Виды обработки металла

Работа со сварочным оборудованием

Посредством сварки формируются неразъемные соединения, устраняются раковины и трещины, корректируется геометрия детали путем наваривания пластин или слоя металла.

Выделяют три способа сварки.

• Газовая. Нагрев свариваемых компонентов осуществляется воспламененным газом. В роли источника огня выступает ацетилен, пропан или бутан. Проведение работ подразумевает использование баллонов со сжиженным топливом или ацетиленового генератора. Подача горючего вещества регулируется горелкой. В качестве связующего элемента используется присадочная проволока.
• Электрическая. Электросварка бывает трех видов: ручная, полуавтоматическая и автоматическая. В первом случае задействуются плавящиеся электроды, во втором – сварочная проволока и защитный (углекислый) газ, в третьем – роботизированное оборудование, осуществляющее сварку по заданному контуру.
• Химическая. Для нагрева и расплавления металла используются особые составы. В процессе их реакции выделяется большое количество тепла, что приводит к сплавлению и свариванию компонентов.

Последний способ сварки применяется крайне редко ввиду своей сложности и дороговизны. С его помощью выполняются работы в труднодоступных местах.

Рис. 1 Электросварка

Художественная обработка

К художественным видам работ по металлу относится ковка, чеканка и литье. С их помощью получают декоративные элементы, обладающие высокими эстетическими качествами. Ковка подразумевает высокотемпературную обработку посредством давления и ударного воздействия. В рамках литья расплавленный металл заливается в специальные емкости, где принимает нужную форму. Чеканка предполагает использование пуансонов заданной геометрии с целью выдавливания или выбивания надписей (орнаментов).

Рис. 2 Нагрев заготовки в рамках художественной ковки

Воздействие электричеством

Электрическое воздействие – особый вид металлообработки, связанный с применением разрядов высокой интенсивности. С их помощью прожигают отверстия, формируют выступы и проемы. Метод рассчитан на толстолистовые заготовки. В качестве контактных элементов выступают графитовые или латунные электроды.

Улавливание металлических частиц, образующихся в процессе обработки, обеспечивают масляные составы.

Рис. 3 Резка графитовым электродом

Воздействие ультразвуком

Для точечного воздействия на заготовку могут использоваться ультразвуковые колебания. Они генерируются с частотой более 20 кГц, эффективно расщепляют нержавейку и прочные легированные сплавы. Способ предполагает применение мощного, дорогостоящего оборудования и наличие особых условий производства.

Рис. 4 Ультразвуковая обработка металлической заготовки

Механическая обработка

Выделяют множество видов обработки металла посредством механического воздействия.

• Точение. Основной вид токарной обработки металла. Деталь вращается в патроне, в это время к ней приставляется заостренный резец. Операция востребована при производстве валов и цилиндрических соединительных элементов (шпонки, шпильки и пр.).

• Сверление. Формирование отверстия в заготовке при помощи сверла. Работы выполняются за счет станка или ручной дрели.

• Строгание. Снятие верхнего слоя с детали на строгальном станке.

• Фрезерование. Фигурная обработка металла фрезой. В отличие от сверла, фреза удаляет металл за счет боковой части. Это позволяет создавать вырезы и пропилы сложной геометрии.

• Шлифование. Вид слесарной обработки металла, предполагающий использование абразивов. Мастер задействует ручной или механизированный инструмент. Выбор оснастки зависит от конфигурации заготовки и желаемого результата.

Операции по механической обработке выполняются согласно требованиям ГОСТа или технологической карты.

Рис. 5 Механическая обработка металла сверлением

Обработка при помощи давления

Обработка заготовок давлением осуществляется посредством штамповки. Работы выполняются на специальных станках, позволяющих воздействовать на деталь со значительными усилиями. Действия могут сопровождаться дополнительными операциями: осаживание, вытягивание, гибка и пр.

Рис. 6 Штамповка металла

Резка металла

Резка обеспечивает раскрой стандартных металлических листов. Операция востребована в частных мастерских и на производственных предприятиях.

Основные виды металлообработки.

• При помощи отрезного инструмента. Резка материала за счет специальных полотен или кругов. 
• Газовая. Резка стали газовым резаком. В качестве горючей основы выступает кислород, смешанный с ацетиленом. Возможно применение прочих горючих газов, поддерживаемых оборудованием.
• Лазерная. Резка металла лазерным лучом. Операция выполняется на станках с ЧПУ.
• Плазменная. Раскрой заготовок посредством ионизированных газов высокой температуры. Как и в случае с лазером, используется машина с ЧПУ.

Оборудование для резки подбирается индивидуально. Для определенных деталей допускается использование нескольких способов раскроя.

Рис. 7 Плазменная резка металла

Химическая обработка

В ходе химической обработки на металл воздействуют активные вещества, изменяющие его внешний вид и прочностные характеристики. Проведение работ требует точной дозировки реагентов и соблюдения особых норм безопасности.

Термическая обработка

Температурное воздействие позволяет изменить физико-механические свойства заготовки. Деталь может приобрести повышенную устойчивость к истиранию или дополнительную механическую прочность.

• Отжиг. Нагрев металла до температуры пластичности с последующим постепенным охлаждением. Процедура улучшает ковкость материала и его пластические свойства.
• Закалка. Прогрев заготовки до определенной температуры с ее продолжительным поддержанием и резким охлаждением в конце. В результате закалки значительно увеличивает прочность компонентов, и снижается пластичность.
• Отпуск. Операция выполняется после закаливания. Деталь нагревают до температуры, меньше температуры закалки, затем постепенно охлаждают. Действие способствует снижению хрупкости материала.
• Старение. Умеренный нагрев металла с целью придания свойств, возникающих при его естественном старении.

К термической обработке также относится нормализация, проводимая для повышения ковкости материала перед процедурой закалки.

Рис. 8 Закалка металла

В рамках производственного цикла может выполняться несколько перечисленных операций. Они организуются в определенной последовательности, позволяют получить продукцию с требуемыми свойствами.