Особенности гидроабразивной резки металла

Несмотря на то, что процессы плазменно-дугового разделения материалов востребованы и популярны, они имеют ряд ограничений, о которых стоит поговорить. Электрическая дуга может выдавать нестабильную работу с металлами, обладающими повышенным показателем электропроводности (к примеру, медь или латунь), что приводит к оплавлению краев. Из-за выделения газов в процессе резки необходимо принимать меры по экологической безопасности на участке. А плазменный раскрой материалов-диэлектриков невозможен. Именно поэтому в настоящее время гидроабразивная резка – процесс, которому до сих пор нет аналогов. В данной статье мы поговорим об особенностях такой резки и ее возможностях.

Особенности гидроабразивной резки и ее реализация

В ходе гидроабразивной резке происходит разделение материала. Узконаправленный поток жидкости воздействует на поверхность металла, в то время как в техзону может поступать мелкодисперсная абразивная среда для улучшения процесса. Когда два потока соединяются между собой, то образуется струя с высоким показателем жесткости. Ее давление способствует повышению предела прочности материала на локальном уровне. Это возможно благодаря высокой скорости движения. При перемещении инструментальной головки по необходимой траектории можно добиться сложной конфигурации контура с нужным качеством и точностью.

Резка металла гидроабразивного характера осуществляется при следующих показателях:

• Показатель давления должен быть в диапазоне от 2 до 5 тысяч ат. Более низкие значения подойдут только для тонких листов материала;
• Скорость потока воды не должна превышать 1200 метров в секунду;
• Расход абразива не более 50 г/с;
• Средний показатель размера частицы в плане варьируется от 100 до 600 мкм. Чем больше это значение, тем ниже точность разъединения материала;
• Расход воды не более 4 литров в минуту.

Необходимо четкое соблюдение последовательности процесса:

1. Первым делом материал помещают в заполненную водой ванну и закрепляют в трех точках относительно головки инструмента. Это можно сделать как при помощи оборудования с числовым программным обеспечением, так и собственноручно;
2. Следующий шаг – погружение головки инструмента в ванну;
3. Затем начинается подача воды с высокой степенью интенсивности (под определенным давлением и скоростью);
4. Жидкость и подаваемый абразив соединяются друг с другом воедино, после чего через отверстие в нижнем торце сопла струя подается на поверхность закрепленного материала;
5. Сопло сближается, вследствие чего идет увеличение давления струи, которая разрушает края материала;
6. Частицы материала поступают в образовавшийся зазор, параллельно снижая скорость и опускаясь на дно ванны. После их откачивают специальным насосом;
7. В момент откачки фракции абразива отделяются от воды. после идет сушка и фильтрация.
8. Так как баки для воды имеют большой объем, резка может осуществляться непрерывно.

Ванна, в которой выполняется данный процесс, выполняет две задачи:

• Сокращение показателя шума в момент резки;
• Глушит энергию и скорость потока воды.

Область применения гидроабразивной резки

Данный вид резки уместен в следующих случаях:

• Когда необходимо резать материалы-диэлектрики, токопроводящую продукцию, в основе которой лежит цветной металл и медный сплав. Уровень проводимости электрического тока у сплавов меди не позволяет использовать в процессе резки электродугу или лазер;
• Когда нужно разъединить детали с большой толщиной (до 100 миллиметров). В процессе дуговой резки оплавляются края;
• Когда следует обеспечить высокую точность поверхности раздела. Необходимо корректно подобрать режим, чтобы шероховатость кромки не превышала Ra 1.25. к слову, таких возможностей нет ни у любого другого высокоэнергетического способа;
• Когда нельзя допускать коробление уже готового материала.

Однако стоит отметить, что гидроабразивная резка обладает некоторыми ограничениями, из-за чего технология учитывает следующие возможности (в т.ч. и толщину):

• В случае цветных металлов, сплавов и нержавеющей стали – не более 100 миллиметров;
• В случае углепластика и материалов композитного характера – до 200 миллиметров;
• В случае камня природного и искусственного происхождения (мрамор, гранит и пр.) – не выше 300 миллиметров.

Также необходимо помнить о том, что материалы, проводящие ток и имеющие толщину до 10 миллиметров плохо режутся струей установки. Происходит это из-за сильной энергоемкости, в то время как производимость становится на уровне плазменно-дуговой или лазерной обработки. Тем не менее, это не значит, что стоит отказаться от данной технологии в случае тонких изделий. В данной ситуации идет отключение абразивного потока, а отделение осуществляется благодаря струе воды. таким образом, температура поверхности остается неизменной, предотвращая тем самым образование окалин, оплавление высокими температурами линии раздела и другие нежелательные явления.