Плазменная резка металла: области применения

Плазменная резка – все нюансы технологии резки металла плазмой

В последнее время использование плазменного потока для раскроя материалов набирает все большую популярность. Еще более расширяет сферу использования данной технологии появление на рынке ручных аппаратов, с помощью которых выполняется плазменная резка металла.

Плазменная резка металла значительной толщины

Суть плазменной резки

Плазменная резка предполагает локальный нагрев металла в зоне разделения и его дальнейшее плавление. Такой значительный нагрев обеспечивается за счет использования струи плазмы, формируют которую при помощи специального оборудования. Технология получения высокотемпературной плазменной струи выглядит следующим образом.

  • Изначально формируется электрическая дуга, которая зажигается между электродом аппарата и его соплом либо между электродом и разрезаемым металлом. Температура такой дуги составляет 5000 градусов.
  • После этого в сопло оборудования подается газ, который повышает температуру дуги уже до 20000 градусов.
  • При взаимодействии с электрической дугой газ ионизируется, что и приводит к его преобразованию в струю плазмы, температура которой составляет уже 30000 градусов.

Полученная плазменная струя характеризуется ярким свечением, высокой электропроводностью и скоростью выхода из сопла оборудования (500–1500 м/с). Такая струя локально разогревает и расплавляет металл в зоне обработки, затем осуществляется его резка, что хорошо видно даже на видео такого процесса.

В специальных установках для получения плазменной струи могут использоваться различные газы. В их число входят:

  • обычный воздух;
  • технический кислород;
  • азот;
  • водород;
  • аргон;
  • пар, полученный при кипении воды.

Технология резки металла с использованием плазмы предполагает охлаждение сопла оборудования и удаление частичек расплавленного материала из зоны обработки. Обеспечивается выполнение этих требований за счет потока газа или жидкости, подаваемых в зону, где осуществляется резка. Характеристики плазменной струи, формируемой на специальном оборудовании, позволяют произвести с ее помощью резку деталей из металла, толщина которых доходит до 200 мм.

Устройство и принцип действия плазменной резки

Аппараты плазменной резки успешно используются на предприятиях различных отраслей промышленности. С их помощью успешно выполняется резка не только деталей из металла, но и изделий из пластика и натурального камня. Благодаря таким уникальным возможностям и своей универсальности, данное оборудование находит широкое применение на машиностроительных и судостроительных заводах, в рекламных и ремонтных предприятиях, в коммунальной сфере. Огромным преимуществом использования таких установок является еще и то, что они позволяют получать очень ровный, тонкий и точный рез, что является важным требованием во многих ситуациях.

Оборудование для плазменной резки

На современном рынке предлагаются аппараты, с помощью которых выполняется резка металла с использованием плазмы, двух основных типов:

  • аппараты косвенного действия — резка выполняется бесконтактным способом;
  • аппараты прямого действия — резка контактным способом.

Оборудование первого типа, в котором дуга зажигается между электродом и соплом резака, используется для обработки неметаллических изделий. Такие установки преимущественно применяются на различных предприятиях, вы не встретите их в мастерской домашнего умельца или в гараже ремонтника.

Аппарат для плазменной резки Ресанта ИПР-25

В аппаратах второго типа электрическая дуга зажигается между электродом и непосредственно деталью, которая, естественно, может быть только из металла. Благодаря тому, что рабочий газ в таких устройствах нагревается и ионизируется на всем промежутке (между электродом и деталью), струя плазмы в них отличается более высокой мощностью. Именно такое оборудование может использоваться для выполнения ручной плазменной резки.

Любой аппарат плазменной резки, работающий по контактному принципу, состоит из стандартного набора комплектующих:

  • источника питания;
  • плазмотрона;
  • кабелей и шлангов, с помощью которых выполняется соединение плазмотрона с источником питания и источником подачи рабочего газа;
  • газового баллона или компрессора для получения струи воздуха требуемой скорости и давления.

Главным элементом всех подобных устройств является плазмотрон, именно он отличает такое оборудование от обычного сварочного. Плазмотроны или плазменные резаки состоят из следующих элементов:

  • рабочего сопла;
  • электрода;
  • изолирующего элемента, который отличается высокой термостойкостью.

Резак для ручной плазменной резки

Основное назначение плазмотрона состоит в том, чтобы преобразовать энергию электрической дуги в тепловую энергию плазмы. Газ или воздушно-газовая смесь, выходящие из сопла плазмотрона через отверстие небольшого диаметра, проходят через цилиндрическую камеру, в которой зафиксирован электрод. Именно сопло плазменного резака обеспечивает требуемую скорость движения и форму потока рабочего газа, и, соответственно, самой плазмы. Все манипуляции с таким резаком выполняются вручную: оператором оборудования.

Учитывая тот факт, что держать плазменный резак оператору приходится на весу, бывает очень сложно обеспечить высокое качество раскроя металла. Нередко детали, для получения которых была использована ручная плазменная резка, имеют края с неровностями, следами наплыва и рывков. Для того чтобы избежать подобных недостатков, применяют различные приспособления: подставки и упоры, позволяющие обеспечить ровное движение плазмотрона по линии раскроя, а также постоянство зазора между соплом и поверхностью разрезаемой детали.

В качестве рабочего и охлаждающего газа при использовании ручного оборудования может использоваться воздух или азот. Такая воздушно-газовая струя, кроме того, применяется и для выдува расплавленного металла из зоны реза. При использовании воздуха он подается от компрессора, а азот поступает из газового баллона.

Необходимые источники питания

Несмотря на то что все источники питания для плазменных резаков работают от сети переменного тока, часть из них может преобразовывать его в постоянный, а другие — усиливать его. Но более высоким КПД обладают те аппараты, которые работают на постоянном токе. Установки, работающие на переменном токе, применяются для резки металлов с относительно невысокой температурой плавления, к примеру, алюминия и сплавов на его основе.

В тех случаях, когда не требуется слишком высокая мощность плазменной струи, в качестве источников питания могут использоваться обычные инверторы. Именно такие устройства, отличающиеся высоким КПД и обеспечивающие высокую стабильность горения электрической дуги, используются для оснащения небольших производств и домашних мастерских. Конечно, разрезать деталь из металла значительной толщины с помощью плазмотрона, питаемого от инвертора, не получится, но для решения многих задач он подходит оптимально. Большим преимуществом инверторов является и их компактные габариты, благодаря чему их можно легко переносить с собой и использовать для выполнения работ в труднодоступных местах.

Более высокой мощностью обладают источники питания трансформаторного типа, с использованием которых может осуществляться как ручная, так и механизированная резка металла с использованием струи плазмы. Такое оборудование отличается не только высокой мощностью, но и более высокой надежностью. Им не страшны скачки напряжения, от которых другие устройства могут выйти из строя.

Резка по шаблону

У любого источника питания есть такая важная характеристика, как продолжительность включения (ПВ). У трансформаторных источников питания ПВ составляет 100%, это означает, что их можно использовать целый рабочий день, без перерыва на остывание и отдых. Но, конечно, есть у таких источников питания и недостатки, наиболее значимым из которых является их высокое энергопотребление.

Как выполняется ручная плазменная резка?

Первое, что необходимо сделать для того чтобы начать использование аппарата для плазменной резки металла, — это собрать воедино все его составные элементы. После этого инвертор или трансформатор подсоединяют к заготовке из металла и к сети переменного тока.

Далее технология резки предусматривает приближение сопла устройства к заготовке на расстояние порядка 40 мм и зажигание так называемой дежурной дуги, за счет которой будет осуществляться ионизация рабочего газа. После того как дуга загорелась, в сопло подается воздушно-газовый поток, который и должен сформировать плазменную струю.

Когда из рабочего газа сформируется плазменная струя, обладающая высокой электропроводностью, между электродом и деталью создается уже рабочая дуга, а дежурная автоматически отключается. Задача такой дуги состоит в том, чтобы поддерживать требуемый уровень ионизации плазменной струи. Случается, что рабочая дуга гаснет, в таком случае следует перекрыть подачу газа в сопло и повторить все описанные действия заново. Лучше всего, если нет опыта выполнения такого процесса, посмотреть обучающее видео, где подробно показана ручная резка металла.

Все, что нужно знать о плазменной резке

Плазменная резка листового металла – разновидность термической обработки материалов, их разделение на части при помощи струи плазмы. В последние 15 лет плазморезы используются не менее интенсивно, чем гидроабразивные и лазерные устройства. Свидетельством этому – активный покупательский спрос и множество позитивных отзывов от профессионалов. Такие вопросы, как «что такое плазменная резка?» и «как она работает?» могут возникнуть у начинающего сварщика. Давайте найдем на них ответы и разберемся, почему резка металла плазмой так популярна.

Что задействовано при резке плазменной струей

Оборудование для плазменной резки металла включает в себя:

  • Источник питания. Чтобы плазменная дуга в процессе резки работала стабильно и не разбрызгивала металл, источник питания преобразует переменный ток в постоянный, а также регулирует его силу.
  • Плазмотрон. Генератор плазмы состоит из электрода, изолированного от него сопла и механизма, которое закручивает плазмообразующий газ. Для качественной работы плазмотрону нужен защитный кожух.
  • Систему розжига дуги. Ее назначение – образовывать искру в плазмотроне, которая нужна для поджига плазменной дуги.

Виды плазменной резки

Современное оборудование для плазменной резки металла бывает двух разновидностей: ручное и механизированное (высокоточное).

Ручные системы преобразуют в плазму обычный воздух. Сила тока такого устройства – от 12 до 120 А. Минимальная толщина металла, которую может разрезать прибор на самых низких токах, составляет 3,2 мм.

Более технологичной разновидностью традиционных плазменных станков являются ручные механизированные. Они оснащены числовым программным управлением и предназначены для работ, которые требуют высокой производительности – например, для изготовления тяжелого промышленного оборудования. Сила тока — от 130 до 1000 А. Максимальная толщина разрезаемого материала – до 159 мм.

Высокоточные станки используются для очень качественной и быстрой резки с минимальным износом расходников. Отверстие сопла в таких аппаратах маленькое, что позволяет получить дугу с силой тока 40 -50 тысяч А на квадратный дюйм. Для выработки плазмы, кроме очищенного воздуха, используются кислород, азот, смесь из аргона, азота и водорода. Максимальная толщина реза — 160 мм.

Как работает плазменная резка

Плазма представляет собой ионизированный газ, который обладает электропроводностью и содержит в себе заряженные частицы. В качестве плазмообразующих могут использоваться активные газы (кислород или смесь газов — воздух) и неактивные газы (водород, аргон, азот). Их нагревание и ионизация при помощи дугового разряда происходят в плазмотроне. Чем выше поднимется температура газа, тем больше он будет ионизирован. Температура плазменного потока достигает до 6000 градусов по Цельсию.

Чтобы осуществить плазменную резку пластин металла, сперва нужно их надежно закрепить на станке. Затем между обрабатываемым материалом и форсункой происходит короткое замыкание, в результате которого зажигается электрическая дуга. Чтобы зажечь основную дугу, может использоваться дежурная. Она образуется при помощи осциллятора и имеет силу тока 25-60 А. Затем под большим давлением в сопло подается газ, который под воздействием электричества превращается в плазму, которая выходит из аппарата со скоростью 500 – 1500 м/с. Технология плазменной резки металла предполагает, что металл в области разреза расплавляется и выдувается во время перемещения резака.

плазмотрон

Знаете ли вы, что принцип плазменной резки металла несколько отличается для каждой из ее разновидностей? Это обстоятельство стоит учитывать, так как грамотный подбор инструментов и материала – залог энергоэффективности проводимых работ.

  • При ручной резке плазменной струей электрод и детали сопла, даже если источник питания отключен, соединены. Если нажать триггер, через этот контакт пойдет постоянный ток, который также запустит поток плазменного газа. Электрод и сопло разомкнутся только тогда, когда давление плазменного газа будет оптимальным. Затем возникнет электрическая искра, и под действием высоких температур образуется плазма. Электрический ток переместится на контур, охватывающий электрод и разрезаемый металл. Если триггер отпустить, подача тока и воздуха прекратится.
  • При высокоточной резке плазменной струей электрод и детали сопла не соприкасаются. Для их изоляции предназначен завихритель. Когда включается источник тока, начинается предварительная подача газа в плазмотрон. Вспомогательная дуга в это время служит для питания сопла (подключение к «+» потенциалу) и электрода (подключение к «-» потенциалу). Затем вырабатывается высокочастотная искра, и ток от электрода к соплу идет уже через образованную плазму. Плазменная струя начинает разрезание металла, и контур тока переходит от электрода на обрабатываемую поверхность. После этого источник тока устанавливает оптимальную силу тока, происходит регулировка потока газа.

Зная, как работает аппарат плазменной резки, а также специфику работ, которые вам предстоят, можно собрать устройство плазменной резки своими руками, благо инструкции для этого широко представлены на просторах интернета. Наиболее подходящий для преобразования механизм — сварочный инвертор. Бытовым плазморезом можно не только разрезать металл, но и произвести плазменную сварку.

Плазменная резка какого металла возможна

Плазменный резак может использоваться как для цветных металлов, так и для черных и их сплавов. В первом случае в качестве основы для плазмы используются неактивные газы, а во втором – активные. Толщина материалов, которые способен обработать плазменный резак, может достигать 220 миллиметров. С помощью плазмы можно резать и тонкие металлы.

Однако обратите внимание, что даже самые дорогостоящие плазморезы не могут гарантировать отсутствие скоса, конусность резки все равно будет составлять 2-4 градуса.

Аппарат плазменной резки может производить как раскраивание металлического листа по прямой линии, так и фигурную резку, в том числе сверление отверстий. Минимальный диаметр отверстий при этом не может быть меньше 1,5 – 2 толщин металлической заготовки.

Оборудование для плазменной резки металла

Механизмы для резки плазменной струей бывают двух типов. Инверторные эффективны в случае, если вам необходима высокая производительность, а толщина металла не превышает 30 мм. Трансформаторные имеют меньший КПД, однако с их помощью можно нарезать более толстые детали.

По степени мобильности оборудование можно условно разделить на три разновидности:

    Ручные. Такая установка универсальна и компактна, но при этом потребляет много электроэнергии. Представляет собой коробку, оснащенную шлангом и горелкой.

ручная плазменная резка
Портальные. Имеют вид станков с просторной рабочей поверхностью, на которой располагается разрезаемый материал. Для их размещения требуется много свободного пространства, а для работы – мощный источник электроэнергии.

портальная установка плазменной резки
Переносные. Разрезаемый металл укладывается в отсек, имеющий вид рамы с рейками.

переносная плазменная резка

Преимущества и недостатки резки плазмой

К очевидным преимуществам плазменно-дуговой резки можно отнести следующие:

  • Установки для плазменной резки имеют меньшую стоимость по сравнению с лазерными.
  • Плазморезка может справиться с толщиной металла, недостигаемой для лазера.
  • Нарезанию плазмой поддаются практически все металлы, проводящие ток (медь, сталь, латунь, чугун, титан и т.д).
  • Толщина реза плазменной установки зависит от типа станка и его наконечников. Аппараты с минимальной толщиной реза снижают процент потери металла и увеличивают концентрацию потока плазмы.
  • Дополнительная обработка реза не нужна.
  • Безопасность плазменной установки. Ее конструкция не предполагает баллонов со сжатым газом, которые могут стать причиной пожара или взрыва.
  • Вмешательство обслуживающего персонала при автоматической резке сводится к минимуму.

Минусов у плазморезов не так и много:

  • Если нужно разрезать металл толщиной более 200 мм, придется прибегнуть к другим видам резки.
  • Нужно обращать пристальное внимание на угол отклонения. Он не должен составлять более 50 градусов.
  • К одному аппарату невозможно подключить два резака.

Плюсы и минусы плазменного раскроя металла по сравнению с лазерным мы уже раскрывали в одной из статей.

Резка плазменной струей: примеры

Метод плазменной резки является довольно универсальным. Струей ионизированного газа можно разделять на части практически все металлы любых конфигураций. В строительстве и промышленности чаще всего к помощи плазмы прибегают в тех случаях, когда необходимо разделить на части тонкие листы металла, разрезать рулоны стали, изготовить металлические штрипсы или измельчить чугунный лом.

Оснащенные центраторами труборезы помогут вам разделить на фрагменты трубы любого диаметра. При этом функционал оборудования позволяет провести зачистку швов и разделывание кромок. С помощью плазмы осуществляют также сверление в металле отверстий.

художественная резка плазмой

Художественная плазменная резка широко распространена в строительстве. К этому методу прибегают при оформлении ограждений, уличных очагов, беседок, флюгеров, разнообразных элементов интерьера.

В заключение

Плазменная резка — быстрый и эффективный способ нарезать металл толщиной до 200 мм. Она может применяться для любых материалов, обладающих электропроводностью: меди, стали, латуни, чугуна, титана, алюминия, сплавов. Принцип действия плазменного резака основан на плавлении металла тонкой струей ионизированного газа и сдувании расплавленного материала с области реза.

Оборудование для нарезки плазмой бывает ручное и механизированное; инверторное и трансформаторное; ручное, портальное и переносное. Несмотря на различия в тех или иных характеристиках, любое из перечисленных приспособлений состоит из источника питания, системы поджига дуги и плазмотрона. Зная принцип работы устройства, собрать генератор плазмы для резки металла можно в домашних условиях.

Технология и преимущества плазменной резки металла: что это такое?

Плазменная резка – это современный метод теплового разделения металлических заготовок. Метод основан на использовании энергии ионизированного газа и отличается исключительно высокой температурой струи (до 30 тысяч градусов), позволяющей быстро и точно резать самые тугоплавкие сплавы и металлы.

Газоплазменная резка используется как на больших стационарных станках, так и в ручных установках ограниченной мощности.

Ручная плазменная резка по недорогой цене от компании «НФЗМ»

Что представляет собой процесс?

Для ионизации потока газа используются два фактора:

  • электродуга;
  • сужение сопла в месте истечения, существенно поднимающее давление в струе.

Под таким воздействием атомы газа теряют электроны со своих орбит, превращаясь в положительно заряженные ионы. Сами электроны служат отрицательно заряженными ионами. Вещество превращается в плазму, разогретую до очень высоких температур.

Плазменная струя направляется на заготовку, испаряет металл в зоне контакта и выносит его за пределы зоны разреза.

Сравнение с лазерной


Плазменная и лазерная резка металла — это два наиболее современных способа раскроя
.

Лазерный раскрой металла основан на действии высокоэнергетического светового луча, сконцентрированного в очень узкий пучок. Луч лазера испаряет молекулы, после него остается очень тонкий и гладкий разрез.

Толщина заготовки для современных лазерных резаков ограничена 20 мм. При этом они демонстрируют высокую производительность.

Лазерная резка благодаря высокой концентрации энергии очень мало разогревает заготовку, сводя к минимуму тепловые деформации, особенно для тонколистовых деталей.

Плазмообразующие газы

Газы для плазменной резки делятся на две группы. К перовой относятся инертные и малоактивные, такие, как аргон, азот, водород, реже аммиак и гелий. Ко второй — активные газы: кислород, углекислый газ, водяной пар, подготовленный воздух.

Применимость газов и их смесей для резки.

Подготовка воздушных масс заключается в тщательной фильтрации от механических загрязнений и удалении частиц масла и воды на сепараторах.

Принцип работы

Принцип действия плазменного резака основан на использовании высокой тепловой энергии ионизированного газа, или плазмы. Для ее получения струю газа подвергают резкому сжатию, одновременно на нее воздействуют электродугой. Дуга разжигается между центральным вольфрамовым электродом и соплом, либо между электродом и заготовкой. Поток плазмы направляют в зону разреза, там он испаряет узкую область металла, формируя линию разделки. Во избежание перегрева в сопло встроена система жидкостного охлаждения.

Резак прямого действия

Предварительная дуга будет зажигаться между заготовкой и вольфрамовым электродом. Она ионизирует газ, и далее рабочий разряд идет уже через него. Применяется для резки металлов, имеющих высокую проводимость.

Прямое (слева) и косвенное (справа) действие.

Косвенного

Таким способом можно резать низкопроводящие металлы и даже диэлектрические материалы. Дуга разжигается между центральным неплавким электродом и латунным соплом. На заготовку действует только поток плазмы. Такие плазмотроны обходятся дороже и при покупке, и в эксплуатации.

Преимущества

Плазменный резак обладает следующими достоинствами:

  • справляется с любыми металлами и сплавами, в том числе самыми тугоплавкими;
  • высокая скорость резки;
  • высокая точность, уступающая лишь лазерной;
  • рез под углом, фигурная резка;
  • возможность работы с любой толщиной заготовки;
  • минимум отходов и вредных выделений;
  • высокая безопасность работы.

Присущ методу и ряд недостатков:

  • цена оборудования;
  • дорогостоящее обслуживание и ремонт аппаратов;
  • высокая шумность во время работы.

Тем не менее, сопоставляя выгоды и недостатки, все больше предприятий и частных мастерских делают свой выбор в пользу прогрессивного метода раскроя.

Какое оборудование применяют?

Применяется две большие группы плазморезательного оборудования:

  1. Индустриальные установки для раскроя листовых заготовок. Это высоко автоматизированные комплексы, работающие под программным управлением. Плазменные резаки крепятся на подвижных порталах или на манипуляторах.
  2. Ручной плазменный резак по металлу. Устройство размером со средний инверторный аппарат, справляется с листом в 1-2 см толщиной. Линией реза управляет рука оператора. Портативный резак снабжен также системой осушения и отделения масла из воздуха.

Выбор аппарата

Чтобы правильно выбрать оборудование, нужно исходить из своих потребностей. Для их оценки нужно спрогнозировать объем и номенклатуру работ, которые будут выполняться с помощью резака.

При ограниченном объеме работ подойдет инвертор для плазменной резки. Он экономичен, компактен, легко переносится к месту работы. Однако такие устройства перегреваются и требуют периодического охлаждения.

Для серьезной работы в течение всей смены потребуется трансформаторное устройство. Оно обладает серьезными массогабаритными характеристиками и может разрезать заготовки большой толщины.

По мощности

Потребляемая мощность определяет максимальный рабочий ток, и, следовательно, максимальную толщину раскраиваемых заготовок. Детали до 3 см поддадутся резаку с током 90 ампер. Более солидные детали потребуют от 100 до 170 ампер.

Соответственно мощности подбирается форма и размер наконечника сопла.

По времени и скорости разрезания материала

Скорость резания зависит от следующих факторов:

  • материал заготовки;
  • ее толщина;
  • рабочий ток.

Так, алюминий будет разрезан существенно быстрее стали.

[stextbox скорость резания — критически важный параметр, нужно уделить внимание времени беспрерывной работы устройства.[/stextbox]

Горелка

Мощность горелки следует выбирать, исходя из оценок объемов работы и средней продолжительности разреза. Ее должно хватать для того, чтобы успеть выполнить этот разрез за один прием, между двумя стадиями охлаждения.

Сопло опытные резчики советуют брать медное, оно лучше других материалов охлаждается.

Рукоятка должна удобно лежать в руке и снабжена съемным ограничителем, поддерживающим постоянное расстояние до детали.

Для непродолжительного раскроя тонколистовых заготовок подойдет воздушная горелка. Для работы с толстыми деталями лучше выбрать азотную.

Внешние характеристики

Если места разрезов удалены друг от друга, как это, например, происходит при демонтаже металлоконструкций, важными параметрами становятся масса и размеры устройства.

Свойства технологии

Аппараты профессионального и бытового класса имеют сходные конструкции и принцип действия:

  • розжиг начальной электрической дуги;
  • ионизация газовой струи;
  • применение скоростного потока плазмы для резки металла.

Для технологии свойственны:

  1. Температура струи. Для цветных металлов и их сплавов устанавливают 5 тысяч о С, для высокотемпературных стальных сплавов- максимальное значение в 30 тысяч о С.
  2. Скорость истечения струи. Меняется в диапазоне 450-1600 метров в секунду. Определяется материалом и толщиной детали, криволинейностью линии реза.
  3. Ширина реза. Определяется типом сопла.
  4. Скорость резания. Достигает 6-7 метров в минуту.

[stextbox ростом толщины заготовки ширина реза увеличивается, а скорость уменьшается.[/stextbox]

Качество поверхности

Определяется квалификацией резчика и нормативными документами. Качество важно для последующей сварки. Задаются следующие параметры:

  • отклонение линии реза от перпендикуляра к поверхности;
  • оплавление кромки;
  • класс шероховатости.

Качество поверхности после плазменной резки уступает только лазерной.

Различают следующие подвиды метода:

  1. Обычная. В качестве плазмообразующего газа применяется подготовленный воздух. Используется для обычной конструкционной низкоуглеродистой стали.
  2. Водная. Создаваемая водная завеса способствует охлаждению сопла и защищает рез от контакта с кислородом воздуха. Применяется для высоколегированных сплавов.
  3. В защитной газовой среде. Плазмообразующий инертный (или малоактивный) газ создает защитную атмосферу, предотвращающую. доступ воздуха к линии разреза. Используется для цветных и легких металлов, а также их сплавов.

По способу создания дуги и воздействия плазмы на материал заготовки различают также плазменно-дуговую и струйную резку.

Лазерноплазменная

Этот метод состоит в совместном применении плазменного пучка и лазерного луча в одной горелке. Лазерная установка применяется при раскрое заготовок не толще 6 мм. Если нужно разделать более серьезные детали, в ход идет плазменный резак. Такие станки выгодны небольшим предприятиям с широкой номенклатурой и средним объемом заказов. Они снабжены системой ЧПУ, позволяющей использовать компьютерные программы построения оптимальных раскроев. Единая решетка для размещения листов позволяет экономить время на подготовительно- завершающих операциях.

Области применения

Технология активно используется в следующих областях:

  • раскрой листового металла;
  • раскрой профильного проката;
  • демонтаж металлоконструкций;
  • художественная резка по металлу, создание декоративных изделий.

Раскрой заготовок применяется во всех машиностроительных отраслях, производстве сложных строительных конструкций и транспортных средств.

С увеличением выпуска ручных плазморезов их цена становится доступна и домашним мастерам, выполняющим много операций по разделке или демонтажу.

Точность и скорость резания

Точность и скорость резания не находятся в однозначной зависимости друг от друга. Если вести горелку слишком быстро, возможны частичные непрорезы. Если же, наоборот, задерживать ее на каких-либо участках, они будут перегреваться и может случиться прожог или термическая деформация.

Опытный и квалифицированный резчик выбирает скорость работы, исходя из материала заготовки и ее толщины. Он ведет горелку с постоянной скоростью, ровно и на постоянном расстоянии от детали.

Нормальной является конусность разреза от 3 до 10 о . Допускается также оплавление кромок в начале линии.

Обработка цветных сплавов

При разделке цветных металлов и их сплавов следует соблюдать следующие рекомендации:

  1. Алюминий. При грубой скоростной разделке заготовок не толще 7 см в качестве газа применяется подготовленный воздух. Если нужно улучшенное качество поверхности реза или толщина доходит до 10 см, используют азот. Для деталей толще 10 см применяют аргонно-водородную смесь.
  2. Медь. Также рекомендована смесь аргона и водорода.
  3. Титан. Ввиду тугоплавкости металла и его сплавов, а также их высокой химической активности нагретого титана приходится применять аргон либо гелий.

Если же требуется особо точный раскрой или проводится формирование изделий со сложной пространственной формой, все чаще прибегают к лазерной резке цветных металлов.

Тонкости процесса раскроя металла

Главная тонкость в ходе плазменной резки — это выбор и поддержание правильного расстоянии от горелки до заготовки. При его занижении увеличивается ширина разреза и область температурного воздействия. Это может вызвать появление термических деформаций.

При пробивке сквозных отверстий расстояние увеличивают до 20-25 мм, далее горелку подводят на рабочую дистанцию.

Рабочий ток следует выставлять минимально возможный для стабильного горения дуги и плазменного пучка. Превышение минимальных значений ведет к повышенному расходу газа и износу сопел.

Как пользоваться плазморезкой?

Опытные резчики сформулировали ряд рекомендаций для облегчения освоения технологии начинающим мастерами:

  • строго соблюдать постоянное расстояние от горелки до заготовки;
  • при необходимости пользоваться упором, крепящимся сбоку на горелке и ограничивающим зазор;
  • вести горелку равномерно, без рывков, с заданной скоростью;
  • следить за перпендикулярностью плазменного пучка к поверхности детали отклонения приводят к снижению качества поверхности разреза;
  • следить за пучком искр, вылетающих с тыльной стороны детали, если их мало или они пропали — металл прорезается не полностью и надо корректировать режим резки;

После завершения разреза горелку необходимо наклонить, чтобы дать выйти газам, скопившимся в шланге.

Плазменная резка металла: что это такое, принцип и схема работы резака

В области металлообработки имеет весомое значение плазморез, о нем мы и расскажем: что это такое – воздушно плазменная резка металла, принцип работы, дополнительно покажем видео и фото.

Что это за метод

Его отличие в скорости разреза. Если классическое пламя, основанное на пропане и кислороде, с невысокой температурой горения. Указанный способ работает по принципу усиления электродуги под высоким давлением. В результате тепло не успевает распределиться по всей заготовке, а она – деформироваться.

Особенность – дуга плазмотрона является не только резаком. Она позволяет и производить сварочные работы, если будет использована присадочная проволока.

Разновидности плазморезов

Особенность разных типов – в способе розжига дуги и ее поддержания. В классическом варианте она образуется между соплом и деталью. Но если материал не имеет способности проводить ток, то ионизированная электродуга возникает между катодом и анодом и держится на постоянной основе. Отдельно стоят приспособления, использующие пар от жидкости (она находится в резервуаре), который усиливает давление и заменяет эффект ионизирующего вещества.

Виды и принцип плазменных резаков

В основном выбор зависит от сферы использования – какие металлы предстоит разрезать, ширина заготовок, требования к срезу, теплопроводность материала и прочие параметры. Разновидности:

  • Инструменты, которые работают в среде инертных газов, – они являются восстановителями.
  • Дополняются окислительными парами и насыщены кислородом.
  • Технологии, работающие на основании смесей.
  • Работа происходит в среде газожидкостных веществ.
  • Водная или магнитная стабилизация – редко используется.

Из вышеперечисленных приборов самой распространенной основой являются инертные газы, например, аргон, водород, азот, гелий. В зависимости от толщины металла используют аппараты на инверторе или трансформаторе. Также они различаются по наличию контакта между резаком и заготовкой или по бесконтактному способу.

Исходя из мощности и предназначения, есть бытовые устройства и промышленные. Первые работают от стандартной сети с напряжением в 220 В, а вторые подключаются к 380 В.

Устройство плазменной резки

Уже в названии понятно, что главный элемент, оказывающий воздействие, – это плазма, которая состоит из ионизированного газа под давлением с высокой электропроводностью. Чем выше температура, тем сильнее проводимость, а значит, и скорость процедуры. Конструктивно прибор состоит из нескольких частей, как показано на схеме:

Источник электропитания

Энергию может подавать трансформатор или инвертор. Первый очень надежный, фактически нечувствительный к перепадам тока, а также может применяться по отношению к толстым металлическим брускам до 80 мм. К минусам можно отнести увеличенный вес и большую стоимость, не очень высокий КПД, поэтому прибор сложно назвать экономным. Обычно применяется на производстве при необходимости металлообработки крупных заготовок.

Инвертор имеет лишь один относительный минус – им нельзя резать материал более 40 мм в ширину. Зато есть масса плюсов:

  • стабильное горение электродуги;
  • высокая эффективность, на 30% больше экономии;
  • легкость;
  • компактность и мобильность.

Что такое плазменный резак или плазмотрон

Это основной узел, инструмент, с помощью которого через сопло подается плазма. От диаметра и длины отверстия зависит поток и, как результат, качество среза. Внутри находится электрод, он изготавливается из редких материалов с очень высокой прочностью и температурой плавления – бериллий, гафний или цирконий. Они при нагреве создают тугоплавкий оксид, который защищает целостность режущей кромки. Также есть охладитель с подачей воздуха и колпачок. Подробнее на схеме:

Компрессор

От этого элемента зависит то, как работает плазменный резак, – равномерно или с перебоями. В компрессионном устройстве содержится воздух, который подается в определенном объеме тангенциальной или вихревой струей. Если это не будет сделано, возможен нестабильный розжиг дуги, образование двух электродуг одновременно или полный выход плазмотрона из строя.

Схема работы плазмореза

Инженер нажимает на кнопку запуска, включается подача электричества, автоматически зажигается первая пробная дуга. Она еще не имеет достаточную температуру для соединения. Затем воздух начинает поступать на сопло через компрессор в сжатом виде, ионизироваться, становясь проводником электроэнергии, что в обычных условиях без ионной обработки противоестественно для кислорода.

Через узкое отверстие сопла начинает выходить поток плазмы. Нагрев газа увеличивается до 30 тысяч градусов, поэтому луч начинает проводить электричество также хорошо, как и металл. При соприкосновении дуги с заготовкой происходит разрез, который моментально обдувается для охлаждения.

Принцип работы плазмореза и скорость плазменной резки

Когда термообработанный кислород обогащается ионами и выходит через сопло, его ускорение достигает 2-3 тысяч метров в секунду. Этот параметр справедлив при условии узкого отверстия не более 3 мм. При такой быстроте передвижения веществ молекулы еще сильнее разогреваются. Такого жара хватает для плавки даже тугоплавких металлов. Чем меньше эта характеристика у материала, тем быстрее и с меньшими деформациями происходит процесс.

Особенности технологии

  • Толщина заготовок – до 220 мм.
  • Обрабатываются любые металлические вещества.
  • Скорость первичного потока при начальной дуге обычно составляет 800 – 1500 м/с.
  • Чем уже сопло, тем больше ускорение потока.
  • Проплав очень точный, точечный.
  • Область возле разреза остается фактически не нагретой.

Есть два подвида процедуры в зависимости от замыкания проводящего контура.

Как работает резка плазменной струей

Металл не является замыкающим элементом, он находится между двумя сторонами – анодом и катодом. Принцип используется в том случае, когда обрабатываются неметаллы и вещества с низкой электропроводностью, то есть диэлектрики. Плазма образуется между электродом и наконечником, а заготовка просто находится между двумя полюсами.

Плазменно-дуговая резка

Используется, когда нужно разрезать металлическую плашку, которая имеет высокую токопроводимость. Это позволяет разжигать электродугу между проводником и образцом для резки. При этом образуется струя. Плазмообразование происходит при содействии кислорода под высоким давлением и ионизирующего газа.

Обрабатываемая зона резги начинает плавиться и капли выдуваются вниз, образуя отверстие, ровный срез. Применяется постоянный ток прямой полярности.

Виды и технологии плазменной резки

Различают три технологических подхода в зависимости от среды, в которой проходит процедура:

  • Воздух или азот в сочетании с электричеством. Самый простой аппарат.
  • Два защитных газа, которые оберегают область воспламенения от воздействия окружающих веществ. Благодаря этому, появляется максимально чистая атмосфера – в этом пространстве будет очень ровный срез.
  • С водой. Жидкость одновременно имеет две функции – защитную и охлаждающую. Применяется не со всеми металлами, так как некоторые из них вступают в химическую реакцию или быстрее после такой металлообработки окисляются.

