Современное производство невозможно представить без эффективных методов разделения и обработки металлических материалов. Одним из ключевых направлений в области металлообработки является термическая резка, которая включает в себя ряд технологий, основанных на воздействии высоких температур для раскроя и формирования заготовок различной сложности. Эти методы незаменимы при работе с крупногабаритными изделиями, конструкционными элементами из металла большой толщины, а также при пробивке отверстий в плотных материалах, таких как бетон.
Разнообразие доступных способов термической резки — от дуговой и воздушно-дуговой до газолазерной — позволяет подобрать оптимальное решение в зависимости от состава материала, требований к точности и шероховатости реза, а также технических условий производства. Каждая из технологий имеет свои ограничения по применению, классу точности и допустимым характеристикам обработки поверхности. Правильный выбор метода термической резки напрямую влияет на качество готовой продукции, экономичность процесса и ресурсосбережение в производственной цепочке.
Возможность использования тех или иных способов резки разнообразных материалов приведена в табл. 1. В некоторых случаях существуют ограничения возможностей использования тех или иных способов резки, например: воздушно-дуговая — до 30 мм, кислородно-флюсовая — до 1000 мм. Класс точности вырезаемых деталей и заготовок, допустимые нормы шероховатости поверхности, отклонение поверхности реза от перпендикулярности приведены в табл. 2, 3.
Таблица 1. Способы термической резки различных металлов
| Металл | Кислородная
(газовая) |
Кислороднофлюсовая | Воздушнодуговая | Плазменнодуговая | Дуговая | Газолазерная |
| Низкоуглеродистая сталь | + | 0 | + | + | 0 | + |
| Коррозионностойкая сталь | – | + | + | + | + | + |
| Чугун | – | + | + | + | + | 0 |
| Алюминий и его сплавы | – | – | 0 | + | 0 | – |
| Магний и его сплавы | – | – | – | + | – | – |
| Медь и ее сплавы | – | 0 | 0 | + | + | – |
| Титан | + | 0 | 0 | + | 0 | + |
| Никель | – | 0 | 0 | + | 0 | – |
Примечание. «+» — целесообразный и «0» — нецелесообразный способы резки; «–» — резка затруднена или невозможна.
Таблица 2. Характеристика классов точности вырезаемых деталей и заготовок
| Класс
точности |
Резка | Толщина
листа, мм |
Предельные отклонения при номинальных
размерах детали или заготовки, мм |
|||
| До 500 | 500…1500 | 1500…2500 | 2500…5000 | |||
| 1 | Кислородная | 5…30 | ±1 | ±1,5 | ±2 | ±2,5 |
| Плазменно-дуговая | 30…60 | ±1 | ±1,5 | ±2 | ±2,5 | |
| Кислородная | 60…100 | ±1,5 | ±2 | ±2,5 | ±3 | |
| 2 | Кислородная | 5…30 | ±2 | ±2,5 | ±3 | ±3,5 |
| Плазменно-дуговая | 30…60 | ±2,5 | ±3 | ±3,5 | ±4 | |
| Кислородная | 60…100 | ±3 | ±3,5 | ±4 | ±4,5 | |
| 3 | Кислородная | 5…30 | ±3,5 | ±3,5 | ±4 | ±4,5 |
| Плазменно-дуговая | 30…60 | ±4 | ±4 | ±4,5 | ±5 | |
| Кислородная | 60…100 | ±4,5 | ±4,5 | ±5 | ±5,5 | |
Примечание. Предельные отклонения вырезаемых деталей или заготовок от прямолинейности устанавливают в половинном размере от табличных данных.
Таблица 3. Характеристика допустимых значений шероховатости поверхности реза и наибольшие отклонения реза от перпендикулярности
| Класс | Резка | Нормы при толщине разрезаемого металла, мм | |||||||||
| 5…12 | 12…30 | 30…60 | 60…100 | ||||||||
| Шероховатость поверхности | |||||||||||
| 1 | Кислородная
Плазменно-дуговая |
0,05
0,05 |
0,06
0,06 |
0,07
0,07 |
0,085
— |
||||||
| 2 | Кислородная
Плазменно-дуговая |
0,08
0,10 |
0,16
0,20 |
0,25
0,32 |
0,50
— |
||||||
| 3 | Кислородная
Плазменно-дуговая |
0,16
0,20 |
0,25
0,32 |
0,50
0,63 |
1
— |
||||||
| Отклонение от перпендикулярности | |||||||||||
| 1 | Кислородная
Плазменно-дуговая |
0,2
0,4 |
0,3
0,5 |
0,4
0,7 |
0,5
— |
||||||
| 2 | Кислородная
Плазменно-дуговая |
0,5
1 |
0,7
1,2 |
1
1,6 |
1,5
— |
||||||
| 3 | Кислородная
Плазменно-дуговая |
1
2,3 |
1,5
3 |
2
4 |
2,5
— |
||||||
Примечание. 1. Шероховатость поверхности реза определяется измерением высоты неровностей профиля Rz по десяти точкам на базовой длине 8 мм. При толщине металла до 60 мм — в середине толщины, свыше 60 мм — в двух местах, отступая от верхней и нижней кромок на 10 мм.
2. Радиус оплавленной верхней кромки не должен превышать 2 мм.
Термическая резка остается одной из наиболее востребованных технологий в промышленной металлообработке благодаря своей универсальности, высокой скорости и способности обрабатывать широкий спектр материалов. Каждая из представленных методик — от традиционной кислородной до высокоточной газолазерной — обладает специфическими преимуществами, определяемыми типом обрабатываемого металла, толщиной заготовки и требуемым качеством реза.
Представленные таблицы позволяют наглядно сравнить технические характеристики способов резки, а также определить наиболее рациональные области их применения. Такой сравнительный анализ особенно важен при выборе технологии, соответствующей конкретным производственным задачам, будь то черновая подготовка заготовок или резка с высоким классом точности.
Грамотное применение термической резки с учетом её возможностей и ограничений способствует повышению эффективности производства, снижению отходов и увеличению срока службы обрабатываемых элементов. В условиях современной промышленности, ориентированной на автоматизацию и точность, значение правильного выбора метода резки становится особенно актуальным.