Газовая резка металла относится к термическим способам раскроя наряду с плазменной и лазерной резкой. Она основана на свойстве некоторых металлов, в частности, низкоуглеродистой стали, воспламеняться при температуре ниже температуры плавления. Резка производится раскаленной струей сжатого кислорода в сочетании с другими газами. Кислород прожигает металл в точке контакта, образующиеся окислы выдуваются из области реза газовым потоком.
С помощью газовой резки можно раскраивать металл большой толщины, недоступной для обработки лазером и плазмой, например, листы стали до 300 мм. К минусам можно отнести более широкий рез (2-2,5 мм) и дефекты кромки при нарушениях температурно-скоростного режима резки.
Устранить эти недостатки помогает внедрение автоматизации и ЧПУ в технологический процесс.
Устройство газовых станков с ЧПУ
Станок с газовым резаком по способу фиксации обрабатываемого материала и движению рабочей части похож на фрезерный, только вместо лезвий режущей головки на металл воздействует струя раскаленного газа, подаваемого из сопла. Основными элементами станка являются газовое оборудование, механическая часть и электронный блок:
- Газовый резак. Входит в комплектацию станка, принципиально не отличается от ручных моделей. Представляет собой трубку, к которой подведены газовые рукава с горючим газом и кислородом. Она снабжена мундштуком, вентилями подачи газов и системой поджига.
Вначале в сопло нагнетается горючий газ (ацетилен, пропан или природный газ), факел которого после воспламенения производит первичный нагрев металла. К подогревающему газу добавляется кислород, повышающий температуру горения с 2100 до 2800 °С. Такой температурный режим оптимален для низко- и среднеуглеродистых сталей, которые пламя резака прожигает в месте воздействия, разделяя металл. Остатки окислов выдуваются той же газовой струей, образуя чистую кромку. В систему подачи газа вмонтированы электромагнитные защитные клапаны, предотвращающие несанкционированное возгорание и распространение огня.
Резак закреплён в подвижном портале, перемещающемся относительно рабочего стола с координатной рамой, на котором закрепляется заготовка. Рабочий стол может быть отдельно стоящим или выполненным в виде моноблока с порталом. Площадь рабочего стола достигает 2,5х3 м, а его грузоподъемность — 3,5 тонн.
Для резки небольших деталей из тонколистового металла существуют компактные станки с координатной рамой без рабочего стола, которые можно переносить с места на место. Механизмы перемещения портала различаются в зависимости от размеров и функциональности станка, от простого шагового привода до серводвигателей с обратной связью. Скорость движения портала с газовым резаком составляет до 20 метров в минуту.
- Система ЧПУ. Контролирует множество параметров — программа управляет движением режущего элемента для получения заданной конфигурации детали и режимом подачи газа. Контроллер регулирует высоту резака, скорость и направление его движения, последовательность подачи и давление потоков газа, работу защитных клапанов. Многие станки с ЧПУ имеют пульт дистанционного управления.
Потенциал использования газовой резки с ЧПУ
Возможности числовых технологий в сочетании с механической мощностью станков с ЧПУ многократно увеличивают эффективность применения газовой резки для раскроя металла:
- Облегчается процесс обработки массивных толстолистовых заготовок;
- Становятся доступным выполнение сложных контуров деталей;
- Качество кромки улучшается благодаря подбору оптимальной скорости резки. Удаётся избежать оплавления краев при слишком медленном движении и рваного реза на больших скоростях;
- Гарантируется точность реза, погрешность составляет не более ±1 мм на 1 метр;
- Увеличивается скорость работы и производительность;
- Сохраняется стабильность параметров на протяжении всего времени резки;
- Обеспечивается безопасность автоматическим отключение резака путем срабатывания клапанов при снижении давления в баллонах и других сбоях;
- Экономный расход электроэнергии при потребляемой мощности 1- 3 кВТ;
- Минимизация брака за счет отсутствия человеческого фактора;
- Удобство эксплуатации благодаря автоматизации процессов.
