Гидрорезка металла что это

Содержание
  1. Что такое гидроабразивная резка металла
  2. Принцип действия гидроабразивной резки материалов
  3. 1. Резка в системе одной координаты.
  4. 2. Резка в системе двух координат.
  5. 3. Резка в системе трех координат.
  6. Разновидности установок ГАР
  7. Преимущества гидрорезки для обработки металла
  8. Недостатки гидроабразивной установки
  9. Оборудование для гидроабразивной резки
  10. Гидроабразивная резка: плюсы и минусы
  11. Особенности технологии
  12. Достоинства метода
  13. Недостатки гидрорезки
  14. Резка водой металла (гидроабразивная резка) под давлением: технология и принципы работы
  15. Сущность технологии
  16. Принцип работы гидроабразивной резки металла
  17. Область применения
  18. Оборудование для гидрорезки
  19. Устройство станка, который режет водой
  20. Особенности устройства основных узлов
  21. Возможности водной резки металла
  22. Управление
  23. Гидроабразивные станки с ЧПУ
  24. Как режут металл водой вручную
  25. Расходные материалы
  26. Какое давление нужно для резки металла водой под давлением
  27. Преимущества гидроабразивной установки
  28. Недостатки гидроабразивной установки
  29. Цена гидрорезки

Что такое гидроабразивная резка металла

Гидроабразивная резка – это один из способов обработки металла, который заключается в использовании струи воды в качестве режущего инструмента. Чаще всего, для достижения точных результатов, вода смешивается с абразивными материалами.

Технология активно используется в промышленных масштабах с конца прошлого века. Среди ее основных достоинств – универсальность, экологичность, отсутствие термического воздействия во время реза, возможность резки пакетом из нескольких слоев листового материала.

Принцип действия гидроабразивной резки материалов

Суть метода сводится к эрозионному воздействию воды на металл. Обязательным условием для выполнения резки является подача струи под высоким давлением. При этом не оказывается термического воздействия, из-за чего срез получается ровным и гладким. Физически такая технология тоже объясняется достаточно просто – под действием скоростного потока происходит отрыв частиц материала из реза.

Абразивные материалы используются для того, чтобы повысить жесткость потока воды. Мелкодисперсная абразивная струя чаще всего представляет собой смесь гранатового песка.

Обработка материалов происходит достаточно быстро: металл укладывается в специальную емкость (ванну), заполненную водой, затем обязательно фиксируется для предотвращения скольжения. Следующий этап – это интенсивная подача воды. Жидкость проходит через водяное сопло режущей головы, смешивается с абразивом и направляется на поверхность материала через абразивно сопло

Технология выигрывает у большинства альтернативных способов резки. Например, применение электрической дуги считается нестабильным, так как не позволяет работать с медью и латунью. Плазменный раскрой также подходит не для всех материалов, поэтому не применяется для диэлектриков. При использовании газов на предприятии требуются особые меры по экологической защите участка. Лазерная резки не способна резать толстые материалы свыше 30 см. В результате допустимой остается лишь гидрорезка.

1. Резка в системе одной координаты.

Представляет собой продольный раскрой с помощью непрерывного потока воды. Скорость резки в этом случае – самая высокая, процесс характеризуется надежностью и минимальным выделением остаточной влажности.

На станках ГАР для работы в системе одной координаты применяются сопла малого диаметра. Используется технология в основном в пищевой промышленности (для разделки замороженных продуктов) и в бумажном производстве.

2. Резка в системе двух координат.

Двухкоординатная резка – самая популярная разновидность метода. В этом случае режущая головка передвигает по осям X и Y в соответствии с заданной схемой. Иногда дополнительно контролируется перемещение по оси Z, что необходимо для работы с металлами большой толщины. Преимущество технологии в том, что она подходит для всех видов материалов.

3. Резка в системе трех координат.

При раскрое по трем координатам может применяться два типа станков. Первый из них – это режущий станок с рабочим столом, где используется система трех координат и присутствуют оси вращения. Второй тип – роботизированное устройство, где режущая головка для подачи струи воды находится на подвижной автоматизированной «руке».

Подобная методика подходит для создания приборных и дверных панелей, деталей с закруглением и прочих сложных элементов.

Разновидности установок ГАР

Промышленный управляемый станок с ЧПУ. Применяется для обработки материалов в промышленных масштабах, устанавливается на производствах.

Настольный станок с ЧПУ. Подходит для качественной резки небольших материалов и создания мелких деталей.

Портативный станок. Такое оборудование используется в газовой и нефтяной промышленности, а также для обработки опасного груза. Подходит для отраслей, в которых невозможна установка стационарного устройства.

Преимущества гидрорезки для обработки металла

Активное использование гидроабразивной металлообработки связано со следующими преимуществами методики:

  • Высокая скорость обработка. Оборудование позволяет выполнять раскрой деталей для массового производства. Для быстрой и четкой обработки достаточно загрузить специально разработанные чертежи и технические параметры на стойку ЧПУ.
  • Экологическая чистота процесса. Процедура предполагает использование воды и абразива, отсутствуют вредные газовые выделения, не применяются опасные химические составы.
  • Возможность пакетной резки. Допустим одновременный раскрой нескольких тонколистовых материалов, что повышает производительность.
  • Широкий спектр использования. Метод подходит для материалов толщиной до 300 мм, может применяться для резки по сложному контуру и обработки объемных элементов, для толстых и тонких листов..
  • Нет больших потерь материала.
  • Отсутствует деформация и термическая закалка в зонереза, так как не используются высокие температуры.
  • Получаемый рез очень ровный и качественный. Лучшего качества, чем при использовании электрической дуги, плазменной или лазерной резки.
  • Нет угрозы пожара или взрыва, так как во время процесса не выделяется тепло.
  • Во время резки не выделяются вредные примеси, нет угрозы для окружающей среды.
  • Можно применять для резки мягких материалов, таких как резина, каучука, кожа, ткани и картона без подачи абразива.
Читайте также:  Сувенирная гравировка на металле

Абразивная резка металла с использованием воды отлично подходит для работы с легированной сталью. Под действием струи жидкости в металле сохраняются примеси, отвечающие за свойства материала.

Методика может применяться для материалов толщиной более 300 мм и больше. Резка может производиться даже по сложному контуру – с точностью до 0,025-0,1 мм. В том числе, способ отлично зарекомендовал себя в обработке объемных изделий.

Недостатки гидроабразивной установки

Несколько слов стоит сказать о минусах технологии, так как они тоже существуют. К их числу относят следующее:

  • Меньшая скорость разрезания стали по сравнению с плазменной или лазерной методикой. Также это касается некоторых видов сплавов и других материалов. В большинстве случаев этот фактор не является критичным, тем более, что качество готовой продукции оказывается на порядок выше.
  • Высокая стоимость оборудования. На начальном этапе методика потребует достаточно серьезных вложений и высоких эксплуатационных затрат. В том числе, потребуются постоянные расходы на электроэнергию, воду, абразив, а также периодические траты на замену уплотнителей, фокусирующих трубок и водяных сопел (дюз). Хотя при этом стоит отметить, что оборудование быстро окупается.
  • Повышенный уровень шума. При гидроабразивной резке используется струя воды большой скорости, что способствует высокому шуму. Однако этот недостаток свойственен и для других методик, например, плазменной резки.

Оборудование для гидроабразивной резки

Станки для подобной процедуры сегодня выпускаются по всему миру. Востребованными можно назвать модели испанского бренда TCI Cutting. Производитель предлагает установки портального и консольного типа. Станки TCI Cutting оснащены автоматическим позиционированием, поэтому являются практичными с точки зрения эксплуатационных характеристик.

Довольно популярными можно назвать производителей Flow, OMAX/MAXIEM, Tecnocut. Помимо самих установок для резки, компании выпускают насосные приборы и другие комплектующие. Оборудование этих фирм отличается качеством, простотой эксплуатации и ремонтопригодностью. Такие станки имеют длительный срок службы – более 20 лет, характеризуются бесперебойностью работы и высокой надежностью.

Давайте в деталях разберемся, какими техническими характеристиками обладает станок и как работает гидроабразивная резка. Обычно оборудование имеет следующие рабочие параметры:

  • Давление – около от 3000 до 6500 бар (возможны и меньшие показатели, но они применяются для тонколистовых материалов).
  • Размеры абразивных частиц – до 600 мкм (большие показатели ухудшат качество среза).
  • Скорость струи – до 1200 м/с.
  • Средний расход воды – 3,8 л/мин.

Источник

Гидроабразивная резка: плюсы и минусы

Особенностью гидроабразивной резки является воздействие на обрабатываемый материал водой с абразивными частицами. Скорость струи увеличивается с увеличением давления в сосуде, где она находится. Когда открывается отверстие диаметром 1 мм, вода движется через него со скоростью, превышающей скорость звука в 2 — 3 раза. Добавление в жидкость абразива увеличивает разрушающую силу воды.

С помощью гидроабразивной резки водой можно разрезать любые материалы. В некоторых случаях этот метод является единственным эффективным способом разрезать материал. К самым прочным материалам, которые можно резать таким способом, относятся такие: керамогранит, камень, металл, стекло и др.

Особенности технологии

Процесс происходит таким образом, что вода нагнетается насосом до давления 1000 — 6000 атмосфер. После этого она подается на режущую головку через сопло диаметром 0,08 — 0,5 мм. Поступая со сверхзвуковой скоростью в смесительную камеру, струя воды смешивается с абразивными частицами. Такая смесь, вырываясь из смесительной трубки, действует на обрабатываемый материал разрушающе.

Абразив может использоваться с различной степенью твердости. Чем выше этот показатель, тем более крепкий материал может разрезать. Но при этом стоит учитывать, что чем прочнее абразивные элементы, тем быстрее разрушается режущая головка. В качестве абразива могут использоваться такие вещества, как гранатовый или кварцевый песок для гидроабразивной резки, зерна электрокорунда или карбида кремния, частицы силикатного шлака.

Достоинства метода

Гидроабразивная резка применяется для обработки любых материалов. Температура, создаваемая в обрабатываемой области, может быть от 60 до 90С. Такая методика не обугливает края резки и не деформирует заготовку. Использование этой технологии имеет такие преимущества:

  • Высокое качество работы, обусловленное малой степенью возможности обугливания краев.
  • Возможность обработки термочувствительного сырья.
  • Экологическая безопасность, исключающая испарение вредных паров и газов.
  • Взрыво- и газобезопасность процесса.

Более точный способ обработки — это использование ЧПУ станков. Поскольку количество квалифицированных операторов ограничено, этот способ уступает ручному управлению.

Читайте также:  Холодная аргоновая сварка для металла

Недостатки гидрорезки

Хотя гидроабразивная резка металла довольно эффективна, но применяется не всегда. Это обусловлено такими минусами метода:

  • Скорость разрезания не зависит от толщины материала, поэтому тонкие детали лучше резать плазменным или лазерным способом.
  • Высокая стоимость гидроабразивной резки, связанная с ценой оборудования и его обслуживания.
  • Повышенный шум, связанный со сверхзвуковой скоростью движения воды.

Достоинства такого выбора способа обработки перекрывают недостатки метода. Использовать гидроабразивную резку экономически выгодно, поскольку в результате получается качественная гладкая кромка, не требующая дополнительной обработки.

Ставьте палец вверх если статья была полезной и подписывайтесь на наш канал в Дзене — для нас это очень важно! =)

Источник

Резка водой металла (гидроабразивная резка) под давлением: технология и принципы работы

Гидроабразивная резка – это технология обработки металла, которая проводится с использованием воды и смеси абразива в роли рабочего инструмента. Причем жидкость подается под огромным давлением и с большой скоростью.

Сущность технологии

Заготовка из металлического листа кладется на рабочую поверхность. Она раскраивается по нужному формату. Места кроя подвергаются водному воздействию с добавлением абразивных частиц. Эти вещества взаимодействуют c поверхностью, разрушая ее. При этом необходимо поддерживать определенное давление, напор, который обеспечивает необходимую скорость подачи жидкости и твердых частичек. Задача оборудования по этой технологии – отделить часть от целого. Мощность аппарата велика, но способности ограничиваются плотностью сплава и его толщиной.

Принцип работы гидроабразивной резки металла

Во время раскроя металлопроката происходят следующие процессы:

  • Двигатель приводит в движение насос, который создает водяную струю – она подается в смеситель из резервуара.
  • С другой стороны, одновременно с этим подается абразив нужного количества и диаметра частиц.
  • Два элемента смешиваются до относительно однородной жидкости.
  • Смесь с высоким напором направляется на сопло, которое управляет наклоном и скоростью.
  • Материал соприкасается с поверхностью заготовки, разрезая ее.

При этом происходит охлаждение.

Область применения

Распространенность метода объясняется большими возможностями аппарата. Его можно использовать фактически для любых природных и синтетических материалов. Не распространяется это только на алмаз и каленое стекло. Особенность (а вместе с тем и востребованность) – можно проводить обработку таких вещества, которые нельзя нагревать – они теряют, меняют свои физико-химические свойства или подвержены легкому воспламенению. А резка струёй воды происходит без изменения температурного режима. Таким образом, значительно расширяется спектр возможных работ. Чаще всего металлообработке подвергают:

  • нержавейку;
  • инструментальную сталь;
  • алюминий;
  • титан;
  • латунь.

Также разрезают указанным методом гранит, мрамор и прочие натуральные и искусственные камни. Применение станка возможно только в условиях цеха, налаженного производства. Видео покажет, где его применяют:

Оборудование для гидрорезки

Называют «непыльным». Действительно, стружки фактически нет, вернее, она сразу вымывается, получается очень ровный и чистый срез, который, в большинстве случаев, даже не требует шлифовки. Технологический процесс построен на природном явлении водоемов – эрозии, то есть способности размывать берега, при этом обтачивая камни, корни деревьев. Суть остается прежней, но чтобы многократно ускорить воздействие, в жидкость добавляют абразив.

Такая смесь выпускается струей очень высокого напора. Давление доходит до 6 тысяч атмосфер, при этом развивается скорость, которая в три раза превышает распространение звуковой волны в воздухе, – 800—1000 метров в секунду. Две основные задачи оборудования:

  • отрыв и вымывание частиц материала заготовки;
  • моментальное охлаждение и очищение.

Устройство станка, который режет водой

Классический аппарат имеет множество узлов:

  • корпус – обычно состоит из металла, как наиболее износостойкого и долговечного материала, благодаря нему, он достаточно массивный;
  • емкость – крупная, обычно не меньше двух кубических литров, но может быть больше;
  • мощный насос – он выполняет важную функцию, нагнетает высокое давление и направляет жидкость из резервуара в место объединения двух компонентов;
  • прочные шланги – соединяют все узлы;
  • отсек для хранения и подачи абразивных частиц;
  • смеситель;
  • инструмент – он регулирует мощность струи, ее ширину, направление;
  • плоскость, на которой расположена заготовка и будет происходить работа;
  • блок управления.

Большинство станков оснащены ЧПУ, инженер только руководит процессом с помощью пульта, но не занимается резкой вручную. Это удобно – нет негативного воздействия на обслуживающего машину человека и при этом достигается отличная точность. Еще одно достоинство ЧПУ – возможность использования программ для автоматизированного проектирования, на которых можно создавать проект в формате, совместимым с блоком управления.

Особенности устройства основных узлов

Уникальность установки заключается во многих отличиях начиная с рабочего стола. Вместо привычной плоскости здесь представлена ванна с неглубокими бортами. Она оснащена ребрами для захвата и фиксации заготовки, они быстро снимаются и накладываются. Также емкость быстро набирается жидкостью, а затем сливается. Постоянное нахождение металла в водной среде позволяет избавить производство от шума и пыли. Емкость, которая содержит абразивные частицы, легко вынимается, имеет функцию пополнения даже в ходе работы, а также оснащена датчиками, контролирующими количество смеси.

Читайте также:  Hno3 это оксид металла или неметалла

Очень важна система перемещения инструмента. Она поставлена на ремни, которые двигают резак по линейным плоскостям. Используются именно ремешки, а не цепи, так как они более невосприимчивы к влаге, а также к нечаянному попаданию абразива. Дополнительное преимущество – их легко менять при износе. Подробнее об устройства посмотрим на видео:

Возможности водной резки металла

Многие способы применяются только для прямой распиловки, в то время как гидрорезка позволяет:

  • делать фигурный разрез;
  • не обрабатывать края;
  • обрабатывать листы (металлозаготовки) толщиной до 120 – 200 мм, в зависимости от типа стали;
  • подключить к автоматическому пульту управления трудный проект и фактически не участвовать в процессе, только контролировать;
  • разрезать окружности, трубы.

Сейчас активно пользуются технологией в различных сферах:

  • автомобилестроение и машиностроение в целом;
  • изготовление заготовок, деталей, которые не поддаются штамповке;
  • резка водой железа, утеплителей, стекловолокна, изоляторов, мрамора;
  • художественная обработка.

Управление

Для эффективной работы станка необходим труд нескольких инженеров и операционистов. Проектировщик обязан создать проект в специальной компьютерной среде. Затем файл помещается в память устройства. Машина сама распределяет функции на остальные узлы. Сотрудник отвечает за достаточное количество расходных материалов, за запуск программы, контроль за выполнением и своевременное оповещение о поломке. Специалист по оборудованию обязан проводить техническое обследование (профилактическое), а также устранять неполадки.

Гидроабразивные станки с ЧПУ

Числовое программное управление позволяет осуществлять наиболее трудные детали с погрешностью в половину миллиметра. Производственный процесс полностью автоматизирован, он не требует постоянных команд, ему необходимо только однажды задать программу (выбрать из списка или ввести в память) и поставить запуск. Такое оборудование дорогостоящее, но более эффективное. Нет человеческого фактора, то есть минимизирован риск ошибок.

Как режут металл водой вручную

Менее популярные на производстве, зато теоретически возможны для изготовления в домашних условиях. Задача оператора – выбор угла резки, давления, напора и ширины струи. Работать с ним труднее, но, однажды научившись, специалист сможет делать очень продуктивно простые формы. Точность остается высокой, но при этом набор функций относительно небольшой. Еще одно достоинство – цена значительно ниже, чем у оборудования с ЧПУ.

Расходные материалы

Основное сырье – это чистая, прошедшая многоступенчатую фильтрацию, чтобы там не находилось примесей, которые могут вступить в реакцию с заготовкой, вода и абразивные частицы. Расход достаточно большой, при этом чем толще сплав, тем больше расходников используется в секунду. Самое недорогой абразив – мелкий песок. Песчинки размером около 650 микрон эффективно справляются даже с тугоплавкими, высокопрочными сплавами. При этом имеют доступную стоимость. Также регулярно требуется проводить замену запчастей – трубок и шлангов, уплотнителей. Реже – мотора, резервуаров, сопел.

Какое давление нужно для резки металла водой под давлением

Минимальный напор – 1500 атмосфер, максимальный – 6000. Показатель настраивается в зависимости от плотности стали, от необходимой скорости работы. Делать это можно вручную или довериться умному блоку управления.

Преимущества гидроабразивной установки

Сейчас это один из наиболее эффективных и востребованных методов, благодаря своим достоинствам:

  • это самый «холодный» способ металлообработки, что позволяет работать даже с веществами, чьи физические и химические свойства меняются от жара;
  • малые потери материала – стружки фактически нет, срез ровный и узкий;
  • хорошо для тонких листов, но можно и с более плотными – до 3 см;
  • нет необходимости финальной шлифовки, края очень ровные;
  • самая большая точность – 0,5 мм;
  • можно вырезать любые трудные детали;
  • есть возможность резать «пакетом», то есть в несколько слоев сразу, если заготовки достаточно тонкие;
  • очень высокая чистота работы – нет пыли, шума, газов;
  • пожарная безопасность полная;
  • отсутствие острого режущего инструмента, то есть его не нужно менять, точить.

Недостатки гидроабразивной установки

Есть и некоторые сложности, связанные со станком:

  • необходимо часто пополнять уровень абразива, а это достаточно дорого;
  • при резке водяной струей тонколистового металла скорость остается невысокой;
  • при водном и кислородном воздействии заготовка автоматически приобретает склонность к коррозии, то есть если не нанести слой защитного покрытия, то может вскоре появиться ржавчина.

Цена гидрорезки

Стоимость такого оборудования, а также его обслуживания, высока. Именно по этой причине метод используют в основном на крупных производствах – там все затраты компенсируются высококачественным итоговым продуктом. Ценник складывается:

  • из мощного насоса;
  • дорогостоящей системы ЧПУ;
  • сопла из искусственного алмаза.

В статье мы рассказали, как водой разрезать металл. В качестве завершения покажем несколько видео:

Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector