Řezání kovů vodou: popis a doporučení technologie

Každý rok metalurgické podniky světa smetly stovky tisíc tun oceli. Zvýšené požadavky na kvalitu řezu vedly k vzniku nových technologií zpracování. Zvláště když si uvědomíte, že mnoho slitin je docela těžké. Nejpokročilejšími technologiemi jsou laserové a vodní řezání kovů (hydroabrazivní). Podstata toho druhého, který podrobně uvažujeme v tomto článku.

První zkoušky

V třicátých letech 20. století byli Američtí a sovětští vědci touto problematikou zmateni. Podnětem bylo, že bylo nutné dosáhnout vysoké přesnosti a rychlosti práce. První vývoj začal být v 50. letech 20. století inženýři z USA a SSSR. V roce 1979 začali používat písek, který byl přidán k tryskové vodě a objevil se pojem "hydroabrasive". Klíčovými požadavky jsou vysoký tlak a průtok vody na ošetřený povrch.

Již v roce 1983 byla zahájena sériová výroba zařízení pro řezání vodním paprskem (GAS). Ve skutečnosti je i dnes jedním z nejvhodnějších nástrojů pro řezání, protože nemá žádné opotřebení a existuje možnost přizpůsobení průměru trysky. Tato metoda může pracovat s tloušťkou archu až 300 mm. To vedlo k tomu, že vodní řezání kovu se začalo aktivně používat při výrobě letadel, strojírenství, zpracování kamene a výrobě obrněných vozidel a kosmického průmyslu.

Princip činnosti a popis technologií

Je založen na principu eroze. Spočívá v tom, že proud zpracovávaného kovu je přiváděn proudem vysokotlaké vody s abrazivními částicemi. Výsledkem je oddělení částic zpracovaného kovu. Různé parametry, jako je rychlost a hloubka, se nastavují pomocí průměru a velikosti trysky, stejně jako spotřeby abraziva.

Hlavním prvkem systému je vysokotlaké čerpadlo (4 000 barů). Komprimuje vodu a dodává ji do speciální vodní trysky, za kterou se nachází mísicí komora. Tam je směs písku z granátového jablka a vody. Potom směs vstupuje do diamantové nebo karbidové trysky, která má průměr až 1,2 mm. Z toho s rychlostí více než 1 000 m / s hydroabrazivní padá přímo na ošetřený kov. Takto se kov střílí vodou a teď jdeme dál.

O funkcích GAR

Vysoké řezné vlastnosti lze dosáhnout díky přítomnosti abrazivních materiálů s vysokou pevností. Současně je zajištěn stabilní proudění, pouze pokud částice granátového písku nepřesahují 30% tryskové části. Voda z větší části provádí výhradně dopravní funkci. Velikost brusiva závisí na požadavcích kladených na kvalitu řezu. Čím nižší jsou, tím větší částice jsou přípustné.

Při řezání kovem s vodou je velmi důležité zvolit optimální tvrdost brusiva. Indikátor závisí na zpracovávaném materiálu. Čím je těžší, tím tvrdší písek je. Doporučuje se používat abrazivní materiál s tvrdostí menší než 6,5 na stupnici Mohs. Současně byste měli věnovat pozornost opotřebení trysky. Čím je písek tvrdší, tím rychleji je vystaven opotřebení. Proto je v této fázi velmi důležité provádět teoretické výpočty a teprve potom pokračovat v práci.

Řezání kovu vodním paprskem: výhody

Klíčová výhoda této metody spočívá v tom, že umožňuje dosažení vysoce kvalitního řezání, tj. Získání potřebné drsnosti po zpracování. Navíc je třeba zdůraznit následující výhody:

• pravděpodobnost požáru nebo výbuchu během zpracování;
• environmentální čistota procesu (při řezání se nenastávají žádné plyny);
• nehoříme legované přísady do zpracovaného kovu;
• možnost zpracování kovu až do 30 cm;
• nízká teplota v řezné zóně (90 stupňů Celsia);
• vysoká účinnost v důsledku nedostatku volnoběhu řezné hlavy.

Jak vidíte, řezání kovu vodou pod tlakem má několik výhod oproti jiným metodám. Je ekologicky šetrný, bezpečný a efektivní. Moderní stroje dokonce umožňují zpracování několika listů najednou v jednom pohybu, pokud to dovolí tloušťka. Obecně platí, že GAR se každým rokem stále více a více vyvíjí, takže se charakteristiky výrazně zlepšují.

Stručně o nedostatcích

Ale ideální tento systém nemůže být. Proto existují určité nevýhody. Za prvé, kvůli vysokému průtoku vody s abrazivním a vážným tlakem je proces spíše hlučný, je žádoucí se dostat pouze k ucpávkám. Zadruhé, nízká rychlost zpracování ocelových plechů. Ale to je ve srovnání s laserovými a plazmovými technologiemi. Řezná hlava se navíc dostatečně rychle vyřeší. To vede k vysokým provozním nákladům. Proto by měl být každý stroj pro řezání kovu s vodou pravidelně udržován a nahrazen poškozenými nebo opotřebovanými mechanismy. Jinak bude efektivita práce a kvalita řezu postupně klesat.

Zařízení v průmyslu

Moderní stroje pro profesionální použití umožňují zpracování nerezové oceli o tloušťce až 20 centimetrů. Zároveň ukazatele síly a skupina kovů nejsou důležité. Malý průměr trysky (1 mm) umožňuje získat řez s velmi vysokou tolerancí. Pokud se použije průmyslový stroj, je možné zpracovat kámen a jiné tvrdé horniny, například mramor atd.

V současné době je to jedna z nejúčinnějších a nejoblíbenějších metod řezání skla. GAR pracuje s tenkým krystalem a protiskluzným sklem s mikronovou přesností. Stroje GAR se dnes používají k výrobě těsnění, zpracování pěn, jako je pryž a plast. Pro dosažení optimálních výsledků je však nutné používat moderní elektronické systémy a různé skenery.

O funkcích návrhu

Dosažení požadovaného výsledku v průmyslu pomocí strojů výhradně s CNC. Proto je proces téměř úplně řízen elektronikou. Kompozice profesionálního stroje zahrnuje různé systémy. Například optimální kontrola vůle. Takový systém zajišťuje nejlepší vzdálenost mezi řeznou hlavou a kovem, který má být obráběn, s největší přesností v místě řezu. Použitý skenovací materiál a senzor. Je zapotřebí pro skenování kovu kvůli nesrovnalostem. Hodnoty jsou přenášeny na CNC, což způsobuje změnu mezery.

Pro automatizaci procesu je do systému zaveden snímač řízení abrazivního podávání. Reguluje množství granátového písku. Navíc takový systém přestane fungovat, pokud do vysokotlakého čerpadla vstoupí třetí osoba (pytlovina, hrubá frakce). To vše by mělo fungovat jako jedno a pouze v této situaci lze dosáhnout optimálních výsledků. Moderní průmyslový stroj stojí spoustu peněz, takže vyžaduje pravidelnou údržbu. Pokud to neuděláme, pak se to zcela nezdaří.

Řezání kovu vodou s vlastními rukama

Je logické, že pro jedno použití nikdo nebude kupovat průmyslová zařízení s CNC. V takovém případě jsou velmi užitečné tzv. Manuální stroje. Nemají softwarové ovládání, takže operátor nastaví všechny řezné parametry. Vlastní kvalita řezu zcela závisí na kvalifikaci odborníka. Správným přístupem nemůžete dosáhnout horšího výsledku než s profesionálním zařízením. Ruční stroje stále mají své výhody. Jsou tvořeny nízkými náklady na zařízení a schopností vytvářet prázdný požadovaný geometrický tvar pod určitým úhlem. Ale pro to je žádoucí plně pochopit řízení, a pak řezání kovu s vodou bude velmi snadný úkol.

Zkuste to shrnout

V současné době je nejoblíbenějším způsobem zpracování kovové řezání vodou. Tlak v tomto případě je velmi vysoký, což by nemělo být zapomenuto. Nedodržení bezpečnostních pokynů může vést k závažným následkům. Dávejte pozor na skutečnost, že takové zařízení nemůžete vyrobit sami. To je způsobeno skutečností, že díly musí být velmi kvalitní.

Ruční zařízení pro domácí použití je nejvhodnější. Stojí to nejen tolik peněz jako průmyslový, ale zároveň flexibilní a dovoluje majiteli udělat velmi kvalitní řez. Je docela možné, že v blízké budoucnosti bude řezání kovu pod vodou zlepšeno a dokonce i zde bude možné uplatnit takový princip, jako je GAR.