Те, кто занимаются обработкой металлов и других материалов, нередко интересуются, что такое плазменная резка металла. Это новая технология, которую используют для изготовления металлоконструкций, в машиностроении, судостроении, коммунальной отрасли. Суть плазменной резки заключается в том, что ионизированный воздух проводит электрический ток. Металл обрабатывается плазмой – разогретым ионизированным воздухом, и плазменной дугой. В статье рассмотрим, как устроен плазморез, какие есть виды плазменной резки и особенности этой технологии.
Устройство плазмореза
Прежде чем говорить о том, как работает плазменная резка, разберем, из чего состоит оборудование, которым выполняется металлообработка – плазморез:
- источник электропитания;
- плазмотрон (он же резак);
- компрессор;
- кабель-шланги.
Источник электропитания
Оборудование может быть запитано трансформатором или инвертором. Преимущества первого – устойчивость к перепадам напряжения в сети и большая толщина плазменной резки. Минус – увесистость и малый КПД.
У инвертора только один минус – им не получится обрабатывать толстые заготовки. Зато плюсов немало:
- стабильность горения дуги;
- увеличенный КПД (на 30% больше, в сравнении с трансформатором);
- более дешевый и экономичный;
- может использоваться в труднодоступных местах.
Резак
Плазмотрон – это плазменное оборудование, которым выполняется разрезание изделия. Это основной узел плазмореза, состоящий из: электрода, сопла, охладителя и колпачка.
Компрессор
Этот агрегат отвечает за подачу воздуха в систему. Оборудование подает сжатый воздух вихреобразно, благодаря чему катодное пятно плазменной дуги находится ровно в центре электрода. Что будет, если пренебречь этим:
- дуга будет гореть нестабильно;
- возможно образование двух дуг;
- вероятность выхода резака из строя.
Виды плазменной резки
Классификация происходит в зависимости от среды, где проводятся работы по металлу.
Простой
В процессе плазменной резки этим методом электрическая дуга ограничена. Металл разрезают током и воздухом, при этом последний можно заменить газом (азотом). Если обрабатывается тонкое изделие, допустим, металлический лист толщиной в несколько миллиметров, процесс схож с тем, как делается лазерное разрезание.
Работая простым способом, есть ограничение по толщине металла – не более 10 мм. Обычно его применяют, обрабатывая низколегированные сплавы стали и прочие мягкие металлы. В качестве режущего элемента задействуется кислород. Из него формируется сжатая струя, которая впоследствии становится плазмой.
Преимущество метода – ровные кромки разрезов. То есть дорабатывать ничего не потребуется.
Использование защитного газа
Работая по этой технологии плазменной резки воздух заменяется защитными газами, и они, преобразуясь в плазмотроне, становятся потоком плазмы. В качестве газа применяется водород или аргон. Процесс обработки не зависит от условий окружающей среды, поэтому срезы получаются высококачественными.
Водой вместо воздуха
Серьезное достоинство этого метода – не требуется дорогая и габаритная система охлаждения.
Принцип технологии плазменной резки
Плазменная резка – это способ обработки металлический изделий, где резаком выступает струя плазмы (ионизированный газ, разогретый до нескольких тысяч градусов). Поток газа включает в себя заряженные частицы (+ и -). Его особенность – уравновешенный заряд, равный нулю. Но свободные радикалы, содержащиеся в плазме, делают ее электропроводной.
Если упростить принцип плазменной резки, то это когда металл нагревается струей плазмы, выдаваемой плазморезом. Оборудование образует между соплом резака и изделием электрическую дугу высокой температуры (до +5000 градусов). Но этого мало для эффективной обработки, поэтому в рабочую зону еще подают газ, который и формирует плазму, достигающую колоссальных температур (вплоть до +30000 градусов).
Сама по себе плазма очень горячая, но еще стоит отметить, что из сопла она подается со скоростью 1500 м/с, и именно благодаря этому металл режется как масло. Подобная металлообработка характерна точностью и аккуратностью, поэтому актуальна в промышленности.
Аппарат плазменной резки принцип работы: газ под давлением разгоняет электрическую дугу, за счет чего та усиливается, а режущий элемент достигает высоких температур. За счет этого можно обрабатывать металлы так, что даже если изделие имеет высокую теплопроводность, оно не успеет нагреться и деформироваться.
Суть плазменной резки:
- Трансформатор или инвертор выдает нужное напряжение плазменной резки: 220 или 380 В (чем мощнее система, тем более толстые металлы можно обрабатывать).
- Ток, двигающийся по кабелям, поступает в горелку (плазмотрон). В этом узле предусмотрены катод и анод, работающие как электроды. Дуга тока образуется именно между ними.
- Компрессор гонит воздух к аппарату по подключенным шлангам. В плазмотроне есть особые завихрители, направляющие и закручивающие воздух. Поток, проходя через электродугу, ионизирует ее, в результате чего во много раз повышается температура и создается плазма. Подобная дуга называется дежурной, обеспечивающей поддержание работы.
- Нередко к обрабатываемому изделию подсоединяют кабель массы. Оператор-резчик подносит к металлу резак – образуется рабочая дуга, замыкаемая между электродом и поверхностью. Высокая температура и давление воздуха позволяют делать точный рез с небольшими наплывами, которые легко удаляются. Когда мастер отводит резак, дуга дальше горит, но в дежурном режиме.
- После завершения раскроя плазмотрон останавливают. В завершение работы систему продувают воздухом, тем самым избавляясь от мусора и охлаждая электроды.
Основным материалом для плазменной резки, то есть режущим элементом, является ионизированная дуга резака. Причем ею как раскраивают, так и сваривают материал.
Характеристики плазменной резки:
- температура – от 5 до 30 тысяч градусов. Меньше ставят, если обрабатывают цветмет, больше – для работы с тугоплавкой сталью;
- скорость потока – от 500 до 1500 м/с;
- ширина реза. Правило простое – чем выше показатели, тем шире разрез;
- производительность. Все зависит от скорости резки. При этом есть ГОСТ, согласно которому производительность бытовых резаков ограничена 6.5 – 7 м/мин.
Какие газы используются
Алюминий, медь и сплавы на их основе обрабатывают: сжатым воздухом, кислородом, азотно-кислородной смесью, азотом или аргоно-водородной смесью. Все это считается плазмообразующими газами.
Работая с некоторыми марками металлов есть ограничения. Например, титан нельзя резать смесями, в составе которых есть азот или водород.
Условно газы бывают защитными и плазмообразующими. В бытовых целях достаточно сжатого воздуха, в промышленных же используют смеси с содержанием кислорода, азота, аргона, гелия или водорода.
Плазморезка – новая технология с массой достоинств. Она универсальна и подходит для обработки любых металлоизделий, главное правильно подобрать параметры оборудования. При этом минимально вредит окружающей среде, характерна высокой производительностью, высоким качеством работы и не требует предварительно прогревать все изделие.
За услугой рекомендуем обращаться к профессионалам. Наша компания производит как сварочные работы, так и работы по резке металлов.
Если вам требуется раскрой листового металла, пройдите в соответствующий раздел нашего сайта, чтобы ознакомится с ценовой политикой.
Вам также может понравиться
