Два дефекта термической резки портят жизнь и заказчику, и цеху: грат (заусенец, окалина на нижней кромке реза) и зона термического влияния (ЗТВ) — слой металла у кромки с изменённой структурой и свойствами. Грат приходится зачищать вручную, а ЗТВ может ослабить деталь или помешать последующей обработке. Разберём, откуда они берутся, как режимы и газ влияют на их величину и как свести их к минимуму.
Что такое грат и почему он появляется
Грат — это застывший расплав, который не выдулся из реза и прилип к нижней кромке в виде валика или капель. Причина одна: газ не смог полностью удалить жидкий металл из пропила. А вот факторов, которые к этому приводят, несколько — неподходящая скорость, недостаточное давление газа, неверный фокус, изношенное сопло или загрязнённая оптика.
- Слишком высокая или, наоборот, слишком низкая скорость подачи — расплав либо не успевает выдуваться, либо перегревается.
- Недостаточное давление режущего газа, особенно на толстом металле.
- Неправильное положение фокуса по толщине листа.
- Изношенное, разбитое или загрязнённое сопло — струя газа теряет форму.
- Грязное защитное стекло — падает плотность мощности в пятне.
Что такое зона термического влияния
Зона термического влияния — это узкая полоса металла вдоль кромки, которая нагрелась, но не расплавилась, и из-за нагрева и быстрого охлаждения изменила структуру: твёрдость, зерно, остаточные напряжения. На углеродистых и легированных сталях кромка в ЗТВ может стать твёрже и хрупче за счёт подкалки, что мешает последующему сверлению, нарезанию резьбы или гибке по кромке и может стать концентратором трещин на ответственных деталях.
Что увеличивает зону термического влияния
Величина ЗТВ зависит от того, сколько тепла ушло в металл. Чем шире источник нагрева и медленнее рез, тем больше ЗТВ. Поэтому у плазмы зона шире, чем у лазера, а у газокислородной резки — ещё больше. Кислородная резка добавляет тепла горением, поэтому её ЗТВ обычно шире, чем у резки в азоте. Гидроабразив не нагревает металл вовсе — у него ЗТВ отсутствует как явление.
| Технология | Грат | Зона термического влияния |
|---|---|---|
| Лазер в азоте | Минимальный | Узкая |
| Лазер в кислороде | Возможен | Умеренная |
| Плазма | Заметный | Шире |
| Газокислородная | Окалина | Широкая |
| Гидроабразив | Нет (чистый рез) | Отсутствует |
Как минимизировать грат
Грат — это вопрос отладки режима и состояния расходников. Подберите оптимальную скорость для толщины, обеспечьте достаточное давление газа, выставьте фокус по карте режимов, держите сопло и защитное стекло чистыми и целыми. Часто переход с воздуха на азот при резке нержавейки убирает грат и потемнение разом. Если грат всё равно остаётся, его снимают зачисткой, галтовкой или щёткой — но лучше не допускать.
Как уменьшить зону термического влияния
- Выбирайте технологию с меньшим заносом тепла: лазер вместо плазмы, азот вместо кислорода.
- Не режьте на заниженной скорости без необходимости — медленный рез греет металл сильнее.
- Для термочувствительных и закалённых деталей применяйте гидроабразив — он не создаёт ЗТВ в принципе.
- Закладывайте припуск на механообработку кромки там, где подкалённый слой мешает дальнейшим операциям.
ЗТВ нельзя убрать совсем при термической резке — её можно только сузить выбором технологии и режима. Если по чертежу изменение структуры кромки недопустимо, это сразу гидроабразив, без вариантов.
Когда дефекты критичны, а когда нет
На неответственных деталях небольшой грат и узкая ЗТВ роли не играют. Критичны они там, где кромка работает под нагрузкой, идёт под точную сборку, последующую обработку или где недопустима подкалка. В таких случаях технологию и режим выбирают именно под требования к кромке, а не только под скорость и цену.
Загрузите деталь в МЕТГЕН — при расчёте учитываются требования к кромке и материалу, система подберёт технологию и режим с минимальным гратом и ЗТВ, заложит припуск под обработку там, где он нужен, и направит заказ в подходящий цех. Мгновенный расчёт показывает цену с учётом доработки кромки.