Что такое плазменная резка - Металлы и их обработка

Газовая резка VS плазменная резка

Плазменная резка стала распространена благодаря точности и качеству реза, но традиционная газовая резка еще применяется в различных технологических процессах.
Резка кислородом по-прежнему широко используется для работ, требующих высокой степени мобильности и маневренности, особенно для резания толстых стальных заготовок.

Оба процесса имеют свои преимущества и ограничения: толщина материала, качество резки, маневренность и стоимость компонентов — лишь некоторые моменты, которые следует учитывать при выборе. Ниже рассмотрим преимущества и особенности каждого.

Что такое кислородная резка?

При кислородной резке пламя кислородного-топливной смеси предварительно нагревает сталь до температуры воспламенения.

Кислородная струя направляется на металл, создавая химическую реакцию с образованием оксида железа, также известного как шлак. Мощный поток кислорода удаляет шлак из пропила.

При использовании кислородных горелок качество резки, время предварительного нагрева и толщина металла зависят от типа топливного газа. В процессе задействуют один из четырех топливных газов в сочетании с кислородом: ацетилен, пропан, пропилен и природный газ.

Для чего используется резка кислородом?

Ручная кислородная резка распространена в проектах с малыми объемами, когда использование дорогостоящих агрегатов экономически не обосновано. Например, подготовка деталей для последующей ковки и штамповки, в литейных цехах, резка труб.

Кислородная резка эффективна при работе с толстой сталью и черными металлами.

Существуют кислородно-топливные горелки, которые можно использовать для нескольких процессов, таких как резка, сварка и пайка.

Преимущества кислородной резки:

Неоспоримый плюс этого процесса — низкие первоначальные затраты и портативность компонентов по сравнению с аппаратами плазменной резки.
Способность быстро резать более толстую сталь, в добавок, универсальность системы.

Что такое плазменная резка?

На базовом уровне плазменная резка — это процесс, в котором высокоскоростная струя ионизированного газа подается из отверстия сужающего сопла. Высокоскоростной ионизированный газ — плазма, проводит электричество от горелки плазменного резака к заготовке.

Плазма нагревает заготовку, расплавляя материал.
Для различных типов металла используются разные газы: черные металлы и сплавы разрезаются с использованием активных газов — кислород.

Неактивные, инертные газы: азот, аргон, — применяются при резке цветных металлов и сплавов.

Скоростной поток плазмы, создаваемый встроенным или отдельно подключенным компрессором, механически сдувает расплавленный металл, разделяя материал.

Для чего нужна плазменная резка?

Плазменная резка выполняется на любом типе проводящего металла, например: цветные металлы, мягкая сталь, алюминий и нержавеющая сталь. С помощью плазменного аппарата мягкая сталь режется быстрее чем сплавы.

Плазменная резка идеально подходит для резки заготовок толщиной менее 25 мм. Плазменная резка отлично справляется с нестандартными задачами, такими как резка металлической пены: металла с ячеистой структурой, который практически невозможно разрезать с использованием кислородной резки. По сравнению с механическими средствами, плазменная резка, как правило, намного быстрее и легче выполняет нелинейное резание.

Преимущества плазменной резки:

Плюсы плазменной резки включают простоту использования, лучшее качество кромки и большую скорость перемещения.
Плазменная резка не зависит от окисления, поэтому может резать алюминий, нержавеющую сталь и любой другой проводящий металл.
Работа с любыми металлами: черными, цветными, тугоплавкими.
Производительность при разделке металла малой и средней толщины в 3 раза выше ручной кислородной резки.
Точечный, локальный нагрев поверхности, без лишней деформации и перегрева все детали.
Безопасность, поскольку отсутствуют баллоны с горючим газом.
Возможность фигурной резки сложных форм.

Нужна для периодических ремонтных работ, технического обслуживания или проектов, которые требуют больших объемов резки.

Источник: https://www.kuvalda.ru/blog/articles/polz/gazovaya-rezka-vs-plazmennaya-rezka.html

Что такое плазменная резка металла: описание и особенности резки

Для резки металлов применяют несколько разных способов, которые отличаются друг от друга эффективностью и себестоимостью. Некоторые методы применяются только для решения промышленных задач, некоторые же можно использовать и в быту.

К последним относится резка плазмой. Эффективность раскроя этим способом ограничивается только правильным выбором установки и опытом мастера.

Что такое резка металла плазмой? На чем основывается принцип работ? В каких сферах используется этот метод раскроя металлов?

Для того чтобы понять основы раскроя металла при помощи плазменного способа, необходимо вначале понять, что такое плазма? От понимания того, каким образом устроен плазматрон, и принципа работы с этим прибором будет зависеть конечное качество порезки.

Плазменная термическая обработка металлов зависит от определенных параметров рабочей струи жидкости или газа, которые под давлением направляются на поверхность обрабатываемой площади. Для достижения требуемого эффекта струю нужно довести до следующих показателей:

Температура — для появления плазмы нужно воздух почти мгновенно разогреть до 5−30 тысяч градусов. Повышенная температура достигается за счет создания электрической дуги. Во время достижения требуемой температуры поток воздуха ионизируется и изменяет свои свойства, получая электропроводность. Технология плазменной обработки металла подразумевает применение осушителей, удаляющих влагу, а также систем нагнетания воздуха.
Скорость — на поверхность материала струя направляется под высоким давлением. Можно сказать, что раскрой металла плазмой основан на разогревании материала до температуры плавления и моментального его выдувания. При этом рабочая скорость струи составляет приблизительно 2−5 км/сек.
Наличие электрической цепи. Все о порезке плазмой металла узнать можно лишь на практике. Но определенные особенности нужно учесть еще до покупки установки. Так, есть плазмотроны прямого и косвенного воздействия. И если для первых обязательно, чтобы обрабатываемый материал был подсоединен в общую электросеть (выступая в качестве электрода) и пропускал электричество, то для последних нет этой необходимости. Плазма для порезки металла в этом случае получается при помощи электрода, который встроен внутри держателя. Этот вариант применяют для металлов и иных материалов, не проводящих электричества.

Еще один немаловажный момент, который необходимо учесть, — это то, что плазменная порезка толстого материала практически не производится, поскольку это малоэффективно и приводит к высоким финансовым затратам.

Принцип работы

Главный принцип работы резки металла плазмой можно описать таким образом:

Компрессор подает на горелку плазмотрона воздух под давлением.
Поток воздуха мгновенно разогревается за счет действия на него электрического тока. С учетом разогревания воздушная масса через себя начинает пропускать электричество, вследствие этого и образуется плазма. В определенных моделях плазмотрона вместо воздушного потока применяют инертные газы.
Резка плазмой металла, если ее более подробно рассмотреть, производится способом узконаправленного быстрого разогревания поверхности до требуемой температуры с дальнейшим выдуванием расплавленного материала.
Во время проведения работ неизбежно появляются некоторые отходы, которые включают в себя высечку либо остатки листового материала после высечения требуемых деталей, а также остатки расплавленного металла и окалины.

Поскольку процесс связан с мгновенным нагревом обрабатываемого материала до жидкого состояния, то его толщина при порезке должна составлять:

медь — 8 см;
алюминий — до 12 см;
чугун — до 9 см;
легированная и углеродистая сталь — до 5 см.

Есть два основных метода обработки материалов, от которых будут зависеть характеристики плазменной порезки. А именно:

Плазменно-струйная — в данном случае дуга появляется непосредственно в плазмотроне. Плазменно-струйный способ обработки является универсальным, так как дает возможность обрабатывать неметаллические материалы. Единственным минусом считается необходимость регулярной замены электродов.
Плазменно-дуговая — этот вариант подойдет для любых разновидностей металла, которые могут проводить через себя электрический ток. Как правило, плазменно-дуговую порезку применяют для промышленного оборудования. Смысл этого метода сводится к тому, что плазма появляется благодаря дуге, которая возникает непосредственно между плазмотроном и поверхностью обрабатываемого материала.

Плазменная резка работает по принципу обычной дуговой, но без применения привычных электродов. При этом эффективность этого метода обработки зависит непосредственно от толщины обрабатываемого материала.

Как и во время любого иного способа термической обработки, при плазменной порезке происходит некоторое оплавление металла, что сказывается на качестве реза. Есть и иные особенности, являющиеся характерными для данного способа. А именно:

Оплавление краев — вне зависимости от того, какие режимы обработки материала применяются, и от профессионализма мастера, который производит работы, не получается избежать незначительного оплавления поверхности во время самого начала проведения работ.
Конусность — с учетом производительности установки и профессионализма мастера конусность может варьироваться в пределах 4−12 градусов.
Скорость проведения работ — обычная порезка металла при помощи плазматрона производится быстро и с невысоким расходом электроэнергии. Согласно ГОСТ и техническим характеристикам ручного оборудования, скорость плазменной резки составляет не больше 6500 мм/мин.
Характеристики реза — скорость и качество реза будут зависеть от того, какие конкретно операции требуется произвести. Таким образом, разделительный разрез с низким качеством делается быстрее всего, причем в основном ручные установки могут резать металл до 65 мм. Для фигурной обработки деталей возможна толщиной материала до 45 мм.

От уровня профессионализма мастера значительно будет зависеть качество проведения работ. Точный и чистый рез с минимальным отклонением от требуемых размеров может сделать лишь работник с профильным образованием. Без необходимой подготовки сделать фигурную порезку вряд ли выйдет.

Обработка цветных сплавов

Во время обработки цветных металлов применяются различные способы резки с учетом плотности материала, его типа и иных технических показателей. Для разрезания цветных металлов необходимо соблюдение таких рекомендаций:

Резка алюминия — для материала толщиной до 7 см, может применяться сжатый воздух. Использование его нецелесообразно во время низкой плотности материала. Качественный рез алюминиевого листа до 2 см достигается во время применения чистого азота, а с толщиной 7−10 см при помощи водорода с азотом. Порезка плазмой алюминия при толщине более 10 см производится смесью водорода с аргоном. Такой же состав советуют применять для толстостенной высоколегированной стали и меди.
Порезка нержавеющих сталей — для проведения работ не советуют применение сжатого воздуха, с учетом толщины материала может использоваться чистый азот или смеси с аргоном. Нужно учесть, что нержавеющая сталь довольно чувствительна к действию переменного тока, что может приводить к изменению ее структуры и более быстрому выходу из эксплуатации. Порезка нержавейки производится при помощи установки, которая использует принцип косвенного действия.

