История на рязането на метал
е историята на различни технологии, появили се като приложно приложение на следващите открития в областта на физичните и химичните процеси. Следователно ще бъде логично и справедливо да разгледаме всяка история.
Газово (горивно) рязане на метал
Това е най-достъпният, разпознаваем, "народен" начин за заваряване и рязане на метали. Началото на историята на тази технология трябва да се търси в момента на първите опити за използване на топлината от изгаряне на водород, кислород и особено ацетилен за нагряване на метал. Водородът и кислородът са произведени чрез електролиза на вода още в началото на 19 век. Първият апарат, способен да отделя водород с последващо производство на водороден пламък в горелка, е предложен от немския химик Д. Рихман през 1840 г. Този апарат може да заварява и реже стопими метали. Началото на газовото рязане на метал е положено! Революцията е направена чрез използването на ацетилен, получен през 1836 г. от калциев карбид: топлината на изгаряне на ацетилена епет!пъти по-висока от тази на водорода. Но липсата на икономични технологии за производство на калциев карбид забави триумфа на ацетилена с десетилетия. Едва през 1892 г. те се научиха да произвеждат карбид чрез електрофузия, цената му намаля стотици пъти и започнаха нови изследвания за използването на ацетилен за рязане на метал в индустриален мащаб. Чрез смесване на кислород и ацетилен в горелка, те се научиха да достигат точка на топене от 4000 градуса. В същото време не се наблюдава окисление на метала в зоната на заваряване и рязане. Успоредно с това бяха подобрени конструкцията на горелката и методите за съхранение и транспортиране на компресиран ацетилен в метални бутилки.
Автогенното заваряване и рязане на метали се оценяват заради тяхната относителна простота, ниска цена и възможност за извършване на необходимата работа в мобилни, полеви условия. Историята знае многопримери, когато тези предимства са оценени от кракери на банкови сейфове. Безопасната броня е безсилна срещу силата на ацетилена, който гори заедно с желязото в поток от кислород.
През 1906 г. газовото рязане е използвано за първи път под вода, газовата горелка се запалва на повърхността, а под водата получените продукти от горенето напълно изолират зоната на рязане от околната вода.
Плазмено рязане на метал
Това е една от най-новите технологии. В промишлена версия се появява в средата на 50-те години на 20-ти век като алтернатива на механичното рязане при рязане на детайли от легирана стомана и цветни метали. Въпреки че физическият феномен на плазмата е известен отдавна, възможността за управление на процесите в плазмата се появи едва с разработването на мощна електрическа елементна база, тъй като е необходимо да се контролират токове от 300 или повече ампера. Първоначално като плазмен газ се използва аргон, който осигурява по-ниско напрежение на запалване на дъгата и устойчивост на износване на волфрамовите електроди. Технологията беше подобрена и скоро бяха предложени плазмени горелки, използващи по-достъпни технически газове: азот, кислород, сгъстен въздух и по-устойчиви на износване вложки, направени от цирконий и особено хафний като електроди. Работната газова среда се избира в зависимост от материала и дебелината на детайла. Съвременните машини за плазмено рязане с ЦПУ имат бързосменяеми плазмени горелки (електроди плюс дюза) и безстепенни двигатели за движение на работните органи. За нуждите на самолетостроенето и ракетостроенето, ядрената индустрия разработи отделен сегмент - микроплазмено рязане с ниски токове до 40 ампера. С помощта на микроплазмено рязане се заваряват и нарязват листови материали от благородни и огнеупорни метали с дебелина до 0,025 mm.
Усилване на светлината чрез стимулирано излъчване на радиация. Или „усилване на светлинен лъч чрез интензивно излъчване“. Първите букви на този конкретен израз формират новата дума LASER. Следователно началото на лазерните технологии може да се отдаде на 1917 г. и да се свърже с името на Алберт Айнщайн, който пръв описва физиката на принудителното излъчване и предлага възможността за създаване на генератори-усилватели на кохерентна светлина. По-късно лазерните пушки станаха благодарен обект на фантазии на писатели на научна фантастика и скоро в различни страни паралелно се появиха наистина работещи лазерни генератори, способни да нагряват и променят физическото състояние на различни вещества с лазерен лъч.
Съвременните технологии за лазерно рязане на метали са внедрени в най-простите ръчни инсталации и CNC лазерно рязане. Тъй като различните детайли имат различна дебелина и клас стомана, необходимите технологични параметри на рязането се избират от мощността и дебелината на лазерния лъч. Лазерното рязане е най-оптималното по отношение на рязане на метал (заготовка на лист). Позиционирането на движенията и мощността на излъчване са регулирани толкова прецизно, че позволяват да се получат две съседни повърхности от различни части в един разрез, които не изискват довършителни, водопроводни операции. Максималната дебелина на обработваната стоманена заготовка е до 30 mm. Уникалността на лазерното рязане е, че детайлът не трябва да е проводим. Следователно тази технология е в състояние да обработва и всякакви неметални материали, това е особено важно за рязане на изключително крехки материали. Лазерното оборудване за рязане на метал е едно отнай-скъпите, поради което се оправдава само при пълно натоварване.
