Prelucrarea metalului - dezvaluirea “secretelor” din spatele unei activitati indispensabile a industriei

Prelucrarea metalului - dezvaluirea “secretelor” din spatele unei activitati indispensabile a industriei

Inca din cele mai vechi timpuri, din zorii patrunderii umanitatii in epoca bronzului, si, mai apoi, in cea a fierului, prelucrarea metalelor a constituit una dintre cele mai importante activitati ale unei industrii incipiente. Ulterior, odata cu trecerea de prima Revolutie Industriala, prelucrarea metalelor, care, timp de milenii, a fost apanajul unui numar restrans de specialisti care operau cu unelte rudimentare, a devenit o activitate productiva de baza a economiei, iar numarul metodelor de prelucare a metalelor precum si produsele finite obtinute au cunoscut o veritabila explozie desigur, in acord cu solicitarile tot mai numeroase venite din partea diverselor altor ramuri ale productiei industriale.

In acest articol vei afla cateva notiuni esentiale in privinta tehnologiei de prelucrare, taiere sau debitare a metalelor, tehnologie care este folosita azi in mod extensiv in majoritatea companiilor cu profil industrial si chiar in cadrul mai micilor ateliere mecanice sau de prelucrari metalice.

Prelucrarea metalelor - generalitati si caracteristici ale diverselor forme de prelucrare a solidelor metalice

Prelucrarea metalelor se incadreaza in spectrul mai larg al proceselor tehnologice de productie care au drept obiectiv modificarea formei, dimensiunilor dar si a proprietatilor fizico-chimice ale diverselor piese metalice semifabricate cu scopul final de a obtine anumite repere sau piese finite necesare altor domenii industriale pentru a fi integrate apoi in ansambluri constructive sau pentru a fi folosite ca atare.

In majoritatea cazurilor in care este vorba de prelucrari metalice realizarea operatiunii tehnologice presupune existenta unei documentatii tehnice adecvate care ar trebui sa contina desenul tehnic de executie, modul de operare si fisa tehnologica a procesului.

Termenul generic de prelucrarea a metalelor cuprinde o serie intreaga de operatiuni specifice: debitare, gaurire sau forare, sanfrenare, frezare, strunjire, daltuire, slefuire, aschiere. Un atelier sau chiar o companie industriala se pot ocupa cu activitati de prelucrare precum:

  • Debitare tabla la ghilotina
  • Indoirea foilor de tabla dupa anumite indicatii si solicitari tehnice cu ajutorul utilajelor din gama abkanturilor
  • Suduri profesionale din toate gamele MIG-MAG
  • Debitare sau taiere profile metalice cu ajutorul fierastraielor cu panze banzic tip panglica
  • Diverse prelucrari (strunjire, frezare) cu ajutorul strungurilor clasice sau a celor cu comanda CNC
  • Executarea de gauri in diverse suprafete metalice
  • Stantarea suprafetelor metalice fie ca este vorba de tabla, fie ca este vorba de alte tipuri de piese

Toate aceste procese industriale se incadreaza in sfera mai larga a tehnologiei materialelor care se ocupa cu transformarile la care sunt supuse materialele metalice diverse in vederea producerii de piese solicitate pentru diverse aplicatii.

Utilaje pentru prelucrarea metalelor - necesarul privind utilarea unui atelier de prelucrari metalice

2 Prelucare, taierea si debitarea metalului - masina de taiat metal cu laser

Prelucrarea metalelor poate avea loc prin mai multe procedee tehnologice care pot fi clasificate in mai multe categorii folosind diverse clase de utilaje specifice.

Prelucrarea metalelor prin deformare plastica

Deformare plastica a materialelor metalice inseamna transformarea fizica a formei geometrice initiale a materialului metalic intr-o noua forma prin diverse procedee. Principalele procede de prelucrare prin deformare plastica sunt:

  • Laminarea la cald sau la rece - un procedeu tehnologic care consta in trecerea unei mase metalice reci sau incalzite la rosu printre doi cilindri de rotatie in mod fortat pentru a se reduce grosimea materialului de lucru la o cota noua. Este un procedeu des intalnit in laminoarele de tabla si in combinatele siderurgice.
  • Tragerea sau trefilarea este un proces tehnologic prin care materialul metalic este deformat plastic prin actiunea unei forte de tractiune si trecerea fortata a materialului (de regula incalzit la rosu pentru a i se creste nivelul de ductibilitate) prin diverse matrite cu sectiune mai scazuta decat cea a materialului. Este procesul tehnologic folosit in industria sarmei, sau pentru obtinerea barelor de fier beton, ori a unor tevi cu diametre mai mici.
  • Extrudarea este un proces tehnologic asemanator tragerii sau trefilarii cu deosebirea ca forta care actioneaza asupra materialului este una de compresie si nu de tractiune. Extrudarea este un proces tehnologic care este folosit de regula pentru obtinerea de profile fine necesare industriei electronice.
  • Indoirea este o metoda de deformare plastica care are drept scop modificarea axei piesei metalice fara a modifica dimensiunile initiale ale acesteia. Indoirea cu ajutorul masinilor de indoit tevi si profile este un proces de prelucrare a metalelor care se efectueaza, de regula, cu ajutorul unui poanson care deformeaza metalul prin apasare pe un suport. Suportul este cel care are o forma sau un profil care va da si forma finala a piesei.
  • Ambutisarea este un proces de prelucrarea a metalelor prin deformare plastica care conduce la obtinerea de piese cave cu sau fara a se modifica si grosimea initiala a pieselor prelucrate. Procesul este similar cu indoirea si apeleaza la folosirea unui poanson apasat pe piesa metalica asezata, la randul ei pe o matrita cu cavitate realizata dupa profilul necesar, obtinandu-se astfel o piesa cu forma identica.

Prelucrarea, taierea sau debitarea metalelor prin aschiere

Cel mai cunoscut mod de prelucrare, taiere sau debitare a metalelor este reprezentat de tehnologia clasica prin aschiere. Aschierea este modalitatea de indepartare a materialului din corpul unei piese metalice pentru a obtine in final o piesa sau o suprafata noua de forma si dimensiunile dorite, dupa un anumit desen, model sau norme tehnice. Prelucrarea metalelor prin aschiere cunoaste mai multe forme.

  • Burghierea sau gaurirea este una dintre cele mai simple operatii care constau in executarea unei gauri cu ajutorul unui burghiu sau al unor carote de gaurire a metalelor cu care sunt prevazute masinile de gaurit manuale sau strungurile asupra unei piese fixate. Ulterior, gaura executata poate fi cizelata dupa nevoia proiectului prin apelarea la masinile de sanfrenat care executa o noua prelucrare a metalelor - sanfrenarea.
  • Ferastruirea este tot o modalitate de prelucrare a metalelor prin aschiere care consta in taierea manuala sau mecanica a unor piese cu ajutorul fierastraielor de debitat metal prevazute cu panze speciale de tip panglica sau circulare.
  • Polizarea, ca metoda de prelucrare a metalelor prin aschiere, este realizata in mod mecanic cu ajutorul polizoarelor cu cu banda si unghiulare prevazute cu discuri sau benzi de polizare cu diverse granulatii.
  • Rectificarea este tot o prelucrare prin aschiere cu ajutorul unui corp abraziv care intra in componenta masinilor de rectificat insa in acest caz atat piesa cat si suprafata abraziva se afla in miscare de rotatie.
  • Filetarea este o modalitate de prelucrare a metalelor prin aschiere care se poate executa fie manual, fie mecanizat cu ajutorul strungurilor, masinilor de gaurit, masinilor de frezat filete sau a masinilor de filetat metale specializate. Aceste utilaje sunt prevazute cu cutite din otel dur care pot avea forma unor freze, tarod sau filiera si care conduc la crearea unui model filetat pe suprafata externa sau interna a piesei cu ajutorul miscarilor de rotatie.

In fine, o alta categorie de prelucrari ale metalelor consta in procesele de lipire a doua piese sau suprafete metalice distincte. Una dintre cele mai cunoscute forme de lipire este sudarea care este procesul tehnologic de imbinare definitiva a doua metale cu compozitii apropiate in conditii de temperatura si presiune determinate.

Procesul de sudura se poate realiza cu sau fara materiale de adaos, si poate fi de mai multe feluri:

  • Sudarea cu arc electric de tip MIG/MAG sau TIG in functie de atmosfera controlata sub care se realizeaza procesul de sudare.
  • Sudarea prin presiune sau in puncte care este folosita mai ales in domeniul constructiei de echipamente electrice
  • Sudarea cu laser care se foloseste de energia unui fascicul luminos convertita in energie termica la suprafata metalelor care trebuie imbinate.
  • Sudarea cu fascicul de electroni care se foloseste mai ales in cazul anumitor metale rare, a aliajelor inalte, etc.


Fiecare dintre aceste procese este diferit ca mod de operare si solicita folosirea unor masini unelte sau a unor utilaje pentru confectii metalice specializate care pot executa fie in mod manual, fie in mod complet automatizat operatiunile enumerate asupra unei game largi de piese metalice, de la foile de tabla si pana la tevi sau profile metalice.

Debitarea cu plasma - modalitate avansata din punct de vedere tehnologic a prelucrarii metalelor

3 Prelucare, taierea si debitarea metalului - masina de debitat cu plasma

Avansurile inovatiilor in domeniul tehnologic al debitarii metalelor din ultimii ani au facut posibila introducerea unor noi metode de taiere cu o productivitate net superioara fata de cele cu o traditie ceva mai indelungata. Una dintre aceste metode eficiente de taiere, caracterziata mai ales prin rapiditatea operatiunilor si volumul impresionant de lucru la un cost optim, este debitarea cu plasma.

Aceasta metoda de debitare a metalelor este folosita pentru materiale cu diverse grosimi si nu tine cont de factorii externi ai obiectivului de taiat, masinile de debitare cu plasma fiind capabile sa opereze asupra suprafetelor metalice acoperite de rugina, vopsea, diverse forme de murdarie sau chiar de ulei. Mai mult, debitarea cu plasma nu este limitata asupra unui material metalic specific fiind pretabila la taierea diverselor materiale.

Un avantaj major demn de luat in considerare la debitarea cu plasma este faptul ca dupa operatiunea de taiere nu mai este necesara prelucrarea materialelor obtinute, taieturile fiind curate si finisate inca din faza de debitare.

Avantajul acestui mod de taiere sau debitare a metalului decurge din folosirea plasmei, una din starile de agregare a materiei in plus fata de cea solida, lichida sau gazoasa. Plasma este, de fapt, un gaz ionizat, incalzit puternic la temperaturi inalte si care are proprietatea de a transfera energia catre orie tip de material conductiv, asa cum este si cazul metalului. Prin realizarea unui jet puternic de plasma care poate atinge aproape 20.000 de grade Celsius se pot debita foarte rapid diversele piese metalice intr-un mod foarte precis.

Debitarea cu plasma, dezvoltata ca metoda de taiere din tehnologia sudarii cu plasma in a doua jumatate a secolului al XX-lea, depaseste cu mult in rapiditate modul de debitare prin ferestruire cu panze banzic si este o modalitate mult mai eficienta chiar si decat taierea metalului cu oxigaz. De asemenea, taierea cu plasma a metalului este superioara metodelor de debitare cu jet de apa sau chiar fata de masinile de debitare cu laser care sunt, totusi, unele dintre cele mai avansate utilaje din acest domeniu. Merita mentionat si aspectul foarte important ca taierea metalelor cu plasma nu produce resturi sau pierderi din gama aschiilor metalice ca in cazul debitarii cu utilaje traditionale. De asemenea, se pot folosi si unele metode de debitare cu plasma care nu conduc la o temperatura atat de inalta si nu sunt foarte zgomotoase, asa cum este cazul aplicatiilor de taiere cu plasma in mediu acvatic.

Debitarea cu plasma este o tehnologie care poate fi folosita cu succes in mai multe domenii productive si diverse ramuri industriale, de la constructii civile si industriale, santiere navale, diverse ramuri energetice, firme si ateliere de confectii metalice complexe, industria aeronautica, industria auto si pana la industria de mare finete si precizie. Paleta metalelor care pot fi debitate cu ajutorul plasmei este si ea destul de variata: otel cu diferite grade de aliere, otel inoxidabil, materiale neferoase asa cum este cazul aluminiului, etc.

In concluzie, lucrarile de prelucrare, taiere sau debitare a metalului sunt activitati indispensabile activitatilor economice industriale din aproape orice domeniu. Avansurile tehnologice permit azi realizarea de lucrari in acest domeniu cu o productivitate ridicata si cu un un consum redus de materiale si energie, dotarea tehnologica adecvata a intreprinderilor si atelierelor de prelucrari metalice fiind un pas esential catre succesul pe piata al acestora.

Sursa foto: Pixabay.com

Comentarii

Articole similare