Применение плазмотронов такой большой популярностью пользуется не зря. Во время относительно простой эксплуатации, а также не очень высокой стоимости ручного оборудования (в отличие от других устройств для резки) можно добиться высоких показателей касательно качества полученного реза.

Использование плазменной порезки металла получило свое распространение в таких производственных сферах:

Сооружение металлоконструкций.
Обработка металлопроката — при помощи плазмы можно разрезать почти любой вид металла, в том числе черный, тугоплавкий и цветной.
Разные сферы промышленности, авиастроение, капитальное строительство зданий, машиностроение и т. д. — во всех этих областях не обойтись без применения плазменных резаков.
Обработка деталей и художественная ковка. При помощи плазменного резака можно изготовить деталь почти любой сложности.

Использование станков с плазменной резкой ручных установок не заменило. Таким образом, художественная резка плазмой дает возможность изготовить уникальные детали, которые точно соответствуют замыслу художника для применения их в качестве декоративных украшений лестниц, перил, заборов, ограждений и т. д.

Преимущества и недостатки

Почти ни одно промышленное производство, которое каким-то образом связано с металлопрокатом, не может обойтись без порезки металла. Вырезание точных отверстий, фигурная декоративная резка, быстрое разрезание на заготовки листового металла — все это можно сделать довольно быстро при помощи плазмотрона. Преимущества этого способа состоят в следующем:

Экономичность — плазменный способ на фоне стандартных методов обработки материалов значительно выигрывает. Есть только одно ограничение, которое связано с толщиной материала. Экономически невыгодно и нецелесообразно разрезать при помощи плазмотрона сталь толщиной более 50 мм.
Мобильность плазменных ручных агрегатов.
Высокая скорость обработки деталей и производительность. В отличие от обычного электродного способа скорость работ увеличивается в 5−12 раз.
Раскрой всех разновидностей металлов (медь, алюминий, сталь, нержавейка, титан и т. д. ).
Безопасность.
Точность — от тепловой нагрузки деформации почти незаметны и впоследствии не потребуют дополнительной обработки. При этом точность плазменной резки составляет 0,24−0,34 мм.

Все эти достоинства плазменной резки объясняют, почему этот способ пользуется такой большой популярностью не только в производственных целях, но и в бытовых нуждах.

Но, говоря о преимуществах, нужно отметить и определенные отрицательные моменты:

Четкие требования касательно проведения обработки деталей. Мастеру необходимо строго соблюдать угол наклона резака в районе 10−50 градусов. При невыполнении этого правила ускоряется износ комплектующих деталей, а также нарушается качество реза.
Ограничения, которые связаны с толщиной реза. Даже у мощного оборудования наибольшая плотность обрабатываемого материала не может быть более чем 10 см.
Помимо этого, рабочее оборудование очень сложное, что делает абсолютно невозможным применение одновременно двух резаков, которые подсоединяются к одному агрегату.

Сравнение лазерной и плазменной резки

Отличие плазменной от лазерной резки металла состоит в способах действия на поверхность материала. Лазерное оборудование обеспечивает большую скорость обработки деталей и производительность, причем после выполнения работ отмечается меньший процент оплавления. Недостатком лазерных устройств является их высокая цена, а также то, что толщина обрабатываемого материала обязана быть не более 2 см.

Плазмотрон, в отличие от лазера, стоит гораздо дешевле, а также имеет более широкие функциональные возможности и сферу применения.

Источник: https://tokar.guru/metally/osobennosti-plazmennoy-rezki-metalla.html

Плазменная резка – все нюансы технологии резки металла плазмой

В последнее время использование плазменного потока для раскроя материалов набирает все большую популярность. Еще более расширяет сферу использования данной технологии появление на рынке ручных аппаратов, с помощью которых выполняется плазменная резка металла.

Плазменная резка металла значительной толщины

Суть плазменной резки

Плазменная резка предполагает локальный нагрев металла в зоне разделения и его дальнейшее плавление. Такой значительный нагрев обеспечивается за счет использования струи плазмы, формируют которую при помощи специального оборудования. Технология получения высокотемпературной плазменной струи выглядит следующим образом.

Изначально формируется электрическая дуга, которая зажигается между электродом аппарата и его соплом либо между электродом и разрезаемым металлом. Температура такой дуги составляет 5000 градусов.
После этого в сопло оборудования подается газ, который повышает температуру дуги уже до 20000 градусов.
При взаимодействии с электрической дугой газ ионизируется, что и приводит к его преобразованию в струю плазмы, температура которой составляет уже 30000 градусов.

Полученная плазменная струя характеризуется ярким свечением, высокой электропроводностью и скоростью выхода из сопла оборудования (500–1500 м/с). Такая струя локально разогревает и расплавляет металл в зоне обработки, затем осуществляется его резка, что хорошо видно даже на видео такого процесса.

В специальных установках для получения плазменной струи могут использоваться различные газы. В их число входят:

обычный воздух;
технический кислород;
азот;
водород;
аргон;
пар, полученный при кипении воды.

Технология резки металла с использованием плазмы предполагает охлаждение сопла оборудования и удаление частичек расплавленного материала из зоны обработки. Обеспечивается выполнение этих требований за счет потока газа или жидкости, подаваемых в зону, где осуществляется резка. Характеристики плазменной струи, формируемой на специальном оборудовании, позволяют произвести с ее помощью резку деталей из металла, толщина которых доходит до 200 мм.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Как заточить старые ножницы

Устройство и принцип действия плазменной резки

Аппараты плазменной резки успешно используются на предприятиях различных отраслей промышленности. С их помощью успешно выполняется резка не только деталей из металла, но и изделий из пластика и натурального камня.

Благодаря таким уникальным возможностям и своей универсальности, данное оборудование находит широкое применение на машиностроительных и судостроительных заводах, в рекламных и ремонтных предприятиях, в коммунальной сфере.

Огромным преимуществом использования таких установок является еще и то, что они позволяют получать очень ровный, тонкий и точный рез, что является важным требованием во многих ситуациях.

Оборудование для плазменной резки

На современном рынке предлагаются аппараты, с помощью которых выполняется резка металла с использованием плазмы, двух основных типов:

аппараты косвенного действия — резка выполняется бесконтактным способом;
аппараты прямого действия — резка контактным способом.

Оборудование первого типа, в котором дуга зажигается между электродом и соплом резака, используется для обработки неметаллических изделий. Такие установки преимущественно применяются на различных предприятиях, вы не встретите их в мастерской домашнего умельца или в гараже ремонтника.

Аппарат для плазменной резки Ресанта ИПР-25

В аппаратах второго типа электрическая дуга зажигается между электродом и непосредственно деталью, которая, естественно, может быть только из металла. Благодаря тому, что рабочий газ в таких устройствах нагревается и ионизируется на всем промежутке (между электродом и деталью), струя плазмы в них отличается более высокой мощностью. Именно такое оборудование может использоваться для выполнения ручной плазменной резки.

Любой аппарат плазменной резки, работающий по контактному принципу, состоит из стандартного набора комплектующих:

источника питания;
плазмотрона;
кабелей и шлангов, с помощью которых выполняется соединение плазмотрона с источником питания и источником подачи рабочего газа;
газового баллона или компрессора для получения струи воздуха требуемой скорости и давления.

Главным элементом всех подобных устройств является плазмотрон, именно он отличает такое оборудование от обычного сварочного. Плазмотроны или плазменные резаки состоят из следующих элементов:

рабочего сопла;
электрода;
изолирующего элемента, который отличается высокой термостойкостью.

Резак для ручной плазменной резки

Основное назначение плазмотрона состоит в том, чтобы преобразовать энергию электрической дуги в тепловую энергию плазмы.

Газ или воздушно-газовая смесь, выходящие из сопла плазмотрона через отверстие небольшого диаметра, проходят через цилиндрическую камеру, в которой зафиксирован электрод.

Именно сопло плазменного резака обеспечивает требуемую скорость движения и форму потока рабочего газа, и, соответственно, самой плазмы. Все манипуляции с таким резаком выполняются вручную: оператором оборудования.

Учитывая тот факт, что держать плазменный резак оператору приходится на весу, бывает очень сложно обеспечить высокое качество раскроя металла.

Нередко детали, для получения которых была использована ручная плазменная резка, имеют края с неровностями, следами наплыва и рывков.

Для того чтобы избежать подобных недостатков, применяют различные приспособления: подставки и упоры, позволяющие обеспечить ровное движение плазмотрона по линии раскроя, а также постоянство зазора между соплом и поверхностью разрезаемой детали.

В качестве рабочего и охлаждающего газа при использовании ручного оборудования может использоваться воздух или азот. Такая воздушно-газовая струя, кроме того, применяется и для выдува расплавленного металла из зоны реза. При использовании воздуха он подается от компрессора, а азот поступает из газового баллона.

Необходимые источники питания

Несмотря на то что все источники питания для плазменных резаков работают от сети переменного тока, часть из них может преобразовывать его в постоянный, а другие — усиливать его. Но более высоким КПД обладают те аппараты, которые работают на постоянном токе. Установки, работающие на переменном токе, применяются для резки металлов с относительно невысокой температурой плавления, к примеру, алюминия и сплавов на его основе.

В тех случаях, когда не требуется слишком высокая мощность плазменной струи, в качестве источников питания могут использоваться обычные инверторы. Именно такие устройства, отличающиеся высоким КПД и обеспечивающие высокую стабильность горения электрической дуги, используются для оснащения небольших производств и домашних мастерских.

Конечно, разрезать деталь из металла значительной толщины с помощью плазмотрона, питаемого от инвертора, не получится, но для решения многих задач он подходит оптимально.

Большим преимуществом инверторов является и их компактные габариты, благодаря чему их можно легко переносить с собой и использовать для выполнения работ в труднодоступных местах.

Более высокой мощностью обладают источники питания трансформаторного типа, с использованием которых может осуществляться как ручная, так и механизированная резка металла с использованием струи плазмы. Такое оборудование отличается не только высокой мощностью, но и более высокой надежностью. Им не страшны скачки напряжения, от которых другие устройства могут выйти из строя.

У любого источника питания есть такая важная характеристика, как продолжительность включения (ПВ). У трансформаторных источников питания ПВ составляет 100%, это означает, что их можно использовать целый рабочий день, без перерыва на остывание и отдых. Но, конечно, есть у таких источников питания и недостатки, наиболее значимым из которых является их высокое энергопотребление.

Как выполняется ручная плазменная резка?

Первое, что необходимо сделать для того чтобы начать использование аппарата для плазменной резки металла, — это собрать воедино все его составные элементы. После этого инвертор или трансформатор подсоединяют к заготовке из металла и к сети переменного тока.

Далее технология резки предусматривает приближение сопла устройства к заготовке на расстояние порядка 40 мм и зажигание так называемой дежурной дуги, за счет которой будет осуществляться ионизация рабочего газа. После того как дуга загорелась, в сопло подается воздушно-газовый поток, который и должен сформировать плазменную струю.

Когда из рабочего газа сформируется плазменная струя, обладающая высокой электропроводностью, между электродом и деталью создается уже рабочая дуга, а дежурная автоматически отключается.

Задача такой дуги состоит в том, чтобы поддерживать требуемый уровень ионизации плазменной струи. Случается, что рабочая дуга гаснет, в таком случае следует перекрыть подачу газа в сопло и повторить все описанные действия заново.

Лучше всего, если нет опыта выполнения такого процесса, посмотреть обучающее видео, где подробно показана ручная резка металла.

Источник: http://met-all.org/obrabotka/rezka/plazmennaya-rezka-vse-nyuansy-tehnologii-rezki-metalla-plazmoj.html

Возможно ли проведение плазменной резки металла в домашних условиях

В прошлом на предприятиях металлические листы и заготовки разрезали с помощью громоздкого оборудования. С развитием технологий, появились новые способы разделения деталей на части. Для этого используются плазменная резка. С помощью специального оборудования можно разрезать металл любой толщины.

Какое оборудование применяют?

Обычно используют два типа оборудования:

Трансформаторные. Могут разрезать металл толщиной до 40 мм.
Инверторные. КПД выше чем у трансформаторных аппаратов, однако, нельзя разрезать заготовку, толщина которой больше 30 мм.

Принцип работы у этих механизмов одинаковый. Состоят они из компрессора, источника питания и плазмотрона.

При выборе инструмента нужно изучить маркировку аппарата. Некоторые устройства предназначены только для разрезания. Другое оборудование позволяет выполнять дуговую сварку. В продаже есть универсальные аппараты, но по качеству они уступают специализированным аппаратам.

Может изменяться расположение компрессора. В некоторых моделях этот элемент встроен. У таких моделей низкая мощность. Модель со встроенным компрессором используется в гаражах, небольших мастерских. Для промышленного производства нужно применять аппараты с внешним компрессором.

Принцип работы плазмореза

Принцип работы плазменной резки металла зависит от используемого оборудования. Перед тем как начинать разрезать металлические листы и заготовки нужно изучить устройство плазмотрона:

Основная деталь — источник питания. Это может быть трансформатор или инвертор. Первый вариант обладает громоздкой конструкций и низким КПД. Однако трансформатор позволяет разрезать заготовки большой толщины. У инвертора множество достоинств. Это высокий показатель КПД, стабильная работа, небольшие габариты.
Плазмотрон — рабочая часть. Это инструмент, который состоит из нескольких частей. К ним относится электрод, колпачок, охладитель и сопло.
Компрессор — подаёт поток воздуха, который будет разогреваться во время работы. Если нет компрессора, плазматрон может перестать работать.

При соединении ключевых деталей устройства используются шланги и провода.

Принцип работы плазматрона заключается в том, что с помощью оборудования создаётся поток разогретого ионизированного воздуха. Сам по себе воздух перестаёт быть диэлектриком и начинать проводить ток. После включения аппарата образуется дуга, с помощью которой происходит разрезание металлической заготовки. В момент соприкосновения плазмы и поверхности обрабатываемого материала, на него воздействует температура в 30000 градусов.
✅Аппарат плазменной резки // Плазморез // Чем резать металл

Разновидности плазменной резки

Существует несколько видов ручной плазменной резки:

Использование потока защитного газа. Он защищает место реза от воздействия факторов окружающей среды. Благодаря этому получается более качественный рез.
Плазморезка с применением воды. Жидкость охлаждает обрабатываемую поверхность и сам плазмотрон. Дополнительно к этому вода защищает место реза от воздействия факторов окружающей среды при разогреве. Вода не позволяет расплавленному металлу испускать вредные испарения.
Простая. Классический способ использования плазмотрона. Для резки применяется электрический ток и поток воздуха. Не подходит для разрезания толстых металлических листов, легированных видов стали.

При разрезании заготовок может применяться дуга, которая образуется между двумя электродами.

Технология

При проведении работ следует придерживаться следующей технологии плазменной резки металла:

Сопло, из которого наружу будет вырываться поток воздуха, располагается у края металлического листа.
Мастер запускает аппарат с помощью кнопки включения. Включается начальная дуга, которая постепенно превращается в режущую.
Горелка располагается под наклоном в 90 градусов. Резка выполняется медленно и аккуратно.
Мастер должен контролировать появление брызг расплавленного металла. Если они не появляются, значит металлическую заготовку не получилось разрезать насквозь.
Нельзя прикасаться к соплу или направлять его в сторону других предметов сразу после выключения, поскольку некоторое время из него будет идти горячий воздух.

Если не получается прорезать металлический лист насквозь, необходимо изменить угол наклона, замедлить темп проведения работы или увеличить напряжение.

Технология плазменной резки

Преимущества

Плазменные резаки для металла часто используются на строительных площадках и в частных мастерских. Востребованность объясняется преимуществами плазмореза:

С помощью плазмотрона можно обрабатывать разные виды металлов и сплавов.
Не нужно подготавливать рабочую поверхность. Высокого качества обработки можно достичь без очистки металла от ржавчины и краски.
При аккуратном и медленном ведении резака по обрабатываемой поверхности получается высокоточный рез. Не остаётся окалин и наплывов.
Даже при не большой толщине металлического листа, он не будет повреждён из-за сильного нагревания. Связано это с особенностями используемого оборудования.
С помощью плазмореза можно делать ровные, фигурные резы.

Во время работы плазмотрона практически не выделяется вредных веществ, что делает процесс обработки безопасным для здоровья.

Плазменная резка металлов — технологический процесс с использованием специального инструмента, который позволяет разрезать металлические листы. Выбор плазмотрона зависит от того, какие материалы будут обрабатываться. Если устройство выбрано неправильно, плазменная дуга не сможет разрезать металлическую заготовку.

Возможно ли проведение плазменной резки металла в домашних условиях Ссылка на основную публикацию

Источник: https://metalloy.ru/obrabotka/rezka/plazmennaya

Технология и преимущества плазменной резки металла: что это такое?

Плазменная резка – это современный метод теплового разделения металлических заготовок. Метод основан на использовании энергии ионизированного газа и отличается исключительно высокой температурой струи (до 30 тысяч градусов), позволяющей быстро и точно резать самые тугоплавкие сплавы и металлы.

Газоплазменная резка используется как на больших стационарных станках, так и в ручных установках ограниченной мощности.

Что представляет собой процесс?

Для ионизации потока газа используются два фактора:

электродуга;
сужение сопла в месте истечения, существенно поднимающее давление в струе.

Под таким воздействием атомы газа теряют электроны со своих орбит, превращаясь в положительно заряженные ионы. Сами электроны служат отрицательно заряженными ионами. Вещество превращается в плазму, разогретую до очень высоких температур.

Плазменная струя направляется на заготовку, испаряет металл в зоне контакта и выносит его за пределы зоны разреза.

Сравнение с лазерной

Плазменная и лазерная резка металла — это два наиболее современных способа раскроя.

Лазерный раскрой металла основан на действии высокоэнергетического светового луча, сконцентрированного в очень узкий пучок. Луч лазера испаряет молекулы, после него остается очень тонкий и гладкий разрез.

Толщина заготовки для современных лазерных резаков ограничена 20 мм. При этом они демонстрируют высокую производительность.

Лазерная резка благодаря высокой концентрации энергии очень мало разогревает заготовку, сводя к минимуму тепловые деформации, особенно для тонколистовых деталей.

Плазмообразующие газы

Газы для плазменной резки делятся на две группы. К перовой относятся инертные и малоактивные, такие, как аргон, азот, водород, реже аммиак и гелий. Ко второй — активные газы: кислород, углекислый газ, водяной пар, подготовленный воздух.

Применимость газов и их смесей для резки.

Подготовка воздушных масс заключается в тщательной фильтрации от механических загрязнений и удалении частиц масла и воды на сепараторах.

Резак прямого действия

Предварительная дуга будет зажигаться между заготовкой и вольфрамовым электродом. Она ионизирует газ, и далее рабочий разряд идет уже через него. Применяется для резки металлов, имеющих высокую проводимость.

Прямое (слева) и косвенное (справа) действие.

Косвенного

Таким способом можно резать низкопроводящие металлы и даже диэлектрические материалы. Дуга разжигается между центральным неплавким электродом и латунным соплом. На заготовку действует только поток плазмы. Такие плазмотроны обходятся дороже и при покупке, и в эксплуатации.

Выбор аппарата

Чтобы правильно выбрать оборудование, нужно исходить из своих потребностей. Для их оценки нужно спрогнозировать объем и номенклатуру работ, которые будут выполняться с помощью резака.

При ограниченном объеме работ подойдет инвертор для плазменной резки. Он экономичен, компактен, легко переносится к месту работы. Однако такие устройства перегреваются и требуют периодического охлаждения.

Для серьезной работы в течение всей смены потребуется трансформаторное устройство. Оно обладает серьезными массогабаритными характеристиками и может разрезать заготовки большой толщины.

По мощности

Потребляемая мощность определяет максимальный рабочий ток, и, следовательно, максимальную толщину раскраиваемых заготовок. Детали до 3 см поддадутся резаку с током 90 ампер. Более солидные детали потребуют от 100 до 170 ампер.

Соответственно мощности подбирается форма и размер наконечника сопла.

По времени и скорости разрезания материала

Скорость резания зависит от следующих факторов:

материал заготовки;
ее толщина;
рабочий ток.

Так, алюминий будет разрезан существенно быстрее стали.

Горелка

Мощность горелки следует выбирать, исходя из оценок объемов работы и средней продолжительности разреза. Ее должно хватать для того, чтобы успеть выполнить этот разрез за один прием, между двумя стадиями охлаждения.

Сопло опытные резчики советуют брать медное, оно лучше других материалов охлаждается.

Рукоятка должна удобно лежать в руке и снабжена съемным ограничителем, поддерживающим постоянное расстояние до детали.

Для непродолжительного раскроя тонколистовых заготовок подойдет воздушная горелка. Для работы с толстыми деталями лучше выбрать азотную.

Внешние характеристики

Если места разрезов удалены друг от друга, как это, например, происходит при демонтаже металлоконструкций, важными параметрами становятся масса и размеры устройства.

Свойства технологии

Аппараты профессионального и бытового класса имеют сходные конструкции и принцип действия:

розжиг начальной электрической дуги;
ионизация газовой струи;
применение скоростного потока плазмы для резки металла.

Для технологии свойственны:

Температура струи. Для цветных металлов и их сплавов устанавливают 5 тысяч оС, для высокотемпературных стальных сплавов- максимальное значение в 30 тысяч оС.
Скорость истечения струи. Меняется в диапазоне 450-1600 метров в секунду. Определяется материалом и толщиной детали, криволинейностью линии реза.
Ширина реза. Определяется типом сопла.
Скорость резания. Достигает 6-7 метров в минуту.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Как почистить золото в домашних условиях быстро и эффективно

Качество поверхности

Определяется квалификацией резчика и нормативными документами. Качество важно для последующей сварки. Задаются следующие параметры:

отклонение линии реза от перпендикуляра к поверхности;
оплавление кромки;
класс шероховатости.

Качество поверхности после плазменной резки уступает только лазерной.

Виды

Различают следующие подвиды метода:

Обычная. В качестве плазмообразующего газа применяется подготовленный воздух. Используется для обычной конструкционной низкоуглеродистой стали.
Водная. Создаваемая водная завеса способствует охлаждению сопла и защищает рез от контакта с кислородом воздуха. Применяется для высоколегированных сплавов.
В защитной газовой среде. Плазмообразующий инертный (или малоактивный) газ создает защитную атмосферу, предотвращающую. доступ воздуха к линии разреза. Используется для цветных и легких металлов, а также их сплавов.

По способу создания дуги и воздействия плазмы на материал заготовки различают также плазменно-дуговую и струйную резку.

Лазерноплазменная

Этот метод состоит в совместном применении плазменного пучка и лазерного луча в одной горелке. Лазерная установка применяется при раскрое заготовок не толще 6 мм. Если нужно разделать более серьезные детали, в ход идет плазменный резак.

Такие станки выгодны небольшим предприятиям с широкой номенклатурой и средним объемом заказов. Они снабжены системой ЧПУ, позволяющей использовать компьютерные программы построения оптимальных раскроев.

Единая решетка для размещения листов позволяет экономить время на подготовительно- завершающих операциях.

Области применения

Технология активно используется в следующих областях:

раскрой листового металла;
раскрой профильного проката;
демонтаж металлоконструкций;
художественная резка по металлу, создание декоративных изделий.

Раскрой заготовок применяется во всех машиностроительных отраслях, производстве сложных строительных конструкций и транспортных средств.

С увеличением выпуска ручных плазморезов их цена становится доступна и домашним мастерам, выполняющим много операций по разделке или демонтажу.

Точность и скорость резания

Точность и скорость резания не находятся в однозначной зависимости друг от друга. Если вести горелку слишком быстро, возможны частичные непрорезы. Если же, наоборот, задерживать ее на каких-либо участках, они будут перегреваться и может случиться прожог или термическая деформация.

Опытный и квалифицированный резчик выбирает скорость работы, исходя из материала заготовки и ее толщины. Он ведет горелку с постоянной скоростью, ровно и на постоянном расстоянии от детали.

Нормальной является конусность разреза от 3 до 10о. Допускается также оплавление кромок в начале линии.

Тонкости процесса раскроя металла

тонкость в ходе плазменной резки — это выбор и поддержание правильного расстоянии от горелки до заготовки. При его занижении увеличивается ширина разреза и область температурного воздействия. Это может вызвать появление термических деформаций.

При пробивке сквозных отверстий расстояние увеличивают до 20-25 мм, далее горелку подводят на рабочую дистанцию.

Рабочий ток следует выставлять минимально возможный для стабильного горения дуги и плазменного пучка. Превышение минимальных значений ведет к повышенному расходу газа и износу сопел.

Как пользоваться плазморезкой?

Опытные резчики сформулировали ряд рекомендаций для облегчения освоения технологии начинающим мастерами:

строго соблюдать постоянное расстояние от горелки до заготовки;
при необходимости пользоваться упором, крепящимся сбоку на горелке и ограничивающим зазор;
вести горелку равномерно, без рывков, с заданной скоростью;
следить за перпендикулярностью плазменного пучка к поверхности детали отклонения приводят к снижению качества поверхности разреза;
следить за пучком искр, вылетающих с тыльной стороны детали, если их мало или они пропали — металл прорезается не полностью и надо корректировать режим резки;

После завершения разреза горелку необходимо наклонить, чтобы дать выйти газам, скопившимся в шланге.

Источник: https://svarka.guru/vidy/thermo/gazovaya/plazmennaya-rezka.html

Плазменная резка металла: принцип работы, технология, системы

Уважаемые друзья, в этой статье мы расскажем Вам всё о плазменной резке – как она работает, где применяется, что нужно для ее использования и каких результатов можно добиться, в чем основные преимущества плазменной резки и какие есть недостатки, и многое другое.

