Taierea si debitarea metalelor

TAIEREA SI DEBITAREA METALELOR

In vederea executarii pieselor ce urmeaza a fi montate in masini si utilaje se folosesc semifabricate taiate in prealabil la dimensiunile necesare din table, bare, tagle, benzi, profile, etc.

Operatia de taiere din laminate a semifabricatelor se numeste debitare si se poate efectua prin :

n     aschiere;

n     abraziune;

n     forfecare;

n     frictiune;

n     taiere termica;

n     cu microaschii;

1. Debitarea prin aschiere

Acest procedeu se utilizeaza la obtinerea din laminate cu profil transversal constant a unor piese cu lungimi relativ precise. Suprafetele rezultate din debitare sunt relativ netede si sunt plane. Debitarea prin aschiere se face pe ferestrau alternativ, circular, cu banda sau prin strunjire.

Debitarea pe ferestrau reprezinta un procedeu de prelucrare prin aschiere. In toate cazurile miscarea principala de aschiere este a sculei ca si miscarea de avans , semifabricatul fiind intotdeauna fix.

Sculele utilizate sunt : lame, discuri sau benzi prevazute cu o dantura aschietoare. Ele se confectioneaza din oteluri de scule inalt aliate, calite si sunt racite in timpul aschierii.

In ambele cazuri semifabricatul se fixeaza in menghina cu falci, iar scula executa atat miscarea principala cat si cea de avans.

Semifabricatele destinate debitarii pot fi si piese forjate sau turnate. Ele se pot reteza individual sau prin strangererea lor in pachet , daca au grosime mica. Prin aceste procedee se pot debita orice semifabricat in afara tablelor.

Semifabricatele de dimensiuni mici se debiteaza pe ferestrau alternativ, iar cele de dimensiuni mai mari (peste 150 mm) pe ferestrau circular.

Viteza de avans este de ordinul zecilor de mm / min. .

Debitarea pe strung se face in cazul laminatelor rotunde sau hexagonale cu dimensiune pana la 60 mm (dimensiunea interioara a axului principal).

Se folosesc cutite de strung standardizate sau profilate din otel rapid sau carburi metalice, cu grosimi intre 2 si 8 mm . Viteza de aschiere este de max. 100 m / min., iar viteza de avans de 0,05.. 0,2 mm / rot..

2. Debitarea prin abraziune

Debitarea prin abraziune reprezinta un caz particular al debitarii prin aschiere, caracterizat prin aceea ca scula folosita este un disc abraziv ingust care se roteste cu o viteza de 50 . 80 m / s.

Schema de lucru este aceeasi ca in cazul debitarii cu ferestraul circular, deosebirea constand in natura si valorile vitezelor de lucru.

Metoda este foarte productiva, accesibila, nu necesita utilaje complexe si se foloseste in special la debitarea barelor si a tevilor de dimensiune mica. Procedeul se aplica si la retezarea retelelor de turnare la piesele turnate in special din aliaje neferoase.

3. Taierea prin forfecare

Acest procedeu utilizeaza pentru retezare doua taisuri asociate care solicita semifabricatul la forfecare. Este un procedeu de taiere cu taisuri asociate.

Taierea se face pe foarfeca ghilotina sau combinata, fie pe prese mecanice sau hidraulice. Se foloseste mai ales pentru debitarea profilelor de dimensiuni mici (mai mici de 20 mm). Productivitatea procesului este foarte mare, datorita faptului ca taierea se realizeaza dintr-o singura cursa activa. Taietura asigura o suprafata curata si precisa in cazul tablelor si profilurilor nu prea groase (pana in 20 mm), dar la materialele cu grosimi mai mari o parte din suprafata taieturii este rugoasa si neregulata, iar zona din apropierea taieturii este deformata plastic.

4. Debitarea prin frictiune

In acest caz se foloseste ca scula un disc sau o banda metalica fara dantura ce realizeaza viteze principale mari 80 - 150 m / s, fapt ce permite realizarea unor forte de frecare mari intre scula si semifabricat, chiar la forte de apasare mici. Din aceasta cauza materialul semifabricatului se incalzeste in zona de contact pana in domeniul plastic sau chiar de topire, fiind strapuns de disc. O mica cantitate de material se pierde prin ardere. Sculele folosite (discurile) se confectioneaza din otel refractar. Productivitatea este foarte mare, iar procedeul se foloseste mai ales la debitarea pieselor subtiri.

5. Taierea termica a metalelor

Separarea semifabricatelor se face pe seama arderii unei cantitati de metal din zona taieturii. Exista mai multe procedee de taiere termica :

a) cu oxigen;

b) cu plasma;

c) cu laser;

a) Taierea cu oxigen

Este procedeul de taiere termica cel mai raspandit. Preyentam mai jos diferite variante ale acestui procedeu tehnologic :

1. Taierea cu oxi-gaz

Metalul se incalzeste cu ajutorul unei flacari de gaze, dupa care se proiecteaza asupra lui un jet de O₂. Pentru ca un aliaj sa se poata taia prin acest procedeu, el trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii :

1)     temperatura de ardere sa fie mai mica decat temperatura de topire;

2)     oxizii formati sa fie usor inlaturati;

3)     conductibilitatea termica a materialului sa fie mica;

Otelul carbon hipoeutectoid indeplineste toate aceste conditii.

2. Taierea cu oxigen si cu flux

Se aplica la taierea otelurilor inox, refractare, fontelor si a aliajelor de cupru. La acest procedeu, in jetul de O₂ care intra in arzatorul oxigaz este antrenat un flux pulverizat care arde in O₂ cu degajarea unei cantitati de caldura suplimentara. Fluxul este alcatuit din pulbere de fier si fondanti ca silicati si carbonati de calciu.

b) Taierea cu plasma

Se utilizeaza din ce in ce mai larg datorita avantajelor pe care le prezinta fata de celelalte procedee de taiere termica a metalelor, datorita urmatoarelor avantaje :

productivitate ridicata;

posibilitatea taierii aliajelor refractare la grosimi mari;

taieturi inguste si fara bavuri;

Pentru taiere se foloseste un arc sau jet de plasma care incalzeste, arde si indeparteaza metalul din zona taierii. Jetul de plasma se foloseste pentru taierea aliajelor metalice cu grosimi pana la 8-10 mm, iar la grosimi mai mari se foloseste arcul de plasma. Vitezele de taiere sunt de 250-1250 mm/min.

Conducerea jetului de plasma se poate face manual sau automatizat.

c) Taierea cu laser

Este un procedeu modern pentru taierea sau prelucrarea foarte fina a oricaror materiale metalice sau nemetalice in scopul indepartarii unor cantitati foarte mici de material sau al taierii.

Se utilizeaza un fascicul laser care dezvolta pe un spatiu foarte mic temperaturi pana la 18000 C. Latimea taieturii este de ordinul sutimilor sau zecimilor de milimetru, iar piesele ce se taie sunt de obicei subtiri. Viteza de taiere scade cu grosimea semifabricatului. Se foloseste in industria electronica si optica (debitari de elemente semiconductoare sau lentile).

6. Taierea cu microaschii

Metoda foloseste eroziunea electro-mecanica sau electro-chimica.

Unul din procedeele utilizate este taierea anodo-mecanica, care foloseste drept scula un disc sau o banda care realizeaza o miscare relativa fata de semifabricat. Scula poate fi chiar un fir metalic (vezi taierea cu fir).

7. Taierea cu oxi-arc

Ca sursa de caldura pentru incalzirea piesei pana la temperatura de amorsare a arderii se foloseste arcul electric de sudura.

Arcul electric se obtine intre un electrod consumabil tubular si piesa de taiat. Prin electrodul tubular se insufla oxigen. Electrozii se confectioneaza din otel cu continut scazut de carbon si au diametrul interior de 2 - 4 mm, iar grosimea peretelui de 3-5 mm. Nu se poate evita o concentratie mai mare de caldura in zona si deci topirea partiala a muchiilor superioare ale taieturii.

Fig.1 . Schema de principiu a taierii cu oxi-arc

8. Taierea termica sub apa

Datorita faptului ca atat flacara oxi-acetilenica cat si arcul electric ard sub apa, ambele metode se pot utiliza la taierea sub apa. Arzatoarele utilizate sunt speciale prin ele insuflandu-se si aer, care va forma o bula pentru protejarea flacarii. Flacara se aprinde deasupra apei, dupa care se da drumul aerului comprimat. Materialul se incalzeste pana la temperatura de amorsare a arderii, dupa care se incepe insuflarea oxigenului si deplasarea arzatorului de-a lungul taieturii.

Incalzirea materialului, produsa de actiunea combinata a sursei exterioare si a caldurii degajate de procesul de oxidare conduce la formarea unei zone de influenta termica in care apar inevitabil structuri de supraincalzire si calire, care modifica proprietatile locale indeosebi pe cele de calire. In cazul in care modificarile sunt daunatoare piesei se inlatura aproximativ 2 mm din piesa prin aschiere.