5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Дуговая резка листового металла

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Дугой можно производить не только сварку, но и резку металла, выплавляя его из полости реза и предоставляя возможность свободно вытекать. Резка может быть произведена как угольным, так и металлическим электродом. Резка угольным электродом на постоянном токе дает лучшие результаты. Применяется нормальная или прямая полярность, т. е. на электроде минус, а на основном металле — плюс. Электроды лучше применять графитные, так как для заданной силы тока они могут быть меньшего диаметра и, таким образом, снижать ширину реза; кроме того, графитные электроды медленнее обгорают при работе и расход их значительно меньше по сравнению с расходом электродов из амфорного угля. Основное внимание при резке угольной дугой нужно обращать на возможность быстрого, свободного и удобного вытекания расплавленного металла из полости реза.

Для резки угольной дугой желательны большие токи, 400— 1000 а. При толщинах металла до 12 мм резка угольной дугой может дать достаточно высокую производительность; с увеличением толщины металла производительность быстро падает, и при толщинах свыше 15 мм кислородная резка всегда производительнее. По качеству резки, чистоте кромок и ширине реза дуговой способ значительно уступает кислородному. На больших токах иногда применяют пластинчатые электроды прямоугольного сечения.

Резка может производиться и на переменном токе, но качество реза при этом получается хуже и производительность для той же силы тока ниже. Резка угольной дугой может быть целесообразна, например, для чугуна и цветных металлов, так как эти металлы не поддаются обычной кислородной резке. Дуговая резка может быть иногда целесообразна и для стали, например при разборке старых конструкций из материала толщиной не свыше 20— 30 мм, когда не требуется особой чистоты реза и стоимость процесса должна быть минимальной. Угольной дугой можно резать металл сильно загрязненный, покрытый ржавчиной, краской и т. п. без всякой подготовки, в то время как для кислородной резки требуется предварительная очистка поверхности металла вдоль линии реза. К резке угольной дугой приходится прибегать также при отсутствии кислорода на месте работ.

При резке металлическим стальным электродом для стержня электрода пригодна любая, даже непригодная для сварки проволока из низкоуглеродистой стали; загрязнения металла проволоки не имеют особого значения. Электроды для резки покрываются обмазкой для повыхнения устойчивости дуги, замедления ххлавле-ния электрода, изоляции электродного стержня от основного металла при введении электрода в полость реза, а иногда и для ускорения резки за счет окисления основного металла богатыми кислородом окислами, вводимыми в состав электроднохх обмазки, например перекисью марганца Мн02.

При резке металлическим, как и угольным электродом осхювное внимание необходимо уделять удобству удаления расплавленного металла из полости реза.

Резку металлическим электродом электросварщик производит от нормальных сварочных трансформаторов; она может быть выполнена теми же электродами, которые применяются и для сварки. Таким образом, небольшие работ; по резке электросварщик производит не прибегая к схгециальному оборудованию или материалам. Металлическим электродом, например, прожигаются дхлры для монтажных болтов прн сборочных работах; перерезается фасонный материал, уголки, швеллерхл, двутавры и т. п.; вырезаются отверстия в листах и т. д.

Невысокая производительность и шхзкое качество реза мешают широкому применению дуговой резки. Она остается второстепенным, подсобным процессом при дуговой сварке. Значительное улучшение показателей было достигнуто вдуванием воздуха в зону резки для удаления расплавленного металла. Улучшения, внесенные в этот процесс за последние 10—15 лет, привели к созданию самостоятельного процесса воздушно-дуговой резки, получившему довольно широкое применение в промышленности.

Дуговая резка может выполняться дугой, горящей под флюсом, стальными покрытыми электродами и с участием какого-либо газа. Хорошее качество и более высокую производительность, чем другие способы, обеспечивает автоматическая дуговая резка проволокой марки Св-08 под флюсом, например, марки АН-348. При использовании проволоки диаметром 4 мм, напряжении дуги 42—44 В и рабочем токе 1200 А режут сталь толщиной 20 мм со скоростью 30 м/ч.

Стальными покрытыми электродами можно резать сталь толщиной до 15 мм, а угольными электродами — до 100 мм при рабочем токе порядка 1000 А.

При газодуговой резке дуга расплавляет металл, а струя газа удаляет его из зоны реза. В качестве газа употребляют сжатый воздух, азот, кислород, аргон и их смеси.

Аргонодуговую резку неплавящимся электродом целесообразно применять для обработки листов толщиной до 5 мм из алюминия, меди и их сплавов, нержавеющей стали и других металлов.

Воздушно-дуговая резка неплавящимся электродом основана на плавлении металла по линии реза дугой, горящей между угольным или графитизированным электродом и разрезаемым листом при непрерывном удалении жидкого металла струей сжатого воздуха. Этот способ применяют для разделительной и поверхностной резки, осуществляемой с помощью резака, например, РВД -4А-66 или РВД -1; для механизированной поверхностной резки рекомендуется полуавтомат ПВД -2-67. Эта аппаратура разработана ВНИИ автогенмашем.

Дуговая резка вращающимся стальным диском осуществляется следующим образом. К стальному диску и разрезаемому металлу подводится электрический ток. При соприкосновении вращающегося диска с разрезаемым металлом возникает дуга, которая оплавляет металл, выбрасывает его из места реза. В производственных установках употребляют стальные диски диаметром До 500 мм и толщиной 4—6 мм. Диск вращается со скоростью около 40 м/с. Для охлаждения диска применяют сжатый воздух давлением до 5 ат. Источником питания дуги служит любой понижающий трансформатор мощностью до 30 кВт с напряжением холостого хода 10—30 В. Производительность резки пропорциональна мощности источника питания. Зона термического влияния на кромках разрезанного металла составляет до 1 мм. Износ рабочей кромки стального дискового электрода не превышает 2% от массы удаленного металла. При использовании электродов,

Особые случаи применения сварочной дуги

Сущность и техника дуговой резки металла

Основные процессы дуговой резки металла основаны на расплавлении металла в месте реза и удалении его за счет давления дуги и собственного веса, а в некоторых случаях и дополнительного потока воздуха. Резку металла, как правило, выполняют вручную угольными или покрытыми металлическими электродами и используют для чугуна, высоколегированных сталей, цветных металлов и сплавов. Качество реза обычно низкое, с неровными кромками, покрытыми шлаком и оплавившимся металлом. Перед последующей сваркой требуется обязательная механическая обработка. Производительность резки невысокая.

Дуговая резка металла не требует специального оборудования и может быть осуществлен там, где выполняется дуговая сварка. Дуговая резка металла возможна в различных пространственных положениях. Подобная универсальность способствует применению (особенно в монтажных условиях) дуговой резки металла для углеродистых и низколегированных сталей. Резку металла можно выполнять как разделительную, так и поверхностную для выплавления канавок в основном металле, удаления дефектов в сварных швах и литейных отливках и т. д. Дуговая резка металла

Разделительная дуговая резка металла

При разделительной резке металла изделие устанавливают в положение, в котором наиболее благоприятны условия для вытекания расплавленного металла из места реза. При вертикальных резах резку металла ведут сверху вниз, для того чтобы выплавляемый металл не засорял выполненный разрез. Для отклонения дуги магнитным дутьем в направлении реза второй сварочный кабель присоединяют сверху у начала разреза. Разделительную резку металла начинают с кромки или с середины листа. В последнем случае вначале прорезают отверстие. Затем, наклонив электрод так, чтобы кратер был расположен на торцовой кромке реза, оплавляют ее. Если толщина разрезаемого металла меньше диаметра электрода, последний располагают перпендикулярно поверхности и просто перемещают вдоль линии реза без дополнительных колебаний.

Поверхностная дуговая резка металла

При поверхностной резке металла электрод наклоняют к поверхности под углом 5—20° и перемещают, частично погружая его конец в образовавшуюся полость. Широкие канавки выплавляют с поперечными колебаниями электрода в вертикальном положении. Глубина канавки зависит от скорости перемещения дуги и наклона электрода. Глубокие канавки выполняют за несколько проходов. Для прорезания дугой круглых отверстий различного размера электрод устанавливают перпендикулярно к поверхности и возбуждают дугу возможно большей длины.

Резка отверстий в металле

Для вырезки больших отверстий вначале прорезают маленькое отверстие, несколько отступя внутрь от края реза, а затем рез продолжают, выводя его на края основного отверстия. Особое внимание при дуговой резке металла следует обращать на предохранение от брызг и капель металла и шлака, которые могут вызвать ожоги и загорания.

Резка металла металлическим электродом

Для дуговой резки металла металлическим электродом используют толстопокрытые электроды, обычно те же, что и для сварки. Род тока зависит от марки электрода. На скорость разделительной резки основное влияние оказывают толщина металла, диаметр электрода и величина тока. С увеличением толщины металла скорость резки металла резко уменьшается. Для резки угольными или графитовыми электродами используют постоянный ток прямой полярности, так как в этом случае на изделии выделяется больше теплоты. Науглероживание кромок реза затрудняет их последующую механическую резку. Ширина реза больше, чем при использовании металлического электрода.

Воздушно-дуговая резка

Воздушно-дуговая резка основывается на расплавлении металла электрической дугой и его непрерывном удалении направленной струей сжатого воздуха. Данная технология требует применения инструментов специальной конструкции. Использующиеся в работе резаки могут иметь кольцевое или последовательное расположение воздушной струи. В последнем случае обтекание электрода сжатым потоком осуществляется только с одной стороны.

Читать еще:  Инструмент для резки проволоки

Особенности

В воздушно-дуговой резке используются угольные или графитовые электроды. Последние являются более прочными, отличаются меньшим электрическим сопротивлением (0,0008 Ом против 0,0032 Ом для кубика с ребром 1 см). Возможно использование угольных омедненных электродов.

В качестве источника питания при дуговой резке металла используются преобразователи постоянного тока или трансформаторы. Подача сжатого воздуха на резак идет от цеховой сети или передвижного компрессора. Давление должно находиться в пределах 0,4–0,6 МПа. Его больший уровень нецелесообразен, так как слишком сильный поток снижает стабильность электрической дуги.

В воздушно-дуговой резке, как правило, используется постоянный ток обратной полярности как более производительный. Применение же переменного целесообразно при мелких работах, например, удалении местных неровностей сварного шва. Использование в таких случаях постоянного тока прямой полярности приводит к увеличению зоны нагрева, что затрудняет устранение расплавленного металла.

Величина тока при воздушно-дуговой резке вычисляется по формуле:

I = K x d,

где d – диаметр электрода в мм, К – линейный коэффициент, составляющий 46–48 А/мм для угольных и 60–62 А/мм для графитовых электродов. Полученное число дает значение тока в амперах.

Сфера использования

Воздушно-дуговая резка широко применяется для обработки большинства черных и цветных металлов.

Чаще всего она используется в следующих случаях:

  • для устранения дефектных участков сварных швов;
  • резки металлических листов толщиной до 20–25 мм;
  • пробивки отверстий;
  • выплавки пороков литья;
  • срезки заклепок и т. п.

Виды воздушно-дуговой резки

Разделительная. Используется для резки листов из низкоуглеродистой и легированной стали толщиной до 25 мм. Величина тока (300–600 А) и диаметр электрода (6–12 мм) подбираются в зависимости от размеров материала. Разделение листа осуществляется выплавкой металла вдоль траектории движения электрода. Использование разделительной воздушно-дуговой резки целесообразно, когда необходимо обработать большое количество листового металла, а требования к ширине и точности реза невысоки.

Поверхностная. Применяется для обработки дефектов сварных швов, подрубки их корней, снятия фасок. Последняя операция может осуществляться одновременно на обеих кромках листа. Ширина канавки, которая образуется при такой обработке, на 2–3 мм больше диаметра использующегося электрода. Для поверхностной обработки требуется меньшая величина тока, чем для разделительной дуговой резки.

Аппаратура и технология

Стандартный пост для воздушно-дуговой резки включает:

  • пусковую аппаратуру;
  • шланг с компрессором;
  • источник питания;
  • сварочный кабель;
  • резак.

При установке в производственном помещении шланг подсоединяется к цеховому воздухопроводу, а не к компрессору. На строительных площадках пост оборудуется в передвижном или уже существующем машинном зале, с подключением к сварочному оборудованию постоянного тока.

Основным рабочим инструментом является резак типа РВД, оснащенный воздушным клапаном и устройством для зажима электрода. В качестве источников питания для резки используется стандартное сварочное оборудование: преобразователи типа ПСО, выпрямители ВД или ВДУ, другие ИП. При отсутствии компрессора и центральной сети допустимо использование баллонов со сжатым воздухом при оснащении их редуктором, понижающим давление.

Техника безопасности при воздушно-дуговой резке

Все сварочные работы связаны с определенными факторами, которые могут нанести вред здоровью человека.

К основным относятся:

  • источники постоянного тока большой величины;
  • расплавленный металл, образующийся при резке;
  • ультрафиолетовое излучение электрической дуги;
  • токсичные газы и пыль, образующиеся в процессе воздушно-дуговой резки.

Чтобы обезопасить себя от перечисленных факторов, следует точно выполнять инструкции по эксплуатации оборудования и работать только в специальной одежде. Помещение, в котором производится воздушно-дуговая резка, должно хорошо вентилироваться. Исключение составляют открытые строительные площадки, где происходит естественный воздухообмен.

В связи с высокой мощностью сварочного электрооборудования перед его включением обязательно следует проверить заземление.

Лазерно-дуговой и лазерно-ультразвуковой раскрой листового металла Текст научной статьи по специальности « Физика»

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Гуреев Д. М., Петров А. Л.

Изучены особенности лазерно-дугового и лазерно-ультразвукового раскроя листового металла. Показаны преимущества использования комбинированных высококонцентрированных источников энергии для формирования качественных зон резов.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Гуреев Д. М., Петров А. Л.

ARC AND ULTRASONIC LASER CUTTING OF SHEET METAL

The peculiarities of arc and ultrasonic laser cutting of sheet metal are researched in this paper. The advantages of combined concentrated energy sources usage for forming of quality cut areas are demonstrated.

Текст научной работы на тему «Лазерно-дуговой и лазерно-ультразвуковой раскрой листового металла»

ЛАЗЕРНО-ДУГОВОЙ И ЛАЗЕРНО-УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСКРОЙ

© 1999 Д.М. Гуреев, А.Л. Петров

Самарский филиал Физического института им. П.Н. Лебедева РАН

Изучены особенности лазерно-дугового и лазерно-ультразвукового раскроя листового металла. Показаны преимущества использования комбинированных высококонцентрированных источников энергии для формирования качественных зон резов.

В настоящее время в различных отраслях промышленности широкое применение находят листовые жаропрочные сплавы на никелевой основе. Поскольку данные материалы обладают повышенной вязкостью, их раскрой механическими способами весьма затруднителен. В связи с этим резка жаропрочных сплавов с помощью сфокусированного лазерного излучения может оказаться эффективней традиционных способов раскроя (резка на виброножницах, плазменнодуговая резка и т. п.). Основные преимущества лазерной резки сводятся к возможности получения узкого реза шириной в несколько десятых долей миллиметра, небольшой величине зоны термического влияния, возможности раскроя по сложному контуру. Максимальная толщина разрезаемого материала и производительность процесса лимитируются мощностью лазера. В соответствии с этим перспективность лазерных технологий, базирующихся на использовании относительно маломощных лазерных источников, во многом будет определяться разработкой комплексных подходов к их реализации, и в частности, использованием комбинированных источников энергии, таких как лазерно-дуговой и лазерно-ультразвуковой. Сочетание лазерного воздействия с воздействием плазмы электродугового разряда, с одной стороны, и ультразвуковых колебаний, — с другой, позволяет существенно расширить возможности лазерных источников в решении целого ряда практических задач, к числу которых относится раскрой листового металла.

В данной работе плазменно-дуговой источник использован в качестве дополнительного теплового источника, обеспечивающе-

го подогрев зоны лазерного воздействия при реализации процесса резки. Ввод ультразвуковых колебаний в зону лазерного реза осуществлялся для возбуждения локальных вибраций материала. И в том, и в другом случае комбинированные источники энергии обеспечивали повышение производительности и улучшение качества раскроя листового металла.

Лазерно-дуговой раскрой. Известно, что с помощью дополнительных источников тепла можно добиться повышения эффективности использования непрерывного лазерного излучения [1, 2]. С точки зрения решения задачи лазерного раскроя это связано с увеличением поглощающей способности металла при нагревании, поскольку температурная зависимость поглощательной способности определяется соотношением

из которого следует, что, если металл предварительно подогреть, то его поглощательная способность возрастет. При этом большая доля лазерного излучения пойдет на плавление металла. В качестве источника дополнительной тепловой энергии может быть использована плазменно-дуговая горелка с неплавящимся электродом.

Эксперименты по резке листового металла проводились на базе технологического СО2-лазера ЛГН-702 с мощностью излучения 600 Вт. Схема реализации процесса показана на рис. 1. Лазерное излучение направлялось в резак 1, в котором расположены двухлинзовый объектив 2 с фокусным расстоянием/ = 200 мм, защитная пластинка 3 для предотвращения попадания брызг расплавленного металла на объектив, сопло 4 для подачи ак-

Рис. 1. Схема лазерно-дуговой резки листового металла

1 — резак, 2 — фокусирующий объектив, 3 -защитная пластина, 4 — сопло для подачи активного газа, 5 — разрезаемый лист, 6 — дуговая горелка, 7 — координатным стол

тивного газа (воздуха или кислорода) в зону лазерного воздействия. Резак 1 свободно перемещается в тубусе. Разрезаемый лист 5 размещался на координатном столе 7. Плазменно-дуговая горелка 6 располагалась с противоположной по отношению к лазерному резаку поверхности листа.

Проведенные эксперименты по раскрою листовых жаропрочных никелевых сплавов толщиной 0.8___1.5 мм только лазерным из-

лучением установки ЛГН-702 позволили выявить следующее:

— Ширина реза определяется в основном диаметром фокального пятна d = &[ на поверхности разрезаемого металла (здесь 9 = 2 х 10-3 рад — расходимость лазерного пучка, /

Рис. 2. Зависимость ширины зоны термического влияния (ЗТВ) от скорости резки

— фокусное расстояние объектива) и при изменении скорости перемещения луча остается практически постоянной и равной

— Ширина зоны термического влияния (ЗТВ) с увеличением скорости перемещения луча уменьшается (рис. 2).

— Подача кислорода в зону лазерного воздействия вместо сжатого воздуха позволяет за счет дополнительного энерговыделения при реакции окисления увеличить скорость резания в 1.5 раза. Грат в этом случае образуется в основном окислами и легко удаляется с кромок.

Полученные результаты сведены в таблицу 1 .

Скорость резания жаропрочного сплава ХН45ВМТЮ толщиной 2.2 мм с помощью лазерного излучения мощностью 600 Вт не превышала 640 мм/мин. При этом ширина реза составляла 0.5 мм, величина ЗТВ вблизи каждого края кромки — 0.7 мм. При больших скоростях перемещения луча наблюда-

Таблица 1. Результаты экспериментов по раскрою листовых жаропрочных никелевых сплавов

Материал Толщина листа, мм Скорость резания, мм/мин Поддуваемый газ Ширина реза, мм Ширина ЗТВ, мм

ХН68ВМТЮ 0.8 1000 Воздух 0.4 0.25

Читать еще:  Виды резаков для кислородной резки

ХН50ВМТЮ 1.2 320 Воздух 0.4 0.50

ХН50ВМТЮ 1.2 400 Воздух 0.4 0.40

ХН50ВМТЮ 1.2 500 Воздух 0.4 0.35

ХН50ВМТЮ 1.2 620 Воздух 0.4 0.30

ХН50ВМТЮ 1.2 800 Воздух 0.4 0.30

ХН50ВМТЮ 1.2 1000 Кислород 0.4 —

ХН50ВМТЮ 1.2 1400 Кислород 0.4 —

ХН75МВТЮ 1.2 320 Воздух 0.4 0.45

ХН75МВТЮ 1.2 800 Воздух 0.4 _—

ХН75МВТЮ 1.5 320 Воздух 0.4 0.45

ХН75МВТЮ 1.5 400 Воздух 0.4 0.35

Таблица 2. Величины смещения

8, мм Ах (мм) при V (мм/мин)

400 500 600 700 1000

лось непрорезание листов. На этом материале отрабатывались режимы лазерно-дуговой резки. Ось электрода смещалась вперед по ходу движения теплового источника относительно оси лазерного луча на величину Ах (рис. 1). Величина Ах выбиралась такой, чтобы температура в проекции точки теплового воздействия плазменно-дугового источника на противоположную поверхность листа была максимальной. Максимальная температура достигается в момент времени, когда скорость ее изменения становится равной нулю. Оценку величины смещения Ах можно провести, используя модель поверхностного теплового источника, движущегося со скоростью V по пластине толщиной 5. В табл. 2 приведены величины смещения для ряда значений скоростей и толщины листов материала ХН45ВМТЮ.

Эксперименты по лазерно-дуговому раскрою показали следующее. При увеличении тока дуги от 20 до 70 А скорость резания увеличивается с 1000 до 1400 мм/мин (рис. 3). При этом ширина ЗТВ возрастает слабо. При больших значениях тока скорость резания

Рис. 3. Зависимость максимальной скорости резки от величины тока в дуговом разряде для жаропрочного сплава ХН45ВМТЮ толщиной (I = 2.2 мм

практически остается постоянной, ширина же ЗТВ продолжает возрастать. В табл. 3 приведены режимы, оптимальные по производительности и качеству резания. В качестве активных газов, подаваемых в зону лазерного воздействия, использовались сжатый воздух и кислород.

Обращает на себя внимание меньшая величина Ах по сравнению с расчетной (табл. 2) при использовании для поддува кислорода. Это можно объяснить тем, что в точке, отстоящей от оси плазменно-дугового воздействия на величину Ах, на противоположной стороне листа температура оказывается достаточной для образования окислов и повышения коэффициента поглощения лазерного излучения.

Таким образом, при использовании плазменно-дугового источника для подогрева зоны лазерного воздействия скорость резания может быть увеличена в 1.5___2.0 раза.

Лазерно-ультразвуковой раскрой. Для оценки влияния ультразвуковых вибраций на отрыв капель расплава от края реза воспользуемся соотношением [3]

не учитывающим воздействие газового потока. Поддув инертного газа сводится к оттеснению расплава из зоны реза к его краям с обратной стороны листа, и потому не решает кардинальным образом вопрос об избавлении от гратообразования. В соотношении (2) Роа — сила сцепления капли расплава с твердофазной основой металла, Рк — вес капли, Ри — сила, воздействующая на каплю вследствие ультразвуковых вибраций. Будем исходить из того, что капля формируется путем расплавления металла объемом рй25/4, где 5 — толщина листа.

Для Р можно записать

где температурная зависимость коэффи-

Таблица 3. Оптимальные режимы резания

Газ I, А V, мм/мин Ах, мм Ширина реза, мм Ширина ЗТВ, мм

Воздух 60 1000 6 0.5 1.0

Кислород 70 14000 4 0.5 1.0

циента поверхностного натяжения о а определяется выражением

Резка неплавящимся электродом

Резка неплавящимся электродом

Применяются следующие виды дуговой резки неплавящимся электродом: разделительная, воздушно-дуговая и плазменно-дуговая.

Разделительная резка металла неплавящимся электродом производится с помощью угольного, графитового или вольфрамового электрода. Угольные и графитовые электроды диаметром 12–25 мм позволяют разрезать металл толщиной до 100 мм. Резку производят постоянным током прямой полярности. Сварочный ток в зависимости от диаметра электрода составляет 40–1000 А. Угольные электроды в процессе резки науглероживают кромки разреза и этим затрудняют последующую механическую обработку. Графитовые электроды дают более чистый разрез, дольше сохраняются и допускают большие плотности тока.

Воздушно-дуговая резка используется как для разделительной, так и для поверхностной резки. При этом способе между неплавящимся электродом и разрезаемым металлом возбуждают дугу. Теплом дуги расплавляют металл участка резания, а струей сжатого воздуха непрерывно удаляют его из полости реза. Для воздушно-дуговой резки низкоуглеродистой и нержавеющей стали толщиной до 20 мм применяют универсальный резак типа РВД–4А–66. Резак имеет сменные угольные электроды диаметром 6–12 мм. Сварочный ток достигает 400 А, а при кратковременном форсированном режиме – до 500 А. Давление воздуха составляет 0,40–0,6 МПа. Расход воздуха при давлении 0,5 МПа не превышает 20 м 3 /ч. Масса резака 1 кг.

Процесс резки протекает устойчиво при питании резака постоянным током обратной полярности. При постоянном токе прямой полярности и при переменном токе процесс идет неустойчиво, производительность низкая при плохом качестве поверхности резания. Производительность резки зависит от тока. При сварочном токе 200 А за 1 ч работы можно удалить до 7 кг низкоуглеродистой стали, при токе 300 А – до 10 кг, при токе 500 А – около 20 кг. С повышением тока снижается удельный расход электроэнергии с 3 кВтч/кг при токе в 300 А до 2 кВтч/кг при 500 А.

Плазменно-дуговая резка производится путем глубокого проплавления металлов сжатой дугой в зоне резания и удаления частиц расплавленного металла газовым потоком (рис. 97). Дуга возбуждается и горит между вольфрамовым электродом и разрезаемым металлом. Сварочный ток постоянный прямой полярности. Электрод находится внутри охлаждаемого медного мундштука. В канал мундштука под давлением подается плазмообразующий газ, струя которого сжимает столб дуги. Под действием дуги газ разогревается до высокой температуры, образуя плазму с температурой более 10 000 °C. Струя плазмы, имея высокую температуру и большую скорость истечения, проплавляет металл по линии реза и выдувает расплавленный металл из полости реза.

Рис. 97. Плазменная резка:

1 – вольфрамовый электрод; 2 – плазмообразующий газ; 3 – медное водоохлаждаемое сопло; 4 – электрическая дуга; 5 – струя плазмы; 6 – разрезаемый металл

Плазменно-дуговую резку применяют для резки легированных углеродистых сталей, чугуна, цветных металлов и их сплавов. Наиболее рационально и экономично ее применение при резке высоколегированных сталей, цветных металлов и их сплавов. Электроды изготовляют из лантанированного (ВЛ–15) или торированного (ВТ–15) вольфрама. Плазмообразующими газами служат чистый аргон высшего сорта, технический азот 1-го сорта, смеси аргона с техническим водородом, воздух.

Источники питания для плазменной обработки должны обладать жесткой или крутопадающей внешней характеристикой. Для получения повышенного напряжения холостого хода используют последовательное включение двух-трех генераторов на одну дугу. К специализированным источникам питания относится ИПР–120/600, используемый в установке ОПР–6, ВНР–402 – в установке АПР–401.

Большое применение получили источники питания на тиристорах. Толщина разрезаемого металла в значительной степени зависит от напряжения. Например, при рабочем напряжении 75 В максимальная толщина резки алюминия достигает 25 мм, при напряжении 250 B–300 мм. Ток составляет 150–800 А. Для ручной плазменно-дуговой резки используют плазморез марки РДМ–2–66–А, работающий на смеси аргона, водорода и азота, позволяющий резать металлы толщиной до 80 мм при максимальном токе до 450 А.

Широко применяют универсальную аппаратуру «Плазморез», состоящую из двух комплектов: КДП-1 и КДП–2. Комплект КДП–1 имеет резак РДП–1 с водяным охлаждением, предназначенный для резки алюминия толщиной до 80 мм, нержавеющей стали – до 60 мм и меди – до 40 мм. В качестве газа используются аргон, азот и водород. Комплект КДП–2 допускает резку алюминия толщиной до 50 мм, стали – до 40 мм и меди – до 20 мм. Резак РДП–2 этого комплекта имеет воздушное охлаждение и может быть использован на монтажных работах при любых температурах. Источником питания дуги для всех комплектов служат два-три последовательно соединенных однопостовых источника постоянного тока.

Для машинной резки применяют установки марок АПР–402, АПР–404, УВПР «Киев», ОПР–6 и др. Установка АПР–402 может производить резку черных и цветных металлов и их сплавов толщиной до 160 мм. Она предназначена для комплектования стационарных машин термической резки и обеспечивает раскрой листового материала, резку труб и круглого проката. Ток устанавливается в пределах 100–450 А. Напряжение холостого хода 300 В, рабочее напряжение на дуге 250 В. Плазмообразующий газ – воздух. Максимальное давление воздуха 0,4 МПа. Замена дорогостоящих газовых смесей обычным воздухом экономически выгодна, значительно упрощает конструкцию установки и повышает производительность в 3–5 раз.

Для дуговой сварки и плазменной резки легированных сталей, цветных металлов и их сплавов в строительно-монтажных условиях используют монтажный передвижной пост КПМ–1. Оборудование состоит из сварочного выпрямителя ВКС–500–1, компрессора, двух балластных реостатов типа РБ–300–1, горелки ГДС–150, резака РДП–2, баллонов с аргоном и азотом. Пост снабжен коллектором, допускающим переход от сетевых коммуникаций к кабель-шланговому пакету. Вентиляция на режиме резки – принудительная. Пост выполняет сварку металла толщиной до 2,5 мм и резку меди толщиной до 20 мм, стали – до 40 мм и алюминия – до 50 мм.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Плазменная резка металла

Услуги плазменной резке металла.

Плазменная резка листового металла представляет собой технологический процесс, в ходе которого сжатая плазменная дуга в виде струи, посредством высокой температуры обрабатывает металл.

Читать еще:  Плазменная резка листового металла

Услуги по плазменной резке металла. Технология резки выглядит следующим образом:

Плазменная резка листового металла. Различают:

Плазменно-дуговую резку. Разрез осуществляет горящая плазменная дуга, которая находится между направляющим электродом и разрезаемым материалом. За счет нагрева поступающего газа и ионизации под действием дуги образуется совмещенная со столбом плазменная струя. В процессе резки в установке используется энергия плазмы и факела, который вытекает из нее, а также энергия в электронной дуге.
Разрез посредством плазменной струи. В данном случае дуга горит между направляющим электродом и наконечником самого плазмотрона, а деталь, которую необходимо разрезать подключают к электросети. Плазмотрон создает столб дуги в виде струи, энергия которого и используется для разреза заготовки.

Наиболее эффективной считается воздушно плазменная резка металла, благодаря многочисленным преимуществам она широко используется для различной обработки металлов. Струйный способ используется значительно реже, в большинстве случаев он незаменим при обработке неметаллических деталей, так как не каждый материал способен пропускать электрическую энергию.

Внутри корпуса плазмотрона находится цилиндрическая дуговая камера, диаметр ее небольшой, имеется выходной канал, именно он и формирует дугу. В тыльной части камеры находится электрод. Принимая во внимание то, что создание дуги достаточно сложный процесс, то для обработки металла сначала зажигают обычную дугу, которая располагается между наконечником и электродом. И только после того как она касается факела станок создает плазменную дугу, а обычная отключается.

Когда процесс плазменной резки металла завершается, столб дуги заполняет весь канал. Дуга нагревает плазмообразующий газ, который затем ионизируется и за счет теплового расширения увеличивается в объеме. Скорость выхода дуги составляет 4 км/с, а температура колеблется в пределах от 25000 до 35000 ºС.

Все электроды, которые установлены в плазмотроне, выполнены из вольфрама, гафния, меди и прочих металлов. Чтобы рассчитать количество тепла, которое понадобится для разреза используют следующую формулу:
qр = Vр•F•γ•c•[(Tпл–T0)+q]•4,19

где, qр — оптимальная тепловая мощность.
F – размер места сечения обрабатываемой заготовки (см 2 );
Vр – скорость резки (см/с);
γ – плотность обрабатываемого металла (г/см 3 );
с – теплоемкость маталла, Дж/(г•°С);
Тпл – температура плавления материала (°С);
T0 – температура металла во время начала резки (°С);
q – невидимая теплота при плавлении (°С).

Чем выше в плазмообразующем газе сила тока, тем выше скорость потока плазмы, при этом если диаметр сопла увеличить, то скорость потока плазмы, соответственно, уменьшится.

Чтобы выполнить услуги плазменной резке металла без деформации и окалины необходимо выполнять резку на станке с высокой скоростью резки и силы тока. Рекомендуется предварительно выполнить несколько разрезов при высокой силе тока, а затем снизить силу, принимая в учет скорость движения плазмы.

Плазменная резка металла, услуги которой предлагает ЗАО «Опытное машиностроительное производство» выполняется разными способами, все зависит от толщины материала:

  • От 1-10 мм – выполняется в азоте,
  • От 20-100 мм – азот с присутствием водорода,
  • От 100 мм и выше – выполняется в аргонно-водородных смесях.

В отдельных случаях используют плазматрон с дополнительной дугой сжатого воздуха.

Воздушно плазменная резка металла используется для осуществления дальнейшей механизации и подготовки деталей. Способ гарантирует хорошее качество реза при толщине изделий до 30-35 мм, при этом сила тока не должна превышать 200 А.

Для плазменной резки меди используют сжатый воздух, так как она имеет высокую теплоемкость и теплопроводность. Чтобы выполнить плазменную резку металла понадобится более мощная дуга, нежели для стальных изделий. В процессе воздушно-плазменной резки меди на краях заготовки образуется ненужный материал, который легко удаляется.

Для резки высоколегированных сталей толщиной до 100мм используют машины плазменной резки с ЧПУ. При толщине до 60мм можно воспользоваться ручной плазменной резкой.

Портальная плазменная резка металла применяется для резки изделий из нержавеющей стали:

При толщине заготовок до 20мм используется азотная среда
От 20 до 55 мм водородно-азотная смесь.
В некоторых случаях используют сжатый воздух.

Для разрезания низкоуглеродистых сталей толщиной 40-45 мм применяется сжатый воздух. В процессе резки углеродистой стали может дополнительно использоваться сжатый воздух, азотно-кислородные смеси и чистый азот.

Размер раскройного стола для резки листового металлопроката установкой с ЧПУ 2,4 х 8 м.
В сравнении с другими способами газовой резки плазменная резка металлов имеет массу преимуществ:
Малое время прожига.
Резка проходит значительно быстрей, вне зависимости от величины деталей.

Универсальность. Может использоваться для обработки практически всех видов металла.
Минимальный уровень загрязнения окружающей среды.
Позволяет разрезать детали различной формы.
Отсутствие баллонов с газом повышает безопасность.

Стоимость услуги плазменной резки металла рассчитывается индивидуально.

Для заказа расчета стоимости необходимо :

  • Заполнить Форму «Отправить заявку»
  • Заполнить присланный нами «Опросный лист»

Краткая информация о возможностях производства, лицензиях и сертификатах, контроле качества.

1.Возможности производства

Максимальные масса габаритные параметры изготавливаемых изделий : 7метров х 7 метров х 25 метров, весом до 200.0 тн

Производственные площади – 10 000 кв.м. Численность ОПР – 150 чел. Грузоподъемное оборудование до 200 т.

  • Производственные цеха компании оснащены необходимым и, в том числе, уникальным заготовительным, сварочным и станочным оборудованием, позволяющим осуществлять
  • Резку листового металлопроката установкой с ЧПУ для плазменной , лазерной и газовой резки металла толщиной от 2 до 300 мм (размер раскройного стола 2,4 х 8 м).
  • вальцовку обечаек с толщиной стенки от 0.5 до 60.0 мм;
  • автоматическую сварку под слоем флюса , полуавтоматическую в среде защитных газов, аргонно-дуговую сварку и ручную электродуговую сварку.
  • термическую обработку изделий , максимальным размером 3.0 метра х 3.0 метра х 8.0 метра ;
  • виброотпуск сварочных напряжений для крупногабаритных конструкций ;
  • механическую обработку корпусных деталей и узлов с возможностью — выполнения расточных, фрезерных, токарных и сверлильных операций , в т.ч. крупногабаритных деталий ;
  • контроль качества сварных соединений неразрушающими методами (ультразвуковая дефектоскопия, рентгено контроль, цветная и люминесцентная дефектоскопия), проведение гидроиспытаний ;
  • При изготовлении оборудования применяются углеродистые, низколегированные, высоколегированные, двухслойные стали, а также сплавы на основе титана, алюминия, никеля и другие ;
  • 2. При отгрузки, с изделием Заказчик получает паспорта и удостоверения качества изготовления, заключения об испытаниях.
    3. ЗАО «Опытное машиностроительное производство» имеет все необходимые для работы сертификаты и разрешения:
    • Лицензия ФСЭТАН № СЕ-12-101-3915 от 10.09.2015 г. на изготовление оборудования для АЭС.
    • Сертификат соответствия № РОСС RU.3992.04ФЖШ0.0145. Срок действия до 28.03.2019 года на соответствие требованиям ГОСТ ISO 9001-2015 (ISO 9001:2011) органом по сертификации ООО «Главстандарт» в 2016 году.
    • Свидетельство СТЭК № 68А050401 от 29.01.2015 г.об аттестации лаборатории неразрушающего контроля ЗАО «Опытное машиностроительное производство».
    • Сертификат на право изготовления сосудов, работающих под давлением, в соответствии с требованиями международных стандартов кодекса ASME секция U;
    • Разрешение на применение на сосуды и аппараты колонные, емкостные, теплообменные, аппараты с перемешивающими устройствами и пр.;
    • Разрешения на выполнение проектных, конструкторских работ и др.
    • Свидетельства НАКС о готовности к использованию аттестованной технологии сварки в соответствии с требованиями РД 03-615-03 (способы сварки: РД, АФ, РАД+МП).
    • Свидетельства НАКС об аттестации сварочного оборудования в соответствии с требованиями РД 03-614-03 (марки оборудования: ВДУ-1250, АДФ-1000).
    • Свидетельства НАКС об аттестации сварочного оборудования в соответствии с требованиями РД 03-614-03 (марки оборудования: КЕМПОМАТ4200).
    • Таможенный союз . Декларация соответствия ТС № RU Д- RU.МН 09В00058 .
    • Сертификат соответствия №0145650 выданный Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии №РОСС RU . АГ80 Н00079.

    ЗАО «Опытное машиностроительное производство» имеет многие другие разрешения и декларации.

    4. Контроль качества :
    • ЗАО «Опытное машиностроительное производство» имеет систему менеджмента качества применительно к проектированию, производству и ремонту теплообменного, емкостного и прочего оборудования для тепловой, атомной энергетики, химической, нефтехимической промышленности , газовое , подъёмно-транспортное оборудование , котельное оборудование и строительные конструкции и соответствует требованиям ГОСТ ISO 9001-2015 (ISO 9001)
    • (Сертификат соответствия № РОСС RU.3992.04ФЖШ0.0145. Срок действия до 28.03.2019 года на соответствие требованиям ГОСТ ISO 9001-2015 (ISO 9001:2011) органом по сертификации ООО «Главстандарт» в 2016 году)
    • ЗАО «Опытное машиностроительное производство» имеет собственную лабораторию неразрушающего контроля (Свидетельство СТЭК № 68А050401 от 29.01.2015 г.об аттестации лаборатории неразрушающего контроля ЗАО «Опытное машиностроительное производство»)
    • На предприятии внедрено 37 стандарта описывающих все производственные процессы .
    • ЗАО «Опытное машиностроительное производство» также имеет несколько программ обеспечения качества ( ПОК , ПОКАС, РК и т.д. )
    • Весь персонал предприятия имеет необходимые допуски и прошел
    • Обучение необходимое для выполнения работ .
    5. Предприятие осуществляет подготовку и окраску оборудования , в соответствии с требованиями Заказчика , включая нанесение его символики и логотипов.
    6. Доставка : наличие у ЗАО «Опытное машиностроительное производство» возможности отгрузки как автотранспортом так и жд транспортом так возможности отгрузки из речного порта — речным и морским транспортом.

    обеспечивает возможность поставки в любую точку земного шара уникальных крупногабаритных аппаратов полностью в собранном виде и весом до 200 тонн с максимальной степенью готовности, позволяющей значительно сократить сроки монтажа.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector