виды, применение, плазморезы с ЧПУ
Плазморезное оборудование применяется не меньше, чем лазер или гидроабразив, что подтверждается спросом профессионалов и любителей. Какие есть виды плазменной резки, какие у них отличия, особенности? Почему плазменная резка металла востребована в производстве?
О плазме, как способе обработки
Плазма – ионизированный газ, содержащий заряженные частицы, обладающий возможностью электропроводности. Плазмообразующие составляющие это активный газ, который может быть кислородом или газовой смесью (воздушно-плазменная резка) или состоять из инертных газов, к которым относится азот, аргон, водород. Плазмотрон – прибор, создающий разряд дуги в котором происходит нагревание газов с последующей ионизацией. Степень нагревания (повышение температуры) определяет уровень ионизации. Температура потока может доходить до отметки + 60000 С.
Принцип работы плазменной резки металлопроката заключается в закреплении его на плазменорезном станке. Между ним и форсункой появляется КЗ, возбуждающее электродугу. Поджог может выполняться вместо основной дуги дежурная. Электродуга появляется при функционировании осциллятора при показателях силы тока до 60 ампер. Для получения горения под давлением на сопло направляется газ, а действие электричества превращает его в плазму. Она с высокой скоростью (от 500 до 1500 м/сек) выходит из плазмотрона.
Технология газоплазменного реза заключается в расплавлении и выдувании металла при каждом движении резака.
Виды резки плазмой
Разновидность резки определяет принцип работы.
- При выполнении ручной плазменной резки электрод и элементы сопла соединены, вне зависимости оттого отключен ли источник питания. При нажатии на контактный триггер начинает идти электрический ток (постоянный), запускающий газ на плазменный поток. Сопло и электрод смогут разомкнуться при условии, что есть оптимальное давление газа. Возникает искра, а высокие температуры преобразуют ее в плазму. Электроток перемещается на контур, который охватывает электрод и металл для резки. При отпускании триггера перестает подаваться ток и воздух.
- Высокоточечная плазменная резка предусматривает, что сопловый элемент и электрод не контактируют между собой. Они изолированы друг от друга завихрителем. При подаче электрического тока происходит подготовительное вхождение в плазмотрон газа. Придаточная дуга на данный момент питает сопло и электрод. Появляется икра высокой частоты. Электроток начинает идти через плазму от электрода к соплу. Появившаяся струя кромсает металл, а контурный ток перемещается от электрода на обрабатываемую поверхность. Источник подаваемого тока выставляет оптимальную его силу, регулируя газовый поток.
Знания о функционировании станка, можно не только собрать аппарат, но и выполнять плазменную резку металла своими руками. Тем более, что найти подробные инструкции в интернете не представляет труда. Лучшим прибором для преобразования является обычный инвертор для сварки.
О металлах для плазмореза
Для черного металлопроката и его сплавов, как основа плазмы применяются активные газы, а для цветных – инертные. Толщина металла, подлежащего раскрою, и которую может «взять» плазморежущий инструмент составляет 220 миллиметров. Тонкий листовой металл, также может быть разрезан.
Вне зависимости от стоимости плазмореза, даже самые дорогие, не дают гарантии, что будут отсутствовать скосы и конусность реза. Обычно конус составляет от 2 до 40.
Применение аппарата резки плазмой дает возможность производить раскрой обрабатываемого металла, как в прямых геометрических линиях, так и в сложных фигурных, а также выполнять отверстия. Их минимальный диаметр не должен быть менее полторы-двух толщин заготовки из металла.
Станки, как плазморежущее оборудование
Оборудование, применяемое для плазменного реза металлических заготовок бывает 2 типов: инверторные и трансформаторные. Инверторные приборы будут эффективны в тех ситуациях, если нужна максимальная производительность, а металл по толщине не превышает 3 сантиметров. У трансформаторных приборов обладают более низким коэффициентом полезного действия, но их применение рационально для реза толстостенного металла. Трансформаторный тип плазморезов не боится скачков напряжения. Он надежен и может выполнять как ручные работы, так и механизированные.
Кроме разделения на типы, приборы для реки плазмой бывают:
- Ручная воздушно плазменная резка. Приборы данного вида обладают компактностью, универсальностью и высоким энергопотреблением. Это коробка, которая укомплектована горелкой и шлангом;
- Портальный прибор. Производится в виде станка, имеющего просторную поверхность для проведения работ при реке плазмой. Для установки портального плазморезательного оборудования потребуется много свободной площади, а для его функционирования придется приобрести сильный источник электрической энергии;
- Переносные приборы представляют собой реечную раму, на которые будет укладываться, как в отсек, подготовленный металлопрокат.
Плазморезы с ЧПУ
Среди оборудования для реза плазмой автоматизированные станки, работающие на программном обеспечении – востребованная технология во многих промышленных сферах. С их помощью изготавливаются элементы металлоконструкций для строительства, узлы и механизмы для машиностроения, комплектующие для сельскохозяйственной техники, дверные группы, стеллажи.
Как работает плазморез на программном обеспечении?
Модельный ряд плазменных ЧПУ-станков может отличаться типом, схемой, подачей, обрабатываемого материала. Но все они имеют общие элементы.
- Система, подающая газ в плазмотрон;
- Раскроечный стол укомплектован поворачиваемой поверхностью.
- Система креплений на магнитах и устройство, передвигающее режущий инструмент.
- Контролирующий датчик высоты горелки над заготовкой.
- Рельса из профиля с зубчатыми рейками.
- Система числового программного управления.
Принцип функционирования оборудования прост, состоит в следующем алгоритме:
Воздушный поток поступает на резак с давлением. Он соприкасается с электродом получает температуру до 30000. Ионизированный воздух становится электропроводным. Металлопрокат плавится от контакта, а отрезанный под давлением кусок отбрасывается.
Для работы станка составляется программа, вводятся параметры. Станок без оператора или с его минимальным участием выполняет необходимые действия.
Рез плазмой на чпу-станках имеет ряд эксплуатационных преимуществ:
- все операции по резу металлических листов при условии сложности конфигурации проводятся точно по заданным параметрам и имеют абсолютную точность;
- низкое потребление электричества;
- работа станка не требует производственных издержек, что позволяет повысить рентабельность производства;
- высокая производительность;
- ЧПУ-станки могут выполнять работы по раскрою листов разного металлопроката, сталей низколегированных и углеродистых, чугуна 0,5 – 150 мм делая срез качественным и чистым при отсутствии дополнительных операций по зачистке торцов;
- безопасность работы станка – отсутствие выхода газа, огня;
- опция по определению толщины обрабатываемого металлического листа;
- простота в эксплуатации и обслуживании.
Минусов у плазмозеров с ЧПУ нет. Единственный недостаток – не возможность проводить раскрой высоколегированных металлических листов, толщина которых больше 100 мм и титана.
Особенности резки плазмой на станках с ЧПУ
Применяя станки-чпу, необходимо учитывать технические характеристики оборудования, химический состав смесей, размеры изделий, нюансы обработки.
При маленькой толщине металлопроката (до 10мм) хватит температуры, которую имеет маломощная дуга плазмы. При большей толщине заготовки, производят раскрой, дополнительно выполнив стабилизацию дуги. Если толщина материала превышает 10 сантиметров нужно оборудование, которое будет формировать дугу с высоким воздействием.
Также имеет значение вид источника. Тонколистовая сталь (6мм) обрабатывается малым током. При обработке листов, толщина которых более 1,2 см, применяются источники с высоким током. При слабом же источнике, срез будет зашлакованным.
Не менее важен выбор химсостава для обработки заготовок. Это смеси, в которых есть аргон, водород и азот. Так для медных сплавов чаще используется водород, для латуни и алюминия применяют азот с водородом.
Также нужно учитывать, что для получения качественного реза необходимо применять кислород.
Стол станка должен быть оборудован системой дымоудаления и металлических отходов.
Рез контролирует ЧПУ-блок, а программное обеспечение следит за укладываемыми металлическими листами на рабочий стол, выдавая оптимальный режим. Также программное обеспечение делает расчет времени, количества элементов, выполняет отчет.
Востребованы следующие типы плазморезов:
- со стационарным размещением. Это аппараты консольного, шарнирного, портального типа, режущие металл плазмой;
- переносные (мобильные) модели, выполняющие такую же функцию – рез металла плазмой, которые оснащены системой числового программного управления.
Можно ли самостоятельно сделать плазморежущий станок?
ЧПУ-станок для плазменной резки металла дает возможность сделать множество полезных предметов для дома.
Сам по себе прибор не представляет особенной сложности, но не имея знаний, опыта, не получится сделать аппарат плазменной резки металла. Главная сложность – плазмотрон, а вот остальные элементы, а также числовое программное управление вполне доступно.
Только станки ЧПУ, выполняющие плазменную резку, дают гарантию качества и оперативность выполнения процесса.
Преимущества и минусы реза плазмой
Как и в других методах раскроя или резки металлопроката, рез плазмой имеет, как достоинства, так и отдельные недостатки.
О преимуществах
- Плазморезательное оборудование менее дорогое, чем лазерное;
- плазмотрон легко справляется с толстостенным металлопрокатом, что недоступно для лазерной резки;
- плазмой можно резать любой металлопрокат, а также токопроводящие металлы: сталь, чугун, медь, латунь, титан;
- толщина, проводимого реза плазменного оборудования зависит от типа устройства и наконечников. Приборы, которые имеют минимальную толщину реза значительно уменьшают процент утраты металла при увеличении концентрированного плазменного потока;
- рез не нуждается в дополнительной обработке;
- возможно выполнять фигурный сложный раскрой;
- можно резать плазмой неметаллические материалы;
- безопасность плазморезательного оборудования. Данный параметр обеспечивается отсутствием баллонов, в которых находится сжатый газ. Именно они являются причиной возникновения взрывов или пожаров;
- при автоматической резке, особенно станками ЧПУ вмешательство пользователя минимально, что позволяет рационально использовать труд обслуживающего технического персонала.
При наличие такого количества достоинств, минусов не столь много.
- Двадцати сантиметровая толщина металла не доступна для плазменной резки.
- Необходимо следить за углом отклонения, который не должен превышать отметку в 500.
- Один аппарат – один резак. Резать двумя резаками одновременно невозможно.
Сферы применения
Способ плазменного реза относится к универсальным. В строительной сфере и промышленности плазменная резка востребована в тех ситуациях, когда требуется разделение на фрагменты металлические тонкие листы, произвести рез стальных рулонов, сделать штрипсы из металла или подробить лом чугуна. Трубы также можно резать при помощи центратора трубореза, вне зависимости от их диаметра. Также в функциональных возможностях аппаратов есть зачистка швов, удаление кромок.
Основное применение – промышленные сферы:
- машиностроение:
- капитальное строительство;
- авиа и судостроение.
Художественная плазменная резка также распространена в строительстве. При помощи неё делают ограждения, беседки, элементы в дизайне интерьера.
Используемая литература и источники:
- Актуальные проблемы физики лазерной резки металлов / А.М. Оришич. — М.: Сибирское отделение РАН, 2012.
- Плазменная техника и плазменные технологии / Н.П.Козлов. — М.: Инженер, 2003.
- Статья на Википедии
описание технологии •⚙• ООО «ТЗГШО»
В настоящее время существует несколько разных способов резки металлических изделий. Все методы отличаются друг от друга эффективностью и стоимостью. Но важным фактором является то, что некоторые способы могут использоваться только на промышленном предприятии, в то время как иные также могут применяться и в домашних условиях.
Среди методов, применяющихся в быту, особенно следует подчеркнуть плазменную резку металлов. Ведь, по сути, эффективность данного способа ограничивается тем, насколько опытен мастер и правильно ли была подобрана установка.
Для большего понимания давайте подробнее разберемся с тем, что представляет собой резка металла при помощи плазмы, как она осуществляется, а также в каких сферах она может применяться.
Основы плазменной резки металла
Прежде чем разбираться с основами плазменной резки металлических изделий, необходимо узнать, что такое плазма. Потому как от правильного понимания данного термина и принципов работы с плазматроном напрямую зависит качество конечного результата.
Для успешной резки металлов рабочая струя, состоящая из жидкости и газа и направленная на обрабатываемую поверхность, должна быть доведена до определенных характеристик. К данным характеристикам следует отнести:
- скорость. Рабочая струя подается на поверхность металлического изделия под большим давлением. То есть плазменная резка подразумевает моментальный нагрев металла и его последующий выдув. Следует отметить, что скорость струи может достигать 1.5-4 км за секунду;
- температуру. Так как для создания плазмы необходимо за максимально короткое время разогреть металлическое изделие до 5-30 тысяч градусов Цельсия, то для достижения такого показателя используется электрическая дуга. После того, как воздух достигнет необходимой температуры он ионизируется, поменяет свои свойства и обретет способность проводить электрический ток. В процессе плазменной резки также могут использоваться системы для нагнетания воздушного потока и специальные осушители для удаления излишков влаги;
- наличие электроцепи. Сразу следует отметить, что абсолютно все о резке металлов при помощи плазмы можно узнать только на практике. Но все же определенные нюансы нужно учитывать еще перед покупкой установки. На современном рынке представлены плазматроны прямого и косвенного действия. Их основное отличие заключается в том, что первая разновидность устройств может использоваться только с теми материалами, которые могут проводить электрический ток и могут быть включены в электросеть, в то время как для второго вида данный нюанс не имеет абсолютно никакого значения. Именно поэтому использование плазматронов косвенного действия предоставляет возможность осуществлять раскройку металлов и каких-либо иных материалов, не проводящих ток.
Ко всему вышесказанному также следует добавить, что плазменная резка толстых металлических изделий практически никогда не используется. Почему? Все дело в том, что такого рода раскройка достаточно дорогостоящая и малоэффективна.
Как осуществляется резка металлов плазмой?
Основной принцип работы резки металлов при помощи плазмы следует описать следующим образом.
- Во-первых, компрессор подает на горелку плазматрона воздух.
- Во-вторых, благодаря практически моментальному нагреву воздушного потока при помощи электрического тока он начинает пропускать сквозь себя электричество и образовывать плазму. В некоторых устройствах вместо воздуха могут использоваться инертные газы.
- В-третьих, резка металлической конструкции при помощи плазмы выполняется за счет моментального узконаправленного нагрева поверхности до определенной температуры и последующего выдувания расплавившегося металла.
- В-четвертых, после того, как все работы по резке были окончены, образуются отходы, которые включают остатки металлического листа, высечку, окалины и остатки расплавленного металла.
Так как для успешной резки при помощи плазмы материал разогревается до жидкого состояния, то толщина металла не должна превышать определенного значения. К примеру, толщина алюминия не должна быть больше 120 мм, меди – более 80 мм, легированной и углеродистой стали более 50 мм, а чугуна – более 90 мм.
Виды плазменной резки металлов
В настоящее время существует два метода обработки металлических изделий, от которых зависят характеристики плазменной резки. Такими способами являются:
- плазменно-дуговая резка. Данный метод идеально подходит для всех разновидностей металлов, которые могут проводить электрический ток. В большинстве случаев плазменно-дуговую резку применяют для промышленного оборудования. Вся суть метода состоит в том, что плазма образуется благодаря дуге, появляющейся между плазматроном и поверхностью обрабатываемого металла;
- плазменно-струйная резка. В этом случае дуга создается непосредственно в самом плазматроне. Благодаря этому плазменно-струйная резка более универсальна и позволяет осуществлять раскройку неметаллических изделий. Главным недостатком данного способа является необходимость регулярной замены электродов.
Следует отметить, что резка металлов при помощи плазмы работает также, как и стандартная дуговая, но в данном случае не используются привычные нам электроды. Но нужно учитывать, что эффективность резки, прежде всего, зависит от толщины обрабатываемого материала.
Скорость и точность процесса плазменной резки металлов
Как и в случае с другими разновидностями термической обработки материалов, при плазменной резке металлов осуществляется оплавление изделия, что отражается на качестве среза. Кроме того, существуют и иные нюансы, характерные для вышеуказанного метода. А именно:
- конусность. В зависимости от производительности установки и от того, насколько опытный мастер выполнял резку, конусность может составлять 3-10 градусов;
- оплавление кромки. Вне зависимости от профессионализма мастера и режима резки металлической конструкции в начале выполнения работ будет присутствовать небольшое оплавление поверхности;
- скорость резки. Стандартная процедура раскроя металла при помощи плазматрона выполняется достаточно быстро и с минимальным расходом напряжения и электроэнергии. Если учесть технические характеристики ручных установок и нормы ГОСТ, то скорость резки металла при помощи плазмы не должна быть более 6500 мм/минута;
- характеристики реза. Скорость и качество выполнения плазменной резки зависит от операций, которые необходимо выполнить. К примеру, для обычного разделительного реза потребуется меньше всего времени и, кроме того, большинство установок могут разрезать даже металл, толщина которого достигает 64 мм. Ну а если необходимо осуществить фигурную резку, то это займет больше времени, а толщина обрабатываемого материала не должна превышать 40 мм.
Важным нюансом является то, что от мастерства специалиста во многом зависит скорость и качество выполнения плазменной резки. Именно поэтому точный и чистый рез с минимальным отклонением от необходимых размеров сможет осуществить только квалифицированный работник, имеющий профильное образование.
Можно ли выполнять резку цветных металлов при помощи плазмы?
В зависимости от вида материала, его плотности и многих иных технических характеристик для обработки цветных металлов могут использоваться различные способы резки. Но в любом случае в процессе резки цветного сплава необходимо учитывать следующие рекомендации:
- в процессе резки нержавеющей стали нежелательно использовать сжатый воздух. В зависимости от толщины материала может использоваться или же чистый азот, или азот, смешанный с аргоном. Кроме того, не стоит упускать такой нюанс, что нержавеющие стали чувствительные к воздействию переменных токов, так как это может привести к быстрому выходу материала из эксплуатации.
Наиболее оптимальным решением для резки нержавейки будет использование установки косвенного воздействия; - для резки алюминия толщиной до 70 мм можно использовать сжатый воздух. Но его применение нецелесообразно в случае, если материал имеет малую плотность.
Сфера применения плазменного раскроя металлов
В настоящее время плазмотроны пользуются широкой популярностью и спросом. И это ничуть не удивительно, потому как если сравнивать с другим оборудованием для резки металла, то вышеуказанное устройство позволяет добиться высокого качества реза при относительно невысокой стоимости ручной установки.
Сегодня плазменная резка металлических конструкций используется в следующих отраслях промышленности:
- обработка металлопроката. При помощи плазмы можно без каких-либо сложностей разрезать абсолютно любой металл, включая тугоплавкий, черный и цветной;
- изготовление металлических конструкций;
- обработка различных деталей и художественная ковка. Не сомневайтесь, при помощи плазменного резака удастся создать деталь практически любой сложности;
- автомобилестроение, авиастроение, капитальное строительство и многое другое.
Следует отметить, что использование станков для плазменной резки не смогло заменить ручное оборудование.
Художественная плазменная резка металлов предоставляет уникальную возможность создать деталь, которая точно соответствует замыслу дизайнера или художника, что позволяет использовать ее для декоративного украшения лестниц, заборов, перил и т.п.
Основные достоинства и недостатки резки металлов плазмой
Сегодня плазменная резка металла используется практически в каждой отрасли промышленности. Причины такой распространенности скрываются в достоинствах процедуры. Так к преимуществам указанного выше метода следует отнести:
- высокую скорость работы и производительность. Если сравнивать данный метод со стандартной электродной резкой, то плазменная резка предоставляет возможность выполнить все работы в несколько раз быстрее;
- низкую стоимость. Если необходимо сэкономить, то резка при помощи плазмы – это идеальное решение. Главное и единственное ограничение скрывается в толщине материала. Ведь экономически невыгодно и нецелесообразно резать, к примеру, сталь, толщина которой составляет более 50 мм;
- точность. Благодаря использованию современного оборудования деформации от тепловой обработки практически невидны и не нуждаются в дополнительной обработке;
- безопасность резки.
Что касается отрицательных сторон такого рода резки металла, то к минусам следует отнести: - ограничения, связанные с толщиной реза;
- жесткие требования касательно выполнения обработки металлической детали.
Сравнение лазерной и плазменной резки металла
Основное отличие плазменной резки от лазерной состоит в методе воздействия на поверхность обрабатываемого материала.
Да, несомненно, лазерное оборудование обеспечивает меньший процент оплавленности, а также большую производительность и скорость обработки детали, но такого рода обработка будет стоить на порядок дороже и кроме того толщина обрабатываемого материала не должна превышать 20 мм.
Что касается резки плазменным способом, то в данном случае плазматрон меньше стоит и имеет более широкую область применения.
Для резки металлов используют несколько различных методов отличающихся друг от друга себестоимостью и эффективностью. Некоторые способы используются исключительно для промышленных целей другие также можно применять и в быту.
К последним относится плазменная резка металлов. Эффективность плазменного раскроя ограничивается опытом мастера и правильным выбором установки.
- Что такое плазменная резка металла?
- На чем основан принцип проведения работ?
- Какие сферы применения имеет этот способ раскроя материалов?
Основы резки металлов плазмой
Чтобы понять основы резки металла с помощью плазменного метода следует для начала уяснить, что же такое плазма? От правильного понимания того как устроен плазматрон и принципов работы с ним зависит качество конечного результата.
Термическая плазменная обработка металлов зависит от параметров рабочей струи газа или жидкости, направленной под давлением на обрабатываемую поверхность. Для достижения необходимых результатов струю доводят до следующих характеристик:
- Скорость – струя направляется под высоким давлением на поверхность материала. Можно сказать, что плазменный раскрой металла основан на разогревании металла до температуры плавления и быстрого выдувания его. Рабочая скорость струи при этом составляет от 1,5 до 4 км в сек.
- Температура – для образования плазмы необходимо практически моментально разогреть воздух до 5000-30000°C. Высокая температура достигается благодаря созданию электрической дуги. При достижении необходимой температуры воздушный поток ионизируется и меняет свои свойства, приобретая электропроводность. Технология плазменной резки металла подразумевает использование систем нагнетания воздуха, а также осушителей, которые удаляют влагу.
- Наличие электрической цепи. Все о раскрое металла плазмой можно узнать только на практике. Но некоторые особенности необходимо учитывать еще до приобретения установки. Так, существуют плазмотроны косвенного и прямого воздействия. И если для вторых обязательно, чтобы обрабатываемый материал пропускал электричество и был включен в общую электрическую сеть (выступая в роли электрода), то для первых такой необходимости нет. Плазма для резки металла в таком случае получается с помощью встроенного электрода внутри держателя. Этот способ используют для металлов и других материалов, которые не проводят электричество.
Еще один важный момент, который следует учитывать, это то, что плазменная резка толстого металла практически не выполняется, так как это ведет к увеличенным материальным затратам и малоэффективно.
Характеристики и принцип резки металла плазмой
Основной принцип работы плазменной резки металла можно описать следующим образом:
-
Компрессор под давлением подает воздух на горелку плазмотрона.
- Воздушный поток моментально разогревается благодаря воздействию на него электрического тока. По мере нагревания воздушная масса начинает пропускать сквозь себя электричество, в результате чего и образуется плазма. В некоторых моделях вместо воздуха используют инертные газы.
- Резка стали плазмой, если рассмотреть ее более подробно осуществляется методом быстрого узконаправленного нагревания поверхности до необходимой температуры с последующим выдуванием расплавленного металла.
- При выполнении работ неизбежно образуются отходы от плазменной резки. Отходы включают высечку или остатки листа после высечения необходимых деталей, а также окалины или остаток расплавленного металла.
Так как процесс связан с моментальным разогревом разрезаемого материала до жидкого состояния, толщина металла при резке составляет:
- алюминий до 120 мм;
- медь 80 мм;
- углеродистая и легированная сталь до 50 мм;
- чугун до 90 мм.
Существуют два основных способа обработки материалов, от которых зависят характеристики плазменной резки. А именно:
- Плазменно-дуговая – способ подходит для всех видов металла, которые в состоянии проводить электрический ток. Обычно плазменно-дуговую резку используют для промышленного оборудования. Суть способа сводится к тому, что плазма образовывается за счет дуги, которая появляется непосредственно между поверхностью обрабатываемого материала и плазмотроном.
- Плазменно-струйная – в этом случае дуга возникает в самом плазмотроне. Плазменно-струйный вариант обработки более универсален, позволяет разрезать неметаллические материалы. Единственным недостатком является необходимость периодической замены электродов.
Плазменная резка металла работает как обычная дуговая, но без использования привычных электродов. Но эффективность способа обработки прямо пропорциональна толщине обрабатываемого материала.
Скорость и точность резки металла плазмой
Как и при любом другом виде термической обработки, при плазменной резке металла происходит определенное оплавление металла, что отражается на качестве реза. Существуют и другие особенности, которые являются характерными для этого метода. А именно:
-
Конусность – в зависимости от профессионализма мастера и производительности установки, конусность может составлять от 3° до 10°.
- Оплавление кромки – независимо от того, какие режимы резки металла используются и от профессионализма мастера выполняющего работы по обработке металла, не удается избежать небольшого оплавления поверхности при самом начале выполнения работ.
- Характеристики реза – качество и скорость плазменной резки металла зависит от того, какие именно операции необходимо выполнить. Так разделительный рез с низким качеством выполняется быстрее всего, при этом большинство ручных установок способны разрезать металл до 64 мм. Для фигурной резки возможна обработка деталей толщиной всего до 40 мм.
- Скорость выполнения работ – обычная резка металла с помощью плазматрона осуществляется быстро и с минимальным расходом электроэнергии и напряжения. Скорость плазменной резки металла согласно техническим характеристикам ручных установок и ГОСТ составляет не более 6500 мм в минуту.
От профессионализма мастера во многом зависит качество выполнения работ. Чистый и точный рез с минимальным отклонением от необходимых размеров может выполнить только работник с профильным образованием. Без соответствующей подготовки выполнить фигурную резку вряд ли получится.
Плазменная резка цветных металлов
При обработке цветных металлов используются разные способы резки в зависимости от типа материала, его плотности и других технических характеристик. Для разрезания цветных сплавов требуется соблюдения следующих рекомендаций.
-
Резка нержавеющих сталей – для выполнения операций не рекомендуется использование сжатого воздуха, в зависимости от толщины материала может применяться азот в чистом виде, либо смешанный с аргоном. Необходимо учитывать, что нержавеющая сталь чувствительна к воздействию переменного тока, это может привести к изменению ее структуры и как следствие быстрому выходу из эксплуатации. Резка нержавейки плазмой осуществляется с помощью установки использующей принцип косвенного воздействия.
- Плазменная резка алюминия – для материала с толщиной до 70 мм, может использоваться сжатый воздух. Применение его нецелесообразно при малой плотности материала. Более качественный рез листа алюминия до 20 мм достигается при использовании чистого азота, а более 70 мм до 100 мм включительно с помощью азота с водородом. Резка алюминия плазмой при толщине от 100 мм осуществляется смесь аргона с водородом. Этот же состав рекомендовано использовать для меди и высоколегированной толстостенной стали.
Где применяется плазменный раскрой металла
Использование плазмотронов не зря пользуется такой большой популярностью. При относительно простой эксплуатации и незначительной стоимости ручной установки (по сравнению с другим оборудованием для резки) удается достичь высоких показателей относительно качества реза.
Применение плазменной резки металла получило распространение в следующих сферах производства:
-
Обработка металлопроката – с помощью плазмы удается разрезать практически любой тип металла, включая цветной, тугоплавкий и черный.
- Изготовление металлоконструкций.
- Художественная ковка и обработка деталей. С помощью плазменного резака можно сделать деталь практически любой сложности.
- Различные виды промышленности, машиностроение, капитальное строительство зданий авиастроение и др. – во всех этих сферах деятельности не обойтись без использования плазменных резаков.
Применение станков с плазменной резкой не заменило ручных установок. Так художественная резка металла плазмой позволяет сделать уникальные детали точно соответствующие замыслу художника, для использования их в качестве декоративных украшений для заборов и лестниц, а также перил, ограждений и т. д.
Резка металла плазмой – преимущества и недостатки
Без резки металла не может обойтись практически ни одно промышленное предприятие, так или иначе связанное с металлопрокатом. Быстрое разрезание листового материала на заготовки, декоративная фигурная резка металла плазмой, вырезание точных отверстий – все это можно выполнить достаточно быстро с помощью плазмотрона. Плюсы, которые имеет метод, заключаются в следующем:
- Высокая производительность и скорость обработки деталей. По сравнению с обычным электродным методом можно выполнить объемы работ от 4 до 10 раз больше.
- Экономичность – плазменный метод намного выигрывает на фоне стандартных способов обработки материалов. Единственные ограничения связанны с толщиной металла. Нецелесообразно и экономически невыгодно разрезать с помощью плазмы сталь толще 5 см.
- Точность – деформации от тепловой обработки практически незаметны и не требуют дополнительной обработки впоследствии.
- Безопасность.
Все эти преимущества плазменной резки металла объясняют, почему метод пользуется настолько широкой популярностью не только в промышленных, но и бытовых целях.
Но говоря о плюсах необходимо заметить и некоторые отрицательные стороны:
- Ограничения, связанные с толщиной реза. Даже у мощных установок максимальная плотность обрабатываемой поверхности не может быть выше, чем 80-100 мм.
- Жесткие требования относительно выполнения обработки деталей. От мастера требуется четко придерживаться угла наклона резака от 10 до 50 градусов. При несоблюдении этого требования нарушается качество реза, а также ускоряется износ комплектующих.
Сравнение плазменной и лазерной резки металла
Отличие лазерной резки металла от плазменной заключается в методах воздействия на поверхность материала.
Лазерные установки обеспечивают большую производительность и скорость обработки деталей, при этом после выполнения операции наблюдается меньший процент оплавленности. Минусом лазерного оборудования является его высокая стоимость, а также то, что толщина разрезаемого материала должна быть меньше 20 мм.
По сравнению с лазером плазмотрон имеет меньшую стоимость, более широкую сферу применения и функциональные возможности.
Вопросы, рассмотренные в материале:
- Что такое плазменная резка металла
- В чем плюсы и минусы применения плазменной резки
- Где чаще всего используется плазменная резка
- Каковы особенности плазменной резки при обработке различных металлов
Резка металла сегодня задействована во многих местах: на строительных площадках, в крупных цехах и небольших мастерских. Чаще всего для таких работ применяется обычный автоген. Применение плазменной резки обосновано при увеличенных объемах работ и в тех ситуациях, когда требуется точность и высокое качество. Специальное оборудование для использования этой технологии появилось более 50 лет назад. За последние два десятилетия такие аппараты и установки стали доступны большинству заинтересованных мастеров.
Что такое плазменная резка металла
При таком типе обработки металл нагревается струей плазмы. Этот процесс происходит с помощью специального агрегата – плазмореза. Во время работы между соплом резака и листом металла формируется высокотемпературная электродуга. Однако температуры самой дуги (+5 000 °С) недостаточно для эффективной резки, поэтому в рабочую область плазмореза в дополнение подается газ, способствующий формированию плазмы. В результате работа происходит при температуре до +30 000 °С.
Как происходит резка? Есть два способа применения этой технологии: ручной и автоматизированный.
Плазменная резка в ручном режиме проводится портативными плазморезами, конструкция которых выглядит следующим образом:
- Имеется основа с трансформатором и выпрямительной подстанцией.
- К основному аппарату подведен силовой кабель питания.
- От аппарата к плазменному пистолету идет шлангопакет. В нем проложен воздушный шланг и силовой кабель.
- В плазмотроне (его же называют плазменным пистолетом) формируется плазма для резки.
Говоря о ручном раскрое с помощью плазмы, мы имеем в виду два основных способа:
- Косвенная резка струей плазмы. Данный способ практически не применяется для резки металлических деталей. Материал, который подвергается разрезанию, при использовании этого метода не принимает участия в формировании плазмы. Электрическая дуга возникает между соплом и электродом плазмотрона. Плазма образуется внутри аппарата и, вырываясь из резака, разделяет обрабатываемый материал.
- Прямая плазменно-дуговая резка. Именно этот способ применяют для работ по металлу. Данная технология одинаково эффективна при ручной и механизированной плазменной резке. В этом случае электрическая дуга горит между электродом плазмотрона и обрабатываемым металлом. Плазма образуется в результате совмещения дуги со скоростным потоком воздуха. Этот метод настолько мощный, что металл практически испаряется при проведении резки.
Рекомендовано к прочтению
Применение ручной плазменно-дуговой резки сегодня широко распространено: практически каждое предприятие с цехом металлообработки использует эту технологию. Более того, подобная методика стала основой бизнеса многих частных мастеров. Современные плазмотроны – это достаточно мобильные аппараты, их легко можно переносить на плечевом ремне, работать, держа в руках. С таким устройством может справится один человек.
Применение плазменной резки посредством станков с ЧПУ также находит все более широкое применение. Методика совмещения плазмотрона и возможностей числового программного управления станка позволяет раскраивать металлические детали различных форм: листы, круглые и профильные трубы. Резка происходит на высокой скорости (до 7 м/мин.) и отличается точностью (±0,25–0,35 мм).
Широкое применение получила автоматическая плазменная резка при обработке листового металла. Мощные профессиональные агрегаты способны разрезать с высокой точностью металл толщиной до 70 мм. Резаки, работающие на средней мощности, пробивают до 30 мм металла.
Ряд плазмотронов подразделяют на ручные и механизированные. Остальные аппараты плазменной резки находят применение и в ручных операциях, и при автоматическом раскрое, причем в обоих случаях это может быть один и тот же агрегат.
Станки с ЧПУ обычно гораздо производительнее ручных моделей. Наиболее распространены те, что питаются от сети в 380 V. При этом их мощность находится в пределах от 65 до 125 А.
Применение плазменной резки на станках с ЧПУ позволяет существенно сократить расход металла. Для этого разрабатываются специальные программы. Создаваемые технологами производства карты раскроя представляют собой оцифрованную копию листа металлопроката. Эта цифровая модель учитывает площадь поверхности, ширину реза и позволяет максимально эффективно расположить заготовки. Таким образом достигается наиболее рациональная обработка металлопроката на станке.
Плюсы и минусы применения плазменной резки
Плазморезы сегодня активно используются при проведении строительных работ.
Применение таких агрегатов имеет ряд плюсов.
1. Высокая производительность. Плазмотрон мощнее кислородной горелки. При правильном подборе мощности этого аппарата можно увеличить производительность в 4–10 раз. В данном аспекте плазменный резак уступает лишь промышленной лазерной установке, но это сполна перекрывается его себестоимостью.
С экономической точки зрения плазморез выгоден при работах с металлом толщиной до 60 мм. Более толстые стальные листы целесообразнее раскраивать посредством кислородной резки.
2. Универсальный метод. Применение данной технологии позволяет проводить работы практически с любым видом металлопроката. Один и тот же аппарат при разных выставленных значениях мощности и давления воздуха может обрабатывать сталь, алюминий, титан, чугун, медь и другие металлы. Удобно и то, что для резки не требуется предварительной подготовки поверхности – манипуляции можно проводить на ржавой, окрашенной или грязной.
3. Высокоточная и качественная резка. Полученные детали отличает ровная, «чистая» кромка без наплывов и перекаливания. Дополнительной обработки практически не требуется, поскольку ширина реза современных аппаратов минимальна. В отличие от использования автогена, нагреваемая при резке зона листа металла в разы меньше. Благодаря этому достигаются минимальные значения тепловой деформации.
4. Безопасность технологии. Применение метода не требует наличия взрывоопасных газовых баллонов.
5. Экономическая выгода. Безусловно, с экономической точки зрения при больших объемах производства применение плазменной резки более оправдано, чем, например, кислородной или механической. В остальных же случаях не стоит забывать о трудоемкости дополнительной обработки вырезанных деталей. Для фигурного реза толстого листа металла возможно применение автогена, но шлифовка краев после такой операции займет немало времени.
Упомянем и недостатки данной технологии. Ключевой из них – относительно небольшая толщина реза. Даже у мощных аппаратов этот показатель не превышает 100 мм. Для сравнения – кислородный метод позволяет пробить сталь или чугун толщиной до 500 мм.
Еще один минус методики – минимальный угол отклонения от перпендикулярного реза. Этот показатель не должен превышать 10–50°. Конкретная цифра зависит от толщины листа металла. Если наклон будет слишком сильный, то увеличится ширина реза и, как следствие, будет быстрее происходить износ расходных материалов.
В отличие от применения штучных электродов, подключить два плазмотрона к одному аппарату практически невозможно. Это обусловлено сложностью конструкции оборудования.
Где чаще всего применяется плазменная резка
Использование технологии плазменной резки становится все популярнее. Если сравнивать этот метод с другими, то можно сделать вывод о том, что плазмотрон позволяет достичь высоких показателей качества при достаточно простой эксплуатации и дешевой ручной установке. Поэтому применение плазменной резки металла в бизнесе разной направленности получает все более широкое распространение:
- При обработке различного металлопроката – метод применим к цветным, тугоплавким и черным металлам.
- Плазменная резка используется в производстве металлоконструкций.
- Применение плазменной резки позволяет создавать сложные по форме детали, что используется в художественной ковке при обработке элементов.
- Другие виды промышленных производств, включая машиностроение, авиастроение и даже капитальное строительство, также не обходятся без плазменной резки металла.
Ручные установки для плазменной резки сегодня применяются наравне со станками ЧПУ, оснащенными плазмотронами. Изготовленные таким методом элементы становятся частью декора лестниц, перил, ограждений и т. д.
Применение плазменной резки помогает предпринимателям построить бизнес на использовании этой технологии: имея в наличии плазмотрон, можно брать заказы на раскрой металлопроката. Подавляющее большинство металлообрабатывающих предприятий малого и среднего объема имеют в своем арсенале эту технологию.
Плазменная резка при обработке различных металлов
Широкое применение установок плазменной резки обусловлено особенностями данной технологии. Немаловажное значение имеет и экономическая выгода метода. Большим плюсом является возможность раскраивать различные типы металлов при помощи одного и того же аппарата. Кроме того, плазмотроны справляются с широким диапазоном толщины листов.
Производительность оборудования для плазменной резки в разы выше этого же показателя у газопламенных аппаратов, особенно при обработке тонких листов и металла средней толщины. Благодаря этому скорость работы на плазмотроне выше, чем при использовании газовой резки кислородом.
Применение плазменной резки подразумевает использование активных или неактивных газов в зависимости от параметров металлопроката – его толщины и типа металла:
- Азотоводородная смесь применяется для работы с медью, алюминием и раскройки сплавов на их основе, но не подходит для титана и стали. Максимальная толщина листа для работы – 100 мм.
- Азот с аргоном применяется при работе с высоколегированными видами сталей, не подходит для черных металлов, меди, титана и алюминия. Максимальная толщина листа стали для работы – 50 мм.
- Азот применяют для резки листов титана различной толщины, меди и алюминия – до 20 мм, латуни – вплоть до 90 мм, а также при раскрое сталей различного состава и толщины: с низким содержанием углерода и легирующих компонентов – до 30 мм, высоколегированных образов – до 75 мм.
- Сжатый воздух применяют для резки черных металлов, меди – до 60 мм, алюминия – до 70 мм. Этот состав не подходит для работы с титаном.
- Смесь аргона с водородом применяется для резки сплавов, в основе которых алюминий и медь, а также высоколегированных сталей толщиной более 100 мм. Данный состав не подходит для раскроя титана и других типов сталей (с низким содержанием углеродов и легирующих элементов, углеродистых).
После подключения баллона с соответствующим плазмообразующим газом необходимо провести настройку технических характеристик плазмотрона:
- мощности аппарата, а также статистических и динамических установок источника питания;
- циклограммы плазмотрона;
- метода крепления и материала катода внутри аппарата;
- типа механизма охлаждения для сопла плазмореза.
Применение плазменной резки оправдано для изготовления элементов сложной конструкции, проделывания ровных отверстий. С помощью этого метода вырезают детали, которым не потребуется дополнительной обработки механическим способом. Плазменной резкой пользуются при подготовке кромок под сварку, для разрезания труб и различных профилей.
Применение станков для плазменной резки позволяет решить задачи изготовления деталей с любой формой сечения, объемных элементов (прибылей, отливок и др.). Эта технология допускает использование разных типов реза: разделительного, копьевого, поверхностного, под водой, а также плазменного пресса. Применение плазменной резки позволяет проводить финишную обработку для литья, плавку, прожигание отверстий, нанесение узора, нагрев металла, плавление, разрезание и последующую сварку, обточку и строжку, наплавку, а также закалку изделий и т. д.
Оборудование для плазменной резки заменяет собой многие инструменты: болгарки, ножовочное полотно, паяльную лампу, термофен, токарный резец, газовую горелку, лазерный резак, сварочный инвертор и др.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Режимы плазменной резки: как правильно настроить
Вопросы, рассмотренные в материале:
- Почему так важно настраивать режимы плазменной резки
- Как правильно выбрать режим плазменной резки металла
- На что влияет ток при настройке режима плазменной резки
- Что еще нужно учесть при настройке режима плазменной резки
- Типичные ошибки оператора при выборе режима плазменной резки
Режимы плазменной резки настраиваются в зависимости от толщины и свойств обрабатываемого металла. От правильной настройки зависит не только качество реза, но также расход газа, сохранность металлообрабатывающего оборудования.
Ошибки при выборе режима плазменной резки могут привести к образованию двойной дуги, разрушающей сопло. Рез может быть неравномерным, расширяясь к низу, или выполняться неточно. Есть определенные правила выбора режимов резки, которые помогут избежать типичных ошибок при выполнении данного вида работ.
Почему так важно настраивать режимы плазменной резки перед началом работ
Работа начинается с запуска розжига. В момент включения энергетический источник, а таковым может быть инвертор или трансформатор, пускает высокочастотный ток в плазмотрон. Под его воздействием внутри последнего образуется дежурная дуга с температурой от +6 000 до +8 000 °С. Возникает она между наконечником сопла и электродом, поскольку первоначально получить дугу между электродом и поверхностью изделия очень сложно. Дежурная же дуга полностью заполняет собой канал.
После появления дежурной дуги камера начинает заполняться сжатым воздухом. Он проходит по патрубку, попадая на электрическую дугу, нагревается и быстро расширяется, становясь в 50–100 раз больше, чем ранее. Кроме того, ионизируясь, воздух теряет диэлектрические, а приобретает токопроводящие свойства.
Сопло плазмотрона сужается вниз и тем самым формирует струю воздуха, которая на выходе имеет скорость 2-3 м/с и температуру от +25 000 до +30 000 °С. Получившийся горячий ионизированный воздух и представляет собой плазму, электропроводность которой и обрабатываемого материала примерно равны.
Рекомендовано к прочтению
Дежурная дуга гаснет в момент появления режущей (рабочей), которая возникает от соприкосновения плазмы с поверхностью заготовки. Затем происходит локальный нагрев обрабатываемого материала режущей дугой в месте разреза, плавление металла и появление линии реза. Поверхность заготовки покрывается частицами жидкого материала, сдуваемого струей воздуха, поступающей из сопла.
Одним из основных параметров резки плазмой является зазор факела. От расстояния между обрабатываемой заготовкой и соплом зависит несколько факторов:
- насколько устойчивой и плотной будет дуга;
- перпендикулярность краев заготовки.
Оптимальным, согласно документам по эксплуатации оборудования, называется расстояние от 1,5 до 10 мм. При следовании рекомендациям края реза должны получаться без дефектов. Последствиями уменьшения зазора будут выгорание сопла и электрода. Именно вследствие этого специалисты рекомендуют использовать модели аппаратов, снабженные специальным датчиком контроля, который помогает удерживать требуемые параметры.
Скорость работы напрямую влияет на качество выполнения работ. Идеальным считается вариант, когда угол между верхним и нижним краем реза на заготовке составляет ≤ 5°.
Обязательно надо помнить следующее:
- низкая скорость работы способствует излишнему расходу газа, образующего плазму, и созданию шлака, который требуется убирать;
- превышение скорости приводит к волнистости линии среза, при этом образующийся шлак плохо отделяется.
Как правильно выбрать режим плазменной резки металла
Наиболее эффективной плазменная резка становится при правильном выборе ее технологического режима.
Базовые показатели процесса – качество и скорость работы – для установленной толщины обрабатываемого материала должны определяться:
- расходом газа, образующего плазму;
- током дуги;
- характеристиками применяемого оборудования.
Важное значение имеет создание газовой струи. Влияние на нее оказывает модель плазмотрона, а также установленный режим резки. Ошибка недопустима, поскольку приводит к появлению так называемой «двойной дуги», одна из которых идет по направлению «электрод – сопло», а вторая по направлению «сопло – поверхность заготовки». Ее появление приводит к разрушению и сопла, и электрода, кроме того, изменяется форма заготовки.
Скорость, с которой происходит резка плазмой, оказывает влияние на производительность, качество создаваемого среза, угол краев реза, количество образующегося грата. Если скорость ниже оптимальной, то разрез расширяется книзу, а поверхность становится неровной, к тому же у нижнего края появляется грат. Визуально данный режим резки выглядит как вертикально выходящий за нижний край заготовки факел горящего газа.
Видно, что по мере продвижения материал плавится еще до соприкосновения с дугой. Стабильность работы нарушается и становится возможным появление «двойной дуги». Если же скорость выше оптимально установленной, происходит сужение реза книзу. При этом факел, выходящий вниз, прижат к нижней поверхности заготовки. Кроме того, повышается вероятность того, что прорезывание остановится и появится сдвоенная дуга.
Если же скорость соответствует оптимальной, то ширина нижнего и верхнего края реза практически одинакова и разница минимальна. А выходящий факел имеет угол отклонения от вертикали ≤ 15–20°.
Снижение скорости обработки при сохранении тока и расхода сжатого воздуха способствует возрастанию напряженности дуги.
Качество сделанного реза определяется:
- углом наклона реза от перпендикуляра;
- радиусом верхнего края;
- шероховатостью реза;
- размерами зоны теплового воздействия.
Для создания реза высокого качества необходимо строгое соблюдение режима обработки.
На что влияет ток при настройке режима плазменной резки
Ток рабочей дуги следует делать минимально необходимым для требуемой производительности работ. Таким образом минимизируется расход используемых сопел, электродов, энергии.
Опытным путем выяснено, что часто возникают ситуации, когда на выбранный оператором ток влияет установленная в организации система оплаты труда. То есть в случае, когда оплата происходит исходя из расхода электродов, сопел и пр., работник стремится к оптимальному использованию режима обработки.
В случае же, когда оплата не привязана к расходу, а зависит от выработки (количества произведенных изделий), работник, увеличивая производительность, тратит больше электродов, сопел, энергии, а также времени, которое расходуется на замену в плазмотроне запасных частей.
Помимо этого, стоит помнить о снижении стойкости электрода при величине тока > 350 А. Частая смена сопел и электродов ведет к уменьшению производительности, а также повышению изнашиваемости держателя в плазмотроне. Поэтому специалисты не советуют увеличивать ток, даже если заготовка имеет большую толщину.
Что еще нужно учесть при настройке режима плазменной резки
Необходимо помнить, что канал сопла имеет высоту, которая определяет, насколько упадет напряжение в плазмотроне. Если холостой ход энергетического источника происходит при низком напряжении, то высокий канал сопла будет способствовать ограничению толщины разрезаемого материала.
Два цикла горения дуги определяют расход сжатого воздуха, поступающего в плазмотрон. Это:
- создание и горение дежурной дуги;
- горение основной (режущей) дуги на металл.
В процессе горения дежурной дуги необходимо контролировать расход сжатого воздуха таким образом, чтобы происходило стабильное зажигание пламени и его выдув из сопла. Причина в двух особенностях: большой расход воздуха приводит к уменьшению стабильности зажигания дуги, а малый расход – к невыдуванию факела из сопла.
В ходе горения режущей дуги оптимальный расход сжатого воздуха должен способствовать ее стабилизации внутри сопла, а также быстрому и качественному удалению жидкого материала из разреза. Нельзя забывать, что увеличенный расход газа ведет к уменьшению времени службы катодов в плазмотроне примерно в два, а иногда и в три раза.
При обработке материалов, чья толщина находится в пределах от 8 до 10 см, необходимо обращать повышенное внимание на равномерность прорезания заготовки по всей ее толщине. В качестве превентивной меры рекомендуется делать по краю канавку от 5 до 10 мм глубиной. Получить ее можно двумя способами: снизив скорость обработки, а также вертикально перемещая плазмотрон, расположенный под определенным от торца углом. При дальнейшей работе дуга будет стабилизироваться краями разреза. По завершении работы с канавкой следует начать резку, а затем можно увеличить скорость.
При работе с заготовками толщиной более 10 см необходимо снизить обжатие дуги. Это будет способствовать недопущению обрыва дуги, а также даст возможность пятну анода двигаться по всей глубине реза. Для этого производят следующие действия: в сопле плазматрона на 1-2 мм делают меньше длину канала; в отверстии сопла увеличивают диаметр на 1-2 мм; расходование газа для образования плазмы уменьшают на 20–30 %.
При резке заготовок с толщиной более 1-1,5 см работник должен обращать особое внимание на пробивание дырок для вырезания замкнутого контура. Избежать попадания частиц расплавленного материала на плазмотрон можно с помощью увеличения расстояния между обрабатываемым материалом и соплом в момент перехода дуги на материал. Оборудование, предназначенное для тепловой обработки, предусматривает так называемый «подскок». Как только образуется сквозное отверстие, плазмотрон необходимо опустить.
Аппаратура с механизмом, двигающим плазматрон, может пробивать заготовки толщиной менее 6–8 см. После того как произойдет возбуждение дуги, плазмотрон поднимается на расстояние 1,5–2,5 см от заготовки, а затем, медленно опускаясь, передвигается по линии разреза. Это дает возможность частицам расплавленного материала стекать по появляющейся канавке и не попадать на плазмотрон.
Типичные ошибки оператора при выборе режима плазменной резки
Расходные материалы для резки плазмой выбираются в зависимости от обрабатываемого материала (нержавеющая сталь, обычная сталь, латунь и пр.), толщины заготовки, тока дуги, который выставляется на оборудовании, газов (как защитного, так и образующего плазму) и пр.
У работника (оператора) оборудования имеется специальное руководство, где обозначены расходные материалы, предлагаемые к использованию при различных режимах обработки.
Режимы плазменной резки и настройки отражены в инструкциях по применению, которые необходимо обязательно соблюдать.
Электроды и сопла следует использовать только соответствующие выбранному режиму обработки, в противном случае значительно ухудшается качество резки и увеличивается количество используемых расходников. Важно проводить резку плазмой с использованием того тока дуги, для которого созданы применяемые расходники.
Примером может стать плазменная обработка металла на 100 А резаком, рассчитанным на 40 А. Этого делать не стоит! Наилучшие результаты достигаются, когда значение тока на оборудовании составляет 95 % от номинального, для которого создавалось сопло.
В случае использования режима обработки с излишне низким током дуги рез зашлаковывается, а на обороте заготовки образуется избыток грата. Таким образом, получаемый рез будет иметь низкое качество. При слишком высоком токе, выставленном на аппарате плазменной обработки, время службы сопла уменьшается, причем значительно.
Ежедневной проверки требуют давление газа, образующего плазму, и его расход, а также жидкости, предназначенной для охлаждения. При недостаточном расходе части аппарата плохо охлаждаются, что сокращает время их эксплуатации. Охлаждающая жидкость может поступать в недостаточном количестве по причине износа насоса и фильтров, забитых отходами. Недостаток охлаждения является частой причиной поломок оборудования.
Для качественности реза и поддержки дуги необходимо следить за ровным давлением газа, образующего плазму. При чрезмерном давлении газа затруднен розжиг дуги. Это происходит даже при соблюдении остальных требований к настройке оборудования, процессу обработке и параметрам работы.
Излишне высокое давление газа, образующего плазму, приводит к порче электродов. Очистка газа от примесей перед его применением обязательна. Причина – ускоренный расход материалов и выход из строя самого плазмотрона. Оборудование для подачи воздуха (компрессор) в аппарат часто загрязняется влагой, различными маслами, а также частицами грязи, пыли.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Все чаще в небольших частных мастерских и на маленьких предприятиях используют аппараты плазменной резки металла вместо болгарок и других аппаратов. Воздушно-плазменная резка позволяет выполнять качественные прямые и фигурные резы, выравнивать кромки листового металла, делать проемы и отверстия, в том числе и фигурные, в металлических заготовках и другие более сложные работы. Качество получившегося реза просто великолепно, он получается ровным, чистым, практически без окалины и заусениц, а также аккуратным. С помощью технологии воздушно-плазменной резки можно обрабатывать практически все металлы, а также нетокопроводящие материалы, такие как бетон, керамическая плитка, пластик и дерево. Все работы выполняются быстро, заготовка нагревается локально, только в области реза, поэтому металл заготовки не меняет своей геометрии вследствие перегрева. С аппаратом плазменной резки или как его еще называют – плазморезом сможет справиться даже новичок без опыта сварки. Но чтобы результат не разочаровал, все же не помешает изучить устройство плазмореза, понять его принцип действия, а также изучить технологию, как работать аппаратом воздушно-плазменной резки.
- Устройство аппарата воздушно-плазменной резки
- Принцип работы аппарата воздушно-плазменной резки
- Как выбрать аппарат воздушно-плазменной резки
- Воздушно-плазменная резка своими руками – технология работы
Устройство аппарата воздушно-плазменной резки
Знание устройства плазмореза позволит не только более осознанно производить работы, но и создать самодельный аналог, для чего необходимы не только более глубокие знания, но и желательно инженерский опыт.
Аппарат воздушно-плазменной резки состоит из нескольких элементов, среди которых:
- Источник питания;
- Плазмотрон;
- Кабель-шланговый пакет;
- Воздушный компрессор.
Источник питания для плазмореза служит для того, чтобы преобразовывать напряжение и подавать на резак/плазмотрон определенную силу тока, благодаря чему загорается электрическая дуга. В качестве источника питания могут выступать трансформатор или инвертор.
Плазмотрон – основной элемент аппарата воздушно-плазменной резки, именно в нем происходят процессы, благодаря которым появляется плазма. Плазмотрон состоит из сопла, электрода, корпуса, изолятора между соплом и электродом и каналов для воздуха. Такие элементы как электрод и сопло являются расходными материалами и требуют частой замены.
Электрод в плазмотроне является катодом и служит для возбуждения электрический дуги. Самым распространенным металлом, из которого делают электроды для плазмотронов, является гафний.
Сопло имеет конусообразную форму, обжимает плазму и формирует плазменную струю. Вырываясь из выходного канала сопла, плазменная струя дотрагивается до заготовки и разрезает ее. Размеры сопла влияют на характеристики плазмореза, его возможности и технологию работы с ним. Самый распространенный диаметр сопла – 3 – 5 мм. Чем больше диаметр сопла, тем больший объем воздуха в единицу времени оно можно пропустить через себя. От количества воздуха зависит ширина реза, а также скорость работы плазморезом и скорость охлаждения плазмотрона. Самая распространенная длина сопла 9 – 12 мм. Чем больше длина сопла, тем аккуратнее рез. Но слишком длинное сопло больше подвержено разрушению, поэтому оптимально длину увеличивают на размер, равный 1,3 – 1,5 диаметра сопла. Следует учитывать, что каждому значению силы тока соответствует оптимальный размер сопла, который обеспечивает стабильное горение дуги и максимальные параметры резки. Уменьшать диаметр сопла и делать менее 3 мм нецелесообразно, так как значительно снижается ресурс всего плазмотрона.
Компрессор подает сжатый воздух в плазмотрон для образования плазмы. В аппаратах воздушно-плазменной резки воздух выступает в качестве и плазмообразующего газа, и защитного. Существуют аппараты со встроенным компрессором, как правило, они маломощные, а также аппараты с внешним воздушным компрессором.
Кабель-шланговый пакет состоит из электрокабеля, соединяющего источник питания и плазмотрон, а также шланга для подачи воздуха от компрессора в плазмотрон. Что конкретно происходит внутри плазмотрона, рассмотрим ниже.
Принцип работы аппарата воздушно-плазменной резки
Установка воздушно плазменной резки работает по описанному ниже принципу. После нажатия кнопки розжига, которая находится на ручке плазмотрона, от источника питания на плазмотрон начинает подаваться ток высокой частоты. В результате загорается дежурная электрическая дуга. По причине того, что образование электрической дуги между электродом и заготовкой напрямую затруднительно, то в качестве анода выступает наконечник сопла. Температура дежурной дуги составляет 6000 – 8000 °С, а столб дуги заполняет весь канал сопла.
Спустя пару секунд после розжига дежурной дуги в камеру плазмотрона начинает подаваться сжатый воздух. Он проходит сквозь дежурную электрическую дугу, ионизируется, нагревается и увеличивается в объеме в 50 – 100 раз. Форма сопла плазмотрона заужена книзу, благодаря чему воздух обжимается, из него формируется поток, который вырывается из сопла со скоростью, близкой к звуковой – 2 – 3 м/с. Температура ионизированного разогретого воздуха, вырывающегося из выходного отверстия сопла, может достигать 20000 – 30000 °С. Электропроводность воздуха в этот момент примерно равна электропроводности обрабатываемого металла.
Плазмой как раз и называется разогретый ионизированный воздух, вырывающийся из сопла плазмотрона. Как только плазма достигает поверхности обрабатываемого металла, зажигается рабочая режущая дуга, в этот момент дежурная дуга гаснет. Режущая дуга разогревает заготовку в месте соприкосновения, локально, металл начинает плавиться, появляется рез. Расплавленный металл вытекает на поверхность заготовки и застывает в виде капель и мелких частичек, которые тут же сдуваются потоком плазмы. Данный способ воздушно-плазменной резки называют резкой плазменной дугой (дуга прямого действия), так как обрабатываемый металл входит в электрическую схему и является анодом режущей дуги.
В описанном выше случае для разрезания заготовки используется энергия одного из приэлектродных пятен дуги, а также плазмы столба и вытекающего из него факела. Для резки плазменной дугой используется дуга постоянного тока прямой полярности.
Плазменно-дуговая резка металла используется в таких случаях: если необходимо изготовить детали с фигурными контурами из листового металла, или изготовить детали с прямыми контурами, но так, чтобы не пришлось обрабатывать контуры дополнительно, для резки труб, полос и прутов, для вырезки отверстий и проемов в деталях и другого.
Но также есть еще один способ плазменной резки – резка плазменной струей. В таком случае режущая дуга загорается между электродом (катодом) и наконечником сопла (анодом), а обрабатываемая заготовка не включена в электрическую цепь. Часть плазмы выносится из плазмотрона в виде струи (дуга косвенного действия). Обычно такой способ резки используют для работы с неметаллическими нетокопроводящими материалами – бетоном, керамической плиткой, пластмассой.
Подача воздуха в плазмотрон прямого действия и косвенного действия производится по-разному. Для резки плазменной дугой требуется аксиальная подача воздуха (прямая). А для резки плазменной струей требуется тангенциальная подача воздуха.
Тангенциальная или вихревая (осевая) подача воздуха в плазмотрон необходима для того, чтобы катодное пятно располагалось строго по центру. Если тангенциальная подача воздуха нарушена, неизбежно смещение катодного пятна, а с ним и плазменной дуги. В результате плазменная дуга горит не стабильно, иногда загорается две дуги одновременно, а также весь плазмотрон выходит из строя. Воздушно-плазменная резка самодельная не способна обеспечить тангенциальную подачу воздуха. Так как для устранения турбулентностей внутри плазмотрона используют сопла специальной формы, а также вкладыши.
Сжатый воздух используется для воздушно-плазменной резки таких металлов:
- Меди и сплавов меди – толщиной не более 60 мм;
- Алюминия и сплавов алюминия – толщиной до 70 мм;
- Стали толщиной до 60 мм.
А вот для резки титана воздух использовать категорически нельзя. Более детально тонкости работы аппаратом ручной воздушно-плазменной резки рассмотрим ниже.
Как выбрать аппарат воздушно-плазменной резки
Чтобы сделать правильный выбор плазмореза для частных бытовых нужд или маленькой мастерской, необходимо точно знать для каких целей он будет использоваться. С какими заготовками придется работать, из какого материала, какой толщины, какова интенсивность загрузки аппарата и многое другое.
Для частной мастерской вполне может сгодиться инвертор, так как у таких аппаратов более стабильная дуга и больший на 30 % КПД. Трансформаторы подходят для работы с заготовками большей толщины и не боятся перепадов напряжения, но при этом они больше весят и менее экономичны.
Следующая градация – плазморезы прямого и косвенного действия. Если планируется резать только металлические заготовки, то необходим аппарат прямого действия.
Для частной мастерской или домашних нужд необходимо приобретать ручной плазморез с встроенным или внешним компрессором, рассчитанный на определенную силу тока.
Сила тока плазмореза и толщина металла
Сила тока и максимальная толщина заготовки – основные параметры для выбора аппарата воздушно-плазменной резки. Они взаимосвязаны между собой. Чем большую силу тока может подавать источник питания плазмореза, тем более толстую заготовку можно обрабатывать с помощью данного аппарата.
Выбирая аппарат для личных нужд, необходимо точно знать, какой толщины заготовки будут обрабатываться и из какого металла. В характеристиках плазморезов указывается и максимальная сила тока, и максимальная толщина металла. Но обратите внимание на то, что толщина металла указана из расчета на то, что обрабатываться будет черный металл, а не цветной и не нержавейка. А сила тока указана не номинальная, а максимальная, на данных параметрах аппарат может работать совсем непродолжительное время.
Для резки разных металлов требуется различная сила тока. Точные параметры можно увидеть в таблице ниже.
Таблица 1. Сила тока, необходимая для резки различных металлов.
Например, если планируется резать стальную заготовку толщиной 2,5 мм, то необходима сила тока 10 А. А если заготовка выполнена из цветного металла, например, меди толщиной 2,5 мм, то сила тока должна быть 15 А. Чтобы рез получился высокого качества, необходимо учитывать некий запас мощности, поэтому лучше приобрести плазморез, рассчитанный на силу тока в 20 А.
На аппарат воздушно-плазменной резки цена напрямую зависит от его мощности – выдаваемой силы тока. Чем больше сила тока, тем дороже аппарат.
Режим работы – продолжительность включения (ПВ)
Режим работы аппарата определяется интенсивностью его загрузки. На всех аппаратах указан такой параметр, как продолжительность включения или ПВ. Что она означает? Например, если указана ПВ=35%, то это означает, что плазморезом можно работать 3,5 минуты, а затем ему необходимо дать остыть в течение 6,5 минут. Цикл продолжительности включения рассчитан на 10 минут. Есть аппараты с ПВ 40%, 45%, 50%, 60%, 80%, 100%. Для бытовых нужд, где аппарат не будет использоваться постоянно, достаточно аппаратов с ПВ от 35% до 50%. Для машинной резки с ЧПУ используются плазморезы с ПВ=100%, так как они обеспечивают непрерывную работу в течение всей смены.
Обратите внимание, что в процессе работы с ручной воздушно-плазменной резкой существует необходимость переместить плазмотрон или перейти на другой конец заготовки. Все эти интервалы учитываются в счет времени охлаждения. Также продолжительность включения зависит от загрузки аппарата. Например, с начала смены даже плазморез с ПВ=35% может без перерыва работать 15 – 20 минут, но чем чаще им будут пользоваться, тем короче будет время беспрерывной работы.
Воздушно-плазменная резка своими руками – технология работы
Плазморез выбрали, с принципом работы и устройством ознакомились, пора приступать к работе. Чтобы не наделать ошибок, для начала не помешает ознакомиться с технологией работы с аппаратом воздушно-плазменной резки. Как соблюсти все меры безопасности, как подготовить аппарат к работе и правильно подобрать силу тока, а затем, как разжечь дугу и соблюдать необходимую дистанцию между соплом и поверхностью заготовки.
Позаботьтесь о безопасности
Воздушно-плазменная резка сопряжена с рядом опасностей: электрический ток, высокая температура плазмы, раскаленный металл и ультрафиолетовое излучение.
Меры безопасности при работе с плазморезом:
- Работать необходимо в специальной экипировке: темные очки или щиток сварщика (4 – 5 класс затемнения стекла), плотные перчатки на руках, штаны из плотной ткани на ногах и закрытая обувь. При работе с резаком могут образовываться газы, которые представляют угрозу для нормальной работы легких, поэтому на лицо необходимо надевать маску или респиратор.
- Плазморез подключается в сеть через УЗО.
- Розетки, рабочая подставка или стол, окружающие предметы должны быть хорошо заземлены.
- Силовые кабели должны быть в идеальном состоянии, не допускается повреждение обмотки.
То, что сеть должна быть рассчитана на то напряжение, которое указано на аппарате (220 В или 380 В), это само собой разумеющееся. В остальном же соблюдение техники безопасности поможет избежать травм и профзаболеваний.
Подготовка аппарата воздушно-плазменной резки к работе
Как подключить все элементы аппарата воздушно-плазменной резки, подробно описано в инструкции к аппарату, поэтому сразу перейдем к дальнейшим нюансам:
- Аппарат необходимо установить так, чтобы к нему был доступ воздуха. Охлаждение корпуса плазмореза позволит дольше работать без перерыва и реже отключать аппарат для охлаждения. Место расположения должно быть таким, чтобы на аппарат не попадали капли расплавленного металла.
- Воздушный компрессор подключается к плазморезу через влаго- и маслоотделитель. Это очень важно, так как попавшие в камеру плазмотрона вода или капли масла могут привести к выходу из строя всего плазмотрона или даже его взрыву. Давление подаваемого в плазмотрон воздуха должно соответствовать параметрам аппарата. Если давление будет недостаточным, то плазменная дуга будет нестабильной, часто будет гаснуть. Если давление будет избыточным, то могут придти в негодность некоторые элементы плазмотрона.
- Если на заготовке, которую собираетесь обрабатывать, есть ржавчина, окалина или масляные пятна, их лучше отчистить и удалить. Хоть воздушно-плазменная резка и позволяет резать ржавые детали, все же лучше перестраховаться, так как при нагреве ржавчины выделяются ядовитые пары. Если планируется резать емкости, в которых хранились горючие материалы, то их необходимо тщательно отчистить.
Чтобы рез получился ровным, параллельным, без окалины и наплывов, необходимо правильно подобрать силу тока и скорость резки. В представленных ниже таблицах указаны оптимальные параметры резки различных металлов различной толщины.
Таблица 2. Сила и скорость резки с помощью аппарата воздушно-плазменной резки заготовок из различных металлов.
Первое время подбирать скорость ведения резака будет сложно, необходим опыт. Поэтому поначалу можно ориентироваться на такое правило: вести плазмотрон необходимо так, чтобы с обратной стороны заготовки были видны искры. Если искр не видно, значит, заготовка не разрезана насквозь. Обратите также внимание, что слишком медленное ведение резака негативно сказывается на качестве реза, на нем появляются окалина и наплывы, а также может нестабильно гореть дуга и даже гаснуть.
Теперь можно приступать к самому процессу резки.
Розжиг плазменной дуги
Перед тем как зажечь электрическую дугу, плазмотрон следует продуть воздухом, чтобы удалить случайный конденсат и инородные частицы. Для этого необходимо нажать, а затем отпустить кнопку поджига дуги. Так аппарат переходит в режим продувки. Спустя примерно 30 секунд можно нажимать кнопку поджига и удерживать ее. Как уже описывалось в принципе работы плазмореза, между электродом и наконечником сопла загорится дежурная (вспомогательная, пилотная) дуга. Как правило, она горит не долее 2 секунд. Поэтому за это время необходимо зажечь рабочую (режущую) дугу. Способ зависит от вида плазмотрона.
Если плазмотрон прямого действия, то необходимо сделать короткое замыкание: после образования дежурной дуги необходимо нажать кнопку розжига – прекращается подача воздуха и контакт замыкается. Затем воздушный клапан открывается автоматически, поток воздуха вырывается из клапана, ионизируется, увеличивается в размерах и выводит искру из сопла плазмотрона. В результате загорается рабочая дуга между электродом и металлом заготовки.
Важно! Контактный поджиг дуги не означает, что плазмотрон необходимо прикладывать или прислонять к заготовке.
Как только загорится режущая дуга, дежурная дуга гаснет. Если не получилось зажечь рабочую дугу с первого раза, необходимо отпустить кнопку розжига и нажать ее снова – начнется новый цикл. Причин, по которым может не зажигаться рабочая дуга, несколько: недостаточное давление воздуха, неправильная сборка плазмотрона или другие неполадки.
В процессе работы также бывают случаи, когда режущая дуга гаснет. Причина, скорее всего, в изношенности электрода или несоблюдении расстояния между плазмотроном и поверхностью заготовки.
Расстояние между горелкой плазмотрона и металлом
Ручная воздушно-плазменная резка сопряжена с той трудностью, что необходимо соблюдать расстояние между горелкой/соплом и поверхностью металла. При работе рукой это довольно сложно, так как даже дыхание сбивает руку, и рез получается неровным. Оптимальное расстояние между соплом и заготовкой 1,6 – 3 мм, для его соблюдения используются специальные дистанционные упоры, ведь сам плазмотрон нельзя прижимать к поверхности заготовки. Упоры надеваются сверху на сопло, затем плазмотрон опирается упором на заготовку и выполняется рез.
Обратите внимание, что держать плазмотрон необходимо строго перпендикулярно заготовке. Допустимый угол отклонения 10 – 50 °. Если заготовка слишком тонкая, то резак можно держать под небольшим углом, это позволит избежать сильных деформаций тонкого металла. Расплавленный металл при этом не должен попадать на сопло.
Работы с воздушно-плазменной резкой своими руками вполне можно осилить самостоятельно, только важно помнить о технике безопасности, а также о том, что сопло и электрод – расходные материалы, которые требуют своевременной замены.
Общие сведения о плазменной резке
Станок плазменной резки, который разрезает внутренние участки металлической детали.Изображение предоставлено: Portrait Images Asia от Nonwarit / Shutterstock.com
Плазменная дуговая резка, также называемая плазменной резкой или плазменной резкой, представляет собой процесс изготовления, в котором используется перегретый ионизированный газ, направляемый через плазменную горелку, для нагрева, плавления и, в конечном итоге, резки электропроводящего материала по индивидуальным формам и конструкциям.Этот процесс подходит для широкого спектра металлических материалов, включая конструкционную сталь, легированную сталь, алюминий и медь, и может резать материалы различной толщины от 0,5 до 180 мм.
Процесс плазменной резки часто представляется как альтернативное решение для лазерной резки, гидроабразивной резки и резки на кислородном топливе, и предлагает определенные преимущества по сравнению с этими вариантами, включая более быстрое время резки и более низкие первоначальные инвестиции и эксплуатационные расходы. Хотя плазменная резка демонстрирует некоторые преимущества по сравнению с этими другими процессами резания, ее использование в некоторых производственных приложениях может быть проблематичным, например, при резке непроводящего материала.
Хотя каждый процесс резки имеет свои преимущества и недостатки, эта статья посвящена плазменной резке, в которой изложены основы процесса плазменной резки, а также необходимые компоненты и механика плазменной резки. Кроме того, в статье рассматриваются различные варианты плазменной резки и предлагаются альтернативы процессам плазменной резки.
Что такое плазма?
Три наиболее часто упоминаемых состояния вещества — это твердое вещество, жидкость и газ. Плазму, однако, часто называют четвертым состоянием материи, и технически это наиболее часто встречающееся состояние — по объему и массе — как оно встречается по всей галактике и за ее пределами (e.г., в центрах звезд и в виде молнии).
Плазма возникает, когда к газу добавляется дополнительная энергия, что позволяет молекулам газа двигаться быстрее и сталкиваться с большей силой. Столкновения между молекулами позволяют молекулам разделиться на составляющие их атомы, а эти отдельные атомы отделиться от электронов их внешней оболочки, образуя ионы. По мере того, как все больше атомов теряют свои электроны, газ достигает критической точки, когда число атомов, теряющих электроны, и число атомов, поглощающих свободные электроны, достигают баланса.В этот момент ионизированный газ становится плазмой.
Обычно встречающаяся в астрофизической сфере плазма встречается в природе в звездах, а также в межпланетной, межзвездной и межгалактической среде. В земном царстве это происходит только как редкие явления, такие как молния или полярные сияния. Однако его можно создать искусственно путем перегрева газа или воздействия сильного электромагнитного поля на газ до тех пор, пока газ не ионизируется и не приобретет высокую электропроводность. Этот искусственно полученный ионизированный газ — то, что используется машинами плазменной резки и процессом плазменной резки для резки электропроводящего материала.
Пример земной плазмы: множественные удары молнии над мостом.Автор фотографии: Джон Воллверт / Shutterstock.com
Процесс плазменной резки
Процесс плазменной резки — это процесс изготовления, основанный на термическом воздействии, в котором используется сжатая перенесенная плазменная дуга для резки широкого спектра металлов, включая конструкционную сталь, легированную сталь, алюминий и медь. Хотя существует несколько вариантов, основные принципы процесса и необходимые компоненты остаются неизменными во всех из них.Процесс первичной плазменной резки включает в себя следующие этапы:
- Начало пилотной дуги
- генерация основной дуги
- локальный нагрев и плавление
- выброс материала
- Дуга
Рисунок 1 — Плазменная электрическая полярность
Инициирование пилотной дуги
Процесс начинается с команды пуска, предлагающей источнику питания генерировать до 400 В пост. Тока напряжения холостого хода — i.напряжение холостого хода — и инициирование потока сжатого плазменного газа в узел плазменной горелки, который содержит электрод и плазменное сопло. Как показано на схеме Pilot Arc Initiation на рисунке 1, выше, источник питания также подает отрицательное напряжение на электрод — устанавливая его в качестве катода цепи вспомогательной дуги — и замыкает нормально разомкнутые контакты цепи сопла, помещая временное положительное напряжение на сопле, которое затем служит анодом цепи вспомогательной дуги.Пусковая консоль дуги (ACS) затем создает высокочастотный потенциал высокого напряжения между электродом и соплом, который генерирует высокочастотную искру. Искра ионизирует плазменный газ, позволяя ему стать электропроводящим и создавая путь тока с низким сопротивлением между электродом и соплом. Вдоль этого пути тока начальная низкоэнергетическая дуга, то есть пилотная дуга, образуется в виде потоков энергии и разрядов между двумя компонентами.
Генерация основной дуги
После возбуждения управляющая дуга вытекает вместе с плазменным газом через отверстие сопла в направлении заземленной электропроводящей детали, которая частично ионизирует область между ними и образует новый путь тока с низким сопротивлением.Поскольку поток газа заставляет вспомогательную дугу выступать дальше через отверстие, дуга в конечном итоге вступает в контакт с заготовкой и переносится на нее. Как показано на диаграмме генерации основной дуги на рисунке 1, выше, этот перенос дуги создает основную дугу, т. Е. Плазменную дугу, которая выполняет фактическую операцию резки, и устанавливает заготовку как часть вновь созданной цепи главной дуги. вместе с электродом. Передача дуги также побуждает источник питания снова размыкать нормально разомкнутые контакты сопла, удаляя сопло из цепи вспомогательной дуги, и основную дугу для увеличения до оптимальной силы тока резания.
Локализованное отопление и плавление
Сопло сжимает ионизированный газ и основную дугу, когда они проходят через отверстие сопла, увеличивая плотность и скорость энергии плазмы. Плазменная резка мА
.Принцип работы плазменной резкиПринцип работы
US $ 4.600,00 — 9,600,00 долларов США / Устанавливать | 1 компл. Принцип работы плазменной резки (минимальный заказ)
- Перевозка:
- Служба поддержки Морские перевозки
Описание продукта
1) Инверторная технология MOSFET переключатели, компактный дизайн и энергосбережение.
2) Используйте процесс воздушно-плазменной резки, высокая скорость резки.
3) Выход постоянного тока. 3 в 1 универсальный для процесса резки, сварки TIG и MMA, ток резки можно точно контролировать.
4) Превосходный ВЧ (высокочастотный) запуск дуги, гладкая режущая поверхность, сильная компенсационная способность.
5) Автоматическая защита от перегрева и перегрузки по току.
ПУНКТ / МОДЕЛЬ | |
Напряжение питания (В) | |
Частота (Гц) | |
Номинальная входная мощность (кВА) | Напряжение холостого хода (В) |
Диапазон тока (А) | |
Рабочий цикл (%) | |
Тип охлаждения | |
Воздух давление (бар) | |
Степень изоляции | |
Вес (кг) | |
Размеры (мм) |
Наши услуги
1.На ваш запрос, связанный с нашим продуктом и ценой, будет дан ответ в течение 24 часов.
2. Хорошо обученный и опытный персонал ответит на все ваши вопросы на английском (японский)
3. Время работы: 8:00 ~ 17: 00:00 с понедельника по субботу. (UTC + 8)
4. Индивидуальные решения и отличное послепродажное обслуживание
5. Наше преимущество: 1. Конкурентоспособная цена 2. Хорошее качество 3. Своевременная поставка
4. Собственное производство 5.Собственный контроль качества
Информация о компании
Компания PONEY Limited, расположенная в городе Тайчжоу, зарекомендовала себя как профессиональный производитель сварочных аппаратов, режущих машин и зарядных устройств для автомобилей. Доступность разнообразного ассортимента продуктов с инновационным дизайном и потрясающими функциями, предназначенными для всех областей, таких как DIY для любителей, автомобилестроение, строительный сектор, верфи и т. Д. Используя новейшие технологии, PONEY предлагает эффективные и эффективные решения для наших ценных клиентов и помогает создавать ценности.
Годы непрерывных инвестиций позволили нам иметь энергичный и высококвалифицированный инженерный персонал и полностью интегрированную производственную систему, постоянно выводя на рынок инновационные технологии. Продукция признана на международном уровне CE, GS, ROHS, EMC и ISO9001: 2008. В PONEY каждый продукт проходит строгие испытания и проверки, которые всегда гарантируют превосходное качество, признанное клиентами со всего мира.
С самого начала своей деятельности PONEY удалось наладить особые отношения со своими клиентами, зарекомендовав себя как надежный партнер, на которого можно положиться.
Скорость резания на отверстиях должна зависать около 60 процентов скорости, которую вы использовать, чтобы вырезать внешний контур часть. При этом создаст некоторые низкоскоростные окалины на нижняя часть отверстия, это будет минимизировать конусность в отверстии.
Примечание редактора: это первая статья в серии из двух частей о качестве резки в станках плазменной резки с ЧПУ.Часть I посвящена достижению качества при вырезании отверстий. В части II будут рассмотрены окалина, угловатость кромки, коробление и металлургия кромки.
Когда речь идет о плазменной резке с ЧПУ, всегда возникают одни и те же основные вопросы, касающиеся качества резки. Небольшое устранение неполадок почти всегда позволяет решить проблемы с качеством резки, выбрав правильные расходные материалы плазменной горелки, отрегулировав уровни мощности (силы тока), а также настроив скорость резки и высоту резки.
Качество отверстий, в частности, является одной из наиболее часто обсуждаемых тем в отношении плазменной резки с ЧПУ.Отверстия, которые являются круглыми или имеют конус (верхняя часть отверстия больше нижней), являются общими проблемами во многих магазинах.
Если у вас возникают проблемы с достижением желаемого качества при резке отверстий, есть советы и приемы, которые могут вам помочь. Имейте в виду, что не все плазменные машины одинаковы. Возможности процесса значительно различаются у разных производителей.
Эта вариация особенно ярко выражена в таблицах легкой промышленности или начального уровня. Любая таблица, которую вы рассматриваете, должна включать в себя полнофункциональный контроль высоты и хорошее программное обеспечение CAM (постобработка).Кроме того, вы должны внимательно рассмотреть возможности ускорения стола и убедиться, что максимальная скорость резки достаточно высока для ваших нужд.
Существуют различные требования к качеству отверстий для стальных деталей. Обычно отверстия используются для скрепления готовых узлов вместе. Эмпирическое правило для наилучшего качества отверстия при выполнении резки с использованием воздушной плазмы или системы высокого разрешения на основе кислорода состоит в том, что диаметр отверстия должен быть не меньше толщины пластины.
Если вы попытаетесь вырезать отверстие с диаметром, меньшим диаметра пластины, вы получите искажение и избыточный конус. Отверстие, которое правильно вырезано с использованием воздушно-плазменной системы, будет круглым (сверху и снизу) и будет иметь некоторую естественную конусность из-за отстающего угла дуги от струи плазменной резки.
Давайте рассмотрим семь способов улучшения качества резки.
1 Проткнуть пластину с рекомендуемой высоты среза.
Кроме того, обязательно соблюдайте рекомендации производителя по времени задержки прошивки.Эти два параметра имеют решающее значение в уменьшении степени продувки расплавленного металла на экране горелки и отверстии сопла. Прокалывание слишком близко или перемещение резака до его завершения приведет к повреждению диафрагмы, что изменит качество резки.
Хорошая система контроля высоты точно найдет поверхность материала, а затем вернется на высоту прожига, включит горелку и останется на высоте прожига, пока не истечет таймер задержки прошивки. Затем он быстро индексируется в соответствии с высотой среза, позволяя движению станка X и Y начинать свой путь через начальную траекторию резания.
Отверстие, которое правильно вырезано с использованием воздушно-плазменной системы, будет круглым (сверху и снизу) и будет включать в себя некоторую естественную конусность из-за угла отставания дуги от плазмы режущая струя.
2 Используйте ввод, который приближается к центру отверстия.
Это важно по двум причинам. Во-первых, на верхней части плиты обычно находится шлаковая лужа. Если эта лужа остается на радиусе (контуре) отверстия, это приведет к колебаниям плазменной дуги и образованию пятен или вмятин в отверстии.Во-вторых, более длительный ввод дает плазменной дуге время для стабилизации, потому что давление и энергия требуют времени для нарастания. Это также позволяет элементу управления высотой указывать вниз высоту среза, прежде чем он достигнет контура отверстия.
Некоторые режущие станки имеют лучшее управление движением с точки зрения ускорения и механического люфта, чем другие, но большинство из них будут давать превосходные отверстия, когда вводные формы являются прямыми и перпендикулярными отверстию. Более медленные машины получат выгоду от радиальных или изогнутых вводов.
3 Отключите дугу в положении на 360 градусов на контуре отверстия.
Еще лучше (если это позволяет ваше программное обеспечение CAM) добавить пробоины. Перегрев — это расширение радиуса отверстия за 360-градусный выступ на около 0,150 дюйма.
Некоторое программное обеспечение может фактически отключить плазменную дугу при прохождении пропуска, оставляя движение активным. Это обеспечивает более плавный переход в конце реза и минимальное углубление при дуге выключения.
4 Отрегулируйте скорость резания соответственно.
Скорость резки на отверстиях должна колебаться примерно на 60% от скорости, которую вы используете для резки внешнего контура детали. Хотя в нижней части отверстия образуется низкоскоростной окалина, это сведет к минимуму сужение в отверстии.
Некоторые машины и программное обеспечение CAM делают это автоматически на всех отверстиях меньше определенного диаметра, таких как 1,25 дюйма, в то время как другим программам для этого может потребоваться манипулировать G-кодом. В любом случае, слишком быстрая резка, несомненно, увеличит конус отверстия.
5 Убедитесь, что высота среза правильная.
В отверстиях диаметром менее 1,25 дюйма лучше отключить контроль напряжения дуги и коррекцию высоты напряжения, но включить высоту прожига и высоту индексации до разреза. Более медленная скорость, используемая для резки отверстий, приведет к тому, что регулятор высоты напряжения дуги подвинет горелку слишком близко к пластине.
Опять же, некоторые машины и программное обеспечение могут автоматически фиксировать высоту на всех отверстиях меньше, чем назначенный диаметр (меньше 1.25 дюймов рекомендуется). Но неправильная высота среза увеличит конусность отверстий.
6 Используйте спрей для защиты от брызг на пластине.
Пропускание резака через шлаковую кучу, образовавшуюся во время прокалывания, повлияет на округлость дна отверстия. Распылитель, наносимый перед выполнением надреза, обычно устраняет разбрызгивание, которое может возникнуть при прокалывании, сводя к минимуму колебания дуги на отверстиях. Пока вы это делаете, немного распылите на передней части горелки, чтобы брызги не попали на щиток и сопло.
Не используйте брызги, а используйте спрей на водной основе. Вы можете быть удивлены тем, как что-то такое простое может улучшить качество резки.
Эмпирическое правило для лучших качество отверстия при выполнении резания с воздушной плазмой или на основе кислорода Система высокой четкости является то, что диаметр отверстия должна быть не меньше толщины плиты.
7 Используйте расходные материалы, рекомендуемые для вашей толщины материала.
Это уменьшит скорость резки, но даст вам лучшие результаты. Используйте экранированные расходные материалы на 45 А для резки материалов толщиной от 0,1875 до 0,375 дюйма и расходные материалы на 65 А для материалов толщиной от 0,375 до 0,625 дюйма. Использование более высоких уровней мощности и расходных материалов приведет к увеличению сужения в отверстиях.
Отверстия сопла и щитка должны быть идеально круглыми, без зазубрин, вмятин или кратеров. Осмотрите сопло и отверстия щита с помощью ювелирной 10-кратной лупы. Если вы обнаружите, что они не идеальны, используйте эти детали для ручной или контурной резки, которые не так важны.
Отверстие формирует дугу, а дуга формирует деталь, которую ты разрезаешь. Прокалывание слишком близко или слишком широко может повредить отверстие сопла в одном прокалывании. Расходные материалы хорошего качества, которые регулярно проверяются в соответствии с инструкциями в руководстве оператора, являются ключом к наилучшему качеству резки.