Tăierea apei metalice (tăiere cu jet de apă): tehnologie și principii de lucru

Civilizația modernă nu se gândește în sine fără utilizarea pe scară largă a oțelului. Fierul, care a fost evaluat cu doar 400-500 de ani în urmă aproape în greutate de aur, poate fi acum ruginit în haldele în tone fără medalii. Otelul este topit cu milioane de tone, fiind folosit absolut pretutindeni. Problema principală este de multe ori tratamentul acesteia, cât mai multe soiuri de acest material este destul de solid, și standarde tehnologice moderne foarte stricte și nu permit „linii de tăiere“ zdrente și aspre. Pentru a îmbunătăți calitatea produselor finite, oamenii de știință au inventat tăierea apei metalice.

Când a început să fie folosit în practică?

Surprinzător, această tehnologie a fost folosită pe scară largă în anii `60 ai secolului trecut. Pentru prima dată a fost folosită în industrii destul de specifice, cum ar fi industria aeronautică și industria spațială. Dar, în curând, companiile au început să creadă că tăierea apei cu metal este o inovație excelentă care poate oferi cele mai largi posibilități pentru întreaga industrie, cu o introducere mai largă în producție.

De atunci, această metodă de prelucrare a metalelor a devenit din ce în ce mai populară. Tăierea metalică poate fi utilizată doar pentru tablă sau sunt supuse unor alte structuri metalice? Care sunt avantajele și dezavantajele acestei metode? Vom încerca să explicăm toate acestea în cadrul acestui articol.

aplicații

Principalul avantaj al acestei metode de tăiere este faptul că practic nu se exercită o acțiune mecanică semnificativă pe suprafața materialului. Fricțiunea total absentă, mecanismele nu se încălzesc. Acest lucru are un efect extrem de pozitiv asupra calității tăieturii și a întregii părți terminate.

Materiale prelucrate

În primul rând, vreau să menționez imediat că domeniul de aplicare al metodei nu se limitează numai la metale și la aliajele lor. Este de asemenea utilizat pentru materiale precum:

• Granit, piatră naturală, alte minerale.
• Ceramică și sticlă.
• Toate metalele, inclusiv chiar titanul și aliajele sale.
• Beton armat și beton.
• Toate tipurile de materiale plastice și alte materiale sintetice.

Ce este chiar mai bine, în același timp este posibil să se realizeze un consum extrem de scăzut de materii prime și de componente. În plus, atunci când se lucrează cu materiale periculoase, singura metodă acceptabilă este tăierea apei metalice, deoarece nu există scântei, nici o formare de praf dăunătoare și nu există posibilitatea aprinderii spontane a deșeurilor de producție generate.

Cum funcționează acest lucru în practică?

Așa cum am spus, laminarea metalelor nu este singura sferă de aplicare a metodei, dar încă 70% din lucrare merge exact în acest domeniu. Tehnologia însăși se bazează pe furnizarea de apă cu o dispersie fină material abraziv sub presiune pe suprafața materialului. Și ce se întâmplă exact în timpul tăierii? Iată principalele procese tehnologice:

• Apa sub presiune enormă este alimentată într-un rezervor deosebit de puternic.
• În același timp, există un abraziv "de alimentare cu combustibil", reprezentat de obicei prin cea mai mică fracțiune de nisip.
• După aceasta, amestecul rezultat este introdus în duza.
• Deșurubul este direcționat spre zona dorită și începe să taie materialul.

Calitatea și viteza tăierii prin această abordare cresc de mai multe ori. Din când în când, trebuie doar să adăugați un abraziv. Acest proces este complet automatizat, de obicei nu este necesară intervenția personalului de întreținere.

Ar trebui să se țină cont de faptul că tăierea cu jet de apă permite atingerea unei astfel de viteze, care este de obicei realizabilă numai cu prelucrarea în plasmă a materialelor. Dar! Calitatea tăieturii este astfel încât poate fi repetată numai cu ajutorul unui laser. Costul acestor tipuri de muncă și complexitatea echipamentului utilizat în acest caz sunt dificil de comparat, deoarece acestea sunt complet diferite "categorii de greutate".

Ce echipament este folosit pentru asta?

Chiar și în vremuri de Egiptul antic, oamenii au observat că apa este în măsură să schimbe radical proprietățile materialelor pe care le expun destul de mult timp. Chiar și pietrele grele au ajuns la stadiul de pietricele netede, iar pe suprafața granitului și marmurei au apărut relativ rapid crăpături vizibile.

Ulterior, același principiu a fost adoptat de industria modernă. Desigur, din cele mai vechi timpuri, ordinea utilizării capabilităților de "oxid de hidrogen" sa schimbat semnificativ: în primul rând, este necesar să se asigure o presiune acceptabilă a apei, în al doilea rând - grosimea și direcția jetului său. Acest lucru se realizează după cum urmează:

• O pompă specială de presiune foarte mare nu numai că acumulează un anumit stoc lichid, ci și o livrează la materialul care este prelucrat. Din puterea acestui mecanism depinde densitatea și densitatea oțelului care poate fi tăiat. La pompă însăși apa este alimentată dintr-un sistem convențional de alimentare cu apă și (pentru a preveni întreruperile) este de dorit să se realizeze din mai multe surse deodată.
• Un regulator special de putere este responsabil pentru grosimea jetului. Viteza de tăiere și grosimea materialului prelucrat depind nu numai de setările sale, ci și de caracteristicile materialului abraziv folosit. Pentru a "tăia" ceva mai vâscos, trebuie să folosim un material de umplutură în trei faze, pentru o oțel simplu, numai apă și umplutură este suficientă, în rolul căruia, după cum am arătat deja, se poate folosi cel mai comun nisip. Desigur, este posibil să se reglementeze nu numai compoziția amestecului de hellip - Ce alți parametri se caracterizează prin tăierea metalului cu apă? Viteza presiunii și a fluidului. Rețineți că viteza minimă acceptabilă a apei ar trebui să atingă 1200 m / s la o presiune de aproximativ 4,7 t / cm!

Alte echipamente

Duzele sunt foarte importante. Diametrul lor, precum și materialele folosite, depind direct atât de abraziv cât și de viteza jetului. Presiunea apei atunci când prelucrarea metalelor este atât de mare încât numai aliajele de înaltă rezistență pot fi utilizate pentru aceasta. Duzele trebuie să fie schimbate, frecvența acestora depinzând de mulți factori. Una dintre cele mai importante componente ale oricărei mașini pentru tăierea cu apă este un mixer. Depinde de aceasta omogenitatea amestecului rezultat, precum și calitatea feliilor, prezența sau absența chipsurilor la marginile părților prelucrate.

Rețineți că tăierea cu jet de apă este imposibilă fără utilizarea automatizării de înaltă precizie. O caracteristică a acestei metode de prelucrare a metalelor este conicul marginii datorită proprietăților apei în condiții specifice pentru aplicarea acesteia. Cu cât este mai mare viteza, cu atât este mai mare această cifră. Dar! Atunci când conicitatea este mărită, calitatea finală a procesării materialelor este redusă direct proporțional. Pentru a reduce acest efect negativ, poate fi utilizată tehnologia patentată Flow Dynamic Waterjet și metode similare de gestionare a calității produsului.

Care este principiul tehnologiilor inteligente? Totul este relativ simplu: automatizarea determină în sine tipul, vâscozitatea și densitatea materialului care este prelucrat, apoi schimbă în mod independent unghiul de înclinare și diametrul duzei. Numai după aceasta începe o tăiere continuă a metalului cu nisip și apă.

Operațiuni pregătitoare

În sfârșit, nu mai puțin important este sistemul de pregătire preliminară a fluidului pentru utilizarea ulterioară a acestuia din urmă în sistemul de tăiere metalică. Pentru a maximiza durata de viață a echipamentului și pentru a asigura o calitate maximă a procesării, apa cristalină este foarte importantă. Acest lucru se realizează prin filtrarea prin filtre "de înaltă precizie", prin care toate impuritățile relativ mari, cu o masă moleculară mare, sunt îndepărtate din lichid.

Este important să înțelegeți că diferiții producători oferă diferite echipamente cu jet de apă, posibilitatea de echipare cu funcții suplimentare depinde în mod direct de costul mașinilor. Astfel, funcționalitatea extinsă permite, dacă este necesar, efectuarea unei tăieturi chiar și complexe, fără a menționa mai multe operații simple.

Funcționalitățile de tăiere a apei

În multe sfere de artă, tăierea metalelor cu apă, al cărui preț este mult mai mic decât prelucrarea cu laser (de la 15 ruble pe metru), a găsit de asemenea cea mai largă aplicație. Faptul este că unul dintre avantajele acestei metode este absența completă a cipurilor, precum și încălzirea suprafeței, de ce imaginea sau profilul care rezultă este exact ceea ce designerul sau artistul doreau să vadă. Iată principalele caracteristici pe care această metodă de prelucrare a materialului le oferă:

• Decuparea metalelor non-standard. Lucrul important este că, la orice înclinare a duzei, tăierea este obținută foarte calitativ. Precizia este de așa natură încât piesele finite după fabricare pot fi folosite aproape fără pregătire.
• Mașinile moderne pot funcționa cu o intervenție minimă umană sau nu necesită prezența personalului de întreținere. Folosind același echipament, puteți să decupați detaliile celei mai complexe configurații și să o faceți în cel mai scurt timp posibil, dar cu păstrarea celei mai înalte calități posibile.
• Prelucrarea metalelor este mai frecventă. Deci, mașina de tăiat metal cu apă poate tăia până la 20 de centimetri de oțel cu conținut mediu de carbon. Pentru titan, indicatorii sunt mai modeste - cu 15-17 mm. Aliaje deosebit de puternice - aproximativ 12 mm. Coeficientul minim scade ponderea cuprului și este de numai 4-5 mm.
• Elemente decorative și decorațiuni care utilizează această metodă sunt obținute nu numai de înaltă calitate, dar și ieftine. În plus, configurația produselor finite nu depinde de experiența angajatului și nu de "duritatea mâinii", ci numai de setările. Dacă abaterea la tăiere nu poate depăși 0,5%, utilizați mașină de tăiat metal apă cu CNC.

În ultimii ani, atât de des tăiat conducte. În acest scop sunt utilizate mașini speciale, prin care se obține o tăietură de țeavă inițial lustruită și foarte netedă. Astfel, tăierea cu jet de apă, servicii care sunt oferite în orice oraș mare, devine din ce în ce mai populară și populară metodă de prelucrare a unei varietăți de materiale.

Mașini de tăiat cu jet de apă CNC

Extindeți în mod special domeniul de aplicare al acestei metode ajutând unelte cu comandă numerică, care vă permit să procesați o varietate de materiale, ajustând în mod flexibil calitatea muncii, grosimea maximă și minimă a tăierii, precum și alți parametri.

Abaterile de la parametrii stabiliți sunt minime, ceea ce este aproape imposibil de realizat prin metode standard de tăiere. Principiul de funcționare a acestei clase de echipamente este după cum urmează:

• Mai întâi, este instalat software-ul corespunzător, care poate fi diferit pentru fiecare tip de material. Programul va selecta automat compoziția amestecului, tipul de abraziv și volumul necesar de apă, presiunea și alți parametri. Programele speciale de tăiere sunt responsabile pentru tăierea materialelor.
• De regulă, prelucrarea suplimentară a piesei finite nu mai este necesară. Dacă parametrii de tăiere au fost preluați incorect sau inexact, poate fi observată o anumită rugozitate a produsului finit. Dar! Dacă se folosește o mașină CNC care poate selecta independent parametrii de tăiere, practic acest lucru nu se întâmplă. În acest caz, echipamentul selectează automat modul dorit, pe baza grosimii, vâscozității și densității metalului.
• În plus față de tăiere, astfel de mașini permit găuri de găurire de diferite diametre și configurații. În același timp, repetăm ​​cuvintele deja descrise mai sus: dacă este nevoie de ceva special de la echipament, este necesar să alegeți acele modele care au funcții suplimentare corespunzătoare.
• Uneori, aceste mașini pot fi utilizate nu numai pentru tăiere, ci și pentru lustruirea produselor finite și a pieselor care au fost realizate pe alte echipamente.

Tăiere manuală

În unele cazuri, operatorul mașinii poate fi controlat de un operator calificat. În acest mod, toate setările trebuie să fie setate în modul manual, care nu este întotdeauna convenabil. Dar au metode manuale de tăiere metalice și multe avantaje, inclusiv următoarele:

• Costul acestor costuri de lucru este de aproximativ 1,5 ori mai ieftin.
• Formarea profilului operatorului, cu toate acestea, destul de ciudat, nu contează. Faptul este că controlul manual al unor astfel de mașini este destul de simplu și nu are multe funcții complicate. Acest echipament este utilizat în acele cazuri când este necesar să se decupeze detalii cu o formă geometrică simplă.
• Funcționalitatea mașinilor rămâne la același nivel. Decupare netedă, găuri de găurire și alte operații simple - toate acestea se pot face cu control manual. În plus, există posibilitatea prelucrării nu numai a metalului, dar și a altor materiale.

Sperăm că înțelegeți că metalul taie apă. Această metodă este extrem de obișnuită în industria modernă, poate fi utilizată pentru fabricarea pieselor de aproape orice formă și configurație.