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

Установки для плазменно дуговой резки

Воздушно плазменная резка металлов — теория

Это интересно:

Установка газоплазменной резки с ЧПУ производства компании «BAYKAL» модель BPH Compact 1503
Установка для плазменной резки Hypertherm HPR 260 XD
Достоинства плазменной резки металла
Плазменная резка (видео)
Обзор рынка услуг плазменной резки металла
Физические явления, определяющие процесс плазменно-дуговой резки металла
Этапы создания детали
Москва-Сити
Cельскохозяйственная техника
Особенности резки металла и эксплуатация плазмореза
Металлические модели динозавров
Легкие металлоконструкции
Здания из легких металлоконструкций
Новый газоплазменный станок BAYKAL BPS 2006

Теплопроводность металла обусловливает не только полезный нагрев его поверхностного слоя, но и потери тепла в глубину. Наличие в плазмообразующем газе кислорода приводит к возникновению химических реакций окисления металла.

Рассмотренные процессы переноса тепла и массы, механического перемещения расплава металла, изменения состояния вещества и др. происходят по всему объему вблизи фронтальной стенки полости реза. Эти процессы, налагаясь друг на друга, вызывают образование поля градиентов температур, поля механических сил, электромагнитного поля и поля градиентов концентрации вещества, которые, в общем случае, являются не стационарными. И только в установившемся процессе плазменной резки их можно принять квазистационарными.

Схема полости реза с размещенной в ней дугой представлена на рис. 1.1.

Где:

1 — разрезаемый металл,
2 — режущая дуга,
3 — плазмотрон

Первая зона I — зона углубления дуги. Она простирается от верхней плоскости разрезаемого металла до начала зоны посещения опорного пятна дуги. Нагрев и расплавление металла в этой зоне осуществляется от столба дугового разряда за счет конвективного и лучистого нагрева.

Вторая зона II — это зона посещения фронтальной поверхности реза опорным пятном дуги. Здесь определяющим является тепловой поток в металл от опорного пятна дуги.

Третья зона III — характеризуется, главным образом, теплообменом между плазменной струей и поверхностью металла. Эта зона простирается вниз от конца зоны посещения опорного пятна дуги до нижней поверхности разрезаемого металла. Следует подчеркнуть, что протяженность зон не является постоянной, а изменяется в широких пределах при изменении входных параметров.

Изменение входных параметров: электрической мощности, расхода плазмообразующего воздуха, скорости перемещения плазмотрона, толщины металла и др. вызывает возникновение переходного процесса. Его продолжительность обусловливается величиной и характером возмущений, а также геометрическими параметрами полости реза и свойствами разрезаемого металла. Важно, чтобы после завершения переходного процесса режим резки металла достиг своего стационарного состояния.

Стационарность режима обеспечивается согласованностью между скоростью перемещения плазмотрона и скоростью образования полости реза. При малой скорости перемещения плазмотрона увеличивается ширина полости реза, снижается качество образующейся поверхности и ухудшается устойчивость горения дуги. Если скорость перемещения плазмотрона превышает скорость образования полости реза на полную глубину, то возникает непрорезание металла и брак продукции.

Эффективность процесса разделительной резки металла, характеризующаяся, прежде всего, производительностью и качеством, находится в сложной зависимости от режимных и конструктивных параметров: мощности режущей дуги, расхода плазмообразующего воздуха, диаметра и длины канала сопла, через который плазменная дуга переходит на разрезаемый металл, скорости перемещения плазмотрона относительно металла, расстояния от среза сопла до поверхности разрезаемого металла и других параметров. Причем влияние входных параметров на процессы в полости реза носят сложный характер.

Рис. 2.2. Схема потоков энергии и вещества в полости реза
В общем виде, вся совокупность процессов в полости реза обусловливается преобразованием в ней потоков вещества и энергии. Поскольку в образующейся полости реза не аккумулируется ни энергия, ни вещество, то схема ввода и отвода их потоков может быть представлена см. рис. 2.2. В полость реза вводятся потоки энергии и плазмообразующего газа.

Причем последний проходит через полость реза, не изменяя своей массы. Под действием потоков энергии и плазмообразующего газа из полости реза удаляется расплавленный металл. Входящий в полость реза поток энергии частично расходуется на полезную работу расплавления металла, а частично уходит из полости реза с отработанными газами, а также теряется в глубине разрезаемого металла.

Геометрические параметры плазменной режущей дуги, величина и геометрия теплового потока, поступающего от неё в металл, определяют не только скорость образования разделительного реза, но и его форму, прежде всего, глубину прорезания и ширину реза. Эти параметры влияют также на затраты энергии, расходуемой на выплавление металла из полости реза и на образование разделительной поверхности реза.

Глава XV. Плазменно-дуговая и другие виды термической резки

§ 68. Плазменно-дуговая резка

Получение плазменной дуги. Если в электрическую дугу направить поток какого-либо газа, пропуская его через небольшое отверстие плазмообразующего сопла (рис. 96), то столб дуги будет сжат, причем образовавшаяся плазма представляет собой сильно концентрированный источник тепла с высокой температурой, достигающей 20000 — 30 000°С. Газ, сжимающий столб дуги, называют плазмообразующим. В качестве плазмообразующих газов применяют либо одноатомные газы (например, аргон), либо двухатомные (водород, азот). Применяют также смеси двух или нескольких газов и воздух.


Рис. 96. Схема плазменной резки: а — плазменной струей, б — плазменной дугой; 1 — разрезаемый лист, 2 — источник питания, 3 — осциллятор, 4 — реостат, регулирующий вспомогательную дугу, 5 — плазмотрон, 6 — плазменная дуга, 7 — плазменная струя; в — установка для резки: 1 — баллон с газом, 2 — источник питания, 3 — балластный реостат, 4 — плазмотрон Двухатомные плазмообразующие газы создают плазменную дугу с большим выделением тепла на аноде, чем одноатомные. Это объясняется тем, что двухатомные газы передают изделию больше тепла из столба дуги в результате образования молекул газа с выделением дополнительного тепла. Поэтому двухатомные газы обеспечивают дугу с большей длиной, но с более низкой температурой, чем одноатомные газы (аргон, гелий и др.)

Распределение температур плазменной дуги с одноатомным газом (аргоном) при токе 400 А и расходе газа 0,6 м 3 /ч показано на рис. 97.


Рис. 97. Распределение температуры в плазменной струе при силе тока дуги 400 А и расходе аргона 0,6 м 3 /ч

Сжатая дуга может быть аналогична сварочной дуге прямого и косвенного действия В первом случае одним из электродов служит обрабатываемый металл (рис. 96, б), во втором — дуга возбуждается между независимыми от него электродами (рис. 96, а). Соответственно принято называть сжатую дугу, полученную по первой схеме, — плазменной дугой, а по второй схеме — плазменной струей.

Для разделительной резки металлов более целесообразно применять плазменную дугу, так как установлено, что она имеет более высокий к. п. д., а плазменная горелка менее подвержена износу.

Плазменно-дуговая резка нашла широкое применение при обработке тех металлов и сплавов, которые не поддаются кислородной резке: высоколегированные стали, алюминий, титан и их сплавы, медь и др.

Плазменно-дуговая резка заключается в проплавлении металла на узком участке по линии реза и удалении расплавленного металла струей плазмы, образующейся в дуге. Плазменная дуга применяется главным образом для разделительной резки.

Оборудование для плазменно-дуговой резки. В комплект оборудования для плазменно-дуговой резки входит резак (плазмотрон), пульт управления процессом, источник питания дуги электрическим током, баллоны с плазмообразующими газами и механизм для перемещения плазмотрона вдоль линии реза.

Резак состоит из двух узлов: электродного и соплового. Различают плазмотроны с осевой и вихревой подачей плазмообразующего газа для сжатия дуги. Осевая подача плазмообразующего газа применяется в широких соплах. При вихревой подаче плазмообразующий газ вводят в зону катода и столба по каналам, расположенным по касательной к стенкам дуговой камеры плазмотрона. При этом в камере создается вихревой поток газа со спиралеобразным движением. Вихревая подача плазмообразующего газа обеспечивает перемешивание газа в столбе дуги и равномерность газовой оболочки вокруг столба.

При осевой подаче конец электрода (вольфрамовый стержень диаметром от 2 до 6 мм и длиной до 100 — 150 мм) имеет форму заостренного стержня с углом 20 — 30°, а при вихревой — на конце электрода имеются сменные гильзовые катоды.

Читать еще:  Виды лазерной резки металла

Для охлаждения плазмотронов применяют воду, а в плазмотронах небольшой мощности — сжатый воздух.

Вольфрамовый (или с примесью окислов лантана, иттрия, тория) электрод применяется для работы в инертных газах; при резке в окислительных газах электрод в зоне катода необходимо защищать неактивным газом.

Значительное применение находят режущие плазмотроны с пленочными катодами. Способностью образовывать пленку на катоде обладают цирконий и гафний. При высоких температурах окиснонитридная пленка, обладающая электропроводностью, легко образуется на поверхности катода. Такой катод может продолжительное время работать в окислительной среде, например в сжатом воздухе.

Интенсивность износа катодных вставок и электродов зависит от силы рабочего тока. Чем больше сила тока, тем быстрее изнашивается вставка. Для машинных плазмотронов с циркониевыми катодными вставками и проточной системой водяного охлаждения максимальная сила рабочего тока равна 250 — 300 А. При этом продолжительность работы катода обычно не превышает 4 — 6 ч.

Большое значение в плазмотронах имеет конструкция сопла. Чем меньше диаметр сопла и больше его длина, тем выше концентрация энергии, напряжение дуги и больше скорость потока плазмы; дуга становится жесткой, ее режущая способность увеличивается. Однако диаметр и длина сопла обусловливаются силой рабочего тока и расходом газа. Если диаметр сопла очень мал или длина его очень велика, может возникнуть так называемая двойная дуга (рис. 98), при которой режущая дуга распадается на две части: одна между катодом и внутренней частью сопла, а другая — между наружной поверхностью сопла и разрезаемым изделием. Двойная дуга может гореть одновременно с режущей, но она существует непродолжительное время и затем пропадает. Двойная дуга действует вне зоны защитного газа и от этого металл кромок загрязняется и подплавляется; двойная дуга может вывести из строя сопло формирующего наконечника. Чаще всего двойная дуга возникает в момент возбуждения режущей дуги. Режущая дуга возбуждается с помощью осциллятора или конденсаторными устройствами. Для предотвращения двойной дуги при зажигании режущей необходимо плавно увеличивать рабочий ток. Это достигается магнитным, тиристорным и другими устройствами.


Рис. 98. Схема двойной дуги: 1 — катод, 2 — сопло, 3 — металл, 4 — столб режущей сжатой дуги, 5 и 6 — столб двойной дуги на участках наконечник (сопло) — металл и катод — наконечник

Для плазменно-дуговой резки применяют источники питания дуги постоянного тока с крутопадающими вольтамперными характеристиками. При резке больших толщин (больше 80 мм) применяют только специальные источники питания с повышенным напряжением холостого хода, например, типа ИПГ-500 и др. (табл. 24).


24. Источники питания для плазменно-дуговой резки

* ( Возможно переключение обмоток для повышения напряжения.)

** ( Возможно переключение обмоток.)

Согласно ГОСТ 14935 — 691 выпрямители для плазменно-дуговой резки должны иметь напряжение холостого хода 180 — 500 В и ток 130 — 1000 А.

Для плазменно-дуговой резки можно использовать также и стандартные источники питания сварочной дуги (некоторые из них приведены в табл. 24). Так как напряжение плазмотронов, как правило, больше напряжения холостого хода этих источников, то надо два или три источника соединять последовательно.

Машины для плазменно-дуговой резки по принципу работы и конструкции механического устройства не отличаются от машин для кислородной резки. Аппаратура для плазменно-дуговой резки должна соответствовать ГОСТ 12221 — 71: Плр — для ручной резки; Плрм — для ручной и машинной резки; Плм — для машинной резки; Плмт — для машинной точной резки.

Ручная резка стали толщиной до 20, мм при рабочем токе до 250 А производится, аппаратом Плр-20/250.

Аппарат Плр-50/250 предназначен для резки стали толщиной до 50 мм при рабочем токе до 250 А. Средой является сжатый воздух, азот, аргон, водород, смеси газов. Аппарат имеет воздушное охлаждение, его удобно использовать в цехе и при монтаже.

Резка стали толщиной 60 — 80 мм может выполнятся аппаратом типа Плрм мощностью до 50 кВт; сила тока — 400 А, напряжение источника питания — 180 В. Повышенные напряжение и ток обеспечивают лучшее качество реза и более высокую скорость резки. При защите вольфрамового катода в качестве рабочей среды можно применять кислород.

Основные технические данные некоторых аппаратов и машин приведены в табл. 25 и 26.


25. Технические данные аппаратов плазменно-дуговой резки


26. Некоторые стационарные машины для плазменно-дуговой резки

Технология плазменно-дуговой резки. Параметрами режима плазменно-дуговой резки являются: диаметр сопла, сила тока, напряжение плазменной дуги, скорость резки и расход газа. Плазмообразующий газ выбирают по характеру разрезаемого металла (табл. 27).


27. Выбор плазмообразующего газа в зависимости от условий резки

Выбор режима резки. Ориентировочные режимы плазменно-дуговой резки металлов сжатым воздухом для аппарата Плм-60/300 даны табл. 28.


28. Ориентировочные режимы воздушно-плазменной машинной резки листового металла аппаратом Плм-60/300

Примечание. Диаметр вольфрамового катода равен диаметру формирующего сопла

Максимальные допускаемые толщины металла, разрезаемого плазменной дугой, даны в табл. 29.


29. Допускаемые максимальные толщины, мм, металлов, разрезаемых плазменной дугой

Плазменно-дуговую резку целесообразно применять главным образом на машинах, так как высокие скорости резки сильно затрудняют управление процессом. Например, сталь толщиной 1,5 мм аппаратом мощностью 50 кВт режется со скоростью 20 м/мин, а сталь толщиной 10 мм — со скоростью 3 — 4 м/мин. С увеличением электрической мощности плазмы скорость резки еще больше возрастает. Современные плазмотроны имеют электрическую мощность 150 кВт и более; толщина разрезаемых листов достигает 100 мм.

Экономически целесообразна плазменно-дуговая резка стали толщиной до 50 мм. Технические трудности ограничивают толщину вырезаемых заготовок с одновременным снятием кромок под сварку до 30 мм.

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Получение плазменной дуги. Если в электрическую дугу направить поток какого-либо газа, пропуская его через небольшое отверстие плазмообразующего сопла (рис. 96), то столб дуги будет сжат, причем образовавшаяся плазма представляет собой сильно концентрированный источник тепла с высокой температурой, достигающей 20 000—30 000 °С. Газ, сжимающий столб дуги, называют плазмообразующим. В качестве плазмообразующих газов применяют либо одноатомные газы (например, аргон), либо двухатомные (водород, азот). Применяют также смеси двух или нескольких газов и воздух.

Двухатомные плазмообразующие газы создают плазменную дугу с более растянутой струей, чем одноатомные. Это объясняется тем, что двухатомные газы передают изделию больше тепла из столба дуги в результате образования молекул газа с выделением дополнительного тепла. Поэтому двухатомные газы обеспечивают дугу с большей длиной, но с более низкой температурой, чем одноатомные газы (аргон, гелий и др.).

Сжатая дуга может быть аналогична сварочной дуге прямого и косвенного действия. В первом случае одним из электродов служит обрабатываемый металл, во втором — дуга возбуждается между независимыми от него электродами. Соответственно принято называть сжатую дугу, полученную по первой схеме, — плазменной дугой, а по второй схеме — плазменной струей.

Для разделительной резки металлов более целесообразно применять плазменную дугу, так как установлено, что она имеет более высокий к. п. д., а плазменная горелка менее подвержена износу.

Плазменно-дуговая резка нашла широкое применение при обработке тех металлов и сплавов, которые не поддаются кислородной резке: высоколегированные стали, алюминий, титан и их сплавы, медь и др.

Плазменно-дуговая резка заключается в проплавлении металла на узком участке по линии реза и удалении расплавленного металла струей плазмы, образующейся в дуге. Плазменная дуга применяется главным образом для разделительной резки.

Оборудование для плазменно-дуговой резки. В комплект оборудования для плазменно-дуговой резки входит резак (плазмотрон), пульт управления процессом, источник питания дуги электрическим током, баллоны с плазмообразующими газами и механизм для перемещения плазмотрона вдоль линии реза.

Резак состоит из двух узлов: электродного и соплового. Различают плазмотроны с осевой и вихревой подачей плазмообразую-щего газа для сжатия дуги. Осевая подача плазмообразующего газа применяется в широких соплах. При вихревой подаче плазмо-образующий газ вводят в зону катода и столба по каналам, расположенным по касательной к стенкам дуговой камеры плазмотрона. При этом в камере создается вихревой поток газа со спиралеобразным движением. Вихревая подача плазмообразующего” газа обеспечивает перемешивание газа в столбе дуги и равномерность газовой оболочки вокруг столба.

Читать еще:  Газопламенное оборудование для резки металла

При осевой подаче конец электрода (вольфрамовый стержень диаметром от 2 до 6 мм и длиной до 100—150 мм) имеет форму заостренного стержня с углом 20—30°, а при вихревой — на конце электрода имеются сменные гильзовые катоды.

Для .охлаждения плазмотронов применяют воду, а в плазмотронах небольшой мощности — сжатый воздух.

Вольфрамовый (или с примесью окислов лантана, иттрия, тория) электрод применяется для работы в инертных газах; при резке в окислительных газах электрод в зоне катода необходимо’ защищать неактивным газом.

Значительное применение находят режущие плазмотроны с. пленочными катодами. Способностью образовывать пленку на катоде обладают цирконий и гафний. При высоких температурах окиснонитридная пленка, обладающая электропроводностью, легко образуется на поверхности катода. Такой катод может продолжительное время работать в окислительной среде, например в сжатом воздухе.

Интенсивность износа катодных вставок и электродов зависит от силы рабочего тока. Чем больше сила тока, тем быстрее изнашивается вставка. Для машинных плазмотронов с циркониевыми катодными вставками и проточной системой водяного охлаждения максимальная сила рабочего тока равна 250—300 А. При этом продолжительность работы катода обычно не превышает 4—6 ч.

Большое значение в плазмотронах имеет конструкция сопла. Чем меньше диаметр сопла и больше его длина, тем выше концентрация энергии, напряжение дуги и больше скорость потока плазмы; дуга становится жесткой, ее режущая способность увеличивается. Однако диаметр и длина сопла обусловливаются силой рабочего тока и расходом газа. Если диаметр сопла очень мал или длина его очень велика, может возникнуть так называе-

Мая двойная дуга (рис. 3), при которой режущая дуга распадается на Две части: одна между катодом и внутренней частью сопла, а другая — между наружной поверхностью сопла и разрезаемым изделием. Двойная дуга может гореть одновременно с режущей, но она существует непродолжительное время и затем пропадает. Двойная дуга действует вне зоны защитного газа и от этого металл кромок загрязняется и подплавляется; двойная дуга может вывести из строя сопло формирующего наконечника. Чаще всего двойная дуга возникает в момент возбуждения режущей дуги. Режущая дуга возбуждается с помощью осциллятора или конденсаторными устройствами. Для предотвращения двойной дуги при зажигании режущей необходимо плавно увеличивать рабочий ток. Это достигается магнитным, тиристорным и другими устройствами.

Для плазменно-дуговой резки применяют источники питания дуги постоянного тока с круто падающими вольт-амперными характеристиками. При резке больших толщин (больше 80 мм) применяют только специальные источники питания с повышенным напряжением холостого хода, например, типа ИПГ -500 и др.

Согласно ГОСТ 14935—69 выпрямители для плазменно-дуговой резки должны иметь напряжение холостого хода 90—500 В и силу тока 300—1000 А.

Воздушно-плазменная резка

Базовая комплектация аппаратов «СТОРМ»:

  1. Аппарат воздушно-плазменной резки 1шт.
  2. Плазмотрон фирмы «TRAFIMET» с евроразъемом, длина кабеля — 6 м (для АПР 140.0 и АПР 160.0) 1шт.
  3. Плазмотрон торговой марки «THERMADYNE» (для АПР 320.0) 1шт.
  4. Кабель «к изделию», с зажимом 1шт.
  5. Паспорт на изделие 1шт.

Гарантийный срок — 1 год, послегарантийное обслуживание, поставка расходных частей и приспособлений для механизации процесса резки.

ГРУППА КОМПАНИЙ «СТОРМ»:

  • Осуществляем консультации по оснащению производств технологическим оборудованием.
  • Поставляем расходные материалы и комплектующие к предлагаемому оборудованию.
  • Выполняем работы по модернизации ЧПУ-машин термической резки, источников плазмы, ремонт любых сварочных и плазменных аппаратов.
  • Выпускаем технологические источники питания по ТЗ Заказчика.
  • Принимаем заказы на раскройку аллюминия.

Качество плазменно-дуговой обработки материалов (резки, сварки и др.) определяется стабильностью параметров процесса.

Основными параметрами процесса, относящимися к источнику питания и определяющими качество плазменно-дуговой обработки, являются среднее значение, форма выпрямленного тока и напряжение холостого хода.

Источник питания со штыковой (в рабочей области) внешней характеристикой, низким уровнем пульсаций в выходном токе и достаточным для поддержания дуги напряжением холостого хода на выходе, обеспечивает стабильно высокое качество плазменно-дуговой обработки.

Нестабильность среднего и мгновенного значений выходного тока при плазменно-дуговой обработке приводит к неодинаковости протекания термических процессов и, нередко, становится причиной брака, особенно при резке, сварке материалов с высокой теплопроводностью.

Использование оригинальных технических решений позволяет обеспечить высокое качество плазменно-дуговой обработки материалов, включая резку, сварку, наплавку, термообработку и т.д., в сочетании с высокими энергетическими характеристиками.

Лучшее оборудование для плазменной резки металла

Плазменная резка металла сегодня является достойной альтернативой привычным для нас способам обработки материалов. Ее основными преимуществами являются экономичность, высокая точность и скорость работы. Использование именно этого метода обработки черных и цветных металлов поможет вам значительно ускорить процесс производства, а также избежать дополнительных работ — система плазменной резки позволяет избежать различных дефектов на поверхности материала.

Принцип работы воздушно-плазменной резки основан на ионизации плазмообразующего газа, в качестве которого чаще всего выступает сжатый воздух. Под дуговым воздействием он превращается в струю плазмы, которая и разрезает металл, бетон, камень, другие материалы любой толщины. По качеству реза плазменная сварка и резка металла уступает лишь лазерной его обработке.

Где купить оборудование для плазменной резки

Наша компания предлагает вам приобрести высококачественное оборудование для плазменной резки металла, цена которого абсолютно доступна для вас. Только в нашем каталоге вы сможете найти разнообразные аппараты, ручные и стационарные установки, станки и инверторы, а также целые комплексы и автоматические портальные машины с ЧПУ, которые сделают максимально комфортной плазменную резку в Санкт-Петербуге.

Также мы предлагаем купить у нас все необходимые вам запчасти, расходники и комплектующие для этих устройств: компрессоры для подачи сжатого воздуха, резаки, сопла, электроды и прочее. Продажа плазменной резки для крупных предприятий, для промышленных и бытовых целей — это основное направление нашей деятельности, поэтому мы стремимся максимально удовлетворить все потребности наших клиентов.

Сотрудничество с нами будет максимально выгодным для вас. Во-первых, только мы предлагаем самые низкую стоимость плазменной резки металла. Во-вторых, все наши устройства изготовлены лучшими мировыми производителями — компаниями Cut, CNC и прочими, они сертифицированы и имеют все необходимые гарантийные обязательства. Чтобы убедиться в том, что мы предлагаем высококачественную продукцию по выгодным ценам, вам достаточно просто скачать наш прайс на плазменную резку и сравнить наши предложения с ценами других компаний. Также вы можете почитать информацию о всех наших устройствах плазменной резки, отзывы о них на страницах каталога.

Воздушно-плазменная резка металла

Аппарат воздушно-плазменной резки металлов представляет собой негабаритное устройство, снабженное компрессором для подачи воздуха. Осуществляется процесс обработки металлов с его помощью следующим образом: на поверхности электрода, изготовленного из вольфрама или меди, возникает дежурная электрическая дуга. Под давлением сжатого воздуха, который подается компрессором, она проходит через сопло и способствует воспламенению рабочей дуги, с помощью которой и осуществляется процесс резки.

В качестве плазмообразующего газа в аппарате воздушно-плазменной резки выступает сжатый воздух. Он ионизируется под воздействием электрической дуги и превращается в мощную струю плазмы, которая используется для того, чтобы удалить из реза расплавленный металл.

Процесс воздушно-плазменной резки металла несложен — достаточно научиться выдерживать правилное положение горелки, чтобы рез получался точным и предельно качественным. Существуют и автоматические установки воздушно-плазменной резки — эти устройства самостоятельно обеспечивают позиционирование обрабатываемой детали и режущей головки, управляются с помощью эффективных систем ЧПУ.

Газово-дуговая резка

газ, а по двум другим трубкам — охлаждающая вода и ток. Плазменная струя вытекает через мундштук 6. Дежурная дуга горит между мундштуком 6 и электродом 4. Водяной клапан-расходомер (рис. 120, г) включает установку только при расходе 5 л/мин охлаждающей воды. При таком расходе воды толкатель 3 вытягивается из седла кольца 1 давлением воды на мембрану 2 и включает установку с помощью микровыключателя 4. Этот клапан делает невозможным включение установки в работу без поступления в резак охлаждающей воды в нужном количестве.

Для механизированной полуавтоматической разделительной плазменно-дуговой резки ВНИИАвтогенмашем разработан полуавтомат ППД-1-65 (рис. 121), соответствующий типоразмеру ПлД-М2. Прямолинейная резка производится по направляющему уголку или гибкому рельсу, резка по окружности — с помощью циркульного устройства, направление резки по кривым осуществляется рукой. В комплект полуавтомата входят: ходовая тележка с резаком и переносным пультом управления, а также шкаф управления и контроля. Для резки применяют источник тока с крутопадающей характеристикой. Технические данные ППД-1-65 следующие:

Читать еще:  Станок для резки текстолита

Промышленностью изготовляются также установки УПР-502 для плазменно-дуговой резки цветных металлов и высоколегированных сталей толщиной до 150 мм. Эта установка состоит из источника питания ИПГ-500-1, прямоугольно-координатной машины СГУ-1-60, плазменной режущей головки Т-12-1 и шкафа управления. Рабочее напряжение до 200 в, номинальный рабочий ток 500 а, пределы регулирования рабочего тока 200—600 а, скорость резки 3—90 м/ч.

Направление резака по контуру вырезаемой детали производится магнитной головкой, палец которой катится по железному копиру.

В ряде конструкций резаков применена вихревая стабилизация дуги, при которой газ в область электрод-сопло подается не по направлению оси электрода, а по касательной к нему. При этом в центре потока образуется зона разрежения, через которую проходит дуга. Слои холодного газа центробежной силой прижимаются к стенкам сопла, обеспечивая его изоляцию от тепла дуги и центрируя столб дуги по вертикальной оси сопла. Дуга получается более концентрированной и жесткой, а ее диаметр уменьшается, что способствует получению более узкого реза. Газ подается тангенциально к дуге посредством вставки с канавками, направленными по касательной к центральному отверстию. Вставки должны выдерживать напряжение до 2500 в и температуру до 1200° С. Материалом для вставок служит корундиз, содержащий в основном окись алюминия или специальный материал из окиси магния и нитрида кремния.

В качестве электродов применяют лантанированный вольфрам марки ВЛ по ВТУ ВЛ-24-5-62, иногда цирконий. Сопла изготовляют из хромоцинковой бронзы или меди.

Тбилисским филиалом ВНИИЭСО разработана установка УПР-401 для водоэлектрической резки металлов. В этой установке в качестве плазмообразующей среды применяется вода, подаваемая в резак под давлением 3—3,5 кгс/см 2 , в количестве 8—9 л/мин. Установка рассчитана на работу током от 200 до 500 а при напряжении холостого хода 300 е. Установка УПР-401 может резать алюминиевые сплавы и нержавеющую сталь толщиной 20—70 мм. Электродом в данном случае является графитизированный стержень.

Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработан аппарат АВПР-1 для воздушно-плазменной резки металлов. В нем использован водоохлаждаемый неплавящийся электрод с циркониевой вставкой, на которой располагается катодное пятно сжатой дуги. Термостойкость циркония, имеющего сравнительно низкую температуру плавления (1800°С), очевидно обусловлена образованием на катоде тугоплавкой пленки из окислов и нитридов циркония, которая защищает металл электрода от испарения При температурах катода, близких к температуре плавления этой пленки (2800°С), она становится электропроводной. Циркониевая

вставка катода запрессована в медную обойму и обеспечивает работу резака (плазмотрона) в течение нескольких десятков часов без замены электрода.

Сжатие дуги осуществляется вихреобразной струей сжатого воздуха. Напряжение эффективно сжатой воздушной режущей дуги составляет 150—170 в. Поскольку предельное напряжение холостого хода для ручной плазменной резки ограничивается величиной в 180 в — аппарат АВПР-1 предназначен только для использования при машинной плазменно-дуговой резке следующих металлов: стали Х18Н9Т до 45 мм, алюминиевого сплава АМц до 50 мм, меди Ml до 25 мм, стали Ст. 3 до 50 мм. Ток дуги при резке стали Х18Н9Т и сплава АМц равен 300 а, при резке меди — 280 а и при резке стали Ст. 3 — 320 а. Скорость резки указанных металлов равна 21 м/ч.

Разработаны также конструкции установок для точной резки высококонцентрированным потоком плазмы. В этих установках применяются плазмотроны (резаки) с малым диаметром сопла, равным 1 —1,1 мм. При мощности плазмотрона в 18 кет достигается удельная мощность плазменной дуги 1,9 • 10 6 вт/см 2 . Удовлетворительное качество реза и достаточная стойкость сопла обеспечиваются при расходе аргона 0,7 м 3 /ч, водорода 0,5 м ъ /ч. При резке листов хромоникелевой стали толщиной 37 мм ширина реза не превышает 3 мм.

Для плазменно-дуговой резки с высокой концентрацией энергии в канале сопла предназначена также установка ОПР-6, выпускаемая промышленностью. Она может использоваться для резки нержавеющих сталей, чугуна, алюминиевых сплавов, меди и других цветных металлов, ручным и механизированным способом. Резку можно производить в азоте и его смесях с водородом, в смесях аргона с азотом, аргона с водородом. Установка ОПР-6 состоит из источника питания ИПР 120/600, аппаратного шкафа, резака для механизированной резки, резака для ручной резки, пульта управления и коллектора питания газами и током. Сопло резака с каналом диаметром 3 мм может быть использовано при работе на токах до 600 а. Техническая характеристика установки ОПР-6 следующая:

Причины наиболее типичных дефектов, встречающихся при плазменно-дуговой резке, приведены в табл. 26.

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2011.05.31 Обновлено: 2020.03.04

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Плазменно-дуговая резка, технология и принцип действия

Плазменно-дуговая резка выполняется сжатой дугой, способной легко разрезать металл, проплавляя его по линии реза. Газ, который проходит через дуговой разряд, сильно ионизирует и при этом образуется струя плазмы, удаляющая расплавленный металл из места реза.

Принцип работы плазменно-дуговой резки металла осуществляется возбуждением дуги между разрезаемой заготовкой металла и вольфрамовым неплавящимся электродом, расположенным внутри головки резака. Дуговая газоразрядная плазма имеет очень высокую температуру от 5000 до 200000 С. Применяемые при работе газы обеспечивают получение плазмы и придают нужную защиту вольфрамовому электроду от окисления. Для этой цели успешно применяют азот, аргон, смеси аргона с азотом, воздухом и водородом. Электродом служит лантанированный вольфрам марки ВЛ-15, который располагается с соплом плазмотрона. Сформировавшаяся струя плазмы имеет высокую скорость истечения, формой вытянутого конуса и на выходе соответствует сечению сопла.

Процесс плазменно-дуговой резки металла осуществляется от источника постоянного тока, при этом минус подводится к вольфрамовому электроду, а плюс к соплу, охлаждаемое водой. Сама дуга горит между электродом и соплом. Затем при подаче газовой смеси из внутренней полости мундштука, образуется струя плазмы, которая режет металл.

Плазменно-дуговая резка применяется для тонкого металла и ее скорость зависит от механических и химических свойств металла, а также от параметров режима резания. Такую резку можно выполнять не только механизированным способом, но и ручным. Плазменно-дуговая резка подходит тогда, когда трудно или даже невозможно резать другим способом. Это относится к резанию стойких к коррозии легированных сталей, магния, алюминия, меди, титана и чугуна. В процессе резки металл не включается в электрическую цепь дуги, дуга горит самостоятельно. Особенностью резки алюминия и его сплавов толщиной от 5 до 20 мм. является то, что этот процесс происходит в азоте, а толщиной 20-150 мм. в азотно-водородных смесях. Использование аргонно-водородной смеси, содержащей 35-50% водорода, повышает качество поверхности реза. Когда режут нержавеющую сталь толщиной до 20 мм, то применяют чистый азот, а если толщина 20-50 мм, используют смеси азота и водорода по 50% от каждого. Чтобы разрезать низкоуглеродистую сталь до 50 мм, в качестве рабочего газа применяют сжатый воздух.

Оборудование для плазменно-дуговой резки позволяет достаточно точно и очень качественно выполнить рез металла. Станок «ХАРЬКОВ-П» способен разрезать листы длиной 1550 мм. и шириной 3000 мм, толщина от 3 до 32 мм, в зависимости от наименования металла и его свойств. Скорость перемещения резака 100-20000 мм/мин., потребляемая мощность генератора плазмы 16 кВт. Оборудование NiPrintRJ-180E позволяет производить раскрой металла автоматическим режимом, воздушно-плазменным способом резки, может резать разные толщины.

Оборудование для плазменно-дуговой резки с ЧПУ, укомплектованное фирмой Haypertherm , способно быстро и очень качественно изготавливать изделия высокой степени сложности, и при этом, обеспечивается максимальная точность повторяемости изделия, в работе аппарат легко осваивается и при этом достаточно иметь начальные навыки работы на компьютере.

Оставьте свой комментарий Отменить ответ

Резка плазменной струей представляет собой особый вид обработки материалов, при…

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector