Содержание

Технология

Режущим инвентарем при гидроабразивной резке является струя воды вместе с абразивным материалом. Струя воды подается на высочайшей скорости под огромным давлением – от 2000 до 5000 атмосфер. В неких устройствах давление может достигать 6000 атмосфер.

Вода проходит через сопло, толщина которого составляет 0,1 мм. Скорость воды при всем этом возрастает, и может достигать значения 1200 м/с и даже выше. Поток воды фокусируется, он может разрезать практически все металлы. Расход воды составляет до 4 л/мин.

металл, вода, резать

После сопла вода попадает в смеситель. Сюда же подаются частички абразивного материала. В этом месте происходит смешивание воды и абразивного материала. Абразив подается тангенциально. На заготовку попадает смесь воды и абразива. Под воздействием сфокусированного высокоскоростного потока происходит отрыв частиц обрабатываемого материала из реза.

В чем заключается принцип действия и технология резки металла водой?

Давайте разглядим технологию резки металла водой и принцип ее деяния. Во время разных работ (как в индустрии, так и в быту) нередко приходится разрезать железные конструкции. Для этой цели применяется механическая, лазерная, кислородная, плазменная резки. Другими словами, для разрезания металлов употребляется в главном механическое воздействие либо высочайшая температура.

ЭТО НЕВЕРОЯТНО, ВОДА РЕЖЕТ КАМЕНЬ! ВЫ ДОЛЖНЫ ЭТО УВИДЕТЬ!

Любой из этих методов имеет свои достоинства и недочеты. К примеру, при механической резке происходит деформация металла, а при газокислородной либо плазменной – к его окислению.

Принцип действия установки для гидроабразивной резки

Во время процесса резки принципиально придерживаться определенных характеристик и соблюдать правила использования станком. Тут принципиально, какое давление воды употребляется, какой расход, скорость струи, количество подаваемого абразивного материала.

  • 1 – подача воды;
  • 2 – сопло;
  • 3 – абразивный материал;
  • 4 – смесительное устройство;
  • 5 – кожух;
  • 6 – струя воды и абразива;
  • 7 – обрабатываемый материал.

Процесс гидроабразивной резки металла содержит в себе 4 шага:

  • Заготовка помещается в ванну с водой и закрепляется. На неавтоматизированном устройстве это необходимо делать своими руками, на станке с ЧПУ – при помощи программки.
  • В ванну помещается инструментальная головка, в которую подаются вода и абразив. При всем этом инсталлируются нужные рабочие характеристики (давление воды, расход и т. д.).
  • Инструментальная головка направляется на обрабатываемый материал.
  • Струя воды и абразива разрезает заготовку.
  • Абразивный материал после резки фильтруется и сушится.

Перечисленные этапы при работе устройства повсевременно повторяются. Металл разрезается из-за удара частиц абразива. Вода, при всем этом выступает в качестве носителя режущих частиц (другими словами, абразива). В качестве абразива употребляются:

  • кварцевый песок;
  • карбид кремния;
  • гранатовый абразив;
  • электрокорунд;
  • оливин.

Интенсивно данный вид резки применяется для обработки заготовок из легированной стали. Это обосновано тем, что струя воды и абразива не нарушает состав таковой стали. Не считая металлов, можно обрабатывать стекло, камень (природный и искусственный), бетон и железобетон. Но, для каждого материала есть свои пределы по толщине:

Вода против металла: на что способна мойка высокого давления? Минтранc.

  • Цветные металлы, сплавы и нержавеющая сталь – максимум 150 мм.
  • Композитные материалы, углепластики – максимум 200 мм.
  • Природный и искусственный камень – максимум 300 мм.

Режем водой толстый металл!Сила воды!

Преимущества и недостатки гидроабразивной резки

В современной индустрии интенсивно употребляется новый вид резки металла при помощи воды. Такая резка именуется водно-абразивной либо гидроабразивной. В первый раз этот способ был применен в авиастроительной индустрии.

У данной технологии отсутствуют недочеты, которые присущи разрезанию металла механическим воздействием либо высочайшей температурой. В первый раз такая разработка была использована в 70-х годах прошедшего века. В индустрии ее интенсивно стали использовать в конце XX века.

Разрезание металла средством воздействия воды и абразива имеет ряд преимуществ.

  • Обрабатываемое изделие не греется и не деформируется.
  • Качественный рез, потому нет необходимости в следующей обработке изделия.
  • Утраты металла – малы.
  • Обрабатывать детали можно хоть какого размера и в любом режиме – ручном либо автоматическом (без роли человека).

Применяя водно-абразивную резку, можно получить детали различной формы – необходимо только задать определенные характеристики при помощи числового программного управления. Этот фактор позволяет интенсивно использовать данный способ для получения разных предметов, созданных для декорации интерьера, построек и т. п.

Есть у водно-абразивной резки и недочеты. Во-1-х, для металлов, подверженных коррозии, могут быть нехорошие последствия. И, во-2-х, этот вид резки просит огромных денежных издержек. Весь механизм необходимо повсевременно осматривать. Оборудование нередко выходит из строя и требуют ремонта либо замены.

Оборудование

Станок для гидроабразивной резки состоит из:

  • насоса высочайшего давления;
  • инструментальной головки;
  • десктопа;
  • системы перемещения, снаряженную ременным приводом либо устройства управления с ЧПУ;
  • рабочей ванны (из нержавеющей стали);
  • емкости для подаваемой воды;
  • бака для абразивного материала;
  • компрессора для подачи абразивного материала;
  • датчика, созданного для контроля абразива;
  • смесительной камеры;
  • выносного пульта с маховиком, созданного для упрощения процедуры управления;
  • устройства, созданного для удаления останков обрабатываемого материала;
  • устройства, созданного для подачи обрабатываемых деталей.
металл, вода, резать

Техника безопасности

Процесс гидроабразивной резки не представляет особенной угрозы. Расстояние от трубки, из которой выходит струя, до обрабатываемой поверхности – всего 2,5 мм. Это исключает воздействие струи на руку. При превышении давления воды выше допустимого раскрывается сбросной клапан, который понижает давление до рабочего. Все же при работе на станках следует соблюдать определенные меры безопасности.

  • Ни при каких обстоятельствах не допускайте воздействия струи на тело. Такая струя способна разрезать металл шириной 150 мм, что уж гласить про руку. Во время работы руки держите на очень вероятном расстоянии от зоны резки. Перед включением станка удостоверьтесь в отсутствии сторонних предметов на пути резки.
  • Защищайте глаза и органы слуха. Непременно используйте защитные очки и беруши (либо наушники).
  • Не кладите руки на десктоп.

Фаворитами в производстве аппаратов для гидроабразивной резки являются южноамериканские компании Jet Edge, Flow, OMAX, итальянские WaterJet Corp Inc. и Caretta Technology, голландская Resato, чешская PTV, шведская Waterjet Sweden, финская ALICO, швейцарская Bystronic.

Металл под водой резать металл

Водолазная техника и водолазное дело за последние десятилетия прошли многие этапы собственного развития. Сразу изменялись и совершенствовались методы и инструменты для подводных работ. В этой статье разглядим разные варианты таких сложных подводно- технических работ, как сварка и резка c внедрением российских и привезенных из других стран инструментов.

Сварка и резка в аква среде с каждым годом больше находят практическое применение при выполнении всех видов водолазных работ. При помощи подводных сварки и резки можно заделывать трещинкы и разошедшиеся швы обшивки корпуса аварийных кораблей, устанавливать заплатки и затратные листы на пробоины, прикреплять к затонувшим судам судоподъемные проушины и рымы, расчищать завалы и освобождать проходы, чинить подводные трубопроводы и разные сооружения и т.д. Выставленные ниже виды резки и сварки металла использовались в различные периоды и перетерпели ряд конфигураций.

Подводная электродуговая сварка и резка металла

Электронный ток обширно употребляется для сварки и резки металла под водой. Возникающая электронная дуга пылает под водой так же, как и на воздухе, благодаря тому, что вокруг нее появляется газовый пузырь, защищающий дугу. Для поддержания дуги нужен мощнейший источник тока (до 450 А).

Резка металла электродуговым методом недостаточно эффективна: расплавленный металл медлительно стекает и с трудом удаляется из косильной лески реза и, стремительно остужаясь, просит по­ вторной резки. При наличии отвратительного контакта электрода с зажимом электрододержателя соединение стремительно перегревается, и электрододержатель выходит из строя. При применении неизменного тока прямой полярности («минус» – на электроде) в полости реза выделяется огромное количество тепла, позволяющего разрезать металл большей толщины, чем на переменном токе. Заметим, что оборотная полярность существенно понижает производительность резки.

Происходит за счет нагрева разрезаемого металла электронной дугой до температуры плавления и подачи в зону реза через трубчатый электрод струи кислорода, который спаливает металл и сразу выдувает образующиеся окислы.

Невзирая на обширное распространение, электрокислородная резка может употребляться только при резке темных металлов, а без наличия неплохого электронного контакта с разрезаемой поверхностью очень понижается производительность.

Внедрение этого вида резки по сопоставлению с вышеперечисленным методом считается более действенным.

Газовая подводная резка металла делается с внедрением кислорода и горючего газа для плавки металла в месте разреза. В качестве горючих газов для этих целей употреблялся ацетилен и водород. Но использовать ацетилен можно лишь на глубинах до 7 метров, потому что с повышением глубины, а означает, и давления, под которым должен подаваться к водолазу ацетилен, возникает опасность взрыва газа.

Более сложной, но в то же время и действенной является водород­кислородная резка металла, при которой металл в месте реза плавился в пламени водорода, а струя кислорода сжигала и выдувала расплавленный металл. Водород­кислородным резаком можно резать металл шириной до 1-го метра. Но из­за взрывоопасности этот метод резки под водой не получил предстоящего распространения.

С возникновением бензокислородной резки проводить работы стало более доступно, комфортно и неопасно. В данном случае для плавки металла в месте реза употребляются пары бензина, смешивающиеся с кислородом и образующие с ним пламя при выходе из головки резака. Бензин, подведенный к резаку по шлангу в водянистом виде, распыляется конкретно в головке резака, что и делает бензокислородную резку наименее небезопасной, чем водород­кислородная резка. Значимым недочетом бензокислородной резки является завышенный расход бензина и кислорода.

В 1975 году в США группой энтузиастов водолазного дела из Калифорнии была сотворена компания «BROCO UNDERWATER», поставившая впереди себя задачку сделать принципно новый вид резки не только лишь темных и цветных металлов, да и других материалов, таких как бетон, горные породы, дерево, композитные материалы.

Революционным открытием «BROCO UNDERWATER», беря во внимание главные принципы безопасности проведения работ, простоту и удобство при эксплуатации, стал так именуемый экзотермический метод резки под водой, основанный на хим реакции электрода и разрезаемого материала. Высочайшая температура на конце электрода приводит к расплавлению объекта, потом поток кислорода окисляет материал далее, вызывая экзотермическую реакцию. После чего поток кислорода продолжает отлично выдувать расплавленный материал вне пределов косильной лески реза. Настолько высочайшая температура горения (более 5500 °С) позволяет резать не только лишь все виды металлов, да и бетон, дерево, композитные материалы.

Электрод загорается в кислородной струе при воздействии на него слаботочной электронной дуги, возникающей меж ним и разрезаемым объектом (либо специальной пластинкой контактного воспламенителя дуги, при резке неметаллических предметов). Факел низкотемпературной плазмы, образующийся на конце электрода, способен обеспечить эффективную резку подводных конструкций без чистки их от загрязнений и ржавчины. Электрод вставляется в особый электрододержатель BR­22, выпускаемый компанией «BROCO». Форма ручки электрододержателя содействует проведению подводных работ по сварке и резке в течение длительного времени при малой нагрузке на предплечье водолаза. Инструмент эргономичен и комфортен в эксплуатации даже с применением самого длинноватого электрода.

READ  Обзор шуруповерта Interskol да 18эр

Спеца сначала интересует, как эффективен этот электрододержатель, прост ли он в эксплуатации? В отличие от универсальных электрододержателей российского производства типа ЭКД­93, электрододержатели BR­22 обеспечивают выполнение работ на глубинах более 60 метров, гайка цангодержателя дает возможность водолазу стремительно и без помощи других произвести смену электрода, что важно при проведении глубоководных работ. Универсальность конструкции электрододержателя, благодаря сменным цангам различного поперечника, позволяет воспользоваться как электродами разной длины и поперечника, созданными для резки, так и сварочными электродами.

Для инициирования (поджига) электрода нужен слаботочный источник электропитания, применяемый только для поджига электрода в течение пяти­пятнадцати секунд, а потом электропитание может быть отключено. В качестве источника электропитания может употребляться обыденный авто аккумулятор либо другой источник неизменного тока, технические свойства которого соответствуют нужным требованиям, приведенным в таблице значений длины кабеля и величины тока.

При увеличении длины кабеля фирмой­производителем рекомендуется при превышении последнего значения длины кабеля (152 м) наращивать ток на 2 ампера на каждые следующие 15 метров кабеля.

Подводная электродуговая сварка и резка металла.

Электронный ток обширно употребляется для сварки и резки металла под водой. Возникающая электронная дуга пылает под водой так же, как и на воздухе, благодаря тому, что вокруг нее появляется газовый пузырь, защищающий пламя от воды. Для поддержания дуги нужен мощнейший источник тока (до 450 А). Резка металла электродуговым методом недостаточно эффективна: расплавленный металл медлительно стекает и с трудом удаляется из косильной лески реза, и, стремительно остужаясь, просит повторной резки. При наличии отвратительного контакта электрода с зажимом электрододержателя соединение стремительно перегревается, и электрододержатель выходит из строя При применении неизменного тока прямой полярности («минус»- на электроде) в полости реза выделяется огромное количество тепла, позволяющее разрезать металл большей толщины, чем на переменном токе. Заметим, что оборотная полярность существенно понижает производительность резки.

Электрокислородная резка.

Происходит за счет нагрева разрезаемого металла электронной дугой до температуры плавления и подачи в зону реза через трубчатый электрод струи кислорода, который спаливает металл и сразу выдувает образующиеся окислы. Невзирая на обширное распространение, электрокислородная резка может употребляться только при резке темных металлов, а без наличия неплохого электронного контакта с разрезаемой поверхностью очень понижается производительность. Внедрение этого вида резки по сопоставлению с вышеперечисленным методом считается более действенным.

Металл под водой резать металл

Водолазная техника и водолазное дело за последние десятилетия прошли многие этапы собственного развития. Сразу изменялись и совершенствовались методы и инструменты для подводных работ.

Сварка и резка в аква среде с каждым годом все в большем объеме находят практическое применение при выполнении всех видов водолазных работ. При помощи подводных сварки и резки можно заделывать трещинкы и разошедшиеся швы обшивки корпуса аварийных кораблей, устанавливать заплатки и затратные листы на пробоины, прикреплять к затонувшим судам судоподъемные проушины и рымы, расчищать завалы и освобождать проходы, чинить подводные трубопроводы и разные сооружения и т. д. Выставленные ниже виды резки и сварки металла использовались в различные периоды и перетерпели ряд конфигураций.

Газовая подводная резка металла.

Газовая подводная резка металла делается с внедрением кислорода и горючего газа для плавки металла в месте разреза. В качестве горючих газов для этих целей употреблялся ацетилен и водород. Но использовать ацетилен можно лишь на глубинах до 7 метров, потому что с повышением глубины, а, означает, и давления, под которым должен подаваться к водолазу ацетилен, появлялась опасность взрыва газа. Более сложной, но в то же время и действенной является водород-кислородная резка металла, при которой металл в месте реза плавился в пламени водорода, а струя кислорода сжигала и выдувала расплавленный металл. Водород-кислородным резаком можно резать металл толщиной до одного метра. Однако из-за взрывоопасности этот способ резки под водой не получил дальнейшего распространения.

Бензокислородная резка металла.

С появлением бензокислородной резки проводить работы стало более доступно, удобно и безопасно. В этом случае для плавки металла в месте реза используются пары бензина, смешивающиеся с кислородом и образующие с ним пламя при выходе из головки резака. Бензин, подведенный к резаку по шлангу в жидком виде, распыляется непосредственно в головке резака, что и делает бензокислородную резку менее опасной, чем водород- кислородная резка. Существенным недостатком бензокислородной резки является повышенный расход бензина и кислорода.

В 1975 году в США группой энтузиастов водолазного дела из Калифорнии была создана фирма “BROCO UNDERWATER”, поставившая перед собой задачу создать принципиально новый вид резки не только черных и цветных металлов, но и других материалов таких, как бетон, горные породы, дерево, композитные материалы. Революционным открытием “BROCO UNDERWATER”, учитывая основные принципы безопасности проведения работ, простоту и удобство при эксплуатации, стал так называемый экзотермический способ резки под водой, основанный на химической реакции электрода и разрезаемого материала. Высокая температура на конце электрода приводит к расплавлению объекта, затем поток кислорода окисляет материал дальше, вызывая экзотермическую реакцию. После этого поток кислорода продолжает эффективно выдувать расплавленный материал вне пределов косильной лески реза. Столь высокая температура горения (не менее 5 500 0С) позволяет резать не только все виды металлов, но и бетон, дерево, композитные материалы. Электрод зажигается в кислородной струе при воздействии на него слаботочной электрической дуги, возникающей между ним и разрезаемым объектом (или специальной пластиной контактного воспламенителя дуги, при резке неметаллических предметов). Факел низкотемпературной плазмы, образующейся на конце электрода, способен обеспечить эффективную резку подводных конструкций без очистки их от загрязнений и ржавчины. Электрод вставляется в специальный электрододержатель BR-22, выпускаемый фирмой BROCO. Форма рукоятки электрододержателя способствует проведению подводных работ по сварке и резке в течение продолжительного времени при минимальной нагрузке на предплечье водолаза. Как только рукоятка окажется у вас в руках, даже на поверхности с использованием самого длинного электрода, станет ясно насколько удобен этот инструмент в эксплуатации. Схема электрододержателя BR-22: Нажмите для увеличения

101/102- рукоятка из двух половинок (ударопрочный пластик) 103/112- головка электрододержателя с подсоединенным кабелем 104UW- накидная гайка цангодержателя 105- шайба из компрессионного неопрена 106- цанга 107- держатель кислородного фильтра 108- порошковый фильтр 109- рычаг управления кислородным клапаном 110- шток кислородного клапана (с уплотнителем) 111UW- переходник- соединитель кислородного шланга 113- корпус кислородного клапана 114- пружина штока кислородного клапана 115- гайка кислородного клапана 116- уплотнительное кольцо штока кислородного клапана 117-неопреновая шайба штока кислородного клапана 118- уплотнительная гайка штока кислородного клапана 119/120-винт с контргайкой кислородного клапана 121/122-пластиковые винты и гайки для стяжки рукоятки электрододержателя 123- неопреновая шайба под цангу 124- штуцер кислородного шланга

Специалиста в первую очередь заинтересует, насколько эффективен этот электрододержатель, является ли он простым в эксплуатации? В отличие от универсальных электрододержателей отечественного производства типа ЭКД-93, электрододержатели BR-22 обеспечивают выполнение работ на глубинах более 60 метров, гайка цангодержателя дает возможность водолазу быстро и самостоятельно произвести смену электрода, что немало важно при проведении глубоководных работ. Универсальность конструкции электрододержателя, благодаря сменным цангам различного диаметра, позволяет пользоваться как электродами разной длины и диаметра, предназначенными для резки, так и сварочными электродами. Для инициирования (поджига) электрода необходим слаботочный источник электропитания, используемый только для поджига электрода в течение пяти-пятнадцати секунд, а затем электропитание может быть отключено. В качестве источника электропитания может использоваться обычный автомобильный аккумулятор или другой источник постоянного тока, например выпрямитель для подводной сварки ВД-309П, технические характеристики которого соответствуют необходимым требованиям, приведенным в следующей таблице:

Таблица значений длины кабеля и величины тока
Длина кабеля (м) Сила тока (А)
до 46 155
61 157
76 159
91 161
107 163
122 165
137 167
152 169

. сечение кабеля 70 мм²

При увеличении длины кабеля фирмой- производителем рекомендуется при превышении последнего значения длины кабеля (152 м) увеличивать ток на 2 ампера на каждые последующие 15 метров кабеля. Для работ на небольших глубинах возможно использование кислородного редуктора отечественного производства, но на глубинах свыше 20 метров необходимо использовать редуктор HVR-4400, выпускаемый фирмой BROCO. Экзотермическая резка является более производительной по сравнению с электрокислородной и требует меньшей квалификации от водолаза-резчика. Особенностью экзотермического способа резки является большой расход кислорода. Редуктор HVR-4401 обеспечивает большую подачу кислорода на значительные глубины, что способствует выполнению максимального объема работ. Чтобы избежать перерасхода кислорода (при проведении работ на любых глубинах) необходима точная регулировка подачи кислорода через кислородный редуктор. Для более полного описания требований к кислородному редуктору приведу данные, рекомендованные фирмой BROCO, в следующей таблице:

требований к кислородному редуктору рекомендованные фирмой BROCO
Глубина (м) Давление кислорода на выходе редуктора (атм)
10 7.4
12 7.6
15 8.0
18 8.4
21 8.7
24 9.1
27 9.5
30 9.9
34 10.2
37 10.5
41 11.0
44 11.3
46 11.7
49 12.0
52 12.5
55 12.8
58 13.2
61 13.5
64 13.9
67 14.3
70 14.6
73 15.0
76 15.4
79 15.8
82 16.1
85 16.5
88 16.9
91 17.3
94 17.6
98 18.0
101 18.4
104 18.7
107 19.1

При превышении глубины в 107 метров фирмой- производителем рекомендуется рассчитывать давление следующим способом: На каждые последующие 10 метров шланга увеличивать давление на 1 атм.

Корпус редуктора выполнен из латуни и имеет штуцер для подсоединения к транспортному кислородному баллону. В верхней части редуктора расположены манометры высокого и низкого давления.На корпусе диаметрально противоположно находятся предохранительный клапан и вентиль подачи.Предохранительный клапан низкого давления, благодаря своей высокой пропускной способности, повышает безопасность его эксплуатации. Конструкция диафрагмы второй ступени позволяет точно и плавно отрегулировать выходное давление, что увеличивает эффективность резки и помогает избежать перерасхода кислорода. Для экзотермического вида резки применяются трубчатые электроды, состоящие из нескольких стрежней, один из которых выполнен из специального сплава, обеспечивающего химическую реакцию, а остальные изготовлены из стали. Для этой цели могут быть использованы электроды марки ЭТС, выпускаемые в России (могут применяться с электрододержателем BROCO). Проведем сравнительную характеристику отечественных электродов марки ЭТС и электродов фирмы BROCO:

Длина реза (мм) при резке одним электродом.
Марка электрода Толщина разрезаемого материала 8 (мм) Толщина разрезаемого материала 15 (мм) Толщина разрезаемого материала 25 (мм) Толщина разрезаемого материала 35 (мм)
Электрод ЭТС-1 (длиной 400 мм и диаметром 10 мм) 400 350 300 270
Электрод ЭТС-2 (длиной 400 мм и диаметром 8мм) 350 300 Не используется Не используется
Электрод ЭТС-3 (длиной 400 мм и диаметром 6мм) 300 Не используется Не используется Не используется
Электрод BROCO (длиной 450 мм и диаметром 6мм) 500 250 Не используется Не используется
Электрод BROCO (длиной 450 мм и диаметром 9,5мм) Не используется 400 350 300
Электрод BROCO (длиной 915 мм и диаметром 9,5мм) Не используется 900 700 500

Данные, приведенные выше, позволяют оценить эффективность резки. Электроды BROCO диаметром 6 мм предназначены в основном для резки металла толщиной от 6 до 12 мм и позволяют проводить более узкую леску реза. Электродами BROCO диаметром 9,5 и длиной 450 мм рекомендуется выполнять работы по резке материала толщиной от 12 мм. При выполнении работ на больших глубинах, необходимости длинной прямолинейной резки, невозможности часто производить смену электродов, а также в ситуациях, не позволяющих водолазу-резчику приблизиться к косильной лески реза, рекомендуется использовать электроды длиной 915 мм. Отмечу, что резка электродами ЭТС-1 и электродами BROCO может осуществляться без подачи электрического тока, который необходим только для поджига электрода на начальном этапе горения. Резка электродами ЭТС-2 и ЭТС-3 возможна только при условии подпитки процесса электрическим током. Фирмой BROCO выпускаются два типа электродов для подводной сварки: серия EasyTouch для неконструкционной сварки и серия SofTouch для выполнения сварки несущих конструкций. Электроды серии SofTouch выпускаются для углеродистой и нержавеющей стали, а серии EasyTouch – только для углеродистой. Сварочные электроды выпускаются трех диаметров: 3,2 мм, 3,97 мм и 4,76 мм и имеют длину 450мм, Предельная рабочая глубина использования электродов марки ЭТС как и для электрододержателя ЭКД-93 составляет не более 60 метров. Эксплуатация электрододержателя BR-22 и электродов BROCO также возможна при выполнении глубоководных работ (60 метров и более). Автор статьи на практике убедился в надежности и неприхотливости оборудования BROCO, а главное, в отсутствии каких-либо сложностей при проведении регламентных работ. Использование деталей из ударопрочного пластика дает полную гарантию отсутствия коррозии и обеспечивает надежную электрическую изоляцию. На практике очень часто возникают ситуации, требующие оперативной замены некоторых запасных частей, а при использовании оборудования в удаленных районах отсутствие необходимых деталей может привести к остановке работ. Существующие два вида комплекта запасных частей для электрододержателя BROCO помогут избежать подобных проблем. В первый, большой комплект, входят практически все составляющие части электрододержателя. Во втором, малом комплекте, имеются запасные цанги, пластиковые болты и гайки, шток кислородного клапана, словом все, что в первую очередь требует замены в процессе работ.

READ  Как заточить круг на циркулярке

Экзотермический способ резки материалов становится все более популярным за счет своей эффективности и надежности. хотелось бы отметить, что и в нашей стране за последнее время специалисты многих водолазных фирм и организаций все чаще используют в своей работе именно этот вид резки и сварки.

Статья предоставлена фирмой ”ТЕТИС ПРО” cпециально для журнала ”Октопус”

технический специалист фирмы “ТЕТИС ПРО” Вязников И. А.

Первые испытания

Еще в 30-х годах 20-го столетия американские и советские ученые озадачились данным вопросом. Толчком стало то, что необходимо было добиться высокой точности и скорости проведения работ. Первые разработки начали проводиться в 50-х годах 20-го столетия инженерами США и СССР. В 1979 году стали использовать песок, который добавлялся в струю с водой, так и появилось понятие «гидроабразивная». Ключевые требования. высокое давление и скорость подачи воды на обрабатываемую поверхность.

Уже в 1983 году было развернуто серийное производство оборудования для гидроабразивной резки (ГАР). По сути, даже сегодня это один из самых идеальных инструментов для резки, так как не имеет износа и есть возможность регулирования диаметра струи. Таким методом можно работать с толщиной листа до 300 мм. Это привело к тому, что резка водой металла стала активно применяться в авиастроении, машиностроении, камнеобработке и производстве бронетехники и космической промышленности.

Об особенностях конструкции

Для достижения необходимого результата в промышленности используют станки исключительно с ЧПУ. Поэтому процессом практически полностью управляет электроника. В состав профессионального станка входят различные системы. К примеру, управление оптимальным зазором. Такая система обеспечивает лучшее расстояние между режущей головкой и обрабатываемым металлом для наибольшей точности в месте среза. Используется и датчик сканирования материала. Он нужен для того, чтобы просканировать металл на наличие неровностей. Показания передаются на ЧПУ, в результате чего изменяется зазор.

Для автоматизации процесса в систему внедряют датчик контроля подачи абразива. Он регулирует количество гранатового песка. Кроме того, такая система останавливает работу в случае попадания в насос высокого давления сторонних элементов (мешковина, крупная фракция). Все это должно работать как одно целое, и только при таком раскладе можно добиться оптимальных результатов. Современный промышленный станок стоит больших денег, поэтому требует регулярного обслуживания. Если его не выполнять, то он может полностью выйти из строя.

Резка металла струей воды: преимущества

Ключевое достоинство такого метода заключается в том, что он позволяет добиться высокого качества реза, то есть получить необходимую шероховатость после обработки. Помимо этого, стоит выделить следующие преимущества:

  • исключена вероятность возникновения пожара или взрыва во время проведения обработки;
  • экологическая чистота процесса (не образуются газы во время резки);
  • не выгорают легированные добавки в обрабатываемом металле;
  • возможность обработки металла толщиной до 30 см;
  • низкая температура в зоне резки (90 градусов по Цельсию);
  • высокая эффективность за счет отсутствия холостого хода режущей головки.

Как вы видите, резка металла водой под давлением имеет ряд преимуществ перед другими методами. Это экологично, безопасно и эффективно. Современные станки позволяют даже обработку сразу нескольких листов за один ход, если это позволяет толщина. В целом же ГАР с каждым годом развивается все больше, поэтому и характеристики значительно улучшаются.

Резка водой металла: описание технологии и рекомендации

Ежегодно металлургическими предприятиями мира выплавляются сотни тысяч тонн стали. Повышенные требования к качеству среза привели к появлению новых технологий обработки. Особенно если учитывать, что многие сплавы являются достаточно твердыми. Наиболее передовые технологии. это лазерная и резка водой металла (гидроабразивная). Суть последней мы и рассмотрим детально в данной статье.

металл, вода, резать

Принцип работы и описание технологии

В основе лежит принцип эрозионной обработки. Заключается он в том, что на обрабатываемый металл подается струя воды под высоким давлением с абразивными частицами. В результате этого происходит отрыв частиц обрабатываемого металла. Различные параметры, такие как скорость и глубина, регулируются с помощью диаметра струи и размера, а также расхода абразива.

Основной компонент системы. насос высокого давления (4 000 бар). Он сжимает воду и подает на специальное водяное сопло, за которым находится смесительная камера. Там происходит смешивание гранатового песка и воды. Дальше смесь поступает в алмазное или же твердосплавное сопло, которое имеет диаметр до 1,2 мм. Из него со скоростью более 1 000 м/с гидроабразив попадает непосредственно на обрабатываемый металл. Так и происходит резка металла водой, а сейчас идем дальше.

Резка металла водой своими руками

Вполне логично, что для единичного использования промышленное оборудование с ЧПУ никто закупать не будет. В этом случае очень выручают так называемые ручные станки. Они не имеют программного управления, поэтому все параметры резки задает оператор. Собственно, качество среза полностью зависит от квалификации специалиста. При должном подходе можно добиться не худшего результата, нежели на профессиональном оборудовании. Ручные станки все же имеют свои преимущества. Они заключаются в низкой стоимости оборудования и возможности изготовить заготовку нужной геометрической формы под определённым углом своими силами. Но для этого желательно полностью разобраться с управлением, и тогда резка водой металла будет вполне простым занятием.

Оборудование в промышленности

Современные станки для профессионального использования позволяют обрабатывать нержавеющую сталь толщиной до 20 сантиметров. При этом не важны прочностные показатели и группа металлов. Небольшой диаметр струи (1 мм) позволяет получать рез с очень высоким допуском. Если используется промышленный станок, то появляется возможность обработки камня и других твердых пород, таких как мрамор и др.

В настоящее время это один из наиболее эффективных и популярных методов резки стекла. ГАР работает как с тонким хрусталем, так и с пуленепробиваемым стеклом с точностью до микрона. Сегодня станки ГАР применяются для изготовления прокладок, обработки пеноматериалов, таких как резина и пластик. Но чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо использовать современные электронные системы и различные сканеры.

Ручное оборудование для водно-абразивной резки

Некоторая категория гидроабразивных устройств подразумевает управления оператором, так как не оборудована ЧПУ. В этом случае угол и другие характеристики оператору нужно устанавливать своими руками.

Поскольку часть работы все-таки приходится делать самостоятельно, то показатель комфорта и удобства эксплуатации этого станка далек от идеала. Но здесь есть и свои преимущества, которые состоят в нескольких факторах, и они в некотором смысле, становятся решающими при выборе станков:

  • На ручном гидроабразивном станке может работать оператор без специального образования;
  • Установки без ЧПУ гораздо дешевле;
  • Оборудование имеет все нужные технические характеристики, которые дают возможность получить изделия с простыми формами;
  • Ручные станки отличаются небольшим набором функций и простой управления, с их регулировкой можно вполне справиться своими руками;
  • Качественный и ровный срез, возможность резать под углом, получение простых фигур и раскрой материала с четкими геометрическими формами – все эти функции можно использовать на любых материалах, в числе которых медь, стекло и сталь.

Резка металла водой: технология и видео оборудования

Сегодня без технологии гидроабразивной резки металла не обходится ни одна металлопрокатная и машиностроительная отрасль. Зачастую добиться нужного качества среза не получается даже с помощью плазменной резки, поэтому используется оборудование для порезки посредством гидроабразивной струи воды.

Гидроабразивную резку металлов водой впервые использовала авиастроительная компания в Америке, которая в дальнейшем предоставила данные о том, что эта технология является лучшим способом для порезки стали и других тугоплавких металлов. С этого времени водно-абразивный способ не перестает пользоваться популярностью в различных промышленных сферах.

Особенности работы станков с ЧПУ

Гидроабразивные станки с ЧПУ — это одна из возможностей расширить область применения устройств, улучшить эффективность работ и в тоже время повысить производительность.

Установки с ЧПУ используются для изготовления изделий из медных, алюминиевых, стальных и других видов металлов. Высокая точность порезки, которую имеют водно-абразивные станки с ЧПУ, почти не имеет отклонений от требуемых условий.

Гидроабразивные станки с ЧПУ имеют такие преимущества:

  • Если на устройствах без ЧПУ выбор режущей струи можно подобрать неправильно, то в этой ситуации данный фактор исключается. Оборудование автоматически контролирует качество реза, после самостоятельно корректирует установленный режим;
  • Станки, которые имеют ЧПУ, работают в соответствии с установленной программой. Причем обработка любого изделия делается по индивидуальному компьютерному обеспечению. При помощи его автоматом выбирается напор струи, состав режущей смеси и другие параметры;
  • По окончании гидроабразивной обработки из заготовки получается абсолютно готовая деталь, которую не нужно подвергать дополнительной обработке или шлифовке, на участке среза;
  • Обработка металлов при помощи компьютерного обеспечения также подразумевает возможность проделывания отверстий необходимого сечения.

Использование гидроабразивных станков и принцип работы

Устройства для резки металла гидроабразивом универсальны в использовании, так как их возможности не завершаются на раскрое металлических изделий. Технология основывается на специально созданной системе подачи воды под большим давлением на обрабатываемую плоскость.

Дополнительным элементом жидкости является абразив, добавляющийся в воду. Как правило, в роли абразивной добавки применяют микрочастицы песка. Вода и песок одновременно попадают в смеситель из отдельных емкостей, в котором тщательно смешиваются. Затем полученная смесь под высоким давлением подается в сопло станка.

После, рабочий водно-абразивный резак, в виде сильной струи с определенными характеристиками, подается на деталь и разрезает его.

В этом случае скорость гидроабразивной резки можно сравнить только что со скоростью плазмореза, но вот качество выполненного этим способом среза соответствует только качеству резки лазером.

Быстрое развитие современных технологий дало возможность усовершенствовать станки благодаря расширению их рабочих возможностей. За счет чего их сфера использования значительно увеличилась.

Сегодня водно-абразивные станки позволяют:

  • Вырезать изделия любых геометрических форм с помощью числового программирования. В этом случае обработка происходит полностью в автоматизированном режиме и не требует наличия оператора. Станок управляется специально установленной компьютерной программой. Гидроабразивная порезка труб дает возможность сделать необходимую окружность без каких-либо погрешностей;
  • Делать нестандартный рез любого материала, причем изменяющийся наклон разреза не сказывается негативно на качестве. Процесс работы, который выполняется под любым наклоном, позволяет на выходе получить абсолютно готовое изделие и не подвергать его финишной обработке;
  • Гидроабразивный способ нашел свое применение и в области искусства. Оборудование дает возможность изготавливать различные украшения и предметы дизайна, как правило, обработка фигур делается с помощью ЧПУ;
  • Установки для обработки гидроабразивом, применяемые в металлопрокате, позволяют делать разрезание максимальной толщины любого металла, это можно увидеть на видео. Так, обработка изделия из среднеуглеродистого металла может происходить с использованием материала, у которого максимальная толщина – 20 см. Наибольшая толщина титанового сплава составляет 16-18 мм; высокопрочные металлы могут быть толщиной 11 мм. Но вот толщина медного изделия достигает только 6 мм.
READ  Дуговая резка металла оборудование для резки

Плюсы резки металла гидроабразивной струей воды

Оборудование, которое применяется для резки металла с помощью гидроабразива, незаменимо в обработке толстостенных изделий. Только эти станки могут обеспечить высочайшее качество косильной лески среза. После резки рабочей зоны 200-мм стального листа, на поверхности косильной лески среза не появляется ни заусениц, ни окалин.

Идеальный срез в сочетании со щадящим режимом температур — это еще не все преимущества, который имеет водно-абразивный способ. Высокая цена оборудования с лихвой компенсируется экономией на крепежных узлах и элементах, которые не требуются даже во время работы с тонкостенными изделиями.

Отсутствие пыли и дымовой завесы, а также иных неблагоприятных факторов – еще одно из многих преимуществ гидроабразивной резки. Кроме этого, нет необходимости делать замену изношенных режущих частей и следить остроту резака, потому что его, по сути, нет. Вместо него роль режущей части играет струя воды вместе с абразивными частичками.

Процедура гидроабразивной обработки среза происходит за один этап. Причем скорость работы проходит без задержек, показатель скорости порезки не снижается, даже когда необходимо обрабатывать толстостенные изделия.

Универсальные показатели станков для порезки металла дают возможность на одном устройстве одновременно проводить обработку различных материалов — это резина, стекло, пластик или многослойный материал.

Гидроабразивные станки для резки металла характеризуются безопасностью эксплуатации, поэтому могут устанавливаться на предприятиях с большим риском взрывоопасности.

Расходные материалы для гидроабразивного оборудования

Все, что необходимо для восстановления работы гидроабразивных станков — это периодически делать обновление изношенных элементов и расходных материалов. Расход абразива, даже на устройствах с ЧПУ, часто превышает отметку более чем в 350 гр. в 1 минуту, поскольку при работе с материалом, который имеет максимальную толщину, эти данные увеличиваются.

В роли абразива используют микрочастицы песка, который обеспечивает резку тугоплавких и тягучих материалов. Размер микропесчинки может быть до 650 микрон. Кроме абразива, данная техника резки не обходится без воды, она подготавливается, проходя через фильтры.

Если применять воду без подготовки, то качество резки существенно снизится. Из деталей оборудования, как правило, подлежат замене: направляющие трубки и сопло, система подачи абразивной смеси. А также уплотнительные части гидравлической станции, без которых не будет требуемого напора в системе.

Чертеж устройства ручного ацетилено-кислородного резака

  • 1 – головка резака;
  • 2 – трубки;
  • 3 – вентиль;
  • 4 – кислородный вентиль;
  • 5 – кислородный ниппель;
  • 6 – ацетиленовый ниппель;
  • 7 – рукоятка;
  • 8 – корпус;
  • 9 – ацетиленовый вентиль;
  • 10 – инжектор;
  • 11 – накидная гайка;
  • 12 – смесительная камера;
  • 13 – трубка.

Не очень большую по объёму применения, но важную по зна­чению отрасль сварочной техники образуют методы огневой резки металла под водой. Возможности выполнения человеком под водой различных технических работ пока весьма ограничены и до сравнительно недавнего времени исчерпывались применением простейших приспособлений, ручного и пневматического инструмента, взрывчатых веществ. Разработка и усовершенствование способов огневой резки и электрической сварки металлов под водой значительно рас­ширили возможности выполнения подводных технических работ: судоремонтных, судоподъёмных, аварийно-спасательных, строительных и т. д.

Подводные работы по огневой резке металла отличаются мно­гими специфическими особенностями, часто сопряжены с исключи­тельными трудностями и значительной опасностью для работающих. Разрезаемый металл погружён в водную среду, интенсивно его охлаждающую, что весьма затрудняет достаточный подогрев ме­талла. Работающий стеснён в своих движениях тяжёлым и неудоб­ным водолазным снаряжением и имеет недостаточную устойчивость. Видимость при подводных работах обычно очень плохая; в боль­шинстве наших рек. особенно при повышении их уровня, видимость практически почти совершенно отсутствует. Кроме того имеются обычные дополнительные трудности: течение, волнение, значи­тельные глубины, загрязнения поверхности металла и др. Чаше все­го приходится резать многослойный металл, причём слон пакета нередко расшатаны взрывом или ударом при аварии и т. п. Не­ смотря на все эти трудности, героические советские подводники успешно выполняют трудные задания и проводят замечательные работы по резке н сварке металла под водой в труднейших условиях.

Преимущества и недостатки гидроабразивной резки

В современной промышленности активно используется новый вид резки металла с помощью воды. Такая резка называется водно-абразивной или гидроабразивной. Впервые этот метод был использован в авиастроительной промышленности.

У данной технологии отсутствуют недостатки, которые присущи разрезанию металла механическим воздействием или высокой температурой. Впервые такая технология была применена в 70-х годах прошлого века. В промышленности ее активно стали использовать в конце XX века.

Разрезание металла посредством воздействия воды и абразива имеет ряд преимуществ.

  • Обрабатываемое изделие не нагревается и не деформируется.
  • Высококачественный рез, поэтому нет необходимости в последующей обработке изделия.
  • Потери металла – минимальны.
  • Обрабатывать детали можно любого размера и в любом режиме – ручном или автоматическом (без участия человека).

Применяя водно-абразивную резку, можно получить детали различной формы – нужно только задать определенные параметры с помощью числового программного управления. Этот фактор позволяет активно применять данный метод для получения различных предметов, предназначенных для украшения интерьера, зданий и т. п.

Есть у водно-абразивной резки и недостатки. Во-первых, для металлов, подверженных коррозии, могут быть негативные последствия. И, во-вторых, этот вид резки требует больших финансовых затрат. Весь механизм нужно постоянно осматривать. Оборудование часто выходит из строя и требуют ремонта или замены.

Классификация оборудования для резки кислородом

По способу обработки резка бывает ручная и механизированная. Существуют ручные резаки, работа которых характеризуется достаточно высокой точностьюю Они подразделяются на универсальные, специальные, для фигурного и прямого раскроя. При необходимости обработки больших объемов металла рационально использовать переносные аппараты «Гугарк», большие партии одинаковых изделий успешно вырезаются с помощью шарнирных машин АСШ-86. Промышленные предприятия чаще всего используют портально-консольные устройства.

Принцип действия установки для гидроабразивной резки

Во время процесса резки важно придерживаться определенных параметров и соблюдать правила пользования станком. Здесь важно, какое давление воды используется, какой расход, скорость струи, количество подаваемого абразивного материала.

  • 1 – подача воды;
  • 2 – сопло;
  • 3 – абразивный материал;
  • 4 – смесительное устройство;
  • 5 – кожух;
  • 6 – струя воды и абразива;
  • 7 – обрабатываемый материал.

Процесс гидроабразивной резки металла включает в себя 4 этапа:

  • Заготовка помещается в ванну с водой и закрепляется. На неавтоматизированном устройстве это нужно делать своими руками, на станке с ЧПУ – с помощью программы.
  • В ванну помещается инструментальная головка, в которую подаются вода и абразив. При этом устанавливаются необходимые рабочие параметры (давление воды, расход и т. д.).
  • Инструментальная головка направляется на обрабатываемый материал.
  • Струя воды и абразива разрезает заготовку.
  • Абразивный материал после резки фильтруется и сушится.

Перечисленные этапы при работе устройства постоянно повторяются. Металл разрезается из-за удара частиц абразива. Вода, при этом выступает в качестве носителя режущих частиц (то есть, абразива). В качестве абразива используются:

  • кварцевый песок;
  • карбид кремния;
  • гранатовый абразив;
  • электрокорунд;
  • оливин.

Активно данный вид резки применяется для обработки заготовок из легированной стали. Это обусловлено тем, что струя воды и абразива не нарушает состав такой стали. Кроме металлов, можно обрабатывать стекло, камень (природный и искусственный), бетон и железобетон. Но, для каждого материала есть свои пределы по толщине:

  • Цветные металлы, сплавы и нержавеющая сталь – максимум 150 мм.
  • Композитные материалы, углепластики – максимум 200 мм.
  • Природный и искусственный камень – максимум 300 мм.

Резка металла под водой оборудование

Давайте рассмотрим технологию резки металла водой и принцип ее действия. Во время различных работ (как в промышленности, так и в быту) часто приходится разрезать металлические конструкции. Для этой цели применяется механическая, лазерная, кислородная, плазменная резки. То есть, для разрезания металлов используется в основном механическое воздействие или высокая температура.

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. Например, при механической резке происходит деформация металла, а при газокислородной или плазменной – к его окислению.

Особенности кислородной резки труб

Ручной способ кислородного раскроя применяется для обработки торцов трубопровода перед сварочными работами, для удаления дефектов. Операция может выполняться в любом пространственном положении. Для ее выполнения применяют вставные и универсальные резаки. Настройка режима зависит от толщины обрабатываемого изделия.

Оборудование

Станок для гидроабразивной резки состоит из:

  • насоса высокого давления;
  • инструментальной головки;
  • рабочего стола;
  • системы перемещения, оснащенную ременным приводом или устройства управления с ЧПУ;
  • рабочей ванны (из нержавеющей стали);
  • емкости для подаваемой воды;
  • бака для абразивного материала;
  • компрессора для подачи абразивного материала;
  • датчика, предназначенного для контроля абразива;
  • смесительной камеры;
  • выносного пульта с маховиком, предназначенного для упрощения процедуры управления;
  • устройства, предназначенного для удаления останков обрабатываемого материала;
  • устройства, предназначенного для подачи обрабатываемых деталей.

Резка металла под водой

Нетривиальная задача: надо разрезать металлическую конструкцию под водой не извлекая её: чем это можно сделать?

В современных способах обработки металла при необходимости выполнения работ под водой применяются два принципиально различных способа резки металла:

  • Электродуговой, при котором резка выполняется за счет термического воздействия на материал;
  • Плазменная резка;
  • Резка посредством создания условий протекания химической реакции, позволяющей металлу сгорать в кислороде, при этом струя кислорода выступает режущим инструментом. Способ получил название кислородной резки.

Последний способ в свою очередь делится на два подвида по типу нагрева металла:

  • Газокислородная, далее разделяющаяся на подвиды по типу используемого горючего газа для разогрева металла до температуры возгорания;
  • Электрокислородная, при которой нагрев осуществляется посредством создания электрической дуги, делится на подвиды по типу применяемых в ней электродов.

Самым простым способом, который применяют в большинстве случаев для выполнения резки металла под водой на данный момент времени остается дуговая резка, для которого организую подачу тока не менее 500 a. Хорошие результаты дает этот способ при обработке металла толщиной до 2 см, с увеличением толщины производительность выполнения работ быстро снижается, а расход электродов растет, кроме того образуется неровный край реза. Поэтому, хоть и существует возможность применения электродуговой резки к порезам металла толщиной до 70 mm, но гораздо чаще для больших толщин металла или для резки нескольких слоев применяют электрокислородный способ.

Но и у этого способа есть свои минусы, так в первую очередь, это быстрый выход из строя электродов. Так самый доступный трубчатый стальной электрод в среднем сгорает за 1 мин и требуется его замена, что увеличивает время выполнения работ в три-четыре раза. Поэтому основные усилия в продвижении этого способа направлены на поиск и разработку более стойких электродов.

По качеству создания кромки самые лучшие результаты показывает газокислородный способ резки. Но и этот способ имеет свои ограничения. Так, хорошие показатели резки получаются при разделении стали, титана и марганца и сплавов на их основе. А остальные металлы и сплавы, в частности, на основе меди и алюминия, почти не поддаются газокислородной обработке, потому что температура их плавления ниже температуры их активного окисления в кислороде, а это условие является одним из необходимых условий газокислородной резки.

Иногда, например при плохой видимости, проще сделать ряд отверстий, а затем резать пространство меж ними.

Возможна подводная резка металла и с помощью специальных плазморезов (отличаются от обычных: охлаждение катода в плазмотроне осуществляется воздухом, сопла — окружающей водой), как пример АППР Краб. Пока этот метод находится в стадии активного апробирования. Особенно он интересует МЧС.