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

Технология плазменной резки металла

Плазменная резка и ее особенности

КОГДА РЕЗАТЬ ЛУЧШЕ ПЛАЗМОЙ. ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ

Резать металл — ответственная задача. Часто эта задача сопряжена с рядом переменных, которые необходимо учитывать. Это и толщина металла, и сам материал заготовки, и экономические показатели, и объемы резочных работ. Все это составляет поле вопросов, которые в этом тексте, предлагаемом ниже, мы постараемся для вас осветить. Или, по крайней мере, сделать более понятными. Таким образом, в этом тексте вы найдете ответы на такие вопросы:

• какие существуют способы, чтобы резать металл;
• когда лучше применить тот или иной способ металлорезки;
• какой способ более экономичный, а главное — при каких условиях;
• когда вам точно не понадобится плазменная резка;
• а когда без плазменной резки вам не обойтись;
• если плазменная резка, то как делать правильно;
• какие есть «подводные камни» при плазменной резке.

Может, просто болгаркой, а?

Главный вопрос, который зададим перво-наперво: резать вам надо много и регулярно или нет? Если немного и нерегулярно, то вполне вероятно, что аппарат плазменной резки в вашем случае может и не окупиться. Ведь стоимость такого аппарата (говорим о мобильных, а не о стационарных) все-таки будет побольше, чем цена на болгарку по металлу. Другими словами, если резать металл вам требуется в быту — например, как это часто бывает, какую-нибудь металлическую трубу на даче, — тогда имело бы смысл обратить внимание на хорошую УШМ (те же Makita, сервисом по которым мы также занимаемся и можем порекомендовать).

Болгарка в ряде случаев действительно хороша, и ее достаточно. Но только при а) грубой резке и б) в быту. После болгарки заготовку надо хорошенько зачищать, это известный эксплуатационный момент. Но зачищать надо только тогда, когда надо качественный ровный, гладкий срез. Не всегда такой требуется. Часто надо отрезать и отрезанное приварить к другой детали. В таких ситуациях УШМ будет хватать вполне.

Но с болгаркой при этом есть несколько «но», они связаны с техникой безопасности. Даже профессионалы предупреждают: болгарку можно назвать капризным инструментом. С болгаркой три опасных момента: 1) даже защитные очки могут не защитить от летящих стружек, 2) с самими болгарками обычно ничего не случается — случается с режущими дисками, которые часто имеют привычку клинить, рваться на куски и разлетаться, 3) во внештатных ситуациях с дисками болгарку трудно удержать.

То есть, даже при бытовой резке металла часто есть смысл рекомендовать более надежное и технологичное оборудование, чем обычная УШМ. Пока не касаясь других особенностей, которые имеетручная плазменная резка металла, отметим, что в плане безопасности «плазма» несравненно лучше по отношению резки болгаркой. И шлаков нет, и среду не загрязняет, и безопасно. Вопрос стоит тогда, как вы понимаете, только в цене.

А если газовым резаком?

Газокислородной резкой резать металл будет, пожалуй, побыстрее. Но вопрос по качеству реза остается: и рез от болгарки, и рез после газовой резки — это черновые резы, их надо обрабатывать. А это время, а время — это деньги. Газовым резаком и болгаркой можно резать металл в качестве подготовительной обработки — с тем, чтобы заготовку потом зачищать.

При газосварке, конечно, возникают свои проблемные вопросы. Главный из них — деформация металла, с чем вообще связана термическая обработка металлических изделий. Газовая резка — это и окислы, и окалина. Можно, конечно, подобрать такие характеристики газовой резки, что окислов и окалины будет меньше, но целиком от них избавиться невозможно. Они сопутствуют газовой резке неизбежно.

Кроме того, не всегда есть желание хранить газовые баллоны, тем более что их два — один с кислородом (режущий газ), второй с другим горючим газом. Хранение газобаллонов существенно повышает ступень опасности при использовании кислородной резки металла.

Хорошо, какие еще есть способы?

Остальные способы резки металла (далее мы назовем их три) отличаются следующими характеристиками: 1) оборудование для них более дорогое, 2) они не в последнюю очередь рассчитаны на серийную резку, или по крайней мере резку больших объемов, 3) отличаются высокой точностью.

Таким образом, другие способы резки, кроме кислородного и механического, будут для вас актуальны, если: А) надо точность реза и чтобы рез был качественным, Б) если объемы металлорезки будут все же побольше, чем «дачно-бытовые». А также: В) если есть некоторый бюджет на приобретение такого резочного оборудования.

Итак, резать металл также можно:
• лазерной резкой (режет лазерный луч);
• гидроабразивной (струя воды с добавленным абразивным материалом);
• плазменной (принцип плазменной резки: режет плазмой — ионизированным газом).

Если вы дошли до этого места в тексте, значит, для вас действительно важно выбрать способ резки металла, который обеспечивал бы качественный рез и высокую скорость. Ниже — информация о том, чем различаются три названные способы, а также:
• какой способ более дорог, а какие — более дешев;
• какие металлы можно резать одним способом, и нельзя — другим.

Продолжаем сравнивать

Скорость. Плазменная более продуктивная (технология плазменной резки – одна из наиболее передовых). Плазма режет и быстрее лазера (хотя тут есть нюансы), и однозначно быстрее водноабразивной резки. Это существенная характеристика, и по этой характеристике воздушно-плазменная выигрывает однозначно, настолько выразительно преимущество по скорости резки. А скорость — это значит, какие объемы металла вы сможете разрезать за единицу времени. Если объемы большие — плазменная резка очевидно лучше.

Металлы. Лазерная хороша, если надо раскроить металл фигурно, но подойдет лазер не для всех металлов. Например, плохо идет с лазерной резкой раскрой нержавеющей стали и алюминия (потом что это отражающие металлы, ни плохо соотносятся с воздействием лазера). Водноабразивная металлорезка также имеет свои ограничения на работу с рядом металлом — например, водой нельзя резать ржавеющие металлы. Отметим, что ручная плазменная резка металлане ограничена названными для лазера и водоабразива ограничениями.

Цена. Оборудование для лазерной резки — дорогое. Оно и понятно, поскольку главным образом резка лазером — для фигурных вырезов, которые очевидно более специфичны. Оборудование для водно-абразивной резки — также из дорогого ценового сегмента. Плазмотроны — значительно дешевле и лазерного, и водноабразивного резочного оборудования. То есть, и здесь технология плазменной резки, как оказывается, имеет свои плюсы.

Плазменная резка — это.

• Это большая скорость по сравнению с большинством способом резки металла.
• Это возможность резать и черные металлы, и цветные — различается тогда только используемый газ: активные газы (кислород или сжатый обычный воздух) для первых и аргон, водород или азот — для вторых.
• Это высокая точность, а также возможность вырезать сложную форму или нестандартное по форме отверстие (прямой конкурент лазерной резки).
• Это щадящий режим в отношении металлической заготовки:технология плазменной резки подразумевает, что деталь не деформируется вследствие термического воздействия.
• Да, это оборудование, которое стоит дороже, чем болгарка или переносной газосварочный пост, но оно того стоит.
• Это способ, у которого принцип плазменной резки — обжатие газом дуги и ионизация дугой газа.

Резать плазмой надо так

Металлорезка плазменным способом — это высокотехнологичный процесс. А это подразумевает учет ряда моментов, которые обуславливают продуктивное течение процесса резки. Что это за моменты?

• Выбор плазмотрона надо начинать, обращая внимание на такой показатель, как Продолжительность включения. Она может быть и 20%, и 80%. ПВ измеряется в процентах и показывает, какой процент времени аппарат способен работать в непрерывном режиме (20% — 1 мин. из 5-ти, 80% — 4 мин. из 5-ти). Не рекомендуется эксплуатировать плазмотрон (как и любое электрооборудование) на максимуме, следует оставить «дельту», чтобы не вывести аппарат из строя.

• Учитывайте возможность приобретения расходников: насколько они доступны, где можно покупать, сколько стоят, какие расходные материалы качественные. «Расходников» для плазмотронов — не так много, в первую очередь это сопла (разного диаметра) и катоды. Использование хороших расходников может существенно повлиять на конечную цену плазморезки. Технология плазменной резки подразумевает использование качественных расходников.

• Для плазменной резки потребуется газ, поскольку таков принцип плазменной резки. Газом может быть или обычный сжатый воздух, или более специфичные газы (аргон, водород и др.). Подбор газа зависит от того, какое термическое воздействие нужно и на какой металл. Кроме того, не забывайте: если плазмой будете резать при холодных погодных условиях, обеспечьте воздухоподготовку в зимних условиях.

Резюмируем

Ручная плазменная резка металла имеет ряд преимуществ. Более подробно они описаны выше, здесь только по пунктам.

• Плазморезка — более быстрая, позволяет резать большие объемы металла, экономит ваши деньги на скорости и объемах.
• Режет те металлы, с которыми ряд других способов резки не справляется (и черные, и цветные), стоит только поменять газ.
• Оборудование кажется дорогим только если сравнивать с ценой болгарки или газосварочного поста, а сравнивая с другими, такими же точными способами, цена не кажется уже такой высокой.
• По точности соперничает с лазерной, но не имеет ограничений по толщине (как у лазерной) и стоит заметно меньше.
• Не деформирует металлическую заготовку, термическое воздействие осуществляется только в области реза, не возникает ни окислов, ни окалины.

Выбирая оборудование для металлорезки, возможно, вам может даже понадобится использование разных резочных способов. Каждый из них ориентирован на свои задачи и вполне может сочетаться с другими. В одном случае надо черновая резка, в другом – точная и более быстрая. В этом тексте мы попытались дать максимально полную картину по способам резки металла, а также показать, какие бесспорные плюсы есть у воздушно-плазменного способа резки. Делайте свой выбор осознанно и опираясь на знания!

Специалисты компании Земля Сварщиков с радостью помогут выбрать максимально соответствующий вашим запросам аппарат для плазменной резки, способный решить поставленные задачи с высочайшей эффективностью.

Принцип работы плазменной резки

По сравнению с газовыми методами обработки металлических и неметаллических изделий плазменная резка считается более совершенной с технологической точки зрения. Она позволяет добиваться качественного, максимально ровного реза, поэтому используется там, где особенно важна точность.

Особенности применения технологии

Сфера применения плазменной резки весьма обширна: от различных областей промышленности (машиностроение и судостроение) до коммунальной сферы, рекламной индустрии и других отраслей, где изготавливаются или используются металлоконструкции. Хороший плазморез может пригодиться не только в промышленных цехах, но и в небольшой частной мастерской, ведь он дает возможность качественно и быстро резать любые токопроводящие материалы и даже некоторые из тех, что не проводят электричество (дерево, камень и пластик).

Читать еще:  Фигурная плазменная резка металла

Технология плазменной резки металла делает возможным быстрое, простое и удобное изготовление деталей, а также позволяет не просто разрезать трубный и листовой металлопрокат, но и выполнять фигурный рез. Режущим инструментом плазмореза выступает высокотемпературная плазменная дуга, которая создается благодаря взаимодействию источника тока, резака и плазмообразующих газов.

Для получения ровного и красивого реза необходимо хотя бы поверхностно изучить принцип работы аппарата плазменной резки. Это поможет получить базовые понятия о технологии и о возможностях управления процессом. В мировой практике резку плазменной дугой принято обозначать аббревиатурой «РАС». Плазма – это не что иное, как высокотемпературный ионизированный газ, проводящий электроток. Плазменную дугу формирует аппарат под названием плазмотрон. Он сжимает электрическую дугу и добавляет специальный плазмообразующий газ.

На сегодняшний день существует две различные технологии:

  • плазменно-дуговая резка;
  • резка плазменной струей.

Первая используется для обработки металлических изделий, а вторая – неметаллических. Во время плазменно-дуговой резки дуга горит между обрабатываемым материалом и неплавящимся сварочным электродом. Эта технология предусматривает совмещение высокоскоростной плазменной струи со столбом дуги. Резку обеспечивает высокая энергия плазмы, приэлектродных пятен и исходящего из столба факела. Этот метод считается более эффективным, поэтому именно он используется на большинстве современных предприятий.

Обработка плазменной струей чаще используется для резки неметаллов. Этот метод не требует включения обрабатываемого изделия в электрическую схему, поскольку дуга горит между сварочным стержнем и формирующим наконечником плазмотрона. Обработку обеспечивает энергия плазмы столба, которая выносится из устройства.

Принцип работы аппарата для плазменной резки

Основной частью плазмотрона является небольшая цилиндрическая камера, которая с одной стороны на выходе имеет канал для создания сжатой дуги, а с другой — сварочный стержень. Вне зависимости от толщины разрезаемого металла принцип работы станка для плазменной резки требует зажечь предварительную дугу между наконечником плазмотрона и электродом. Она вырывается из сопла и, соприкасаясь с факелом, создает рабочий поток. Необходимость этой стадии обусловлена сложностью возбуждения дуги между электродом и разрезаемым материалом.

После образования рабочего потока формирующий канал полностью заполняет столб плазменной дуги. Плазмообразующий газ подается в камеру плазмотрона, нагревается, ионизируется и увеличивается в объеме. После этого он вырывается из сопла со скоростью около 3 км/с, а температура дуги поднимается до +30 000°C.

Влияние плазмообразующих газов на возможности резки

Плазмообразующая среда является ключевым параметром, который предопределяет технологический потенциал процесса резки. Ее состав позволяет:

  • настраивать показатели теплового потока путем изменения соотношения сечения сопла и плотности тока;
  • варьировать объем тепловой энергии в достаточно широком диапазоне;
  • регулировать показатели поверхностного напряжения, химического состава и вязкости обрабатываемого материала;
  • контролировать глубину насыщенного газом слоя, а также характер физических и химических процессов в районе обработки;
  • предотвращать подплыв нижних краев металлических листов;
  • формировать оптимальные условия для выноса расплавленного металла из полости реза.

Более того, состав плазмообразующей среды во многом определяет технические параметры оборудования для плазменной резки. Он влияет на:

  • конструкцию охлаждающего механизма сопел плазмотрона;
  • материал изготовления катода, варианты его крепления и интенсивность подачи на него охлаждающей жидкости;
  • схему управления аппаратом (его циклограмма определяется составом и расходом плазмообразующего газа);
  • мощность источника питания, его статические (внешние) и динамические характеристики.

Для работы с плазмотроном мало знать принцип работы инвертора плазменной резки. Необходимо уметь правильно подобрать комбинацию газов для формирования плазмообразующей среды с учетом стоимости материалов и себестоимости самой операции резки.

Чаще всего ручная и полуавтоматическая обработка коррозионностойких сплавов, алюминия и меди осуществляется в азотной смеси. Для резки низколегированной углеродистой стали больше подходит среда, образованная кислородом. При этом ее ни в коем случае нельзя использовать для обработки алюминиевых и медных изделий.

Плюсы и минусы плазменной резки

Достоинства плазменной резки обуславливаются самим принципом данной технологии. Она имеет неоспоримые преимущества перед газовыми методами обработки металлических и неметаллических изделий, а ее главными плюсами являются:

  • Универсальность. Технология позволяет резать практически все известные на данный момент материалы, включая чугун, медь, алюминий и стальные холоднокатаные листы.
  • Высокая скорость обработки металлов малой и средней толщины.
  • Отличное качество и точность резки, позволяющие обходиться без дополнительной механической обработки изделий.
  • Минимальный уровень загрязнения воздуха.
  • Существенное сокращение время прожига за счет отсутствия необходимости предварительного прогрева обрабатываемого материала.
  • Высокая степень безопасности работ, так как резка осуществляется без применения баллонов с газом, которые являются потенциально взрывоопасными.

Несмотря на массу преимуществ такой технологии, в некоторых случаях газовые методы обработки считаются более целесообразными. Среди недостатков плазменной резки называют:

  • высокую себестоимость (обусловлена дороговизной плазмотрона и сложностью его конструкции);
  • небольшую толщину реза (не более 10 см);
  • шумность процесса (шум создает вылетающий на околозвуковой скорости газ);
  • необходимость сложного техобслуживания плазмотрона;
  • выделение вредных веществ, особенно если для резки используется плазмообразующая среда на основе азота;
  • невозможность подключения двух резаков к одному плазмотрону.

Еще одним минусом такой обработки является невысокий угол допустимого отклонения от перпендикулярности реза (10-50 градусов в зависимости от толщины изделия). При увеличении рекомендованного показателя существенно расширяется режущая область и возникает необходимость частой замены используемого материала.

Стоит отметить, что недостатки плазменной резки с лихвой перекрываются ее преимуществами. Именно поэтому на сегодняшний день она является наиболее востребованным методом обработки как металлических, так и неметаллических изделий.

Воспользоваться услугами плазменной резки Вы всегда сможете в торговом доме «РМ». Мы специализируемся на поставках металлопроката и предоставляем широкий спектр сопутствующих услуг. Более детальную информацию по возможностям и особенностям плазменной резки можно получить у наших консультантов.

Плазменная резка

Плазменная резка металла хорошо подходит для разделывания высоколегированных сталей. Такой метод превосходит газовые резаки минимальной зоной прогрева, позволяющей быстро произвести рез, но избежать деформации поверхности от перегрева. В отличие от механических способов реза («болгаркой» или станком), плазмотроны способны выполнять разделывание поверхности по любому рисунку, получая уникальные цельные формы с минимальными отходами материала. Как устроенны и работают подобные аппараты? Какова технология процесса резки?

Что такое плазменная резка?

Плазменная резка металла и ее принципы работы основаны на усилении электрической дуги, путем разгона газом под давлением. Это увеличивает температуру режущего элемента в несколько раз, в отличие от пропан-кислородного пламени, что позволяет быстро осуществить рез, не дав высокому коэффициенту теплопроводности материала передать температуру на остальную часть изделия и деформировать конструкцию.

Плазменная резка металла на видео дает общее представление о происходящем процессе. Суть метода следующая:

  1. Источник тока (питающийся от 220 V для небольших моделей, и 380 V для промышленных установок, рассчитанных на большую толщину металла) выдает требуемое напряжение.
  2. По кабелям ток передается на плазмотрон (горелку в руках сварщика-резчика). В устройстве находится катод и анод — электроды, между которыми загорается электрическая дуга.
  3. Компрессор нагнетает поток воздуха, передающегося по шлангам в аппарат. В плазмотроне имеются специальные завихрители, способствующие направлению и закручиванию воздуха. Поток пронизывает электрическую дугу, ионизируя ее и разгоняя температуру во много раз. Получается плазма. Данная дуга называется дежурной, поскольку горит для поддержания работы.
  4. Во многих случаях используется кабель массы, который подсоединяется к разрезаемому материалу. Поднеся плазмотрон к изделию, дуга замыкается между электродом и поверхностью. Такая дуга называется рабочей. Большая температура и давление воздуха пронизывают требуемое место в изделии, оставляя тонкий рез и небольшие наплывы, легко удаляемые постукиванием. Если контакт с поверхностью теряется, то дуга автоматически продолжает гореть в дежурном режиме. Повторное поднесение к изделию позволяет сразу продолжать резку.
  5. После окончания работы, кнопка на плазмотроне отпускается, что выключает все виды электрической дуги. Некоторое время выполняется продувка воздухом системы для удаления мусора и охлаждения электродов.

Режущий элемент — ионизированная дуга плазмотрона, позволяет не только разделывать материал на части, но и сваривать его обратно. Для этого используют присадочную проволоку, соответствующую по составу для конкретного вида металла, а вместо обычного воздуха подается инертный газ.

Разновидности плазменной резки и принципов работы

Разделывание металлов ионизированной высокотемпературной дугой имеет несколько модификаций по используемому подходу и предназначению. В одних случаях электрическая цепь, для выполнения реза, должна замкнуться между плазмотроном и изделием. Это подходит для всех видов токопроводящих металлов. От аппарата исходит два провода, один из которых проходит в горелку, а второй крепится к обрабатываемой поверхности.

Второй метод заключается в горении дуги между катодом и анодом, заключенными в сопле плазмотрона, и способности осуществить рез этой же дугой. Данный способ хорошо подходит к материалам неспособным проводить ток. В этом случае от аппарата исходит один кабель ведущий к горелке. Дуга постоянно горит в рабочем состоянии. Все это относится к воздушно-плазменной резке металла.

Но бывают модели плазморезов, где в качестве ионизирующего вещества используется пар от заливаемой жидкости. Такие модели работают без компрессора. В них имеется небольшой резервуар для заливки дистиллированной воды, подающейся на электроды. Испаряясь, создается давление, усиливающее электрическую дугу.

Преимущества плазморезов

Принципы работы плазменной резки, использующей высокотемпературную дугу, позволяют получать ряд преимуществ перед другими видами разделывания металла, а именно:

  • Возможность обрабатывать любые виды стали, включая металлы с высоким коэффициентом теплового расширения.
  • Разрезание материалов не проводящих электрический ток.
  • Высокая скорость проводимых работ.
  • Легкая обучаемость рабочему процессу.
  • Разнообразные линии реза, включая фигурные формы.
  • Высокая точность резки.
  • Малая последующая обработка поверхности.
  • Меньшее загрязнение окружающей среды.
  • Безопасность для сварщика ввиду отсутствия газовых баллонов.
  • Мобильность при транспортировке оборудования имеющего малые размеры и вес.

Технология плазменной резки металла

Как работает плазменная резка показано на видео. Посмотрев несколько таких уроков можно приступать к самостоятельным пробам. Процесс осуществляется в следующей последовательности:

  1. Разрезаемое изделие выставляется так, чтобы под ним был просвет в несколько сантиметров. Для этого используются подкладки под края, или конструкция устанавливается на край стола, чтобы обрабатываемая часть была над полом.
  2. Разметку линии реза лучше выполнять черным маркером, если работа ведется на нержавеющей стали или алюминии. Когда предстоит разделать «черный» металл, то линию лучше провести тоненьким мелком, который четче виден на темной поверхности.
  3. Важно убедиться, что шланг от горелки не лежит рядом с местом реза. Сильный перегрев может его испортить. Начинающие сварщики могут из-за волнения это не увидеть и повредить оборудование.
  4. Надеваются защитные очки. Если работать предстоит долго, то лучше воспользоваться маской, которая закроет не только глаза, но и все лицо от ультрафиолета.
  5. Если резка будет вестись на подложках выставленных на полу, то следует подложить лист металла, чтобы брызги не испортили покрытие пола.
  6. Перед началом работы необходимо убедиться, что компрессор набрал достаточное давление, а водяные модели разогрели жидкость до нужной температуры.
  7. Запуском кнопки зажигается дуга.
  8. Держать плазмотрон необходимо перпендикулярно разрезаемой поверхности. Допускается небольшой угол отклонения относительно этого положения.
  9. Начало реза лучше производить с края изделия. Если необходимо начать с середины, то желательно просверлить тоненькое отверстие. Это поможет избежать перегрева и впадины в этом месте.
  10. При ведении дуги необходимо соблюдать дистанцию к поверхности в 4 мм.
  11. Для этого важен упор под руки, который осуществляется локтями об стол или об колени.
  12. При ведении реза важно зрительно удостоверяться в появлении просвета на пройденном участке, иначе придется проводить резку повторно.
  13. Когда линия разреза заканчивается, необходимо соблюсти предосторожность, чтобы деталь не упала на ноги.
  14. Отпускание кнопки прекращает горение дуги.
  15. Молотком отбивается тонкий слой шлака по краям реза. Если есть необходимость, то проводится дополнительная зачистка изделия на наждачном круге.
Читать еще:  Прибор для резки пенопласта своими руками

Используемое оборудование

Чтобы осуществлять плазменную резку используются различные аппараты и приспособления. Источник тока может быть небольших размеров, и содержать в себе трансформатор, несколько реле и осциллятор. Маленькие модели очень компактны для переноса и работы на высоте. Они способны разрезать металлы до 12 мм толщиной, чего достаточно для большинства видов работ на производстве и дома. Крупные аппараты имеют похожую схему устройства, но обладают более мощными параметрами за счет использования материалов большего сечения, и повышенными входящими значениями напряжения. Такие модели перевозятся на тележках, а работа с изделиями ведется плазмотроном, крепящимся к кронштейну. Им можно резать материалы толщиной до 100 мм.

Плазмотроны как больших, так и малых аппаратов устроены одинаково, но отличаются по размерам. У всех есть рукоятка и кнопка пуска. В каждом имеется электрод стержневой (катод) и внутреннее сопло (анод), между которыми горит дуга. Завихритель потоков направляет воздух и разгоняет температуру. Изолятор защищает внешние части от перегрева и преждевременного контакта электродов. Наружные сопла устанавливаются в зависимости от разрезаемой толщины. Наконечники закрывают сопло от брызг расплавленного металла. На конец плазмотрона могут одеваться различные насадки, помогающие сохранять дистанцию во время работы и убирающие нагар с фасок. Компрессор подает воздух через шланг, а его выход регулируется клапаном.

Изобретение плазменной резки позволило ускорить работу со многими легированными сталями, а точность линии реза и возможность производить изогнутые фигуры, помогают получать разнообразные изделия для производственных процессов. Понимание функционирования аппарата и сути выполняемой им работы поможет быстро освоить это полезное изобретение.

Уникальная технология плазменной резки металла

Обработка металла подразумевает под собой применение различных технологий и оборудования. Популярность набирает использование художественной плазменной резки металла. В чем преимущества и недостатки подобного метода? Каковы особенности технологии, строение аппаратов и принцип их работы?

Процесс резки металла

Струя плазмы точечно нагревает обрабатываемый материал под давлением в 6-8 атмосфер. Различают в зависимости от используемого газа несколько вариантов резки:
Воздушно-плазменная. Отличается такой подход низкой стоимостью за счет доступности воздуха из окружающей среды. Область применения распространяется практически на все виды металлов. Результат получается среднего качества и скорость нельзя назвать максимальной.
Кислородная резка позволяет добиваться более высоких показателей относительно аккуратной кромки и скорости. При перпендикулярном резе образование шлаков сводится к минимуму. Особенно это касается изнаночной стороны изделия.
Использование защитных газов выдает максимальные результаты. Такой подход распространяется на профессиональное оборудование, которое стоит несколько миллионов. Металлические листы при этом могут быть толщиной до 300 мм. Применение плазменной резки дает возможность изготавливать изделия из нержавеющих листов, с толщиной до 50 мм и сплавов разных цветных металлов.

Если сравнивать плазменную резку с другими вариантами относительно оборудования, то в любом случае изделия будут отличаться высоким качеством и точностью. Поэтому высокоточная плазменная резка металла любой сложности стала вполне доступна.

Всё большую популярность набирает технология художественной плазменной резки металла при создании различных декоративных элементов.

Особенность художественной резки картины с мелкими элементами состоит в том, что резец перемещается из одного края изделия в противоположный.

На первый взгляд это нелогично, но только не для работы с нагреваемым металлом. Если экономить время на перемещении резца, тогда придётся терять его на секунды, требующиеся для естественного охлаждения металла. В этом случае процесс фигурной резки будет более длительным.

Если с технологией фигурной резки на программируемом станке всё понятно, то для мастера работающего ручным плазматроном технику реза придётся отрабатывать методом проб.

Преимущества плазменной резки на станках с ЧПУ

Сложные геометрические и цветочные орнаменты в художественном творчестве по металлу, раппопорты которых должны повторяться с точностью до миллиметра, из под ручного резца могут выйти с небольшими отличиями. Причиной этому может послужить дрогнувшая рука мастера, случайная задержка пламени на одном месте. В программу станка с ЧПУ вносится технология нанесения каждого художественного элемента. Пламя то гаснет, то загорается вновь, но только в тот момент, когда резец перемещается на заданную точку.

Плазменная резка, это гибкость серийного производства металлоизделий
Плазменная резка металла, обладая хорошими показателями повторяемости металлоизделий, имеет замечательное качество, такое, как гибкое изменение серийности производства металлоизделий.

Производство изделий из металла на станках плазменной резки с ЧПУ, дает возможность изготавливать абсолютно идентичные детали от одной штуки до сотен и тысяч экземпляров, без потери качества, характерных для механической обработки деталей. Пример хорошей повторяемости при изготовлении декоративных элементов экстерьера методом плазменной резки металла.

Стоит отметить, что массовое производство деталей из металла с использованием технологии резки металла плазмой, значительно удешевляет стоимость конечного металлоизделия. Так, при значительных объёмах закупок металла, из которого производиться серийная деталь, закупочная цена металлопроката снижается. Универсализация обработки металла для однотипных деталей, увеличивают производительность производства металлоизделий, методом резки металла плазмой, в разы. Снижается стоимость упаковки серийных деталей и затраты на погрузочные и разгрузочные работы.

Преимущества технологии

Рассмотрев принцип работы плазменной резки металла можно выделить следующие достоинства:

  • очень высокая производительность;
  • готовое изделие не имеет деформаций за счет локального воздействия температуры;
  • имеется возможность формирования деталей любой сложности относительно конфигурации изделия;
  • не требуется тщательная дополнительная обработка ввиду отсутствия крупных наплывов раскаленного металла;
  • минимальное количество отходов при грамотном раскрое;

универсальность относительно видов обрабатываемого материала.
Кроме того, процесс отличается безопасностью и возможностью настроить производство серийного характера. Изделия относятся к 1 классу точности.

Недостатки

Если говорить о минусах, то вопрос будет касаться по большей части обработки цветных металлов. Однако имеются общие показатели:

  • ограниченность относительно толщины обрабатываемых листов;
  • чистота реза на выходе горелки;
  • жесткие требования по части перпендикулярности реза (отклонения допускаются не более, чем на 5 градусов в зависимости от параметров в задании и материала);

исключается возможность использования двух резов одновременно при использовании 1 аппарата.

Существенная стоимость также может относиться к недостаткам. Однако, высокие производительность и качественный результат быстро приводят к окупаемости.

Принцип появления плазмы

Плазменная струя образуется следующим образом:
Электрическая дуга. Образуется она между электродом агрегата и соплом (или обрабатываемым металлом). Температура при этом достигает показателя в 5 тыс. градусов по Цельсию.
Подача газа совмещается с процессом повышения температуры дуги до 20.000 градусов.
Образование струи плазмы происходит за счет ионизации газа. При этом показатель температуры достигает 30.000 градусов.

Внешне полученный результат выглядит как яркое свечение, которое выходит из сопла со скоростью от 500 до 1.500 м/с. Именно этим потоком и производится резка металлического листа толщиной до 20 мм. При этом дополнительная шлифовка изделия практически исключается за счет высокой эффективности работы плазмореза.

Что касается газа, то на практике применяются разные варианты:

  • воздух из окружающей среды;
  • кислород технический;
  • азот;
  • аргон;
  • водород.

Также может быть использован пар, который образуется в процессе кипячения воды.

Конструктивные особенности аппаратуры

Устройства для плазменной резки металла могут быть стационарными и мобильными. Первый вариант используют для организации рабочего пространства промышленного назначения. Переносные агрегаты можно приобрести для частного использования, так как допускается применение непосредственно на строительной площадке.

Ассортимент аппаратов также основывается на 2 типах плазмы:
Косвенного воздействия, то есть бесконтактным способом. Такие агрегаты применяются резки материалов, которые не относятся к металлу.
Прямого действия с непосредственным контактом. В этом случае режущая дуга образуется между электродом и заготовкой, что позволяет нагреваться газу на всем промежутке струи. Поэтому показатель температуры достигает необходимой для достаточной мощности.

Между собой агрегаты могут незначительно отличаться. Однако существует стандартная комплектация аппаратов для плазменной резки металла:

  • источник питания с допустимыми значениями, которые требуются для конкретного устройства;
    генератор плазмы;
  • кабеля и шланги для подачи необходимого питания в виде электричества и газа;
    газовый баллон;
  • компрессор, позволяющий регулировать скорость и давление выдаваемой режущей струи.Плазмотрон конструктивно представляет собой:
  • сопло;
  • электрод;
  • канал для подачи газа;
  • охладитель;
  • изолирующий колпачок, который способен выдержать высокие показатели рабочей температуры.

Оборудование конструктивно представляет собой сложное устройство, которое отличается внушительным набором преимуществ. Главными из них являются высокое качество и точное повторение заданных параметров. При этом скорость выполнения заказа также отличается короткими сроками.

Порядок стоимости работ

Пример цены на резку металла плазмой на примере завода металлоизделий «ПЛАЗМА СПБ»

Плазменная резка металла

ОТЛИЧИЕ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ ОТ ЛАЗЕРНОЙ

Параметр сравненияЛазерПлазма
Точность резкиПостоянная ширина реза (0,2-0,375 мм)Плазменная дуга нестабильна, ширина реза не постоянна (0,8-3 мм)
Погрешность0,05 мм0,5 мм
ОкалинаМинимальнаяПрисутствует
Конусность0,05 01-3 0
Термическое воздействиеМинимальное, металл не нагреваетсяБолее выраженное

Ваш запрос успешно отправлен.
В ближайшее время наши менеджеры свяжутся с Вами.

  • —>
  • —>
  • —>

Преимущества лазерной резки в сравнении с плазменной.

Лазерная обработка гораздо точнее плазменной и дает больше возможностей.

ДостоинствоОписание
Точность.Нет отклонений от линии реза. С помощью лазерного станка можно создавать изделия сложной конфигурации, делать отверстия любого диаметра и гравировать.
Универсальность.Можно работать с любыми металлами, вне зависимости от их теплофизических свойств.
Шероховатость (нет окалины).Металл остается гладким. С помощью этой технологии можно очень качественно обрабатывать углы или создавать перпендикулярную форму кромок.
Минимальное воздействие.Благодаря этому можно работать даже с очень тонкими листами, и металл не будет деформироваться.
Производительность.Лазерная резка отличатся своей производительностью. Полученный результат легко воспроизводится на многих изделиях.
Доступная стоимость.Особенно выгодно использовать резку лазером при обработке тонкого металлопроката и в том случае, если нужна высокая точность реза.
Читать еще:  Лазерная резка по дереву своими руками

Плазменная резка — это вид термической обработки металлов, относящийся к высокотехнологичному и производительному методу разделения заготовок. Считается достаточно экономичным, но на практике это не всегда является верным предположением.

По соотношению цены, качества и скорости, лазерная резка значительно эффективнее и выгоднее, чем плазменная.

Достоинства и недостатки плазменной резки.

Недостатки:

Обычно сравнивают воздушно плазменную резку с газовой. Если провести такие параллели, то получается, что плазменная имеет большую точность, экологичность, скорость, экономичность, за счет использования обычного сжатого воздуха.

Недостатком такой резки является большое количество азота на месте реза, а также достаточно неровные края. При желании они, конечно, механически удаляются, но это дополнительные трудозатраты, что влияет на конечную стоимость. Цена плазменной резки может увеличиваться и за счет использования в качестве газа, например, кислород или азот.

Достоинства:

  • высокая скорость резанья;
  • приемлемая чистота шва;
  • минимальная деформация металла;
  • резка большого количества металлов;
  • небольшая зона нагрева в области резанья;
  • отсутствует эффект закалки в зоне реза.

Плазменную технологию целесообразно применять при грубых работах. Например, при раскрое листов с толщиной более 40 мм и в том случае, если качество реза не имеет принципиального значения. Во всех остальных случаях, в особенности в деликатных работах, лучший вариант – это лазерный рез.

Технология плазменной резки металлов.

Если сравнивать плазменную резку с близкой по характеристикам ей газосиликатной резкой, то по своей технологии первая имеет явные преимущества. Не требуется таскать с собой большие баллоны с газом, снижаются меры пожарной безопасности. Для осуществления реза необходима только электрическая энергия, воздух и инструмент с расходными материалами — сопла и электроды.

Плазменная резка металла производится потоком сжатого воздуха, который под воздействием электрической дуги превращается в плазму. Температура такой плазмы достигает 20000 К. Благодаря такой высокой температуре имеется возможность резать металл различных толщин. Процесс резки представляет собой следующее: под большим давлением подается сжатый воздух, электроды создают электрическую дугу, «поджигающую» воздух, в результате получается плазма. Под воздействием плазмы металл расплавляется, а струей воздуха выдувается из зоны реза.

Какие материалы можно резать с помощью плазмы?

Резанью плазмой поддаются большинство металлов, разница заключается лишь в том, какой они могут быть толщины. Основные материалы — это сталь, чугун, медь, бронза, титан, латунь, алюминий, а также сплавы этих металлов. При резанье плазмой не стоит забывать о том, что толщина листа разрезаемого металла напрямую зависит от его теплопроводности. То есть, чем выше теплопроводность материала, тем меньшей толщины лист удастся разрезать. Иначе шов получится слишком неровным и широким — металл будет быстро расплавляться.

Сравнивая лист алюминия и лист стали, получается, что алюминий может иметь гораздо меньшую толщину, чем сталь. Температура плавления первого намного меньше, таким образом, при большой толщине плазма не будет успевать прожечь лист насквозь, когда края начнут оплавляться.

Услуги резки металла:

Лазерная резка металла

Гидроабразивная резка

Фрезерные работы

Характеристики плазменной и лазерной резки металла.

Лазерная резка — это высокотехнологичный, современный метод раскроя материалов. Имеется возможность резать практически все материалы: металлы, полимеры, резину, кожу. По сравнению с плазмой имеет большую точность, чистоту обработки поверхности. А самое главное преимущество лазера — это высокая степень автоматизации процесса. То есть имеется возможность запрограммировать лазерную установку с ЧПУ на автоматическую обработку и раскрой металла. Оператору останется только наблюдать за процессов и контролировать режимы резанья. Благодаря минимальному участию человека в процессе резки, снижается риск получения бракованных деталей.

Также, в отличие от плазмы, лазер способен выполнять такие операции как сверление, термическая обработка металла, гравировка. Все это возможно запрограммировать в один цикл обработки листа металла.

Стоимость плазменной резки металла.

Плазменная резка металла, цена на которую сравнительно доступна, уступает по характеристикам лазерной обработке металла. Технология обработки лазерной и плазменной резки в чем-то схожи, но в то же время принципиально разные. В лазерной установке главным режущим элементом является лазер, создаваемый специализированным генератором.

Казалось бы, что цена лазерной резки должна быть намного выше стоимость плазменной резки. Ведь и технология плазмы значительно проще, чем лазерная, и качество резанья плазмой чуть хуже. Однако, существую сегодня предприятия, которые предлагают лазерную резку, которая намного дешевле плазменной!

Для сравнения, средняя стоимость плазменной резки листа черной стали толщиной 10 мм равна 80 рублям за метр погонный, а стоимость лазерной резки в компании ПРОМЭКС равна 33,5 рублям за метр погонный! Неправда ли выгодное предложение? Вы получаете высококачественный раскрой металла по минимальной цене!

Плазменная резка металла и видео инструкция

Еще совсем в недалеком прошлом для того, чтобы разрезать металл, приходилось прибегать к совершенно неудобным громоздким аппаратам, работающим на газе. При этом такие резаки не всегда могли справиться с поставленной задачей. На сегодняшний день как на небольших предприятиях, так и на промышленных объектах широко используется плазменная резка, с помощью которой можно максимально точно обработать металл любой конфигурации и толщины.

Принцип действия плазменной резки

Плазменная резка – это разделительная обработка металла с помощью термического процесса. Роль режущего инструмента здесь играет струя низкотемпературной плазмы.

Принцип действия плазменного аппарата:

  1. Между разрезаемым металлом и электродом или соплом плазмотрона создается электрическая дуга с температурой в 5000С.
  2. В сопло под давлением поступает газ, за счет чего температура электрической дуги повышается до 20 000С.
  3. Газ ионизируется и преобразуется в высокотемпературный газ или низкотемпературную плазму.
  4. От нагретой дуги возрастает ионизация, и температура газовой струи повышается до 30 000С. Во время этого процесса поток плазмы обладает высокой теплопроводностью и ярко светится.
  5. Плазма со скоростью в 500–1500 м/с проистекает из сопла, попадает на подготовленный металл, разогревает его и плавит в месте разреза.

Более наглядно процесс резки металла с помощью плазмотрона можно посмотреть по видео.

Виды плазменной резки

Плазменная резка металла бывает нескольких видов:

Простая. При таком способе используется электрический ток и воздух. Длина электрической дуги во время такого процесса ограничена, поэтому при толщине листа в несколько миллиметров обработка поверхностей сравнивается с резкой лазером. Простой способом применяется для обработки только мягкой или низколегированной стали. При разрезе материала заусенцы не образовываются, кромка остается ровной. Иногда вместо воздуха может применяться азот.

С применением воды. Во время резки вода используется для охлаждения плазмотрона и защиты среза от негативного влияния окружающей среды. Кроме этого, водой поглощаются все вредные испарения.

С использованием защитного плазмообразующего газа. Срез во время такой резки защищен от окружающей среды, поэтому качество разрезания металла увеличивается.

Также резать металл можно с помощью дуги или струи. В первом случае обрабатываемый материал является частью цепи, во втором – дуга образовывается между электродами.

Устройство для плазменной резки металлов

Главным элементом оборудования является плазменный резак, который называется плазмотроном. Его основные составляющие:

Электрод, который расположен в тыльной части камеры. Он образовывает электрическую дугу.

Сопло отвечает за форму потока плазмы и ее скорость.

Термостойкий изолятор расположен между соплом и электродом.

Кроме плазматрона, устройство для резки металла оборудовано:

  • компрессором или газовым баллоном;
  • источником питания;
  • набором шлангов или кабелей, предназначающихся для соединения плазматрона с компрессором и источником питания.

Так как с помощью аппарата работать приходится на весу, рез может получиться неровным. Поэтому для улучшения качества резки рекомендуется использовать подставки или специальные упоры, которые надеваются на сопло.

На видео можно посмотреть, как режется материал с помощью плазмотрона.

Преимущества и недостатки плазменной резки

По сравнению с лазерной резкой, работы по резке металлов с помощью плазмы имеют много достоинств:

  1. Материал можно точно и быстро разрезать независимо от того, какой он толщины.
  2. С помощью плазмы разрезается любой металл: тугоплавкий, черный, цветной.
  3. Аппаратом для плазменной резки можно обрабатывать не только металл, но и другие материалы.
  4. Плазмотроном легко режутся материалы различной ширины и под углом.
  5. Во время работ в воздух практически не выбрасываются загрязняющие вещества.
  6. Изделия получаются практически без загрязнений и с наименьшим количеством дефектов.
  7. Плазмотроном можно выполнять художественные работы. С его помощью доступна художественная резка деталей, сложная фигурная резка.
  8. Так как металл перед работой прогревать не нужно, сокращается время прожига.

Все достоинства плазменной резки можно увидеть на видео ниже.

Как и любой аппарат, наряду с преимуществами, плазмотрон имеет свои недостатки:

  • необходимость соблюдения правила обслуживания;
  • большой шум, создаваемый аппаратом во время его работы;
  • толщина разрезаемого металла не должна быть более 10 сантиметров;
  • высокая стоимость плазмотрона.

Технология плазменной резки

Перед первым использованием плазмотрона рекомендуется посмотреть видео и изучить, как проходит весь процесс.

  1. Горелка плазмы размещается близко к краю заготовки.
  2. Включается кнопка «Пуск». После этого сначала зажжется дежурная дуга, а затем режущая.
  3. Горелку по обрабатываемому материалу следует вести медленно, с наклоном в 90 градусов.
  4. С помощью контроля за появлением брызг регулируется скорость разрезания. Если с другой стороны металла брызг нет, то материал полностью разрезать не удалось. Причинами могут быть: неправильный угол наклона горелки, низкий ток, высокая скорость аппарата.
  5. После завершения процесса горелку необходимо наклонить, так как еще какое-то время будет идти воздух.

Если во время работы по какой-то причине погаснет плазменная дуга, то подачу газа нужно прекратить, затем аппарат заново включить и начать обработку.

Несколько полезных советов

Перед началом работ на аппарате для плазменной резки металла следует тщательно изучить схему подключения и проверить исправность шлангов и кабелей.

Качество резки напрямую зависит от типа и конфигурации сопла. Его диаметр влияет на формирование дуги и скорость ее образования, а также на ширину реза и объем пропускаемого газа или воздуха. Поэтому после применения сопла с правильно подобранным диаметром, можно получить качественный и чистый срез с ровными краями.

Для улучшения режущих характеристик длину сопла можно увеличить, а также его в любой момент можно поменять.

Чтобы в результате работы материал не деформировался, не было заусениц и окалин, необходимо правильно рассчитать ток. Для этого сначала подается высокий ток и делается пара надрезов. По полученному результату будет видно — оставить ток высоким или нужно его снизить.

Конечно, цена на оборудование для плазменной резки достаточно высокая. Однако приобретенный аппарат довольно быстро окупится, поэтому при покупке его стоимость не должна быть определяющим фактором.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector