konstantní vzdálenost mezi koncem a materiálem. Oblouk směřuje dolů v pravém úhlu, fréza se pomalu pohybuje podél linie řezu. Master by měl vidět jiskry na zadní straně, pokud žádné nejsou, znamená to, že materiál nebyl proříznut.

Složení plynu tvořícího plazmu může zahrnovat:

Dusík se nejčastěji používá pro řezání kovů do tloušťky 2 cm Pokud je tloušťka od 2 do 10 cm, plyn je na bázi směsi dusíku a vodíku. Silné plechy (nad 10 cm) se řežou pomocí plazmy na bázi směsi argonu a vodíku.

Řezání kyslíkem

Spočívá v nasměrování proudu čistého kyslíku na zahřátý povrch plechu, v důsledku čehož kov hoří a je proudem vyfukován z místa řezu.

1. Příprava povrchu, ze kterého jsou odstraněny cizí nečistoty. Odstranění vodního kamene je zvláště důležité, protože vytváří překážku pro proudění plamene a kyslíku. Pro jeho odstranění se plech nejprve zalije plamenem řezačky. To musí být provedeno podél čáry řezu při řezné rychlosti.
2. Zahřívání materiálu plamenem hořáku až do bodu vznícení v kyslíku. Plamen vzniká v důsledku spalování hořlavé směsi s kyslíkem.
3. Přívod čistého kyslíku o tlaku 12 bar. Vlastní řezání s pohybem frézy po linii řezu
4. Proud vytlačuje oxidy, které zase zvyšují teplotu a oxidují další vrstvu.

Kyslík se používá pro řezání kovových slitin, ale nepoužívá se pro řezání mědi, mosazi, hliníku, nerezové oceli, betonu a železobetonu, neželezných kovů o tloušťce cca 2000 mm. Šířka řezu do 10 mm.

Řezání toku kyslíku

Tento typ se používá pro řezání litiny, legované oceli a neželezných kovů, které je obtížné řezat běžným kyslíkovým řezáním. Jeho rozdílem je dodávka práškového tavidla na bázi železa.

Prášek tavidla při hoření vytváří tepelný efekt, který podporuje tavení žáruvzdorných oxidů v oblasti řezu, přičemž hrany nepodléhají výraznému tavení.

Oxid železa FeO, vznikající při spalování tavidla, podporuje tvorbu oxidů kovů, které se snadněji taví a zajišťují přístup kyslíku k nezoxidovaným částem plechu.

Řezání kyslíkovou kopí

Oštěp se zahřeje na 1400 stupňů Celsia externím topným zdrojem, poté se zapálí a zahřeje až na 2000 stupňů. Oštěp se přiloží na pálený materiál a zarazí se hlouběji do něj. Tlak kyslíku se zvýší na požadovanou hodnotu a oštěp se otáčí a provádí pohyby tam a zpět. Úhel natočení je do 15 stupňů, amplituda do 20 cm Mezi oštěpem a stěnou otvoru je vytvořena mezera, do které je odváděna vzniklá struska.

Tento typ řezání se vyznačuje nízkou produktivitou. Musíte spotřebovat poměrně hodně kyslíku a oštěp urazí poměrně krátkou vzdálenost.
 

Řezání vodním paprskem

Materiál se řeže vysokorychlostním paprskem vody s přídavkem abraziva. Voda je stlačena pod tlakem 4000 atmosfér a prochází velmi úzkým otvorem (až 1 mm). Výsledkem je, že rychlost paprsku 4krát převyšuje rychlost zvuku, což mu samo o sobě dává řezné vlastnosti.

Stlačená voda prochází nejprve tryskou, kde se shromažďuje do tenkého proudu (0,2 mm) a poté do mísiče, kde se smíchá s abrazivem. Výsledný roztok vstupuje do tvrdokovové trysky o průměru 1,2 mm, odkud naráží rychlostí 1000 m/s na kov a řeže jej.

Proud stlačené vody s přídavkem abraziva dokáže řezat téměř jakýkoli materiál, přičemž zcela zamezí mechanické nebo tepelné deformaci. Proud působí silou až 100 N a teplota v místě řezu nepřesahuje 90 °C. Řezání vodním paprskem je ekologicky šetrný typ výroby, neuvolňují se žádné plyny ani škodlivé látky. Nebezpečí výbuchu nebo požáru je zcela vyloučeno. Vodním paprskem lze řezat materiály o velké tloušťce (cca 300 mm) a objemné výrobky. Metoda vodního paprsku řeže kovy, které pro svou vysokou tepelnou vodivost a neschopnost absorbovat lasery nejsou vhodné pro jiné typy řezání: mosaz, slitiny hliníku, měď.

Mechanizované a ruční způsoby obrábění kovů

Nejstarší metody řezání plechu, které se objevily před vysoce přesnými technologiemi. Zahrnují použití mechanických zařízení, která jsou v přímém kontaktu s řezaným povrchem.
 

Řezání kotoučovou pilou

Kotoučová pila je vybavena ocelovým ozubeným kotoučem, díky čemuž je podobná běžné kotoučové pile. Může řezat jakýkoli kov, včetně oceli, slitin a neželezných kovů. Nejčastěji jsou tlusté trubky a velké profily řezány pilou. Stroj s kotoučovou pilou je odolný, pohodlný a poskytuje vysokou přesnost, lze jej zakoupit v každém specializovaném obchodě. Pila však vyžaduje od mistra značnou fyzickou sílu a řezání pod úhlem. Pila může řezat plechy o tloušťce až 100 mm a při procesu řezání se ztratí až 6 mm tloušťky profilu. Tato metoda se také vyznačuje nízkou řeznou rychlostí.

Pásová pila

Pásová pila – velký podlouhlý uzavřený prstenec se zuby podél jedné hrany – je řezným nástrojem pásové pily, ke kterému jsou také instalovány dvě kladky a elektromotor, který jimi otáčí. Materiál nástroje je uhlíková ocel nebo slitina.

Pomocí této metody můžete řezat jakýkoli materiál až do tloušťky 200 mm s vysokou přesností a kvalitou hran. Ztráty jsou minimální, úhel řezu je až 60 stupňů. Pásová pila umožňuje provádět rovné i zakřivené řezy. Na trhu je široká škála pil.

Elektrické skládačky

Přímočará pila je elektrické ruční nářadí skládající se z elektromotoru a pouzdra, ke kterému je v montážním otvoru v pravém úhlu připevněn pilový kotouč. V horní části nástroje je rukojeť ve tvaru houby nebo ve tvaru D a ve spodní části je opěrná podrážka. U stacionárních modelů není rukojeť a plošina je umístěna v horní části.

Výhody řezání přímočarou pilou jsou pohodlí a produktivita. Stejně jako kotoučovou pilu lze přímočarou pilu snadno zakoupit ve specializovaném obchodě. Nevýhody zahrnují omezenou tloušťku dostupnou pro řezání a nutnost řezat kov zcela ručně, což je nepřijatelné

Gilotina

Střihací nástroj skládající se z nůžek a pracovního stolu. Umožňuje provádět rovnoměrný řez s hladkými hranami bez otřepů. Tato metoda se vyznačuje vysokou produktivitou a nízkou cenou. Nevýhodou této metody je omezení při práci se složitými díly a tloušťka řezaného materiálu (do 20 mm).

Všechny mechanické metody eliminují zpětný ráz, což je běžný jev při řezání kyslíkem. Všechny mechanické řezné nástroje jsou však vybaveny ostrými prvky, což vyžaduje přísné dodržování bezpečnostních opatření.

Nakonec výběr metody řezání závisí na vašich výzvách, objemu výroby a schopnostech. Pokud lze ručně vyrábět jednorázové, jednodílné výrobky, bude pro hromadnou výrobu vyžadována automatizace a standardizace procesů.

Mezi metody mechanického řezání patří také soustružení a frézování kovů. To je ale samostatná skupina děl, která si zaslouží celý článek.

S kovem pracujeme již desítky let a dokážeme zorganizovat celý cyklus prací na výrobě kovových výrobků a konstrukcí.