Чем резать металл: инструменты и способы Статья

Резка металла может быть как простой и выполнятся недорогим инструментом, так и сложной, для которой требуется дорогое оборудование. Зависит это от того, какой именно металл, какая резка нужна. Ведь одно дело, если это очень тонкий листовой и мягкий металл и совсем другое, если это изделие из стали толщиной сантиметр или больше. Способы и инструменты для резки часто разделяют на две группы: бытовые и профессиональные. В первую группу входят те, которые может использовать кто угодно (не только в быту, но и в профессиональной деятельности). Просто их отличие в том, что оборудование для них доступно в общем-то для любого. Вторая группа это уже другая история, там зачастую уже дорогостоящее оборудование, которое применяют на производствах. В нашей статье мы поговорим о всех способах резки металла, которые существуют сегодня.

Механические

Механические способы отличаются разнообразием и именно здесь по большей части те, которые относят к бытовым. Первый инструмент — ножницы, разумеется, не обычные, а специальные, по металлу. Но работают они по принципу обычных ножниц, другое дело, что у них более прочная конструкция, они тяжелее и зачастую больше. Бывают разных типов, в целом, подходят для резки тонких листов металла. Необходимо прикладывать усилие, поэтому толщина металла, который можно резать, всё равно ограничена. Выпускаются в достаточно большом ассортименте под разные задачи, к примеру, для профлиста и тому подобные. Ножницы по металлу не отличаются большой производительностью, для огромных объёмов работы не подходят, зато они дешёвые и достаточно удобные, поэтому их можно отнести к самым популярным инструментам для резки металлов среди механических способов. Также стоит упомянуть и электрические ножницы — продвинутая (и более дорогая) разновидность ручных, у которых есть электрический привод. Тут уже не требуется прилагать усилие, подобные, в зависимости от модели, могут справиться с более толстым металлом и отличаются высокой производительностью.

Следующий инструмент — пилы, но первая попавшаяся тут не подойдёт, нужна специальная пила по металлу, у которой подходящее полотно. Это могут быть пилы разных типов: ручная ножовка, лобзик (или его электрическая разновидность), дисковая пила и т. д. Главное чтобы пильное полотно было именно для металла, теми пилами, которые предназначены для дерева, пилить нельзя, так как они очень быстро выйдут из строя, да и нужный результат не всегда позволят получить. Пилы по металлу характеризуются мелкими зубьями, кроме того, зачастую они делаются из более твёрдых сплавов. В принципе, это неплохой способ, если рассматривать его в целом. В зависимости от выбора пилы, можно решать разные задачи, например, электролобзиком можно делать сложные фигурные резы, дисковой пилой можно резать довольно толстый металл. Тем не менее, если смотреть на все способы, этот не является самым производительным, но для бытового использования именно электрические инструменты будут лучшим вариантом с точки зрения производительности и легкости.

Также есть и абразивный инструмент, к которому можно отнести всем известную болгарку (угловую шлифовальную машину). Резка металла происходит при помощи отрезных кругов, которые как бы стачивают её. Такие круги используются не только с болгаркой, но и на станках, впрочем, это уже более дорогой вариант. У этого способа есть и минусы, например, он требователен к опыту и навыкам человека, сложно делать криволинейные резы, но в целом, он остаётся одним из самых популярных среди механических. В том числе благодаря тому, что болгаркой можно не только резать металл, но и выполнять другие операции. Тем более, неплохая УШМ стоит не так дорого. Ещё один вариант — гильотина, впрочем, в быту используется редко. Она не режет, а как бы рубит металл, разрубая его. Есть гильотины с механическим, электрическим или гидравлическим приводом. Но это специализированное оборудование: во-первых, гильотины не дешёвые, во-вторых, они могут делать исключительно прямые резы, в-третьих, они стационарные. Проще говоря, их нельзя отнести к универсальным инструментам, зато они хорошо подходят для типовой резки.

Помимо вышеперечисленных инструментов есть также много других, которые можно отнести к специализированным, то есть к тем, которые выпускали для использования в определенной сфере. Все перечислять не будем, для примера упомянем несколько. Кусачки подходят для резки проволоки, прутков, проводов и т. д. Фактически, они тоже относятся к инструментам для резки металла, выпускаются в очень большом ассортименте, про них мы рассказывали на нашем сайте. Это разновидность ножниц по металлу, но для резки листов они не подходят. Ещё один такой специализированный инструмент — труборез. Они бывают разных видов, про это мы тоже рассказывали, а их назначение понятно из названия — резка труб. Из-за особенностей конструкции для других целей они совершенно непригодны, зато если нужно ровно разрезать металлическую трубу, то труборез будет лучшим выбором без вариантов. В теории его можно будет заменить и болгаркой, но если нужен ровный рез с чистой кромкой, то придётся использоваться именно труборез.

Гидроабразивная резка металла

Для гидроабразивной резки металла используют специальное (и довольно дорогое) оборудование, которое способно создавать тонкую струю воды с давлением в тысячи атмосфер. Как известно, вода и камень точит, но долго, а вот если она под большим давлением, то может разрезать и металл. В принципе, этот тип тоже можно отнести к механическим, так как тут речь именно про механическое воздействие. Кроме того, тут могут резать не только водой, чаще добавляют абразивные частицы, которые существенно усиливают воздействие. Их расход может быть до пятидесяти грамм в секунду, зависит от мощности гидроабразивного станка, но их можно использовать повторно.

Подобные резаки обладают довольно высокой производительностью, любой механический способ, о которых мы говорили выше, ни в какое сравнение не идёт. Скорость резки может превышать метр в минуту, но, конечно, это зависит от возможностей гидравлического резака, толщины и типа металла. Главный минус - стоимость оборудования из-за его сложности, также оно довольно громоздкое и чаще всего является стационарным. К другим минусам можно отнести высокий уровень шума во время работы, а также необходимость частой замены сопла. Конечно, его делают из особо твёрдых сплавов, но оно всё равно изнашивается, на производствах его могут менять ежедневно, а это дополнительные расходы. Из-за этих недостатков гидроабразивная резка используется лишь для определенных задач, тогда в для других (например, для резки тонких листов металла) есть другие варианты.

Но кроме минусов у гидроабразивное резки есть также и плюсы. Она позволяет добиться высокой точности, кроме того, металл нагревается максимум до 90 градусов, это исключает его деформацию, например, коробление. С помощью этого вида резки можно работать даже с толстыми металлами, до 20 или даже 30 сантиметров. Рез получается ровный и чистый, дополнительной обработки не требует. Также подобное оборудование можно отнести к универсальным, можно резать не только металл, но и другие материалы, даже такие хрупкие как стекло без большого риска его повредить.

Лазерная резка

Лазерную резку зачастую считают альтернативой гидроабразивной и часто сравнивают их друг с другом. Забегая вперёд скажем, что она лучше подходит ля работы с тонкими листовыми металлами, а также для некоторых операций. Тут резка происходит путём воздействия лазера, который имеет очень высокую тепловую мощность. Фактически всё происходит поэтапно: материал нагревается, затем начинает плавиться, после чего испаряется, резать так можно не только металлы. Необходимая длительность воздействия зависит от типа материала и его толщины. Оборудование для лазерной резки чаще всего выпускается в виде стационарных станков, которые имеют приличные габариты.

Стоимость их тоже очень высокая, хотя стоит отметить, что есть маломощные разновидности, которые предназначены для гравировки или резки таких материалов как фанера. Они стоят десятки тысяч рублей и часто выпускаются в настольном виде, но именно для резки металлов подходят плохо. К другим недостаткам относят сложность оборудования, оно требует настройки и высокой квалификации мастера, поэтому для небольших объемов работы покупка станка для лазерной резки металлов может быть нецелесообразной, в том числе и по этой причине. Тепловое воздействие нарушает структуру металла и не только в линии реза, кроме того, нагрев может привести к его короблению. Поэтому часто лазерную резку не используют для заготовок из металлов с высокой теплопроводностью - универсальным этот способ не назовёшь. Также стоит отметить выделение газов при резке, что накладывает дополнительные требования к эксплуатации станка.

Но лазерная резка всё равно достаточно распространенная, так как помимо недостатков и ограничений, у неё есть ещё и плюсы. У неё очень высокая производительность, которая минимально зависит от механических свойств материала. Потери при резке минимальные, ведь толщина лазерного пучка измеряется десятками микрометров. Благодаря этому можно получать рез очень высокого качества, чистый и ровный, обычно он не требует никакой доводки. Сам способ лазерной резки очень универсальный, в том плане, что он позволяет делать сложные фигурные резы, отверстия необычной формы. Разумеется, современные лазерные станки можно программировать, поэтому они нередко используются на производствах в составе автоматических линий.

Газовая резка металлов

Газовая резка применяется как в промышленности и на производствах, так и в быту. Сама резка происходит за счет экзотермической окислительной реакции. Два газа, один из которых обычно является пропаном, смешиваются, смесь сгорает и нагревает металл в месте реза, нагрев может быть до 1200 градусов. После этого подается чистый кислород, который вступает в реакцию с горячим металлом, тот начинает окисляться и сгорать. Существуют разные разновидности газовой резки, углубляться в этом мы не будем, отметим, что тут выделяют разные типы резки, а также технологии. Например, есть кислородно-флюсовая резка, где применяют специальный порошок, он требуется для вымывание окислов. Чаще всего эта технология применяется при работе с чугуном или некоторыми сплавами, преимущественно твёрдыми.

Из оборудование требуется собственно газовый резак, а также баллоны с газом. Всё это не слишком компактное, но и не станки, о которых мы говорили выше, поэтому это оборудование можно спокойно перемещать с места на место. Про типы газовых резаков рассказывать не будем, отметим лишь то, что они бывают разных конструкций, простейшие модели довольно дешевы. Это первый плюс газовой резки - оборудование значительно дешевле, чем в предыдущих случаях. Также к плюсам можно отнести его мобильность и автономность, тут не требуется подключение к электросети, достаточную универсальность: можно работать с разными металлами и разной толщины. Рез можно делать любой формы, даже сложной.

Но есть и недостатки. Использование этого способа требует определенных навыков и соблюдения правил эксплуатации, горючие газы это всегда опасно. Точность реза может быть не очень высокой, впрочем, это зависит от квалификации работника. Для работы доступен не весь диапазон металлов, либо требуется использовании особых технологий, о чём мы упоминали выше. Рез будет не очень качественным, более того, чем он глубже, тем шире он будет. Особенно нужно быть осторожным с тонкими металлами - они могут деформироваться. Таким образом, газовую резку тоже нельзя отнести к тем способам, которые подойдут везде и всегда.

Плазменная резка металлов

Последний способ - плазменная резка. Здесь также используется газ, но он разогревается до состояния плазмы, температура от пяти тысяч градусов (может быть десятки тысяч), да и её скорость может быть выше тысячи метров в секунду. Струя не только режет металл, но ещё и выдувает оставшиеся частицы. Оборудование здесь более габаритное и сложное, чем в случае с газовой резкой, поэтому и стоит оно ощутимо дороже. Впрочем, цена всё ещё не так высока, как в случае со станками для лазерной резки, например. Есть ограничение по толщине реза, завит от модели, если это промышленный станок для плазменной резки, то он может разрезать до 10 сантиметров. Кроме того, из-за очень высокой температуры подобное оборудование не может работать дольше нескольких минут без перерыва - требуются паузы на остывание. К минусам также можно отнести высокий расход электричества, стоимость расходных материалов.

Но есть и немало плюсов. Газы тут могут использоваться разные, в том числе и безопасные, поэтому плазменная резка в целом менее опасна, чем газовая. Она очень универсальна, подходит для работы с любыми сплавами, да и ей можно резать не только металлы, но и другие материалы. Ещё одно преимущество - она очень быстрая, даже у лазерной она выигрывает в два или три раза по показателю скорости. С помощью плазменной резки можно делать очень точные и качественные резы, которые не потребуют дополнительной обработки. Да, с одной стороны, температура плазмы очень высокая, с другой стороны, площадь контакта небольшая, резка происходит очень быстро, поэтому вероятность деформации очень низкая. Можно делать резы совершенно любой формы.

Это все инструменты и способы резки металла. Если говорить про бытовое использование, то здесь стоит смотреть исключительно в сторону механических. Лучше использовать электроинструменты, либо специализированные инструменты (ножницы по металлу и т.д.). Остальные способы всё же больше для профессиональной деятельности и используются тогда, когда металл нужно резать ежедневно. Даже если взять самый дешевый вариант - газовую резку, то мало кто захочет покупать оборудование, учиться им пользоваться и т.д. Для каких-то разовых работ покупать его не имеет никакого смысла, ну а про плазменную, лазерную и гидроабразивную можно даже и не говорить.