Metody cięcia metali

Cięcie metali polega, jak nazwa może wskazywać, na rozdzielaniu metalu na mniejsze części poprzez rozłączanie go wzdłuż zamierzonej linii cięcia bez dokonywana zmian w samym stanie fizycznym materiału. Różne metody cięcia zużywają różną ilość energii, mają mniejszą lub większą szybkość cięcia i stopień ubytku i wpływu cieplnego na ciętym materiale, a także różną jakość samych ciętych krawędzi.

Odpowiedni dobór metody cięcia wymaga uwzględnienia czynników takich jak grubość i rodzaj materiału, szybkość cięcia, koszty urządzenia i procesu oraz wymagania dotyczące jakości i dokładności cięcia.

Poniżej krótki opis stosowanych w branży metod cięcia metali:

  • Plastyczne: wykonywane na prasach lub nożycach – dźwigniowych, krążkowych lub gilotynowych. W ten sposób można wycinać, odcinać, rozcinać, dziurować, nacinać czy okrawać bez żadnego ubytku typu wióry czy przetopienia.
  • Termiczne: metal spalany jest poprzez strumień czystego tlenu w płomieniu gazowym, który nadtapia i utlenia cięty metal i powoduje wyrzucenie ze szczeliny produkty utlenienia oraz ciekły metal. Wpierw jednak, cała grubośc metalu na ciętej przestrzeni podgrzewana jest za pomocą gazu palnego jak acetylen czy propan zmieszany z tlenem, w wyniku czego otrzymujemy zarówno płomień podgrzewający jak i strumień tlenu tnącego. Stosowana głównie do cięcia przedmiotów ze stali konstrukcyjnych węglowych oraz do nisko stopowych o grubości do 200 mm. Odpowiedni dobór topników pozwala natomiast na cięcie stali austenitycznych, żeliwa i metali nieżelaznych, czy nawet pod wodą.
  • Skrawające: wykonywane przy pomocy pił tarczowych, taśmocych lub nieuzębionych. W ten sposób zazwyczaj dokonuje się cięcia bloków, kształtowników, prętów, rur wlewków oraz wyrobów hutniczych.
  • Łukowe: za pomocą ciepła łuku elektrycznego który jarzy się pomiędzy elektrodą a ciętym materiałem wytapiana lub wypalana jest szczelina. Posiada wiele odmian – takich jak łukowo powietrzne, gdzie strumien powietrza wdmuchuje stopiony metal, łukowo tlenowe – które łączy spalanie tlenu i stapianie cieplem łuku w zależności od materiału, elektrodą otuloną, wydmuchiwane gazem ochronnym jak argon z wodorem, azotem lub CO2 – stosowana wobec metali odpornych na korozję.
  • Plazmowe: odmiana cięcia łukowego, gdzie plazma – to jest zjonizowany gaz o dużej koncentracji cząsteczek naładowanych – wydobywa się w temperaturze 10000-30000 K z prędkością zbliżoną do prędkości dźwięku i jarzy się między elektrodą nietopliwą a ciętym metalem. Proces możliwy do stosowania przy dowolnych stalach i metalach nieżelaznych oraz pod wogą, nie zniekształca materiału, duża prędkość.
  • Strumieniem wodnym: silnie sprężony (powyżej 400 MPa) strumień wody przepuszczany jest przez dyszę o malej średnicy, przez co nadawana jest mi prędkość niemal trzykrotnie szybsza niż dźwięk. Erozja i zmęczenie ścinające usuwają materiał ze szczeliny, zaś w przypadku twardych materiałów można wprowadzić do wody także proszek ścierny – metoda nazywa się wówczas cięciem abrazyjnym. Nie zmienia struktury metalu, nie powoduje naprężeń, miktopęknięć i jest całkowicie ekologiczna.