Фрикційне різання листового матеріалу заснована на використанні сил тертя, що виникають при русі по матеріалу швидко біжить стрічки (рис. 2.10 і 2.11). Швидкість стрічки коливається від 1000 до 4000 м / хв. Для різання металів великої товщини і матеріалів органічного походження застосовують стрічку з зубами. Зуби в даному випадку служать для видалення з розрізу частинок матеріалу (рис. 2.10).
Перевага фрикційної різання в тому, що цим способом можна різати метали будь-якої міцності, в тому числі і загартованих сталей. Добре розрізаються пластмаси, силікатні матеріали.
Газопламенная різання. При газополум'яної різанні розрізається метал нагрівається до температури плавлення і при цьому він згоряє в середовищі газового окислювача. Наприклад, ацетилено-кисневе різання. Ацетилен згоряє і нагріває метал, який згорає в середовищі кисню.
У процесі різання спостерігається значний перепад температур між зоною термічного впливу і основною масою матеріалу. Часто фізико-механічні властивості матеріалів в процесі газополум'яної різання змінюються. У зоні різу можлива зміна хімічного складу металу. Перевагою газопламенной різання є мобільність і можливість використання різання в польових умовах.
Газопламенная різання може бути в ручному і стаціонарному виконанні.
При ручному різанні необхідно передбачати припуски на подальшу обробку від 3 до 5 мм на сторону.
Більш досконала механізація і автоматизація різання досягається застосуванням стаціонарних газорізальних установок. На каретці може бути змонтовано до 6-8 одночасно працюючих ризиків. У тих випадках, коли необхідно одночасно з різкою обробити кромки, застосовують блок ризиків, встановлених під різними кутами.
Продуктивність газорізальних машин при різанні стали товщиною від 4 до 40 мм становить від 20-40 м / год. Ширина різу при автоматичній різанні від 2 до 6 мм з відхиленнями від номінальних розмірів від 0,3 до 0,5 мм. При ручному способі різання ширина різу від 3 до 10 мм.
Киснево-флюсове різання. Для різання хромонікелевих нержавіючих сталей і чавунів в струмінь ріжучого кисню вводять флюси. Така різка називається киснево-флюсового. Флюс при згорянні в киснево-ацетиленовому полум'я виділяє велику кількість тепла і отшлаковивает оксиди хрому. Рідкий шлак стікає і звільняє основний метал від поверхневої плівки.
Для різання металу товщиною понад 100 мм застосовують спеціальні різаки, а в якості пального газу застосовують водень.
Різання двошарової сталі необхідно проводити з боку основного шару.
Електродугова різання. При електродугової різання розрізається метал нагрівається до температури плавлення за рахунок тепла електричної дуги, що виникає між оброблюваних металом і електродом, і видаляється з розрізу струменем газу.
Електродугову різання виробляють вугільно-графітовими або вольфрамовими електродами. Струмінь газу може бути окислювальному або інертним. Як окислювачі застосовують кисень і повітря, а в якості інертних газів - аргон і водень.
Поверхня після електродугової різання в більшості випадків не потребує додаткової очистки або механічній обробці. Науглеражіваніе поверхні в основному металі - незначно (0,01-0,03%).
Залежно від товщини металу, що розрізає і діаметра електрода використовується струм від 200 до 600 А. Напруга дуги 40-50 В. Максимальна глибина різу 5-6 мм. Різка товстих листів здійснюється за кілька проходів.
Для киснево-дугового різання застосовують металеві електроди з подвійною обмазкою. Вугільно-графітові електроди покривають тонким шаром міді. Такі електроди забезпечують більш стійкий режим і довше служать. Для різання магнію, алюмінію, титану, міді і деяких інших металів рекомендується застосовувати аргонно-дугове різання, при якій газовий струмінь складається з 65% аргону і 35% водню. При різанні цим способом рез виходить вузьким. Температура в зоні різання досягає 3700 ° С.
Плазменно-дугове різання. Плазмова технологія широко застосовується при різанні і зварюванні матеріалів. Висока температура плазми, простота і надійність плазмових пальників в поєднанні з їх високим ККД, широкий діапазон зміни параметрів процесу, можливість застосування різноманітних робочих плазмообразующих газів, високі інтенсивність і продуктивність плазмових установок роблять цей метод не тільки економічно вигідним, але іноді і незамінним.
Плазма може бути отримана різними способами. Найпростіший і найпоширеніший з них - нагрівання газу в дуговому розряді. Як газу використовують суміші: аргону 20% і гелію 80%; аргону 50% і водню 50%; аргону і азоту і т.п.
Для різання в промисловості застосовується дві схеми плазмоутворення: 1) дуга прямої дії, порушується на оброблюваної поверхні металу, який є анодом (+); 2) непряма (незалежна) дуга збуджується між електродами, що знаходяться в плазмотроне (показана на рис. 2.12).
Першу схему доцільно застосовувати при різанні, як що забезпечує повне використання енергії дугового розряду. Плазмовий струмінь (друга схема) в процесі різання використовують як допоміжний процес, а також при обробці неелектропровідних матеріалів і іноді металів невеликої товщини. Плазмотрон працює наступним чином. Під дією напруги, що подається на електроди виникає дуга. Газ подається в камеру по тангенціальним вводів, закручується і під дією дуги нагрівається і іонізується. Потік плазми підхоплює дугу і витягує її в напрямку виходу. Індукційна котушка служить для стабілізації потоку плазми і дуги.
Швидкість різання металу тим більше, чим більше потужність ріжучої дуги і менше товщина металу, що d, ширина різу b. щільність металу r.
Швидкість різання може бути визначена за формулою, м / с:
де q - теплота, Вт; q0 - теплові втрати при утворенні різу, Вт; Q - кількість тепла, необхідного для розплавлення 1 кг металу.
Область застосування плазмово-дугового різання надзвичайно широкі: різка листового металу товщиною від 0,1 до 300 мм, свердління отворів діаметром від 0,06 мм, різання труб діаметром до 2500 мм, різання кольорових металів - міді, алюмінію, магнію, титану, маловуглецевих і нержавіючих сталей, напівпровідників і різних неметалічних матеріалів. Різка може бути прямолінійною і профільної, зі скосом і без скосу кромок. Можливі поверхнева стружка, вирізка канавок, вирізка дефектів. Свердління отворів, зняття окалини з поковок, зварювання металів, напилення покриттів і багато інших операцій.
Переваги плазмового різання добре видно на таких прикладах. При обробленні кромок під зварювання алюмінієвого листа товщиною 16 мм плазмова обробка в 8 разів швидше, ніж та ж операція, яка виконується на строгальном верстаті. Порівняння витрат на механічну і плазмове різання алюмінію при товщині листа 35 мм свідчить про перевагу останньої в 30-35 разів, а при товщині 20 мм - в 150 разів. За допомогою потужних СО2-лазерів ріжуть м'які сталі товщиною до 10 мм, леговані і нержавіючі сталі - до 6 мм, нікелеві сплави - до 5 мм, тантал і ніобій - від 1,5 до 30 мм. Швидкість різання 4-7 см / с для металів товщиною 0,8 мм і 4-12 мм / с при товщині 10 мм. Ширина розрізу зазвичай становить 0,5-0,6 мм, при необхідності може бути і менше.
Успішно застосовується плазмова різка також при різанні скла, напівпровідників та ін.