Ручная электродуговая резка металла: особенности, способы и технологический процесс проведения работ

Электродуговая резка обычно проводится вручную. Для работы рекомендуется использовать стальные электроды, имеющие толстое тугоплавкое покрытие, но могут также применяться вольфрамовые и угольные электроды.

Для данного метода резки металла не нужно иметь специальное оборудование. Работу можно вести в труднодоступных местах и в любом пространственном положении конструкции.

Однако при разделении металла электрической дугой не удаётся достичь высокого качества. Невозможно обеспечить ровность кромок деталей и в большом количестве имеется выделение шлака. Поэтому для дальнейшего использования полученных металлических частей необходима их механическая обработка. Производительность такого способа остаётся низкой.

Нужно уделять особое внимание технике безопасности. Сварщик должен быть тщательно защищен от попадания капель металла и шлака. Стоит предусмотреть, куда будет стекать расплавленный металл, чтобы избежать возгорания.

2 Основная классификация плазменного оборудования для резки

Все устройства для плазменной резки делятся на:

  • косвенного действия – для бесконтактной резки;
  • прямого действия – для контактной.

Резаки первого типа используются для обработки неметаллических материалов. Такая техника является специфической и не востребована вне производства. При бесконтактном способе электрическая дуга зажигается между электродом и соплом плазмотрона.

Устройствами прямого действия режут различные металлы. При работе с ними разрезаемая деталь включена в электрическую схему плазменного аппарата, и электрическая дуга зажигается между ней и электродом, расположенном в сопле. Поток ионизированного газа подвергается нагреву на всем участке между местом своего выхода и поверхностью заготовки – струя плазмы обладает большей мощностью, чем в устройствах первого типа. Ручная плазменная резка металла выполняется только с помощью оборудования данного типа, контактным способом.

Виды станков

Одни из самых точных и быстрых — станки для резки металла плазмой. Следует отметить, что плазменная резка в наше время возможна не только в стационарных, но также в полевых и бытовых условиях. Предназначены аппараты и станки для точного раскроя листового металла.

Рабочий инструмент станка — струя раскаленного до температуры 30 000 0 С ионизированного в вольтовой дуге газа, который выдувается под давлением со скоростью в 1200-1500 м/с. Рабочим газом может служить обыкновенный воздух, кислород, аргон, водород или водяной пар, в зависимости от вида разрезаемого металла.

Промышленные станки могут резать сталь и все цветные металлы толщиной до 200 мм. Они представляют собой просторные столы, на которые устанавливаются листы металла площадью в несколько квадратных метров. Плазморез на специальном кронштейне перемещается над листом по трем осям и вырезает детали любой сложности линий. Управление, как правило, осуществляется при помощи ЧПУ.

Ручной инструмент для резки металла не больше инверторного сварочного аппарата, если не считать веса баллона или компрессора. Он может резать сталь и цветные металлы толщиной до 12-20 мм. Правда точность обработки несколько ниже, чем у стационарных станков с ЧПУ, но неизмеримо выше, чем при механической или газоплазменной резке. Особенно хорошо удается на нем художественная резка металла при различных работах по декорированию.

Преимущество этих видов резки (плазменного и лазерного) в очень низком термическом воздействии на зону вблизи линии реза — она не успевает прогреться до точки начала структурных изменений в металле. Кромки получаются очень ровными — не требуется дополнительной механической обработки.

Такой же точностью отличается и станки для резки металла, в основе которого лежит гидроабразивная резка — воздействие на металл струей воды, смешанной с абразивом мельчайшего помола. Металл разрушается в очень тонкой зоне без нагрева. Это позволяет обрабатывать очень тонкие листы без деформации кромок среза. Гидроабразивная резка — один из наиболее экологически безопасных способов раскроя металла.

Оборудование для трех названных видов резки представляет собой сложные энергозатратных машины, требующие электротока большой мощности, компрессорного оборудования и сложных механизмов подачи. На бытовом и полупрофессиональном уровне, при изготовлении различных деталей непосредственно на строительных объектах или при монтажно-демонтажных работах их не применить, они предназначены для изготовления сложных крупносерийных деталей. Исключение составляет только ручной плазморез, но его возможности ограничены.

Механические способы

Домашние мастера обычно режут металл, используя либо слесарную ножовку, либо кровельные ножницы. Резка металла вручную с помощью механической ножовки является достаточно трудоемким и длительным процессом.

Ножницами можно резать металлические листы значительно быстрее. Некоторые разновидности этого инструмента описаны ниже.

Ручные ножницы

С их помощью можно раскраивать лишь очень тонкие металлические листы. Причем это можно делать достаточно быстро и точно по линии реза. Ручные ножницы в свою очередь могут быть:

Д) для криволинейного разрезания.

Шлицевые ножницы

С помощью такого инструмента металл может резаться как по прямой, так и по искривленной линии. Они позволяют выполнять высококачественное разрезание металлических листов на ограниченном участке пространства. Для приведения в действие шлицевых ножниц используется электродвигатель.

Гильотинные ножницы

При разделке металла такими ножницами обеспечивается:

А) отсутствие дефектов;

Б) сохранение внешнего покрытия подвергаемого резке материала;

В) высокая точность резания.

Гильотинные ножницы имеют косой, движущийся в одной плоскости нож. С их помощью может осуществляться прямая поперечная или продольная резка плит и полос металла. То, что при выполнении реза гильотинные ножницы оказывают давление на разделываемый материал под углом, снижает прикладываемое при этом усилие. Хотя усилие значительно уменьшается при увеличении угол наклона, но при этом снижается и качество реза.

Гильотинные ножницы могут быть:

В) с гидроприводом.

Ручные гильотинные ножницы

Недостатком таких ножниц является невозможность разрезать с их помощью достаточно прочный металл.

Механические гильотинные ножницы

Благодаря использованию в их конструкции электродвигателя, производительность механических ножниц намного выше, чем та, которую обеспечивают ручного типа гильотины.

Гильотинные ножницы с гидроприводом
Они обеспечивают высокую точность разрезания металла. Такие ножницы нередко оснащаются ЧПУ, в результате чего их производительность увеличивается, так как в памяти такого оборудования, «начиненного» электроникой, сохраняются типовые значения параметров разрезов.

Сабельная пила

Такая пила по своему принципу действия схожа с электролобзиком, а внешне напоминает электродрель с удлиненной пилой, имеющей длину 100…350 мм и движущейся возвратно-поступательно. Выпускаются как сабельные пилы с питанием от сети, так и аккумуляторные.

Пильные полотна, которые легко менять подобно сверлам дрели, изготавливаются нескольких видов, чтобы обеспечить выполнение разных работ. Зная, что и как необходимо распиливать, можно подобрать нужное пильное полотно. Если разрезание производится по малому радиусу, тем необходимо выбирать узкое полотно. Эффективно использовать сабельную пилу могут только те, кто имеет соответствующие навыки и хороший глазомер.

Дисковая пила

С такой пилой работать немного проще, чем с пилой сабельной. Режущие диски для нее изготавливаются из твердосплавных высоколегированных марок стали или используется для этих целей особая быстрорежущая сталь, являющаяся разновидностью инструментальных сталей и обладающая высокой стойкостью к разрушению, как в холодном состоянии, так и в горячем. Дисковые пилы, предназначенные для разрезания различных металлических профилей, могут выполнять узкие пропилы, создавая при этом небольшое количество стружки.

Читайте также  Припой для пайки

При выборе пилы необходимо учитывать, что чем большего диаметра она имеет распиловочный круг, тем большее количество разновидностей работ с ее помощью может выполняться. После того, как произведено распиливание, рекомендуется удалить заусеницы и острые кромки. Недостатками дисковых пил являются их высокая стоимость и довольно большие размеры.

Углошлифовальная машина

Некоторые не очень просвещенные в видах строительного оборудования люди думают, что такую машину они никогда не встречали. Но они просто не знают, что известная им «болгарка», и является как раз углошлифовальной машиной. Снабженная диском для распиливания стали, «болгарка» с успехом заменяет уже рассмотренную выше дисковую пилу, хотя и разрабатывалась изначально как оборудование для шлифовки.

С ее помощью можно резать, шлифовать и полировать практически любые материалы, не покупая различные инструменты для выполнения этих операций. Требуется лишь приобретение соответствующих расходных материалов.

Плазменная резка металла

подробнее ➤➤➤

Для этого способа используется плазмотрон – оборудование, которое выпускает струю плазмы (ионизированы газ) с высокой скоростью. Выходящая из сопла плазмотрона плазма нагревает металлическую заготовку и расплавляет участок среза. Плазменная резка прекрасно подходит для раскроя цветных металлов, чугуна, легированных и углеродистых сплавов толщиной до 120 мм. Достоинством такой обработки является высокая безопасность и скорость резки.

Газокислородная резка металла

Такой вариант доступен при соблюдении целого ряда условий. В первую очередь можно резать только изделия и конструкции, которые содержат строго определенное количество примесей. Конструкция не должна отличаться высокой теплопроводностью.

Важно. Чтобы температура плавления обрабатываемого материала, была выше, чем температура горения. При этом важно, чтобы разница не была меньше 50°С.

Те оксиды, которые получаются в результате резания металла должны обладать высокими показателями жидкотекучести. В противном случае они будут серьезным препятствием длясгораня основного металла. Процесс станет более дорогим и экономически не выгодным.

Технология резки газом

Данная разновидность резки не является наиболее часто используемой. Она применяется, когда необходимо раскроить сплавы до 6 см толщиной. Вся процедура происходит за счет того тепла, что выделяется при реакции окисления. При этом все продукты сгорания удаляются из области разреза непосредственно потоком газа.

Важно правильно провести подготовку к разрезанию металла, а также технологически правильно соблюдать все нюансы процесса:

  1. Непосредственно линию разреза, а также область на 20 см вокруг следует очистить ото всех посторонних материалов. В противном случае может случить возгорание или даже взрыв. Специалисты советуют зачистить даже ржавчину, поскольку ее наличие сильно замедлит процесс резки.
  2. Непосредственно под линией разреза важно сделать свободное пространство в 10-15 см. Если поток газа будет отражаться на деталь и не сможет свободно выходить, то в результате резки возникнет отрицательная турбулентность и в итоге скорость процесса очень сильно снизится.
  3. Режущий инструмент должен быть расположен строго по вертикали. Отклонение больше чем в 5° значительно снизить точность резки и качество выполняемой работы.
  4. Рабочий, выполняющий резку при помощи газа должен иметь высокий уровень квалификации.

При выполнении всех перечисленных условий, место разреза будет ровным, а скорость и качество выполняемых работ превысит многие другие варианты резки металла.

Виды газовой резки

Есть несколько разновидностей резки металла газом. Каждый из них применяется в своих условиях и имеет несколько технологических особенностей:

  • Пропаном — один из наиболее популярных методов газовой резки. Абсолютно не подойдет для разрезания высокоуглеродистых соединений. Прекрасно используется для резки титановых соединений и низколегированных сплавов.
  • Воздушно-дуговая. В данном варианте помимо кислорода используется электродуга, которая вмонтирована в резак. Удобен при необходимости сделать широкую линию разреза.
  • Кислородно-флюсовая. Название дано за счет флюсового порошка, который подается на обрабатываемую поверхность при резке. Благодаря своим свойствам данный порошок придает материалу большую пластичность и делает его более податливым при обработке резаком. Особенно это помогает при наличии на металле термостойкой оксидной пленки. Поэтому данный вид резки применяется для изделий из меди, чугуна, бронзы, латуни.
  • Копьевая. При такой разновидности резки используется дополнительный расходный материала. Это специальная стальная труба — газовое копье. За счет ее применения повышается эффективность, скорость основного процесса. Используется такой вид резки применяется при обработке больших заготовок и массивных конструкций.

Вне зависимости от конкретного вида газовой резки, технология процесса предполагает, что специалист весь процесс контролирует и проводит сам, вручную, без участия автоматов.

Собственно на рукоятке резака есть три патрубка. По ним подается собственно кислород из баллона, пропан, а также жидкость для охлаждения. Давление кислорода может достигать 12 атмосфер. Выставляется данный показатель на редукторе баллона.

Кислород подается только после того как выполняется зажигание в факеле резака.

Важно. Важным параметром на производстве считается расход газа при газовой резке металла. Этот параметр зависит и от опыта специалиста, который осуществляет данный процесс, и от толщины металла, и от ширины разреза.

Резка листового металла

Листовой металл, в зависимости от его толщины, можно резать:

  • ножницами по металлу;
  • электролобзиком;
  • болгаркой.

Обо всех этих способах я расскажу по порядку.

Резка ножницами по металлу

Обычных ножниц по металлу существует 3 типа:

  • прямые;
  • изогнутые вправо;
  • изогнутые влево.

Такими ножницами можно резать лишь довольно тонкие и узкие металлические листы. Если рез должен быть прямым, то берутся, соответственно, прямые ножницы. Однако следует помнить, что использование этого инструмента сопровождается некоторой деформацией отрезаемого материала, который загибается в процессе резки.

Если необходимо разрезать какой-либо тонкий профиль, на который, как правило, монтируется гипсокартон, то сначала ножницами разрезают его бортики.

После этого профиль перегибают и выполняют окончательный рез.

Если необходимо выполнить рез листа, закругленный вправо или влево, то следует воспользоваться ножницами, закругленными в нужную сторону.

Чтобы избежать деформации листа при резке, можно воспользоваться просечными ножницами.

В ходе реза ножницы высекают узкую полоску металла по линии реза, и эта полоска постепенно выходит через верхнюю губку инструмента.

Резка электролобзиком

При резке лобзиком используется специальная режущая пилка, предназначенная для металла. Ее особенности аналогичны ранее описанным для ножовочного полотна. По этой причине лобзик выполняет рез лишь при ходе пилки снизу вверх.

С помощью лобзика можно резать листы толщиной не более 3 мм.

Резка металла болгаркой

Для резки толстых металлических прутов и листов лучше всего пользоваться болгаркой. Причем резку производят специально предназначенными для этого дисками.

Подробную информацию о том, как следует резать болгаркой, вы можете почерпнуть из статьи моего коллеги, которую можно найти вот по этой ссылке.

Разрезаемую заготовку следует надежно закрепить. Болгарку в процессе работы необходимо крепко удерживать двумя руками.

Если разрезать необходимо толстый металлический лист, то начать лучше с того, что по нему выполняется поверхностный рез, который явится своего рода разметкой.

После этого можно приступать непосредственно к отрезанию необходимой заготовки.

Итак, я изложил вам основы того, как должна производиться резка металла с использованием различных инструментов. Повторюсь, что статья является своего рода «школой молодого бойца» и адресуется начинающим домашним мастерам. Надеюсь, собранный мной материал будет интересен и полезен для них.

Читайте также  Вибростол своими руками чертежи

Резка металла ножовкой

Работа ручной слесарной ножовкой

Работа выполняется в следующей последовательности:

Полотно осматривают, обращая внимание на отсутствие трещин, изгибов, а также на развод зубьев.

Рис. 74. Направление зубьев ножовочного полотна

Проверяют исправность рамки (корпуса) ножовки: плотность посадки рукоятки, свободное вращение барашковой гайки, перемещение раздвижной части и натяжного штыря, наличие штифтов. Устанавливают раздвижную часть ножовки по размеру полотна, оставляя выдвинутым штырь для натяжения на 10-12 мм.Устанавливают полотно в прорези головок так, чтобы зубья были направлены от ручки (рис. 74). При этом первым вставляют конец полотна в неподвижной головке до совпадения отверстий и фиксируют положение закладкой штифта. Затем вставляют второй конец полотна в прорезь подвижного штыря и закрепляют его штифтом.Натягивают полотно, без большого усилия завинчивают барашковую гайку, не прибегая к плоскогубцам, тискам и другим инструментам

Рис. 75. Расположение рук при работе ножовкой

Стоять у тисков при резке ножовкой следует прямо, свободно и устойчиво, вполоборота по отношению к губкам тисков. Левую (опорную) ногу необходимо выставить немного вперед.

Правильное держание ручной слесарной ножовки инструктор демонстрирует в три приема; 1) ножовку берут в правую руку так, чтобы ручка упиралась в ладонь (рис. 75, а); 2) ручку охватывают четырьмя пальцами, накладывая большой палец на ручку сверху (рис. 75, б); 3) пальцами левой руки берут передний угольник ножовки, барашек и натяжной болт (рис. 75, rff.

Полотно ножовки устанавливают на широкую плоскость деревянного бруска, создавая в начале резания небольшой наклон передней части ножовки вниз. Для получения точного направления резания по разметке необходимо у риски поставить ноготь большого пальца левой руки, плотно прижать к нему полотно ножовки (рис. 76, а), а правой рукой осуществлять резание (рис. 76, б). Продолжая резание, режущую кромку полотна постепенно переводят в горизонтальное положение (рис. 76, в).

Рис. 76. Работа ручной слесарной ножовкой: а — установка ножовочного полотна на риску; б — прием работы в начале резаиия; в прием работы в процессе резания

Движения при работе ножовкой должны быть плавными, без рывков и с таким размахом, чтобы в резании участвовали все зубья полотна. Темп движений при резании ножовкой должен составлять 30-60 ходов в минуту. Заканчивая резание, следует ослабить нажим на ножовку, уменьшить темп движений, чтобы избежать поломки полотна и ранения рук. После окончания работы ножовку, повернутую полотном к тискам, кладут на верстак с правой стороны тисков.

При резании металлического прутка квадратного сечения сначала размечают место резания, для чего отмеряют измерительной линейкой длину заготовки, нанося риски чертилкой. После этого, используя угольник с широким основанием, проводят риски на верхней и двух боковых сторонах квадрата. Далее пруток зажимают в тисках так, чтобы риска была расположена сверху.

Рис. 77. Положение ножовочного полотна при начальном резаини заготовок различных профилей: а — круглого: б — квадратного; в — прямоугольного; г — трубы; д — углового

Для сохранности зубьев полотна резание начинают g заднего ребра детали, наклонив ножовку от себя до образования начала пропила при слабом нажиме (рис. 77, б). Наклон постепенно уменьшают до тех пор, пока пропил не дойдет до передней кромки и ножовочное полотно не примет горизонтального положения. В таком положении усиливают нажим на ножовку, продолжая резание прутка

Резка металла ручной слесарной ножовкой без поворота полотна

Для резания металлических прутков круглого сечения места резания размечают чертилкой. Пруток зажимают в тисках горизонтально, выдвинув отрезаемый конец в левую сторону от губок тисков настолько, чтобы при работе ножовкой ее головка не задевала боковую поверхность тисков. Если плоскость резания слишком удалена от губок тисков, пруток при резке будет дрожать, затрудняя резаиие. Пруток необходимо закреплять в тисках надежно.

На заготовке (по риске) делают небольшой пропил трехгранным напильником, чтобы ножовочное полотно в начале резания не скользило по поверхности прутка. Затем берут ножовку, принимают рабочее положение, смазывают кисточкой полотно вареным маслом, вводят режущую кромку ножовочного полотна в пропил и приступают к резанию (рис. 77, а).

В начале резки нажим на ножовочное полотно должен быть меньше, а по мере приближения полотна к центру прутка нажим усиливают.

Во время резки ножовочное полотно иногда «уводит» в сторону, это создает косую прорезь (из-за слабого натяжения полотна или неправильного положения ножовки и ее направления). Если полотно «увело» в сторону, необходимо повернуть пруток и начать резание g противоположной стороны напротив прореза. В конце резки надо ослабить нажим на ножовку и уменьшить темп движения.

до конца с использованием всей длины ножовочного полотна и все время контролируя положение полотна и его направление по отношению к риске. В конце резания нажим ослабляют.

Резание полосового металла (рис. 77, в), как правило, следует выполнять по узкой стороне полосы при условии, что резание производят не менее трех зубьев ножовочного полотна. Чем меньше зубьев одновременно участвуют в работе, тем меньший нажим на ножовочное полотно.

Резку заготовок толщиной менее шага зубьев полотна следует осуществлять ножовкой в вертикальном положении, со слабым нажимом на инструмент. Работать ножовкой в этом случае надо медленно с использованием всей длины ножовочного полотна.

При резании труб места резания размечают с помощью шаблона. Шаблон изготовляют из тонкой жести, изогнутой по окружности трубы.

Измерительной линейкой от конца трубы отмечают длину отрезка. Кромку шаблона подводят к метке, наносят чертилкой риску по всей

Для резания трубу зажимают в тисках горизонтально. Чтобы избежать смятия трубы, ее зажимают в прокладках (рис. 77, е) Для резания выбирают полотно с мелкими зубьями (шаг зубьев 1 мм), трехгранным напильником по риске делают пропил и приступают к резанию. По мере углубления ножовочного полотна в стенку трубы ножовку немного наклоняют к себе. Прорезав трубу на толщину стенки, вынимают ножовку, поворачивают трубу от себя на 45-60° и продолжают резание, сочетая поворот трубы с резанием по всей длине окружности трубы. Темп движения при резании труб должен составлять 35-45 ходов в минуту при малом нажиме на ножовку. В конце резания нажим на ножовку необходимо ослабить.

Перед резанием уголка его размечают па плоскостях полок. Полку уголка надо устанавливать в тисках (рис. 77, д). Уголок необходимо резать по узкой грани полки, там, где требуется меньшая сила резания. Поэтому резание будет производиться значительно легче.

Прорезав первую полку до внутренней плоскости второй полки, уголок устанавливают в положение резания первой полки, продолжая резание до конца. В конце резания необходимо ослабить нажим на ножовку.

Правильность среза проверяют линейкой, а угол 90° — угольником.

Резка металла ручной слесарной ножовкой с поворотом полотна

Рис. 78. Приемы резания металла ручной слесарной ножовкой с поворотом ножовочного полотна

Работа выполняется в следующей последовательности:

  1. Разметку выполняют обычным способом.
  2. Ножовку готовят к работе, причем проверяют качество полотна и его пригодность для работы.
  3. Полотно в боковые прорези головок необходимо установить перпендикулярно к плоскости ножовки (зубья направлены от ручки); затем следует заложить в отверстие штифты и натянуть полотно.
  4. Заготовку установить и зажать в тисках с боковой стороны, выдвинув отрезаемый коиец таким образом, чтобы при вертикальном резании головка ножовки не задевала боковой поверхности тисков н не мешала движению рук. Кроме того, заготовка должна незначительно возвышаться над уровнем губок тисков, иначе во время резки заготовка будет вибрировать. При резании необходимо следить за направлением полотна, поддерживая плоскость ножовки в горизонтальном „положении.
Читайте также  Перегородка в комнату

Движение ножовкой следует выполнять плавно, без рывков, избегая перекоса полотна, так как это может привести к его уводу или поломке.

По мере резания металла заготовку нужно переставлять выше для продолжения резания (рис. 78), уменьшая темп движения и силу нажатия на ножовку в конце резання.

Размер отрезанной заготовки проверяют по размеченным рискам.

Советы по использованию электроножниц для резки металла

Оборудование нужно использовать согласно инструкции и вовремя заменять износившиеся детали. Рекомендации для качественной работы:

  1. Резку проводят под углом 90 градусов к обрабатываемой поверхности.
  2. Перед тем как вырезать фрагмент в середине листа, нужно просверлить дырку дрелью.
  3. Вдоль намеченной линии разреза наносится смесь керосина и скипидара (7:3) или машинное масло.
  4. Каждые 15 минут матрицу с пуансоном смазывают машинным маслом.

Техника безопасности

Перед началом работ электроножницы проверяют на качество соединения крепежных элементов. В рабочем помещении должно быть сухо и не пыльно. Работать нельзя, если поврежден кабель или вилка, питание в сети должно быть 220 вольт.

При использовании электроножниц надевают специальные очки и перчатки. В процессе работы редуктор аппарата нагревается и если до него дотронуться, можно получить ожог.

По окончании работы вентиляционные отверстия и рабочие элементы очищают щеткой. По необходимости меняют запчасти. Время непрерывной работы не должно превышать 15 минут.