Резка материалов востребована во многих отраслях промышленности, а также в быту.
На сегодняшний день изобретена масса эффективных способов, при помощи которых можно разделить (дифференцировать) материалы на части, придать им определенную форму. Эти способы можно представить двумя большими группами:
1-я группа использует механическое воздействие: обработка и порезка болгаркой, использование ножниц, гильотин, фрезерование, штамповка и т.д.
2-я группа в качестве своего главного инструмента воздействия использует свойства струи и пластичности материалов при их нагреве до критических температур. Ко второй группе также относится множество способов. Применяют следующую резку:
- Газопламенную, которая разделяется на кислородную; кислородную с подачей флюса и кислородно-копьевую
- При помощи газа и электрической дуги. При этом, под словом «газ» понимается применение обычного воздуха, либо кислорода из баллона
- Электроэрозионную
- Плазмой прямого и косвенного действия
- Лазером на воздухе, либо в потоке кислорода или смесей аргона с гелием, водородом, кислородом (газолазер)
- Laser assisted oxygen cutting (LASOX)- сверхзвуковую резку кислородом с подогревом лазерным лучем.
- Гидрообразивную и гидрорезку.
- Сверхзвуковую криогенную
Газовой или газопламенной обработкой (кислородная резка) осуществляют резку углеродистой и низколегированной стали. В данном процессе происходит химическая реакция О2 с Fe, в результате чего струя кислорода испаряет металл из зоны реза и выдувает окислы и окалину.
Суть кислородно-флюсовой резки остается такой же, как и в предыдущем случае. Применяется она при работе с металлами, которые образуют тугоплавкие оксиды. Вводимый флюс при сгорании выделяет дополнительное тепло в зону реза, и тугоплавкие составляющие плавятся и выдуваются потоком кислорода в виде шлака. Кроме того, флюс сгорает не сразу и оказывает на трудно выводимые из расплава структуры абразивное воздействие.
Основой электроэрозионного метода стало физическое явление, согласно которому разрушение металла происходит под действием электрических разрядов. Таким образом, из вредного в большинстве случаев электрического пробоя научились извлекать пользу. Процесс может происходить в ванне, заполненной керосином или дистиллированной водой. Через изделие, погруженное в токопроводящую жидкость и выполняющую роль анода, проходит проволока, которой задается равномерное продольное и поперечное движение. Возникающий разряд оказывает большее разрушающее действие на анод, чем на катод. На этом и основана суть резки посредством электроэрозии.
При плазменной резке аналогом резца выступает поток плазмы. Между электродом и соплом плазмотрона, или между электродом и деталью возмущается электрическая дуга. В этот момент подается поток воздуха, который под действием давления и дуги ионизируется и превращается в струю высокотемпературной плазмы. Температура плазмы может достигать 30000 градусов Цельсия, а скорость ее движения — 1500 м/с.
Дуга горит между электродом и изделием – это резка прямого действия. Вы можете работать с черными и коррозионностойкими сталями и цветными металлами.
Дуга горит между электродом и соплом – это резка косвенного действия. Косвенный способ позволяет работать с диэлектрическими материалами (неметаллами) или с материалами, которые обладают слабой электрической проводимостью.
Газолазерная резка. При использовании лазеров непрерывного действия на диоксиде углерода в зону контакта лазерного луча с обрабатываемой поверхностью подается газовый поток. Газ выбирается в зависимости от вида разрезаемого материала. В одних случаях поток газа охлаждает края реза и препятствует расширению его границ и сгоранию материала, в других – струя выдувает расплавленный материал из зоны действия пучка.
Лазерный пучек может разогреть поверхность металла до температуры 1000 градусов Цельсия, далее развивается процесс окисления, в этот момент подается кислород, скорость движения которого превышает скорость звука. Данная технология получила название кислородной резки с поддержкой лазерным лучом (Laser assisted oxygen cutting).
Принцип работы гидрорезки понятен из его названия. Резка производится путем управления высокоскоростным (может в несколько раз превышать скорость звука) движением струи воды. При гидроабразивной резке в воду добавляют твердые частицы, которые увеличивают эффект разрушающей силы, действующей на материал.
Вот фотографии кафельной плитки, раскроенной с помощью гидроабразивной резки. Можно подумать, что это что-то запредельно дорогое. На самом деле, сама услуга резки стоит не так уж дорого.
И, наконец, инновационная технология криогенного «распила» считается процессом, который будет активно применяться в будущем. Низкотемпературная струя сжиженного азота, подаваемая с огромным давлением, может разрезать даже изделия, собранные из сверхпрочных материалов.