Особенность всех трех типов в применении безопасных, пожаробезопасных материалов.

Как выбрать плазменный резак

Основное условие для выбора – назначение. При домашнем использовании удобнее инверторный источник питания. Также важен такой параметр, как сила тока – от нее зависит скорость работы. При выборе пользуйтесь таблицей:

Плазменная сварка – принцип работы и ТОП-3 аппарата

Отправим материал на почту

  • Технология сварки и резки металлов плазмой
  • Основные особенности плазменной сварки
  • Выбор плазменного сварочного аппарата
  • История развития плазменной сварки
  • Популярность и назначение плазменной сварки
  • Наиболее популярные в России аппараты плазменной сварки
  • Заключение

Для соединения деталей из вольфрама (W), молибдена (Mo), различных структур нержавеющих сталей и никелевых сплавов (авиа и приборостроение) применяется сварка плазморезом, где поток плазмы является источником энергии. Температура плазменной дуги порой достигает 30000°C, тогда как привычная всем электрическая дуга имеет только 5000-7-000°C – разница довольно-таки существенная. Практика показала, что данный способ оказался гораздо эффективнее по многим параметрам, по сравнению с классической газовой и электрической сваркой.

Технология сварки и резки металлов плазмой

Принцип плазменно-дуговой технологии сварки заключается в мощном прогреве обрабатываемых металлов плазмой, которая в данном случае является ионизированным газом, полученным при работе электрической дуги под повышенным давлением. Горелка, которую используют в таких агрегатах, называется плазмотроном – с ее помощью можно варить и резать любые металлы, отображенные в периодической таблице Менделеева. Также плазмотроном можно варить и резать неметаллы, если этому не препятствуют физические или химические свойства материала, как то, отсутствие адгезии, различные особенности вступления в реакцию и т.п.

Основные особенности плазменной сварки

Рассмотрим существенные особенности, которыми обладает плазменно-дуговая сварка. В рабочую зону из плазмотрона выбрасывается струя плазмы, но иногда при необходимости также используется дополнительный инертный газ для создания защитного облака, которое создает оптимальные рабочие условия для химически нейтральной среды. В результате получается, что вся термическая энергия через плазменную струю передается на сварочную ванну, но при этом лишь частично (в малом количестве) попадает на близлежащие области. Для корпуса плазменной горелки используется сталь, а для анода – медь. При этом у медного электрода имеется специальная полость, по которой поступает вода для охлаждения, а между ним и катодом с давлением от 2-х до 5-ти атмосфер поступает рабочий газ для подпитки дуги.

Видео описание

Горынычъ – аппарат плазменной сварки и резки

Итак, газ в плазмотроне нагревается от плазменной дуги, что приводит к его ионизации. Объем горячего газа за счет свойства теплового расширения увеличивается от 50-ти до 100-а раз, что способствует скоростному выбросу из сопла. Получается, что кинетическая и тепловая энергия являются главной причинно появления мощного энергетического потока у плазменной сварки. Следует еще отметить, что в плазмотроне обычно применяются горелки постоянного тока.

Существует несколько разновидностей таких агрегатов:

  • дуга находится между плавящимся электродом и сварочной ванной;
  • дуга находится между НЕ плавящимся электродом и сварочной ванной, а плазма выбрасывается струей газа.

Примечание: для образования плазмы используются такие газы, как аргон (Ar), азот (N2), кислород (O2) или обычный воздух.

Также все сварки такого типа различаются по величине силы тока:

  • малые (микроплазменные) – 0,1-50 А;
  • средние – 50-150 А;
  • большие от 150 А и выше.

Если микроплазменный вариант позволяет избежать прожогов в свариваемых деталях, то агрегаты, работающие на больших токах, проплавляет металл толщиной до 8 мм за один проход без кромочной разделки, что позволяет без особых затруднений резать заготовки. Вполне естественно, что на средних токах вы сможете как варить, так и резать металл.

Выбор плазменного сварочного аппарата

По большому счету плазменный сварочный аппарат состоит из двух основных модулей – это источник электропитания с интегрированным инвертором и сварочная горелка, а все остальное можно назвать дополнениями. При помощи такого агрегата можно варить, резать или даже паять самые разные металлы, невзирая на их повышенную толщину, так как плазменный поток разогревает материал гораздо лучше, нежели обычная газовая или электрическая сварка.

История развития плазменной сварки

Плазменную сварку можно отнести к разряду новых технологий, хотя ее стали применять еще в прошлом столетии, но давайте сделаем короткий экскурс в историю. В конце 50-х годов XX века инженеры-конструкторы американской компании Union Carbide Corp сделали первый аппарат плазменной резки, хотя при этом питались идеями физика из Соединенных Штатов И. Ленгмура. Несмотря на то, что данный метод начали применять 70 лет назад, его можно назвать всего лишь прообразом современной технологии. Все методы защиты сварочной ванны с применением инертных газов, а также разработку портативных аппаратов придумали в период с 1963 по 2006 годы.

Безусловно, плазменная резка, которая увидела свет в 1963 году, значительно увеличила скорость производства, но при этом была одна существенная проблема – на металлическую поверхность сильно воздействовало окисление. В 1965 году начали впрыскивать воду, и это снизило процент окалины, но инженеры-конструкторы на этом не собирались останавливаться. В результате исследований в 1987 году появляется резак с контактным пуском, а в 1990 с плазмой начали работать под водой на глубине до 5 (пяти!) метров. В 1999 мир услышал о создании коаксиальной технологии (газ поступает по общей оси), а в 2006 году начали использовать портативные полуавтоматы.

Популярность и назначение плазменной сварки

На сегодняшний день плазменные агрегаты претендуют на завоевание основной ниши на рынке сварочных аппаратов, причем популярность таких моделей стала расти и не только в промышленном секторе, но и среди бытовых потребителей. Если быть более точным, то можно обратиться к цифрам: сейчас 65% работ, которые раньше выполнялись при помощи электросварки, отошли в сферу деятельности плазмы, то есть, уже больше половины и это явный и стремительный прогресс.

При помощи плазменного оборудования монтируют трубопроводы разного назначения, ее используют в машино- и самолетостроении, строительстве, ремонте различных механизмов, но это лишь часть всей сферы применения. Кроме того, способность плазмотрона обрабатывать неметаллы может заменять гидроизоляцию, например, оплавление стыков железобетонных блоков, плит и перекрытий.

Такой метод имеет ряд неоспоримых преимуществ:

  • высокая температура плазмы при резке и сваривании материалов:
  • повышенный уровень КПД;
  • низкий расход инертных газов;
  • малая площадь прогрева, что практически исключает деформацию и существенно понижает усадку шва;
  • применение технологии не только для металлов, но также для неметаллов;
  • отпадает потребность в периодическом приобретении баллонов с газом или их заправке;
  • агрегат легко перемещать с место на место;
  • повышенный диапазон по толщине металлических заготовок для обработки;
  • улучшенная система безопасности;
  • доступная стоимость.

Наиболее популярные в России аппараты плазменной сварки

МППК (многофункциональный портативный плазменный комплекс) Горыныч рассчитан на выработку плазм из жидкости – воды или водно-спиртовой смеси, где пар выполняет защитную функцию. Такие агрегаты производят с силой тока 8,10 и 12 A и при этом они универсальны, то есть, Горыныч может, как резать, так и варить разные детали, но это не все. Задав необходимую мощность, аппарат можно использовать в качестве паяльной лампы, кузнечного горна и даже огнетушителя, если в качестве жидкости используется вода. МППК достаточно легок – масса плазмотрона с кабелем и шлангом не превышает 5,4 кг, а для его питания нужна обычная розетка ≈220±22 V и 50 A. Агрегат создает дугу прямой полярности с КПД не менее 80%.

Если говорить о деньгах, Мультиплаз-15000 является самым выгодным плазменным сварочным аппаратом среди своих аналогов. Кроме того, такой агрегат можно назвать самым легким среди подобных, так, масса источника питания составляет 33 кг а вес плазмотрона вместе с кабелем и шлангом на 9 метров – 5 кг. Потребляемая мощность составляет 15 kW при входном напряжении 380±38 V, с частотой сети 50 A. Сварка функционирует в диапазоне тока от 20 до 100 A, расходует 480 л/мин сжатого воздуха и ее КПД составляет 85% – это позволяет разрезать лист стали толщиной до 50 мм. Безусловно, Мультиплаз-15000 больше подходит для промышленных предприятий и автомастерских, но его также покупают для бытового применения.

В Российской Федерации достаточно популярной является модель плазменной сварки Плазариум SP3, представляющая собой компактный и надежный в работе электроприбор. Агрегат работает от сети ≈220±22 V с частотой 50 A и потребляет 2,64 kW, имеет ступенчатую программируемую регулировку от 1 до 12 A. Плазариум SP3 предназначен в основном для резки и сварки металлических деталей малой толщины и пользуется достаточной популярностью. Примечательно, что масса горелки нетто составляет всего 600 г, а длина кабеля 2 м, и это очень удобно для тех же автомастерских или любых станций техобслуживания. Еще можно отметить, что данное устройство соответствует всем нынешним требованиям правил техники безопасности, включая пожарную защиту.

Видео описание

Ремонт автомобиля (плазменная сварка).

Заключение

В заключение можно отметить, что аппараты плазменной сварки отличаются друг от друга по мощности и силе тока, поэтому, при выборе прибора на эти характеристики следует обращать первостепенное внимание. Далеко не последнее значение имеют масса и габариты прибора, но опять-таки все зависит от вида выполняемых работ – они могут быть стационарными, где блок питания не нужно переносить или мобильными, когда сварка постоянно нужна в разных местах.

Плазменная резка металла – особенности и преимущества работы

С необходимостью раскроя металлических изделий постоянно сталкиваются в машиностроении, строительстве, коммунальных хозяйствах, творческих мастерских. Чтобы разрезать материал, применяются различные методы. Принцип работы плазменной резки металла и область применения данного метода, позволяют ему пользоваться популярностью при изготовлении металлических конструкций и изделий на предприятиях, в частных хозяйствах.

Виды резки при помощи плазмы

Плазменно-дуговой раскрой осуществляется двумя методами.

Ручной раскрой

В данном случае нарезание металлов плазмой проводится при использовании портативных непромышленных плазморезов, имеющих в составе:

  • основной агрегат с трансформатором и выпрямительной подстанцией;
  • силовой питающий кабель;
  • воздушный шланг и кабель для подсоединения резака;
  • плазменный пистолет.

Ручной плазменный агрегат немного весит (до 25 кг), работает от сети 220 В, универсален, доступен в продаже и стоит недорого.

Автоматический раскрой

Совместив технологию раскроя плазменным резаком с ЧПУ, получилось добиться высокой точности, качества и скорости реза. Агрегаты обладают большой мощностью, работают от сети постоянного тока – 380 В, в состоянии разрезать металл, имеющий толщину до 6 см.

Как работает плазмотрон

В качестве режущего инструмента в аппаратах используется струя плазмы.

Процесс резки металлических изделий:

  1. От источника электрического питания ток по кабелю подается на горелку, где происходит образование электродуги между анодом и катодом.
  2. Компрессор подает потоки газа, которые завихрителями направляются к электрической дуге.
  3. При прохождении потоков через дугу происходит ионизация газа и разогрев до высокой температуры (до 30 тыс. градусов).
  4. Газ превращается в плазменную струю.
  5. При воздействии разогретого воздуха, выходящего под большим давлением, металл разрезается.

Основные технологические аспекты

Работая с плазморезом, разрезающим металл, нужно учитывать многие нюансы, что обычно приходит с опытом, а именно:

  • следует обеспечить приток воздуха, которым охлаждается плазменный резак;
  • подаваемый для резки газ не должен содержать частиц воды или масла, что может привести к поломке оборудования;
  • заготовка должна быть очищена предварительно;
  • для получения качественного реза следует правильно выставлять силу тока и давление газа;
  • плазменный резак нужно вести со скоростью от 0,2 до 2 м/мин (она зависит от того, какой металл необходимо разрезать и от силы тока).
  • сопло при плазменной резке металлов необходимо держать перпендикулярно заготовке (оптимальное расстояние между ними: 1,6-3 мм).

Рекомендации профессионалов

Опытные мастера рекомендуют следить за искрами с тыльной стороны разрезаемого материала. Если они не видны, возможно, превышена оптимальная скорость и металл не разрезан до конца. Однако замедление процесса может привести к появлению окалины и плохому качеству шва.

Перед началом работы необходимо продуть пистолет при помощи газа. Для этого, нажав на соответствующую кнопку, на 30 секунд включается режим продувки плазмотрона. Это позволяет удалить из пистолета конденсат и различные загрязнения.

При разрезании материала электродуга может погаснуть. Эта проблема может быть вызвана износом электрода, недостаточной скоростью ведения пистолета и неверно выбранным расстоянием между соплом и заготовкой.

Для работы применяются агрегаты, предназначенные для разрезания изделий с упором резака на заготовку. В этом случае отпадает необходимость в соблюдении оптимального расстояния между ними. Но большинство плазмотронов рассчитаны на проведение работ с поддержанием некоторого зазора между соплом и металлом. Если есть трудности в обеспечении требуемого расстояния, можно подложить опору.

Качество реза во многом определяется состоянием сопла и электрода, которые являются расходными материалами. За их износом требуется следить и проводить своевременную замену, иначе невозможно получить стабильную электрическую дугу, на металле образуются наплывы и шлак.

Важным моментом при проведении работ является соблюдение правил техники безопасности. Специальная экипировка, включающая плотную одежду, защитные очки, маску и перчатки, позволят уберечься от вредных паров, высоких температур и излучения.

Виды применяемых газов

С помощью плазмотрона можно резать любой металл. Разница заключается в разновидности используемого при этом газа.

Плазменная резка металла при помощи воздуха

Использование воздуха для образования плазмы позволяет работать практически с любыми металлическими заготовками: из черной и нержавеющей стали, меди, латуни и др. Этот способ относится к наиболее бюджетным. На воздушно-плазменном методе устроено довольно примитивное оборудование, которое может использоваться, в том числе, и в частных хозяйствах. Качество и скорость реза – среднего уровня.

Кислородная резка

В профессиональном оборудовании применяется чистый кислород. Такие устройства позволяют добиться хорошего качества шва с небольшим слоем облоя, перпендикулярности реза и высокой скорости.

Резка защитными газами

Дорогое современное оборудование для плазменной резки металла работает на кислороде, аргоне, азоте и воздухе. Стоимость плазмотронов может превышать 10 миллионов рублей. Качество обработки изделий максимально приближено к тому, которого позволяет добиться лазерная резка.

Метод раскроя обеспечивает:

  • скорость, составляющую от 2,5 до 10 м/мин;
  • толщину струи, которая варьируется от 0,5 до 2 мм;
  • толщину обрабатываемого изделия, находящуюся в пределах от 0,5 до 60 мм;
  • давление газа, имеющее значение от 5 до 12 атм.;
  • значение тока, которое находится в диапазоне от 20 до 800 А.

Плазменная резка металла – плюсы и минусы

Резка при помощи плазмы имеет конкурентов в виде трех аналогичных вариантов обработки заготовок: лазерного, гидроабразивного и газокислородного метода. Все они характеризуются определенными положительными и отрицательными аспектами применения.

Достоинства плазменно-дугового метода

Преимущества резки плазмой:

  • Способ – универсален, с его помощью можно обрабатывать любой металл, правильно подобрав режим.
  • При обработке не перегревается сам металл (перегрев пагубно сказывается на его характеристиках, а также увеличивает продолжительность процесса).
  • Ширина реза небольшая, его качество позволяет в ряде случаев не прибегать к дальнейшей обработке шва.
  • Не загрязняется окружающая среда.
  • Метод отличает хорошая производительность: с его помощью можно разрезать металл толщиной до 6 см.
  • Отсутствие необходимости в применении газовых баллонов позволяет обеспечить безопасность рабочего процесса.

Недостатки, которыми обладает плазменный способ

Наряду с многочисленными преимуществами использования плазменной резки металла, присутствуют и некоторые отрицательные моменты:

  • Здоровью человека может быть нанесен вред из-за высокого уровня шума при работе, применение азота может привести к отравлению.
  • Плазменный агрегат имеет достаточно сложную конструкцию и высокую стоимость.
  • Расходные материалы, к которым относятся сопло и электроды, тоже стоят недешево.

Научившись работать с плазмотроном, можно выполнять как несложные работы по разрезанию листовых и трубных материалов, так и фигурную резку, нарезание отверстий.

Видео по теме: Аппарат плазменной резки — плазморез

Плазменная резка металла: что это, виды, плюсы и минусы

  1. 1. Что это такое?
  2. 2. Как работает плазменная резка металла
  3. 3. Виды плазменной резки металла
  4. 4. Преимущества и недостатки плазменной резки металла
  5. Видео

Что это такое?

Пламенная резка металла (перейти к услуге) — это раскрой и разрезание металлической заготовки, листа или трубы, с использованием плазменной струи.

Плазма — четвёртое состояние вещества. В обычной жизни мы сталкиваемся только с тремя состояниями, твёрдым, жидким и газообразным, причём из одного в другое вещество переходит при потере или приобретении тепла: если добавить тепла ко льду (твёрдому), он превратится в воду (жидкое), а если к воде, то станет газом (газообразным). Но если добавить тепла к пару, он начнёт ионизироваться и проводить электричество, превратившись в ту самую плазму.

Плазменный резак использует электропроводящий пар, разогретый до температуры порядка 22000°C, для разрезания материалов.

Как работает плазменная резка металла

Чтобы получить возможность резать плазмой, нужна электрическая дуга, которая образуется между электродом и соплом резака в результате короткого замыкания. В сопло подаётся газ под давлением, который электрическая дуга преобразует в плазму высокой скорости и температуры. Из-за интенсивности плазменного луча он способен резать даже заготовки толщиной до 100 мм.

Охлаждение осуществляется потоком газа или прохладной жидкости. Жидкостное охлаждение применяется в высокомощных установках из-за своей большей эффективности, однако воздушные форсунки немного надёжнее.

Также для резки разных видов металла (перейти к услуге) используются разные газы. Чёрные чаще режутся активными газами, к которым относятся кислород и воздух, а цветные и всевозможные сплавы — неактивными: это водяной пар, аргон, азот, водород.

Виды плазменной резки металла

Деление происходит на традиционную и высокоточную:

  • традиционная представляет из себя систему, где используется обычный воздух, средняя сила тока электрической дуги — порядка 12000–20000 ампер на кв. дюйм. Размер дуги зависит от диаметра сопла. Традиционную систему можно встретить в ручных и некоторых механических приборах,
  • высокоточные обладают высокой плотностью тока, их применяют для точной плазменной резки металла. Сила тока дуги может достигать 40000–50000 ампер на кв. дюйм, в качестве газа используется не воздух из помещения, а аргон, кислород, азот, также воздух, прошедший специальную подготовку.

Автоматические станки представляют из себя машины для высокоточной резки, достаточно сложные и дорогостоящие, однако выдающие чистый быстрый результат, способные справляться практически со всеми заготовками любой толщины.

Отдельно разделяют плазменную резку листового металла (перейти к услуге) и плазменную резку труб (перейти к услуге):

  • плазменная резка листового металла представляет из себя раскройку и разделение листовых заготовок любой толщины, брать в обработку можно различные сплавы, цветные и чёрные металлы, включая нержавеющую сталь. Резка плазмой обеспечивает ровные чистые края без наплывов и грата, а также отсутствие деформации, в том числе на тонких листах. Именно поэтому резать на плазменном станке можно материалы без предварительной механической обработки,
  • плазменная резка труб производится на станке-труборезе со специальным поворотным столом, который фиксирует трубу и проворачивает её под струёй плазмы для равномерного, ровного и чистого реза. Поскольку струя плазмы обладает высокой температурой, так можно резать трубы любой толщины, в том числе из тугоплавких металлов.

Преимущества и недостатки плазменной резки металла

  1. Сравнительная дешевизна для больших партий толщиной до 60 мм. Можно сэкономить по сравнению с кислородной резкой (перейти к услуге), правильно выставив настройки и обеспечив хорошее соотношение эффективности и цены. Однако для более толстого металла лучше использовать кислород.
  2. Универсальность — плазма хорошо берёт чугун, сталь, медь, алюминий и другие виды металлов, более того, предварительной зачистки изделия не требуют, их можно резать поверх краски и ржавчины. И менять оборудование для обработки металлов других видов тоже не требуется.
  3. Точность, качество, аккуратные кромки. Часто рез не нужно обрабатывать дополнительно, поскольку он получается минимальной ширины, с минимумом грата и наплывов. Это происходит из-за сравнительно маленькой площади нагревания металла при резе.
  4. Экологично и безопасно.

И её недостатки:

  1. Ограничение по толщине листов до 80–100 мм, тогда как у кислородной резки металла верх достигает 500 мм.
  2. Невозможно использовать два резака, подключённые к одному аппарату.
  3. Владение технологией плазменной резки металла требует предварительного обучения — это достаточно сложный процесс и при ручной обработке материалов, и при использовании станка.

Видео

Плазменная резка круглых труб
Что такое плазма и как работает плазменная резка?
Плазменная резка листового металла на станке с ЧПУ

Увидели незнакомый термин? Посмотрите его значение в словаре.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: