Bktp-omsk.ru

Делаем сами
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Преимущества плазменной резки металла

Плазменная резка металла: преимущества, недостатки и особенности

Плазменная резка металла имеет похожие черты, но и обладает некоторыми противоположными особенностями в сравнении с газокислородным методом. Данный тип резки был предложен вместе с первыми плазменными станками. Произошло это в середине прошлого века. Вместе с тем, учитывая общий уровень развития техники и технологий подобное оборудование было дорогостоящим и достаточно громоздким. Учитывая это, резка таким способом применялась только крупными промышленными предприятиями и далеко не во всех отраслях. На сегодняшний день ситуация изменилась, и плазменная резка стала более дешевой, популярной и востребованной.


Плазменная резкаСледует отметить, что недостатки, характерные для газокислородной обработки металла не характерны резке плазменной. Рассмотрим особенности данного способа обработки металла. Обработка производится посредством быстрого и интенсивного расплавления металла вдоль воображаемой линии разреза. За счет применения сжатой электрической дуги выделяется тепловая энергия и происходит нагрев металла. Кроме того, поток плазмы, следующий за электрической дугой, убирает расплавленный металл из области резки. Таким образом, плазма представляет собой сгусток ионизированного газа с температурой 15-20 тысяч градусов. Именно это является основной причиной большей эффективности плазменной резки металла в сравнении с газокислородной обработкой. При газокислородном способе резки рабочая температура достигает 1800 градусов, что на несколько порядков меньше, чем при плазменном способе.

Станок для плазменной обработки металла прошел в своем развитии определенный путь, несколько раз преображался и проходил модернизацию, приобретая при этом простоту в использовании и функциональность.

Учитывая технологические особенности, плазменная резка приобрела на сегодня наибольшую популярность и является наиболее востребованным способом обработки. К основным особенностям можно отнести то, что при осуществлении резки нет необходимости заправлять газовые баллоны или решать вопросы по их доставке. Не возникает потребность в применении присадок для обработки цветных металлов либо осуществление других мер, связанных с соблюдением технической и пожарной безопасности.

Для осуществления плазменной резки потребуется только электроэнергия и воздух. Кроме вышеназванного потребуются некоторые расходные материалы. К таковым относятся сопла и электроды. То есть, способ довольно экономичный.

В каких случаях плазменная резка наиболее предпочтительна? К ним относятся такие:

  • ситуация, когда есть необходимость резки алюминия или сплавов алюминия, сечение которого может достигать 120 мм;
  • когда необходимо порезать медь толщиной до 80 мм так же не обойтись без использования плазменного способа;
  • случаи, когда возникает потребность в резке углеродистых и высоколегированных сталей. При этом, толщина таких сталей не более 50 мм;
  • чугун сечением не более 90 мм также наиболее эффективно режется плазмой.

Применение плазменной резки отчасти распространяется и на металл сечением 120-200 мм. Хотя в этом случае все-таки более предпочтительным является газокислородный способ.

Эффективность применения плазменного станка и его правильное использование напрямую зависит от характеристик металла, который обрабатывается. К таким относится толщина материала и его теплопроводность. Тут зависимость довольно простая: чем выше теплопроводность материала, тем больше его теплоотвод и тем меньшей может быть толщина материала, который можно обрабатывать. Например, в связи с большей теплопроводностью меди толщина ее резки меньше, чем при обработке нержавеющей стали.

Преимущества плазменной резки металлов

Плазменная технология резки применяется для работы с цветными и черными металлами. Она намного быстрее разрезает стальные конструкции, оставляя ровный след.

Как работает техника

Машина плазменной резки работает не так, как оборудование для резки обычным резцом. Электрическая дуга создается между соплом и электродом, потом в сопло подается газ под давлением, который превращается в струю плазмы. Температура плазмы может достигать 30 тысяч градусов.

Станок для плазменной резки металла работает на двух видах газов:

  • активных;
  • пассивных.

Аппарат, который применяется для работы, прост в использовании. Мастеру не нужно постоянно работать с газовыми баллонами. Газ, который используется при резке, зависит от того, с какой сталью работает специалист.

Преимущества технологии

Услуги плазменной резки востребованы, потому что технология имеет несколько преимуществ:

  • плазменная резка применяется при работе с любыми видами металлов;
  • технология исключает тепловую деформацию изделия;
  • работа с аппаратом для резки безопасна;
  • с помощью плазменной резки можно создавать сложные геометрические фигуры;
  • ограничений по сложности геометрических вырезов нет;
  • по сравнению с газопламенной резкой плазменная обеспечивает более высокую скорость работы;
  • после резки получается чистый и ровный разрез.

При плазменной резке не нужно держать постоянно баллоны на рабочем месте. Это исключает несчастные случаи на производстве. Техника автономна и надежна.

Работая с другой техникой, мастер может сталкиваться с такими проблемами, как неровный и грязный шов, повреждение изделия из-за нагрева металла, проблемы с производством сложных форм. Если мастер использует новейшее оборудование, то проблем не будет. Металлический лист будет теплым, и изделие не получит никаких повреждений.

Плазменная резка производится вручную специальными аппаратами, которые можно транспортировать. Разрезание производится методом плавления, поэтому шов получается чистым и ровным.

Сфера использования

Плазменная резка крайне редко применяется в бытовых условиях, где нет потребности для быстрого разрезания листов стали средней толщины. Зато на промышленных площадках, заводах и в строительстве она очень распространена. Коммунальные проблемы тоже требуют более эффективного оборудования.

Плазменные аппараты режут стальные конструкции, камень и пластик. Они уникальны по своей эффективности и функциональности. Другое оборудование имеет массу недостатков, а преимуществ у него значительно меньше.

Если нужно разрезать трубы, листы стали или металлоконструкции, то более удобного и быстрого способа решить проблему нет. Когда речь идет о толстых конструкциях, то описываемая методика более эффективна. Не стоит тратить время, используя другую технику резки.

В организациях, где нужно резать сталь максимально быстро, применяют именно такой вид оборудования. Расходы на него окупаются высокой скоростью работы и качеством.

Плазменная резка металла: плюсы и особенности технологии

Необходимость резки металла возникает во многих сферах человеческой деятельности. Для этой цели специализированные организации применяют различные методики. Наибольшее распространение получила технология плазменной резки. Цена услуги в компании «Металлобаза Новосаратовка» определяется типом и объемом сырья, уровнем сложности получаемых изделий. Основным инструментом рабочих операций выступает плазматрон.

Специфические черты плазменной технологии резки

В основе реализации технологии лежит термическое воздействие на металл плазмы – струи газа (азот, аргон, водород, кислород). Процесс осуществляется в условиях высокого давления, температура в этот момент может варьировать от 5 до 30 тысяч градусов. В плазму газовый поток трансформируется под воздействием электрической дуги.

Технология плазменной резки удобна универсальностью своего применения. Ее можно использовать для резки любых металлов. Единственное различие заключается в виде применяемого газового потока. Для черных металлов наиболее эффективным считается активный газ (кислород), для цветных – все остальные, являющиеся неактивными.

Конкурентные преимущества резки металлов плазмой

Плазменная технология в производственной практике появилась относительно недавно, но быстро нашла активное применение. Этому поспособствовал целый ряд ее конкурентных достоинств в сравнении с аналогичными методами:

предельная точность получаемых размеров и форм;

возможность получения ровных, безопасных краев на изделиях;

практически безотходное исполнение.

Чаще всего применяется плазменная резка металла, если толщина его листов не превышает 50 мм. В этом случае технология обеспечивает предельное быстрое получение партии необходимых заготовок. Для справки: плазмой резка металла осуществляется в 4 раза быстрее чем лазером. Последний до недавнего времени считался самым прогрессивным способом обработки цветного и черного сырья.

Для кого актуальна услуга плазменной резки металлов

Плазменная резка металлического сырья – услуга, актуальная для широкой целевой аудитории. Воспользоваться ею стоит всем, кто стремится минимизировать свои расходы на обработку сырья. В перерасчете на количество получаемых за единицу времени заготовок плазменная резка обходится намного дешевле аналогичных способов. Все расходы распределяются на общее число изделий, и за счет этого укладываются в рамки демократичного бюджета.

Заказывая плазменную резку, нужно учитывать, что итогом будут полностью готовые изделия из металла. Их заказчику гарантировано не понадобится подвергать вторичной обработке. Под воздействием плазмы заготовки получают идеально ровные края и предельно точные размерные параметры. Их можно сразу же запускать в последующие технологические циклы либо в реализацию.

Плазменная резка не имеет ограничений не только по типу используемого сырья, но и по категориям получаемых изделий. Метод позволяет осуществлять высокоточную фигурную резку. Для этой цели допустимо применять сталь не толще 50 мм, медь – 80 мм, чугун – 90 мм, алюминиевые сплавы – 120 мм.

В каждом из этих случаев мастера стремятся максимально задействовать всё имеющееся металлическое сырье. За счет этого общее количество изделий увеличивается, а объем получаемых отходов минимизируется. И заказчики услуги, и исполнители от подобного производственного соотношения только выигрывают. Первые получают возможность повысить уровень рентабельности своих предприятий, вторые – стабильно расширяют свою базу постоянных клиентов.

Преимущества плазменной резки

Преимущества и недостатки плазменной резки по сравнению с другими методами резки металлов?

Резка металлов — проблема, с которой приходится сталкиваться и в цеху, и на стройплощадке, и в мастерской. Простые решения вроде автогена устроят многих, но не всех. Если объем работ по резке металла большой, а требования к качеству реза высоки, то стоит подумать об использовании аппарата плазменной резки (плазмореза).
Первые установки и аппараты плазменной резки появились более полувека назад, но широкому кругу мастеров они стали доступны только в последние два десятилетия.

ПРЕИМУЩЕСТВА:
Какие преимущества в работе дает аппарат или станок плазменной резки металла в работе?

1. При правильном подборе мощности он позволит в 4-10 раз (по сравнению кислородной горелкой) повысить производительность. По этому параметру плазморез уступит лишь промышленной лазерной установке, зато намного выиграет в себестоимости. Экономически целесообразно использовать плазменную резку на толщинах металла до 50-60мм. Кислородная же резка более предпочтительна при раскрое стальных листов толщиной свыше 50 мм.

2. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ. Плазменная резка позволяет обрабатывать и сталь, и чугун, и алюминий, и медь, и титан, и любой другой металл, причем работы выполняются с использованием одного и того же оборудования: достаточно выбрать оптимальный режим по мощности и выставить необходимое давление воздуха. Важно отметить и то, что качество подготовки поверхности материала особого значения не имеет: ржавчина, краска или грязь помехой не станут.

3. ТОЧНОСТЬ и ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО РЕЗА. Современные плазморезы обеспечивают минимальную ширину реза и «чистые» без наплывов, перекаливания и грата кромки, почти не требующие дополнительной обработки. Немаловажно и то, что зона нагрева обрабатываемого материала намного меньше, чем при использовании автогена, а поскольку термическое воздействие на участке реза минимально, то и тепловые деформации вырезанных деталей незначительны, даже если они небольшой толщины.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ, обусловленная отсутствием взрывоопасных газовых баллонов.

5. НИЗКИЙ уровень загрязнения окружающей среды. Касательно экономической стороны вопроса, то совершенно очевидно, что при больших объемах работ плазменная резка выгоднее той же кислородной или, например, механической. В остальных же случаях нужно учитывать не материалы, а трудоемкость использования. Например, сделать фигурный рез в толстом листе недолго и автогеном, но может потребоваться продолжительная шлифовка краев.

НЕДОСТАТКИ:

Ну а теперь поговорим о недостатках. Первый из них — относительно скромная максимально допустимая толщина реза, которая даже у мощных аппаратов редко превышает 80-100 мм. В случае же с кислородной резкой максимально допустимая толщина реза для стали и чугуна может достигать 500 мм.

Следующий недостаток метода — довольно жесткие требования к отклонению от перпендикулярности реза. В зависимости от толщины детали угол отклонения не должен превышать 10-50°. При выходе за эти пределы наблюдается значительное расширение реза и, как одно из следствий, быстрый износ расходных материалов.

Наконец, сложность рабочего оборудования делает практически невозможным одновременное использование двух резаков, подключенных к одному аппарату, что с успехом применяется при резке штучным электродом.

Процесс плазменной резки (принцип работы плазмореза)

Для начала определим, что же есть плазма. В данном случае это нагретый электрической дугой до высокой температуры (порядка 25000 °C) воздух в ионизированном состоянии. Последнее означает, что он утрачивает свойства диэлектрика и приобретает способность проводить электрический ток. В процессе резки плазменный поток становится проводником для тока, расплавляющего металл, и сам же его выдувает.

Для начала определим, что же есть плазма. В данном случае это нагретый электрической дугой до высокой температуры (порядка 25000 °C) воздух в ионизированном состоянии. Последнее означает, что он утрачивает свойства диэлектрика и приобретает способность проводить электрический ток. В процессе резки плазменный поток становится проводником для тока, расплавляющего металл, и сам же его выдувает.

Рабочий орган аппарата называется плазмотрон. Под этим словом подразумевается плазменный резак с кабель-шланговым пакетом, подключаемый к аппарату. Иногда плазмотроном ошибочно называют аппарат плазменной резки целиком. Разновидностей плазмотронов достаточно много. Но наиболее распространены и более всего пригодны для резки металлов плазмотроны постоянного тока прямой полярности. По виду дуги различают плазмотроны прямого и косвенного действия. В первом случае разрезаемое изделие включено в электрическую цепь, и дуговой разряд возникает между металлической деталью и электродом плазматрона. Именно такие плазмотроны применяются в устройствах, предназначенных для обработки металлов, включая и аппараты воздушно-плазменной резки. Плазматроны косвенного действия применяются, в основном, для обработки неэлектропроводных материалов (у них электрическая дуга возникает в самом резаке).

Сопло — важнейший элемент, определяющий возможности плазмотрона. При плазменной резке применяются сопла небольшого (до 3 мм) диаметра и большой (9-12 мм) длины. От размера диаметра сопла плазмотрона зависит количество воздуха, которое способен пропустить плазмотрон, этот параметр необходимо учитывать при подборе компрессора. Это также влияет на ширину реза и охлаждение плазмотрона. Что касается длины, то чем она больше, тем выше качество реза. Однако чрезмерное увеличение этого параметра ведет к снижению надежности работы и быстрому разрушению сопла. Считается, что длина канала должна быть больше диаметра в 1,5-1,8 раза.

Электродом (катодом) внутри плазматрона служит металлический стержень — другие конструкции в недорогих аппаратах не применяются. То же можно сказать и о материале: разновидностей изобилие, но массово используется лишь электрод из гафния.

Читать еще:  Какой клей для камня для внутренних работ: двухкомпонентный и виды; Пошагово Видео

Теперь пару слов о рабочих газах, используемых при плазменной резке. Их можно разделить на плазмообразующие и защитные (транспортирующие). Для резки в обычных плазменных системах бытового назначения (сила тока дуги — ниже 200 А, максимальная толщина реза — до 50 мм) сжатый воздух применяют и как плазмообразующий, и как защитный газ. При этом достигается удовлетворительное качество реза, хотя и наблюдается некоторое азотирование и окисление обрабатываемой поверхности. В более сложных системах применяются иные газовые смеси, содержащие кислород, азот, водород, гелий, аргон.

Выбор аппарата плазменной резки

Даже самые доступные аппараты плазменной резки сложны и довольно дороги в сравнении, например, со сварочными, поэтому к выбору недешевой техники нужно подходить осознанно. Прежде всего необходимо определиться, как обычно, с целями и задачами.

Первый параметр, без учета которого бесполезно учитывать остальные, — это максимально допустимая толщина реза. Данная величина обычно приводится для углеродистой стали, реже — для нержавеющей, еще реже — для алюминия и очень редко — для меди. Поскольку на максимально допустимую глубину реза сильно влияет теплопроводность материала, то для сплавов на основе меди этот показатель примерно на 30% ниже, чем для сплавов на основе железа. И если в технических характеристиках аппарата заявлена максимально допустимая толщина реза стали в 10 мм, это будет означать, что максимальная глубина реза медных сплавов составит 7 мм. Таким образом, вторым по важности показателем станет тип сплава, с которым предстоит работать.

Следующий фактор — планируемый режим эксплуатации плазмореза. Как и в случае со сварочными аппаратами, он определяется параметром «ПВ» (продолжительность включения), который определяет отношение времени работы аппарата ко времени, необходимому для его охлаждения. В некоторых промышленных аппаратах плазменной резки ПВ может приближаться к 100%, для ручной же резки металла вполне достаточно 40-50%.

На практике это выглядит следующим образом. Если ПВ плазмореза составляет 50%, то в течение часа эксплуатации он должен 30 минут работать и 30 минут остывать. При ручной резке приходится время от времени перемещаться или перемещать изделие и периодически выключать кнопку поджига на плазмотроне. Это время как раз и идет в зачет охлаждения, и поэтому работа кажется непрерывной. Такая формула дает сбой при работе с толстыми листами металла или при автоматической плазменной резке с ЧПУ, когда время реза может быть значительным. Дело в том, что параметр ПВ определяется для 10-минутного цикла, поэтому в начале смены, пока аппарат холодный, он будет отработать без перерыва и 15 минут даже при низком ПВ, а вот при цикличной работе может отключиться и после 5 минут непрерывной резки.

Когда ключевые параметры, определяющие принципиальную возможность использования аппарата, определены, следует уделить внимание такому аспекту, как удобство использования. Тут первостепенное значение приобретает мобильность, точнее, радиус действия, на который можно свободно удаляться от малоподвижного аппарата, «прикованного» к своему месту компрессором. Так, длина кабель-шлангового пакета плазмотрона может варьироваться до десятков метров. Кстати, важна не только длина: некоторые производители заявляют ее на уровне 30 м и более, но «забывают» сообщить о том, имеются ли евроразъемы на плазмотроне и источнике. Если таких разъемов нет, то укоротить или удлинить плазмотрон вряд ли получится, и всякий раз разматывать его для того, чтобы резать небольшие по размерам листы, будет утомительно. Главный же минус длинного плазматрона не в этом, а в том (и производители об этом, как правило, тоже умалчивают!), что при его длине свыше 20 метров наблюдается потеря мощности, причем довольно ощутимая. Поэтому разумнее всего выбирать плазмотрон небольшой (6-12 м) длины, оснащенный евроразъемом, чтобы при необходимости была возможность удлинить конструкцию, используя быстронаращиванмый удлинитель плазмотрона. Это будет, кстати, удобно и при работе на открытом воздухе в неблагоприятных условиях, когда выносить из помещения аппарат нежелательно. Однако, как уже отмечалось, использовать удлинитель нужно лишь в случае действительной необходимости.

Очень важный вопрос — проблема расходных материалов: электродов (катодов) и сопел. Важно, чтобы они были доступны и недороги. Как правило, износ этих деталей происходит или одновременно или с небольшим «разбросом» (один катод на два сопла). Одного сопла в среднем хватает на целую рабочую смену (при работе с деталями, толщиной до 10 мм).

Момент, не относящийся напрямую к плазматрону, но требующий обязательного учета, — это система подачи воздуха. Если отбросить самые маломощные модели, оборудованные встроенным компрессором и воспринимаемые многими профессионалами как малополезные игрушки, то следует помнить, что для работы плазматрону нужен мощный компрессор. И не он один: при достаточно большом расходе воздуха (100-250 л/мин при 0,4-0,6 МПа) жесткие требования предъявляются и к его качеству, а значит не обойтись без вспомогательных устройств — таких как влаго- и маслоотделители, фильтры. Поступать в аппарат воздух должен равномерно, без пульсаций, поскольку они серьезно влияют на стойкость сопел и электродов, на стабильность поджига дуги и, как следствие, на качество реза, а значит, нужен объемный ресивер.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ДЛЯ ЛЮБИТЕЛЯ

Среди современных устройств плазменной резки можно выделить отдельную и наиболее интересную для рядового потребителя категорию — переносные инверторные источники плазмы, применяемые при ручной резке. Их основные достоинства: низкое энергопотребление, компактность, небольшой вес, эргономичный дизайн. Недостатки: ограничение по максимальной мощности (не более 70 А), и, как следствие, по максимальной толщине реза (до 15-20 мм). Также придется мириться с невысокой продолжительностью включения и чувствительностью к перепадам напряжения. Оборудование, выходящие за рамки этого типа, как правило, рассчитано на промышленное применение.

Большинство аппаратов с плазмотронами воздушного охлаждения пригодны для резки металлических деталей толщиной до 50 мм. Для резки деталей толщиной свыше 50 мм или для увеличения производительности применяют более сложные и дорогие аппараты с плазмотронами водяного охлаждения

Максимальная глубина реза определяет толщину материала, которая может быть разрезана данным аппаратом в принципе. Скорость работы при этом в расчет не берется. Чтобы комфортно и быстро работать с деталями толщиной 3-4 мм, следует выбирать аппарат, максимально допустимая глубина реза которого — 8-10 мм.

Унифицированные разъемы для плазмотронов производятся в соответствии с европейскими стандартами и состоят из розеток (со стороны источника плазмы) и вилок (со стороны резака). Преимущество подобной системы заключается в возможности при необходимости удлинить или укоротить конструкцию без ощутимой потери мощности, прочности и электрического контакта.

Износ сопла заключается в нарушении его геометрической формы, что негативно влияет на качество реза. Износ же катода приводит к выработке стержня (допустимая глубина выработки — не более 1,5 мм), в результате чего может произойти пригорание катода к головке плазмотрона и его (плазмотрона) перегрев.

При минусовых температурах необходимо соблюдать определенные меры предосторожности. Поскольку в ресивере и шлангах образуется конденсат, который в случае замерзания может вывести из строя оборудование, то после окончания работ шланги обязательно продувают, а сам компрессор хранят в помещении с плюсовой температурой.

Преимущества плазменной резки металла

Хотя системы плазменной резки не могут полностью заменить аппараты кислородно-газовой резки при выполнении некоторых производственных операций, включая нагрев и гнутье стали, сравнение вышеуказанных технологий говорит в пользу плазменной резки, которая является предпочтительной при решении многих задач.

Скорость резки
В настоящее время толщина около 90% разрезаемого металла составляет 25 мм или меньше. В этом диапазоне технология плазменной резки имеет неоспоримое преимущество, обеспечивая высокую скорость резки. Она может как минимум в два раза превышать скорость кислородно-газовой резки. С уменьшением толщины разрезаемого металла скорость плазменной резки увеличивается до 12 раз по сравнению с кислородно-газовой резкой. Высокая скорость резки позволяет увеличить производительность, благодаря чему вы можете вырезать большее количество деталей за меньшее время.

Скорость прожига
Среди множества операций резки очень важной является сквозной прожиг металла. Аппараты кислородно-газовой резки позволяют выполнять прожиг стали толщиной 15 мм в течение 30 секунд, так как металл необходимо предварительно нагреть до температуры почти 1000ºC. А системы плазменной резки позволяют выполнять прожиг стали указанной толщины менее чем за две секунды, при этом значительно увеличивая производительность.

Качество резки
Кроме скорости резки другим важным фактором, определяющим выбор оборудования для резки металла, является качество. В целом, системы плазменной резки обеспечивают более высокое качество резки по сравнению с аппаратами кислородно-газовой резки. Например, при использовании систем плазменной резки образуется минимальное количество окалины, которая очень легко удаляется. Кроме того, важно отметить, что, выполняя качественную резку, системы плазменной резки требуют меньше времени для их управления. Современные системы плазменной резки оснащены защитными экранами, которые автоматически обеспечивают надлежащую высоту резака над листом металла и используются для работы с предварительно вырезанными шаблонами для улучшения операторского управления и, следовательно, качества резки.

Благодаря высокой скорости резки значительно снижается температура нагрева рабочей детали. Системы плазменной резки позволяют избегать деформации тонких листов металла (толщиной 1-6 мм) в отличие от аппаратов кислородно-газовой резки. Кроме того, современные резаки систем плазменной резки просты в управлении и обеспечивают превосходный обзор вырезаемой детали. Эти факторы также способствуют улучшению качества резки.

Универсальность
Возможность резать несколько типов металла является очень важной при выполнении многих производственных операций. Процесс образования электрической дуги, лежащий в основе технологии плазменной резки, позволяет проще выполнять резку любого электропроводного материала, включая алюминий, медь, мягкую низкоуглеродистую сталь, нержавеющую сталь и другие металлы. Кроме того, технология плазменной резки позволяет выполнять резку нескольких листов металла, сложенных один на другой. Используя технологию кислородно-газовой резки, выполнять указанные выше операции невозможно. Эта потрясающая универсальность открывает богатые возможности и увеличивает общую производительность.

Безопасность
Горючий газ высокого давления и открытое пламя представляют собой опасность во многих производственных средах, однако несмотря на это, они являются неотъемлемой составляющей кислородно-газовой резки. Кроме того, из-за опасностей, связанных с кислородно-газовой резкой, пользователь должен иметь дорогостоящую страховку. Для перевозки газовых баллонов необходимы особые условия, которые также увеличивают операционные расходы. Системы плазменной резки не требуют использования открытого пламени или какого-либо горючего газа, а потому полностью устраняют подобные опасности и дополнительные операционные расходы. Кроме того, при плазменной резке выделяется гораздо меньше тепла и значительно снижается опасность, связанная с обработкой горячего металла при его резке. Ширина зоны теплового воздействия, образуемой при использовании систем плазменной резки, составляет 2 мм, в то время как ширина зоны, образуемой при резке мягкой низкоуглеродистой стали толщиной 18 мм при помощи аппаратов кислородно-газовой резки, составляет 12 мм.

Расходы на резку
Многие вышеуказанные факторы непосредственно влияют на такой важный аспект, как стоимость. Такие аспекты, как более высокая скорость и качество резки, улучшенная производительность и универсальность систем плазменной резки, а также меньшее количество вторичных операций, являются не единственным способом сокращения операционных расходов. Системы плазменной резки способствуют увеличению прибыли, так как позволяют выполнять большое количество производственных операций. Кроме того, значительно снижаются операционные расходы и потенциальные убытки, так как компаниям не нужно соблюдать такое большое количество правил техники безопасности или уделять столько внимания вопросам охраны труда оператора.

Новое поколение систем плазменной резки предлагает неоспоримые преимущества

Эти преимущества плазменной резки являются основными. Кроме того, технология плазменной резки способствует сокращению операционных расходов и увеличению качества продукции, а также становится более удобной для работы операторов. Быстрое развитие этой технологии в течение последних нескольких лет является важным фактором выбора систем плазменной резки в настоящее время. Hypertherm является единственной компанией, внедряющей технические новшества в индустрии резки металла.

В течение более 40 лет компания работает над созданием более компактных, эффективных и «интеллектуальных» источников питания. Разрабатывая различные технологии, посвященные исключительно плазменной резке металла, компания Hypertherm производит продукты, удовлетворяющие особым нуждам конечных пользователей.

Простота операций
Сокращение времени на обучение операторов, необходимого для надлежащего управления оборудованием плазменной резки, является долгосрочной целью производителей систем плазменной резки. Для выполнения механизированных операций оборудование плазменной резки, как правило, можно интегрировать в существующие системы управления кислородно-газовой резкой. Это позволяет довольно просто подключить оборудование плазменной резки к существующей системе кислородно-газовой резки при условии, что она справляется с более высокими скоростями. Оборудование плазменной резки также легко настроить для выполнения ручных операций, включая настройку регуляторов давления газа и простых регуляторов электропитания для экономичного использования электроэнергии, необходимой для выполнения работы.

Повышенная надежность
Это утверждение справедливо отражает суть последнего поколения технологии плазменной резки. Количество деталей в источниках питания, использованных в предыдущих поколениях систем, было уменьшено более чем в два раза. Использование меньшего количества деталей значительно повышает надежность и производительность данных систем при тех же или даже более низких первоначальных капиталовложениях. Кроме того, новейшие системы плазменной резки оснащены опциями, способствующими сокращению времени и стоимости, затрачиваемых на техническое обслуживание и ремонт оборудования, включая свободный доступ к компонентам систем и программы автоматической самодиагностики, работающие при запуске системы и во время ее эксплуатации. Благодаря этому система работает с максимальной отдачей, способствуя снижению операционных расходов, а также увеличению производительности и качества резки.

Низкая стоимость и улучшенная компактность
Кроме того, технология плазменной резки позволяет снизить вес систем и увеличить их общую производительность. Современные однофазные системы плазменной резки весят всего лишь 9 килограммов и без труда выполняют резку металла толщиной 12 мм. Эти системы плазменной резки позволяют выполнять новые виды производственных операций при улучшенной компактности. Принимая во внимание все из указанных выше аспектов, всем пользователям, выполняющим резку металла, рекомендуется внимательно изучить преимущества технологии плазменной резки.

Практические результаты

Elmhults Konstruktion AB является одной из компаний, которая недавно заменила аппарат кислородно-газовой резки на систему автоматической плазменной резки. Компания, расположенная в г. Альмхульт (Швеция), является ведущим мировым производителем стальных грузовых контейнеров. После внедрения новой комплексной системы плазменной резки производства Hypertherm владельцы и сотрудники данной компании отметили увеличение прибылей и производственной эффективности.

Читать еще:  Процедура замены радиаторов отопления: особенности

Простота операций, повышенная надежность, улучшенная технология управления резаком и уменьшенный размер экономически выгодных систем плазменной резки — все эти факторы подчеркивают необходимость замены устаревшего оборудования на новые системы плазменной резки, выбор которых осуществляют многие конечные пользователи.

«До внедрения нашей новой системы производства Hypertherm мы использовали обычный газовый резак», — отметил г-н Госта Карлсон, владелец компании Elmhults Konstruktion AB. — «Несмотря на то, что аппараты кислородно-газовой резки приемлемы для резки металла, мы пришли к выводу, что возможности систем плазменной резки идеально подходят для решения наших производственных задач».

Являясь мировым производителем металлических контейнеров, компания ежегодно использует более 8 миллионов тонн стали. Используя такое большое количество металла, компании очень важно иметь систему, производящую высококачественную резку при повышенной эффективности производства. Кроме того, новый способ резки металла является более безопасным. «Близость пламени при использовании систем кислородно-газовой резки всегда представляет собой опасность», — продолжает г-н Карлсон, — «использование же новой системы обеспечивает безопасность работы операторов».

Но чего стоит производственная технологическая линия без надлежащей эффективности? «В прошлом, используя газовый резак, мы были вынуждены несколько раз запускать и выключать нашу систему. Теперь мы можем увеличить нашу производительность более чем на 25% и значительно сократить время простоев», — отметил г-н Карлсон. — «Система кислородно-газовой резки выполняла резку листа металла толщиной 12 мм в течение 15 минут; теперь для этого требуется лишь 7 минут».

Заключение

В заключение необходимо добавить, что перед принятием решения о выборе технологии нужно оценить, насколько она соответствует требованиям каждой операции и каковы ее преимущества. Если оператор режет только очень толстую мягкую низкоуглеродистую сталь или часто нагревает металл для придания ему определенной формы, то лучшим выбором вероятно будет система кислородно-газовой резки. Если оператор выполняет более разнообразные операции, разрезая не только мягкую низкоуглеродистую сталь, но и металл толщиной 35 мм и менее, система плазменной резки предлагает гораздо большие преимущества.

О компании Hypertherm

Компания Hypertherm разрабатывает и производит лучшие в мире системы плазменной резки для использования в различных индустриях, таких как судостроение, промышленное производство и ремонт автомобилей. Ее линия продуктов включает системы ручной и механизированной плазменной резки и расходных деталей, а также системы ЧПУ и управления высотой резака. Системам производства Hypertherm доверяют благодаря точности резки металла, а также быстрой скорости их работы и надежности, ведущей к улучшенной производительности и прибыльности десятков тысяч предприятий. Компания Hypertherm известна своим новаторским подходом к технологиям плазменной резки уже в течение 40 лет с 1968 года, со времени разработки технологии плазменной резки с водным впрыском. Компания насчитывает более 1000 партнеров, включая операционную деятельность и партнерские представительства по всему миру.

За более подробной информацией обращайтесь к:
Иветт Лифлэнг
T: +31 (0) 165 596 932
Yvette.leeflang@hypertherm.com
www.hypertherm.com/eu

Vaartveld 9, 4704 SE ROOSENDAAL, The Netherlands

7 преимуществ плазменной резки перед кислородной

Плазменная резка стремительно завоёвывает популярность среди предприятий самой разной направленности. Технология плазменной резки металлов основана на создании плазмы посредством электрического разряда в газовой среде и пригодна для обработки металлов толщиной до 50 мм.

Ближайшим конкурентом плазмы является кислородная резка металлов, и она действительно даёт возможность получения хороших результатов (например, если нужно обработать очень толстые листы низкоуглеродистой стали). Однако более универсальным, высокоскоростным и качественным способом резки считаются именно плазменные системы, и в этой статье мы расскажем, в чём же заключаются их основные преимущества.

1. Лучшее качество резки

Разрезы, которые выполняются с помощью аппарата плазменной резки, всегда отличаются меньшей степенью образования окалины, меньшим изгибом и меньшей областью нагрева. Малая ширина реза по данной технологии обеспечивается за счёт высокой концентрации энергии в зоне реза и составляет не более 2,5 мм для заготовки шириной 20 мм.

Так как плазменная резка обеспечивает отсутствие деформации даже на тонких листовых заготовках и позволяет получить хорошее качество кромок, без наплывов и грата, с её помощью становится возможным применять экономичные схемы раскроя и осуществлять сварку металлических конструкций без механической обработки.

2. Больше деталей за единицу времени

Благодаря значительному превосходству станков плазменной резки в скорости, такие системы, безусловно, выигрывают с точки зрения производительности у кислородных систем, даже если не учитывать время, которое необходимо для предварительного нагрева кислородного станка и операций вторичной обработки, которые потребуются в случае использования данной технологии.

Высокая производительность плазменной резки обеспечивается не только за счёт большой скорости обработки металлов разной толщины и короткого времени прожига, но также благодаря быстрому отключению резака.

3. Снижение затрат на производство

Стоимость плазменной резки в пересчёте на количество заготовок за единицу времени будет ниже, по сравнению с кислородной резкой, так как эксплуатационные затраты равномерно распределяются между большим количеством изготавливаемых за час деталей, а операции по вторичной обработке либо совсем не нужны, либо занимают меньше времени.

Длительный срок службы расходников, высокая производительность и достойное качество резки также вносят свой вклад в минимизацию удельных затрат по сравнению с технологией кислородной резки. Благодаря современным разработкам, затраты на производственный процесс по технологии плазменной резки удаётся снизить практически в два раза.

4. Высокая рентабельность

Плазменная резка является на сегодняшний день одним из самых рентабельных способов термического раскроя. Повышение прибыли при использовании станков плазменной резки обеспечивается за счёт снижения эксплуатационных затрат и увеличенной производительности, а также благодаря минимизации или даже полному исключению операций вторичной обработки.

5. Простота в эксплуатации

Данное преимущество плазменной резки достигается за счёт отсутствия необходимости регулировать подачу газа и управлять химической реакцией горения. Аппарат плазменной резки металлов разработан для контактной резки листов, поэтому при его использовании не нужно прилагать усилия для поддержания расстояния между резаком и заготовкой.

Оптимизированные параметры резки автоматизированных плазменных систем можно вводить и контролировать одним действием, что ещё более упрощает эксплуатацию оборудования. Благодаря возможности осуществления контактной резки и отсутствию необходимости регулировки подачи газа, ручные системы плазменной резки требуют меньше времени для изучения, значит, персонал предприятия сможет быстрее приступить к работе.

6. Повышенная гибкость

Плазменная технология может применяться для резки любых металлов, которые проводят ток, включая низкоуглеродистую сталь, алюминий, нержавейку, медь и большинство других разновидностей металла. В отличие от плазмы, технология кислородной резки связана с протеканием химической реакции между кислородом и железом, поэтому она используется только для обработки низкоуглеродистой (мягкой) стали.

Гибкость и универсальность плазменной резки имеет и другие аспекты. Так, по данной технологии возможна резка вручную, резка по направляющей и с применением трубореза, а также резка на удобном координатном столе. Кроме того, плазменные системы можно использовать для строжки, разметки и разрезания окрашенного, ржавого и даже многослойного металла, листы которого наложены друг на друга. Плазма даёт возможность выполнять как обычную резку, так и резку металлической решётки со скосом, что сложно выполнить с помощью кислородной резки.

7. Улучшенная безопасность

Для работы систем плазменной резки используется только сжатый воздух, в отличие от кислородной резки, в работе которой применяется смесь кислорода с топливным газом (ацетиленом, пропаном, пропиленом и природным газом). Среди этих соединений самым популярным является ацетилен, обеспечивающий более горячее пламя и снижающий время прожига. Однако, при этом ацетилен – это нестабильный и легко воспламеняющийся газ, чувствительный даже к статическому электричеству, не говоря уж о повышенном давлении и температуре. В таких условиях работа на оборудовании кислородной резки уже не может считаться полностью безопасной.

В заключение предлагаем посмотреть видео, в котором все преимущества плазменной резки перед кислородной наглядно иллюстрируются и поэтому становятся более понятными:

Плазменная резка для начинающих.

Плазменная резка металлов для начинающих.

Уважаемые покупатели, в этой статье мы хотим вам рассказать что такое плазменная резка металлов, показать ее основные преимущества, рассказать об устройстве плазменных аппаратов и как их использовать, а теперь обо всем этом по порядку.

Иногда наши покупатели приобретая аппарат плазменной резки с удивлением узнают, что для его работы необходим компрессор. Компрессор необходим для того, чтобы выдувать металл который вы режете. Без компрессора резать плазмой невозможно. Компрессор подключается к аппарату, а к аппарату подключается плазматрон (плазменная горелка), так вот, когда возникает дежурная дуга между катодом и соплом, воздух эту дугу выдувает наружу, где дуга переходит в основную дугу при соприкосновении с металлом; далее происходит процесс плавления металла и выдувания его жидкой части из зоны расплава. При выборе компрессора стоит обратить особое внимание на его качество и на его параметры. Корректная работа аппарата плазменной резки возможно только в сочетании с хорошим компрессором. Мы рекомендуем использовать компрессоры способные выдавать 5-6 атмосфер.

Еще одна немаловажная деталь, на которую мы хотим обратить ваше внимание. В компрессоре должен стоять фильтр воздуха, он может быть встроен в компрессор изначально, а может подключаться отдельно. Воздух, который будет проходить через аппарат плазменной резки и выходить из плазматрона, должен быть чистым, в него не должны попадать никакие посторонние предметы и вещества. Недопустимо попадание паров и частиц масла, мельчайшей частицы металлической стружки, пыль и грязь. Особенно это важно, если вы планируете использовать плазму на пыльных производствах, в гаражах, цехах с бетонными полами и т.д. Чем чище воздух – тем лучше рез!

Если вы будете соблюдать эти условия, аппарат будет работать корректно и без сбоев.

Плазма или газорезка?

Мы не будем говорить о том, что газорезка хуже чем плазменная резка. У газорезки есть ряд преимуществ перед плазмой, например при резе металлолома в больших количествах вам не справиться с этой задачей если использовать плазменную резку. Плазменная резка экономически целесообразна при толщине металла до 50 мм, при большей толщине преимущество переходит к кислородной резке. Но качество и скорость раскроя всегда на стороне плазменной резки.

Для газорезки нужен газ, для плазмы нужно электричество. Выделим два основных преимущества плазмы: первое – вам не нужен газ (ацетилен) вы не связываетесь с взрывоопасными газами, второе — вы можете резать различные типы металлов (сталь, нержавейка, медь, алюминий и пр.)

Таким образом кому-то необходима газорезка, кому-то подойдет плазма, выбор за вами.

Как правильно выбрать аппарат плазменной резки?

Здесь все очень просто. Чем мощнее плазменный аппарат, тем толще металл он может резать. Если вы планируете резать разные толщины, вам лучше выбрать мощные аппарат, если вы будете резать тонкие металлы, вам нет необходимости покупать мощные аппарат, достаточно приобрести сорока амперный аппарат. Обратите внимание на такое понятие, как качество реза. Рез может быть «грязный» и «чистый». Грязный рез – это когда вам нужно просто отрезать кусок металла и для вас не имеет значение какой срез будет, аккуратный или нет. Чистый рез — это максимально ровно отрезанный металл. Как правило, производители указывают в параметрах грязный рез. Чтобы понять чистый рез, вам нужно отнять порядка 25% от указанной толщины. Так например если производитель указал 12 мм – значит чистый рез составит 8-9 мм. Не думайте, что производители вас обманывают, это всемирная практика указать в параметрах грязный рез, а не чистый. Этот параметр показывает максимальную возможность аппарата, а вы уже сами выбираете как вам резать металл, по “грязному” или по “чистому”.

Кроме того, перед покупкой желательно понять как часто вы будете включать аппарат плазменной резки. Обратите внимание на ПВ приобретаемого аппарата. Если ПВ аппарата 60% — значит в 10 минутном цикле вы можете резать 6 минут, а 4 минуты аппарат будет отдыхать, если ПВ 100% — значит можно не отрываться от работы, аппарат будет работать постоянно.

Расходные части.

Покупая аппарат плазменной резки, мы рекомендуем вам узнать у поставщика как обстоят дела с расходкой для плазменной горелки. Практически все производители вместе с аппаратом кладут расходные части, вы можете приступать к резке незамедлительно, но расходка горит, независимо от производителя. И когда встает вопрос о замене, выясняется, что там где аппарат покупался – “расходки” нет. Мы часто сталкиваемся с такими случаями, когда помогаем людям подобрать расходку, и стоит признать, что не всегда это получается. Расходка не всегда стыкуется. Так, например, расходка для аппаратов китайского происхождения не подходит к европейским товарам или американским. Кроме того, нет возможности поменять плазматрон (плазменную горелку) – разные разъемы. В нашем интернет-магазине продаются аппараты плазменной резки произведенные в Китае, все расходные части для горелок CUT всегда в наличии и как показывает практика, китайская расходка подходит практически на все аппараты сделанные в Китае.

Скорость с которой резать металл.

Этот вопрос нам часто задают покупатели. Определенного ответа на него нет, вы поймете, как быстро вам надо будет вести плазматрон по металлу только в процессе обучения, приноровиться очень просто. Все зависит от толщины металла и амперажности, которую вы выставите. Когда вы приступите к резу, вы сразу увидите — если вы ведете плазматрон очень быстро (в таком случае металл не будет прорезаться полностью) если очень медленно (в этом случае вы просто будете расходовать воздух и электроэнергию). Перед тем как резать нужные вам заготовки или отрезки, мы рекомендуем потренироваться на ненужных обрезках, чтобы выбрать оптимальный режим и скорость реза.

Еще один совет, когда вы включите аппарат – поставьте ток на максимум, а во время реза уменьшайте его, пока не поймете, что этого тока достаточно для реза вашей толщины металла. Начинайте с больших токов, затем идите на понижение.

И ещё, не старайтесь ставить максимальный ток, чтобы отрезать побыстрее, так как чем больше ток, тем быстрее выходит из строя расходка; не делайте слишком частые поджиги, поскольку именно в момент поджига происходит интенсивное «выветривание» тугоплавкой вставки на катоде и преждевременный выход его из строя, т.е. нажали на кнопку и режьте непрерывно. Если по условиям работы вам необходимо делать короткие резы, например резать сетку – приготовьтесь к частой замене расходки.

Читать еще:  Сборка стеллажей металлических на болтах

Как все работает.

Установки плазменной резки имеют напряжение холостого хода 250-300 В.

При нажатии на кнопку подаётся сжатый воздух и одновременно между катодом и соплом во внутренней камере плазмотрона прикладывается это напряжение холостого хода, но чтобы пробить этот промежуток и зажечь плазму, необходима поджигающая искра – эту функцию поджига выполняет осциллятор (напряжение поджига порядка 5-10 кВ). Как только дуга зажглась (и дуга в этот момент называется дежурной) воздух выдувает плазму наружу. Ток дежурной дуги как правило в мощных аппаратах ограничен внутри мощным сопротивлением для экономии расходки, для реза не предназначен; дежурная дуга горит 2-3 сек. Если в течение этого времени дуга не коснулась металла или металл по каким-то причинам не соединён с «+» установки (например, обрыв обратного кабеля), то дуга гаснет. Если же всё прошло нормально, то дежурная дуга переходит в основную дугу, блок осциллятора отключается. Далее происходит плавление металла дугой и одновременное выдувание расплавленного материала из расплава. Горение основной дуги происходит между тугоплавкой вставкой из гафния, впрессованной в торец катода и материалом изделия. Наибольшее разрушение этой вставки происходит именно в момент поджига, поэтому лучше стараться избегать слишком частых включений в целях экономии расходки.

Выбрать аппарат плазменной резки можно здесь.

Для наглядности, мы провели несколько тестов. Аппарат Сварог CUT 100 разрезал металл толщиной 10 мм. с увеличением до 35 мм. Ток резки был выставлен 90 Ампер.

Аппарат Сварог CUT 40 разрезал пластину толщиной 4 мм. Ток резки 20 Ампер.

Плазменная резка

Общепринятые обозначения

PAC – Plasma Arc Cutting – резка плазменной дугой

CUT— Cutting-резка

Технология плазменной резки

Плазма представляет собой ионизированный газ с высокой температурой, способный проводить электрический ток. Плазменная дуга получается из обычной в специальном устройстве – плазмотроне – в результате ее сжатия и вдувания в нее плазмообразующего газа. Различают две схемы:

  • плазменно-дуговая резка и
  • резка плазменной струей.

При плазменно-дуговой резке дуга горит между неплавящимся электродом и разрезаемым металлом (дуга прямого действия). Столб дуги совмещен с высокоскоростной плазменной струей, которая образуется из поступающего газа за счет его нагрева и ионизации под действием дуги. Для разрезания используется энергия одного из приэлектродных пятен дуги, плазмы столба и вытекающего из него факела.

При резке плазменной струей дуга горит между электродом и формирующим наконечником плазмотрона, а обрабатываемый объект не включен в электрическую цепь (дуга косвенного действия). Часть плазмы столба дуги выносится из плазмотрона в виде высокоскоростной плазменной струи, энергия которой и используется для разрезания.

Плазменно-дуговая резка более эффективна и широко применяется для обработки металлов. Резка плазменной струей используется реже и преимущественно для обработки неметаллических материалов, поскольку они не обязательно должны быть электропроводными.

В корпусе плазмотрона находится цилиндрическая дуговая камера небольшого диаметра с выходным каналом, формирующим сжатую плазменную дугу. Электрод обычно расположен в тыльной стороне дуговой камеры. Непосредственное возбуждение плазмогенерирующей дуги между электродом и разрезаемым металлом, как правило, затруднительно. Поэтому вначале между электродом и наконечником плазмотрона зажигается дежурная дуга. Затем она выдувается из сопла, и при касании изделия ее факелом возникает рабочая режущая дуга, а дежурная дуга отключается.

Столб дуги заполняет формирующий канал. В дуговую камеру подается плазмообразующий газ. Он нагревается дугой, ионизируется и за счет теплового расширения увеличивается в объеме в 50–100 раз, что заставляет его истекать из сопла плазмотрона со скоростью до 2–3 км/c и больше. Температура в плазменной дуге может достигать 25000–30000°С.

Электроды для плазменной резки изготавливают из меди, гафния, вольфрама (активированного иттрием, лантаном или торием) и других материалов.

Количество тепла, необходимое для выплавления реза (эффективная тепловая мощность qр), поступает из столба плазменной дуги и определяется выражением:

где Vр – скорость резки (см/с);
F – площадь поперечного сечения зоны выплавляемого металла (см 2 );
γ – плотность металла (г/см 3 );
с – теплоемкость металла, Дж/(г·°С);
Тпл – температура плавления металла (°С);
T – температура металла до начала резки (°С);
q – скрытая теплота плавления (°С).

Произведение Vр·F·γ определяет массу выплавляемого металла за единицу времени (г/с). Для заданной толщины металла имеется определенное числовое значение эффективной тепловой мощности qр, ниже которого процесс резки невозможен.

Скорость потока плазмы, удаляющего расплавленный металл, возрастает с увеличением расхода плазмообразующего газа и силы тока и уменьшается с увеличением диаметра сопла плазмотрона. Она может достигать около 800 м/с при силе тока 250А.

Плазмообразующие газы

Технологические возможности процесса плазменной резки металла (скорость, качество и др.), а также характеристики основных узлов плазмотронов определяются прежде всего плазмообразующей средой. Влияние состава плазмообразующей среды на процесс резки:

  • за счет изменения состава среды возможно регулирование в широких пределах количества тепловой энергии, выделяющейся в дуге, поскольку при определенной геометрии сопла и данном токе состав среды задает напряженность поля столба дуги внутри и вне сопла;
  • состав плазмообразующей среды оказывает наибольшее влияние на максимально допустимое значение отношения тока к диаметру сопла, что позволяет регулировать плотность тока в дуге, величину теплового потока в полости реза и, таким образом, определять ширину реза и скорость резки;
  • от состава плазмообразующей смеси зависит ее теплопроводность, определяющая эффективность передачи разрезаемому листу тепловой энергии, выделенной в дуге;
  • в ряде случаев весьма значительной оказывается добавка тепловой энергии, выделившейся в результате химического взаимодействия плазмообразующей среды с разрезаемым металлом (она может быть соизмерима с электрической мощностью дуги);
  • плазмообразующая среда при взаимодействии с выплавляемым металлом дает возможность изменять его вязкость, химический состав, величину поверхностного напряжения;
  • подбирая состав плазмообразующей среды, можно создавать наилучшие условия для удаления расплавленного металла из полости реза, а также предотвратить образование подплывов на нижних кромках разрезаемого листа или делая их легко удаляемыми;
  • от состава среды зависит характер физико-химических процессов на стенках реза и глубина газонасыщенного слоя, поэтому для определенных металлов и сплавов некоторые плазмообразующие смеси недопустимы (например, содержащие водород и азот в случае резки титана); диапазон допустимых смесей также сужается с увеличением толщины разрезаемых листов и теплопроводности материала.

От состава плазмообразующей среды зависят и характеристики оборудования:

  • материал катода и конструкция катодного узла (способ крепления катода в плазмотроне и интенсивность его охлаждения);
  • конструкция системы охлаждения сопел;
  • мощность источника питания, а также форма его внешних статических характеристик и динамические свойства;
  • схема управления оборудованием, поскольку состав и расход плазмообразующего газа полностью определяют циклограмму формирования рабочей дуги.

При выборе плазмообразующей среды также важно учитывать себестоимость процесса и дефицитность используемых материалов.

Наиболее распространенные плазмообразующие газы

Газ

Обрабатываемый металл

Алюминий, медь и
сплавы на их основе

Коррозионно-стойкая
сталь

Углеродистая и
низколегированная
сталь

Сжатый воздух

Для заготовительной машинной резки

Для экономичной ручной и машинной резки

Кислород

Для машинной резки повышенного качества

Aзотно-кислородная
смесь

Для машинной резки с повышенной скоростью

Азот

Для экономичной ручной и машинной резки

Для ручной и полуавтоматической резки

Aргоно-водородная
смесь

Для резки кромок повышенного качества

Резка с применением воздуха в качестве плазмообразующей среды называется воздушно-плазменной резкой.

Техника плазменной резки металла

Плазменная резка экономически целесообразна для обработки:

  • алюминия и сплавов на его основе толщиной до 120 мм;
  • меди толщиной до 80 мм;
  • легированных и углеродистых сталей толщиной до 50 мм;
  • чугуна толщиной до 90 мм.

Резак располагают максимально близко к краю разрезаемого металла. После нажатия на кнопку выключателя резака вначале зажигается дежурная дуга, а затем режущая дуга, и начинается процесс резки. Расстояние между поверхностью разрезаемого металла и торцом наконечника резака должно оставаться постоянным. Дугу нужно направлять вниз и обычно под прямым углом к поверхности разрезаемого листа. Резак медленно перемещают вдоль планируемой линии разреза. Скорость движения необходимо регулировать таким образом, чтобы искры были видны с обратной стороны разрезаемого металла. Если их не видно с обратной стороны, значит металл не прорезан насквозь, что может быть обусловлено недостаточным током, чрезмерной скоростью движения или направленностью плазменной струи не под прямым углом к поверхности разрезаемого листа.

Для получения чистого разреза (практически без окалины и деформаций разрезаемого металла) важно правильно подобрать скорость резки и силу тока. Для этого можно выполнить несколько пробных разрезов на более высоком токе, уменьшая его при необходимости в зависимости от скорости движения. При более высоком токе или малой скорости резки происходит перегрев разрезаемого металла, что может привести к образованию окалины.

Плазменная резка алюминия и его сплавов толщиной 5–20 мм обычно выполняется в азоте, толщиной от 20 до 100 мм – в азотно-водородных смесях (65–68% азота и 32–35% водорода), толщиной свыше 100 мм – в аргоно-водородных смесях (35–50% водорода) и с применением плазматронов с дополнительной стабилизацией дуги сжатым воздухом. При ручной резке в аргоно-водородной смеси для обеспечения стабильного горения дуги содержание водорода должно быть не более 20%.

Воздушно-плазменная резка алюминия, как правило, используется в качестве разделительной при заготовке деталей для их последующей механической обработки. Хорошее качество реза обычно достигается лишь для толщин до 30 мм при силе тока 200 А.

Плазменная резка меди может осуществляться в азоте (при толщине 5–15 мм), сжатом воздухе (при малых и средних толщинах), аргоно-водородной смеси. Поскольку медь обладает высокой теплопроводностью и теплоемкостью, для ее обработки требуется более мощная дуга, чем для разрезания сталей. При воздушно-плазменной резке меди на кромках образуются легко удаляемые излишки металла (грат). Резка латуни происходит с большей скоростью (на 20–25%), с использованием таких же плазмообразующих газов, что и для меди.

Плазменная резка высоколегированных сталей эффективна только для толщин до 100 мм (для больших толщин используется кислородно-флюсовая резка). При толщине до 50–60 мм могут применяться воздушно-плазменная резка и ручная резка в азоте, при толщинах свыше 50–60 мм – азотно-кислородные смеси.

Резка нержавеющих сталей толщиной до 20 мм может быть выполнена в азоте, толщиной 20–50 мм – в азотно-водородной смеси (50 % азота и 50 % водорода). Также возможно использование сжатого воздуха.

Плазменная резка низкоуглеродистых сталей наиболее эффективна в сжатом воздухе (особенно для толщин до 40 мм). При толщинах свыше 20 мм разрезание может осуществляться в азоте и азотно-водородных смесях.

Для резки углеродистых сталей используют сжатый воздух (как правило, при толщинах до 40–50 мм), кислород и азотно-кислородные смеси.

Ориентировочные режимы воздушно-плазменной резки металла

Разрезаемый
материал

Параметры режима

Толщина
(мм)

Диаметр
сопла
(мм)

Преимущества и недостатки плазменной резки

Различают различные способы резки металла. В зависимости от того, какой материал обрабатывается, какая требуется точность, какая толщины у листа и др. следует выбирать различные способы резки.

В случае, если необходимо обеспечить высокую точность и совершенно идеальный край обрабатываемой детали лучше всего использовать давно проверенные старые-добрые механические методы как сверление, токарная обработка, зенкование, фрезерование и т.п.

К первому классу точности относятся и передовые методы как лазерная, гидроабразивная резка. Они отличаются тем, что процесс обработки металла полностью автоматизирован и работа физическая работа человека сведена к минимуму. Это позволяет обрабатывать большие по объему заказы в минимальные сроки, что значительно повышает производительность предприятия.

Один из наименее затратных, но и не самый плохой по качеству резу метод – газовая резка.

Для изготовления деталей второго класса точности – это обычно строительные детали под сварку, а также изделия которые будут обрабатываться на следующих производственных циклах, подходит плазменная резка. Это один из современнейших способов резки металла и других материалов. Часто этот способ называют конкурентом лазерного метода, но это не так, поскольку два способа используются в разных случаях.

Принципы плазменной и газовой резки схожи. Под воздействием высокой температуры металл плавится, происходит его частичное выгорание, а затем выдувание из зоны реза. Разными являются способы получения высокотемпературного «луча».

Какими же преимуществами и недостатками обладает плазменная резка?

  • Одно из главных преимуществ – это скорость обработки, а значит и производительность. Плазморезы работают в 4 раза быстрее лазерных установок, в 6 раз быстрее газовой, в 8 раз превышает скорость гидроабразивной резки, и в 10 раз быстрее механической.
  • Возможность обработки листов металла толщиной от 1 до 150 мм.
  • Чистота работы – отсутствуют наплывы металла, как к примеру, при газовой резке. Получение ровного и гладкого края, в отличие от лазерной резки, которая дает зазубрины толщиной до 0,5 мм при резке металла средней и большой толщины.
  • Отличная масштабируемость позволяет вырезать на одном и том же станке детали от нескольких сантиметров до огромных в несколько метров.
  • Высокая точность при «штамповке» одинаковых деталей. При использовании плазмореза с ЧПУ точность изделий достигает 0,15 мм. Кроме того без перенастройки станка можно получить партию деталей от нескольких штук, до нескольких тысяч штук.
  • Современные станки позволяют изготавливать изделия первого класса точности.
  • Ну и, пожалуй, самое приятное для производителей учитывая уже вышеизложенное – это то, что плазменная резка металла является самым экономичным способом

Но нет худа без добра, если не описать недостатки метода, то в преимущества верить никто не будет. Итак, недостатки:

  • Возникают проблемы при резке титана, а именно формируется альфа слой глубиной до 1,5 см. Это затрудняет его дальнейшую обработку.
  • При обработке цветных металлов возможно незначительное оплавление края.
  • Возникает наклон края реза около 3-5 градусов, кроме того может быть незначительное прокаливание края на глубину 0,5 – 1,5 мм.
  • При обработке металлов большой и средней толщины на крае резка всегда возникает риска в виде плавной волны. Это место входа и выхода плазменного луча.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector