Резка водой под высоким давлением

В основе технологии гидроабразивной резки лежит принцип эрозионного воздействия смеси высокоскоростной водяной струи и твёрдых абразивных частиц на обрабатываемый материал. Физическая суть механизма гидроабразивной резки состоит в отрыве и уносе из полости реза частиц материала скоростным потоком твердофазных частиц.

Достоинства гидроабразивной резки:

1. Отсутствие термического воздействия на материал (t° в зоне реза не превышает 90 °С);

2. Небольшие потери материала (ширина реза 0.5-0.8 мм);

3. Пожаро- и взрывобезопасность;

4. Отсутствие выгорания легирующих элементов в легированных сталях и сплавах;

5. Высокое качество и точность реза;

6. Отсутствие оплавления и пригорания материала на кромках деталей;

7. Возможность вырезки деталей из горючих материалов.

Недостатки:

1. Высокая стоимость оборудования и высокие эксплуатационные затраты;

2. Ограниченная производительность.

Давление струи воды: 150–2000 МПа; скорость истечения воды: 540–1400 м/с; диаметр сопла 0.5–0.05 мм; расход воды: 0.5–25 л/мин; мощность: 5–8 кВт.

Гидроабразивная резка – наиболее энергоемкий способ резки.

Рис. 13.1. Схема установки для гидроабразивной резки.

1 – управляющая система; 2 – система низкого давления; 3 – гидропреобразователь; 4 – сопло; 5 – обрабатываемый материал; 6 – стол; 7 – бак; 8 – система очистки; 9 – гидропитающая система.

 

СПОСОБЫ ТЕПЛОВОЙ РЕЗКИ

Способ резки	Кислородная	Плазменная	Лазерная
Основные области применения	1. Резка листовых деталей из конструкционных и низколегированных сталей толщиной более 30 мм; 2. Резка профильных деталей из конструкционных и низколегированных сталей; 3. Разделка кромок деталей под сварку; 4. Резка деталей из сталей высокой прочности.	1. Резка листовых деталей из конструкционных и низколегированных сталей толщиной 0.5-20 мм для тонкоструйной резки и 4-30 мм для обычной резки; 2. Резка листовых деталей из коррозионностойких сталей и алюминиевых сплавов во всем диапазоне толщин; 3. Роботизированная резка профильных деталей.	Резка листовых деталей толщиной до 10 мм с повышенной точностью
Преимущества	1. Минимальные затраты при резке стальных деталей толщиной более 30 мм; 2. Незначительные выбросы вредных веществ в атмосферу; 3. Отсутствие азотирования кромок деталей.	1. Высокая производительность; 2. Минимальные затраты при резке деталей толщиной менее 30 мм; 3. Возможность резки деталей из любых металлических материалов.	1. Высокая точность вырезки деталей; 2. Малая ширина реза и минимальные тепловые деформации; 3. Высокое качество кромок деталей.
Недостатки	Низкая по сравнению с плазменной производительность при резке деталей толщиной менее 30 мм	1. Значительные выбросы вредных веществ в окружающую среду; 2. Высокий уровень шума при резке в атмосфере и на поверхности воды; 3. Необходимость механической обработки кромок деталей из: - алюминиевых сплавов; - из сталей перед автоматической сваркой.	1. Высокая стоимость оборудования, значительные эксплуатационные затраты; 2. Ограниченный диапазон толщин разрезаемого металла
Толщина разрезаемого металла, мм	5.0-200.0 (0.5-1500)	2.0-120.0 (0.5-250)	1.0-35 (0.1-?)
Скорость резки, м/мин	0.8-1.0	1.4-8.0	0.8-10.0
Ширина реза, мм	3.0-5.0	2.0-3.0	0.2-0.5
Угол скоса нижней кромки, град	Более 3.0	Около 3.0	Менее 1.0
Величина зоны термического влияния, мм		1.0-2.0	0.3-0.5
Шероховатость поверхности, мкм			10.0-80.0
Форма отверстия при пробивке	Края рваные с выплеском металла	Круглое при толщине до 6 мм, эллиптическое при толщине более 6 мм	Круглое с ровными краями, чистое
Окалина	Значительная	Небольшая	Отсутствует при толщине до 6 мм
Подготовка поверхности разрезаемого металла	Не требуется	Поверхность должна быть очищена от ржавчины	Очистка от окалины

 

15.

Рис. 15.1. Схема кислородной (а) и плазменно-дуговой (б) резки. 1 – подвод кислорода; 2 – подвод горючего газа; 3 – подвод защитного газа; 4 - вольфрамовый электрод; 5 – реостат в цепи дежурной дуги; 6 – источник питания.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ РЕЗКИ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА

Резак для кислородной резки предназначен для дозирования и смешения газов и поддержания пламени. В его головке, кроме каналов греющей смеси, есть еще канал режущего кислорода. Кислород подается на разогретый участок разрезаемого металла и окисляет его.

Резак для плазменно-дуговой резки представляет собой устройство, служащее для возбуждения, формирования и направления режущей дуги. Корпус резака состоит из двух электрически изолированных частей, в одной из которых крепится электрод, а в другой — сопло.

Тепловая резка может осуществляться ручными резаками, переносными или стационарными машинами, промышленными роботами.

Ручная резка применяется в основном для разрезки полос и профильного проката, а также при вспомогательных операциях – разрезке перемычек, оставленных при механической резке, резке отходов и т.п.

Переносные машины для тепловой резки применяются для вырезки деталей, имеющих прямолинейные или слабоизогнутые кромки. Также переносные машины могут использоваться для разделки кромок. Переносные машины представляют собой самоходные каретки, несущие один или два резака на поперечной штанге. При прямолинейном резе машина движется по направляющим, укладываемым рядом с линией реза. Для резки по кругу к машине может прикрепляться циркульное приспособление.

Достоинства: простота; низкая стоимость; универсальность, не требуют высокой квалификации персонала.

Недостатки: необходимость разметки; ограничения по достигаемой точности.

Стационарные машины классифицируют по следующим признакам:
1. по количеству одновременно вырезаемых деталей;
2. по кинематике несущих частей машины;
3. по системе управления;
4. по наличию трехрезакового блока;
5. по степени универсальности.

В корпусообрабатывающих цехах наиболее широкое распространение получили машины, кинематика которых основана на прямоугольно-координатной системе перемещения. Перемещение резака осуществляется в результате сочетания двух взаимоперпендикулярных движений: движения тележки или портала вдоль направляющих рельсов и перемещения каретки вдоль портала или консолей в направлении поперек движения тележки.