Термическая резка металла
лазерная и плазменная

При термической резке металла происходит нагревание заготовки с последующим отделением ее частей резом. Термическая резка металла бывает разделительной и поверхностной — с учетом вида обработки выбирают тип реза. Термическая обработка также классифицируется по шероховатости поверхности разреза: по этому параметру различают чистовую и заготовительную резку металла.

Термическая резка металла характеризуется высокой производительностью при малых энергозатратах. Еще один ее плюс — возможность создавать изделия разных конфигураций.

Существует три разновидности термической резки:

• Окисление. Материал в зоне реза разогревается до температуры воспламенения и сгорает в кислородном потоке. Газовая струя выдувает из рабочей области продукты горения. Газовая резка металла (кислородная, кислородно-флюсовая) происходит по этому принципу.
• Плавление. В рабочей зоне, где происходит резка, металл нагревается посредством мощной направленной тепловой струи. Продукты распада, которые образовались при резке металла, удаляются потоком плазмы или газа. Этот метод объединяет 4 вида термической резки металла: лазерную, плазменную, дуговую, газоструйную.
• Плавление окислением. Эта технология термической резки металла объединяет вышеописанные процессы. В группу входят следующие виды термической резки металла: кислородно-лазерная, кислородно-плазменная, кислородно-дуговая.

Рассмотрим основные технологии термической резки, к которым относятся лазерная, плазменная и газовая (кислородная).

Лазерная резка металла — такой вид обработки, с помощью которого можно изготовить изделия практически любой сложности. В ходе лазерной резки металл, который напрямую взаимодействует с лазерным лучом, попросту испаряется, а продукты горения, которые образовались при резке, выдуваются из рабочей области направленным потоком газа.

Для лазерной резки листового металла характерна высокая точность — погрешность при ней не превышает 0,1 мм. При лазерной резке металла заготовка не нагревается, поэтому не теряет форму. После завершения лазерной резки металла не нужна дополнительная обработка, потому что края изделий получаются идеально ровными.

Преимущества лазерной резки металла:

• возможность регулировки рабочих параметров в процессе резки;
• работа с любыми металлами, а также их сплавами;
• высокая точность резки.

К минусам лазерной резки металла можно отнести сложность и дороговизну оборудования.

К плюсам плазменной резки листового металла можно отнести:

• высокую производительность;
• скорость обработки;
• безупречное качество реза.

Что касается минусов резки металла плазмой, то к ним относятся сложность оборудования и его шумность при работе.

Эта технология относительно проста, поскольку при газовой резке не нужно ни сложное оборудование, ни дополнительные источники питания. Аппаратура, которая используется для газовой резки листового металла, имеет компактные размеры и небольшой вес. Благодаря этому она мобильна, и ее можно быстро перевозить с объекта на объект.

Наиболее распространена кислородная резка металла. При ней материал в зоне реза сгорает под воздействием струи кислорода и этим же потоком выдувается из рабочей области.

Газокислородная резка, как правило, применяется при обработке изготовленных из черного металла деталей и конструкций. Такое решение основано на том, что у железа температура горения выше, чем плавления.

Кислородная резка металла выполняется в такой последовательности:

• разогрев начальной точки реза до температуры возгорания (для сталей это 1000–1200 °C);
• направленное воздействие на место реза кислородной струей, которое приводит к тому, что металл загорается, при этом образуется жидкий шлак;
• удаление продуктов горения из рабочей области с помощью газового потока.

Кислородная струя движется по изделию с учетом нужной формы реза. При последующих резках металла уже не приходится дополнительно разогревать заготовку.

Металл, подходящий для кислородной резки, должен отвечать ряду критериев:

• температура плавления выше температуры горения;
• не очень высокая теплопроводность;
• шлак, который образуется в процессе обработки, плавится при более низкой температуре, чем металл заготовки;
• количество тепла, которое выделяется при резке, достаточное для того, чтобы процесс был непрерывным;
• окислы, появляющиеся при термической резке металла, имеют высокую текучесть и без труда выдуваются струей кислорода из рабочей зоны.

Эти качества свойственны низкоуглеродистым, а также низколегированным сталям. Чугун, легированные стали, а тем более высоколегированные, сплавы цветных металлов газокислородной резке не подвергаются.

Среди достоинств такой обработки можно выделить:

• возможность работы с заготовками, которые имеют большую толщину;
• удобство фасонной обработки (не только насквозь, а и на заданную глубину);
• качественный рез;
• возможность выполнять резы высокой сложности, в том числе многоступенчатые;
• компактность и автономность оборудования, благодаря чему его можно использовать при работе в местах с затрудненным доступом;
• высокая производительность.

Недостатки технологии газовой резки:

• Необходимость тщательной подготовки к работе и строго соблюдения техники безопасности, что связано с опасностью возгорания или взрыва.
• Невысокая точность, особенно при ручной резке. После завершения процесса для того, чтобы размеры и форма изделия соответствовали чертежу, требуется дополнительная механическая обработка.
• Особенность деформации (скручивания, коробления) листового материала под воздействием высоких температур.