Вся статья написана на бытовом языке, без сложных технических терминов, и поэтому она доступна для понимания любому заинтересованному посетителю, в том числе, не связанному с металлообработкой.

1.1 Принцип работы плазменной резки

Начнем мы с краткой расшифровки такого слова «плазма». Итак

Плазма – представляет собой ионизированный квазинейтральный газ, образующий нейтральные молекулы и заряженные частицы. Плазма возникает при нагреве квазинейтрального газа (например кислорода) до достаточно высокой температуры при его активной ионизации. За счёт подвижности частиц в газе, плазма имеет свойство проводить электрический ток.

Много непонятных слов? Не страшно! Это определение нужно только для понимания сути – нагреваем газ примерно до 10000 оС, создаем давление и ионизацию – получаем плазму. Далее переходим к определению плазменной резки.

Плазменная резка – это один из способов раскроя металла, при котором в качестве режущего инструмента выступает струя плазмы. Между электродом и соплом зажигается электрическая дуга, в сопло подается газ (воздух или кислород) в 6-8 атмосфер, при взаимодействии с электрической дугой газ нагревается до температуры 5000-30000 оС и превращается в плазменную струю.

Итак, сейчас, я думаю, у Вас должно уже появиться представление, относительно того, что есть плазменная резка. Если нет, то предлагаю Вам посмотреть материал, в котором подробно все рассказывается.

1.2 Газы, используемые в плазменной резке

Теперь давайте остановимся поподробнее на газах, используемых в плазменной резке.

Воздушно-плазменная резка

В данном случае, в качестве плазмообразующего газа используется воздух. Это, пожалуй, самый дешевый вариант плазменного раскроя. Воздух подходит для резки почти всех видов металлов: чёрная сталь, нержавейка, медь, латунь и др. Воздух дает средние показатели относительно качества и скорости раскроя и подходит для большинства пользователей плазменной резки. Подробнее об этой резки можно почитать здесь.

Кислородная плазменная резка

Кислород используется в более профессиональных системах плазменной резки, где необходимо получить наилучшее качество и наибольшую скорость раскроя. Говоря о качестве, мы имеем ввиду перпендикулярность реза и минимальное количество шлака (облоя) с нижней стороны вырезаемой детали.

Плазменная резка с использованием защитных газов

Данная технология используется в передовых профессиональных системах плазменного раскроя. Комплексы такого оборудования стоят от 5 до 12 млн. рублей. В качестве режущего газа могут быть использованы: Кислород (О2), Азот (N2), Аргон (Ar) и воздух. Эти же газы могут использоваться как защитные, в определенных пропорциях. Использование защитных газов позволяет приблизить плазменную резку толстых заготовок (до 50 мм) к качеству лазерной.

Наиболее часто используемые показатели плазменной резки:

Толщина разрезаемого металла	0,5-70 мм	Зависит от тока резки
Толщина плазменной струи	0,5-2 мм	Зависит от толщины металла
Скорость плазменной резки	250-10000 мм/мин	Зависит от тока резки и толщины металла
Давление газа	5-12 Атм	Зависит от мощности источника плазмы
Ток плазменной резки	20-800 A	Зависит от толщины металла

1.3 Раскрой разных видов металлов

Плазменная резка подходит для раскроя почти всех металлов, но в отдельности для каждого вида металла существуют свои особенности. Рассмотрим наиболее востребованные металлы.

Плазменная резка стали

Существует много видов стали, мы не будем углубляться в марки и состав. Основное значение для плазменного раскроя имеет содержание в стали углерода – именно этот параметр определяет качество, которого получится добиться при плазменной резке.

Низкоуглеродистая сталь наиболее подходит для плазменного раскроя. Именно на неё ориентируются все производители источников плазмы создавая карты резки и табличные значения тока и скорости раскроя для разных толщин стали.

Высокоуглеродистая сталь (в том числе оцинкованная сталь) так же поддается плазменной резке, но тут для получения качественного реза нужна будет тонкая настройка оборудования и эксперименты с режимами раскроя.

Легированные стали так же можно резать плазмой (наиболее известная — нержавеющая сталь). Поскольку легированные стали используются в промышленности гораздо реже, табличных показателей для их раскроя производители аппаратов плазмы не предоставляют.

Но по опыту, можем сказать, что показатели отличаются от раскроя низкоуглеродистой стали, в ту или иную сторону, в пределах 20%.

Высоколегированную толстостенную сталь рекомендуют резать не воздухом, а смесью газов: азота, аргона и в некоторых случаях водорода, дабы не повредить её структуру вокруг реза.

Плазменная резка цветных металлов

При раскрое цветных металлов, таких как: алюминий, медь, титан, для получения качественного реза используют так же смесь газов: азота, аргона и водорода. Это связано с высокой стоимостью цветных металлов – не стабильный раскрой может привести к существенным денежным потерям в виде испорченных заготовок. Воздухом резать данные материалы тоже возможно, но как правило, в небольших объемах и со средним качеством кромки.

2. Ручная плазменно-дуговая резка металлов

Ручная плазменная резка производится при помощи портативных (мобильных) аппаратов плазменной резки, состоящих из:

Основного аппарата, содержащего трансформатор и выпрямительную подстанцию.
Силового кабеля питания.
Шлангопакета, идущего от аппарата до плазменного пистолета. Шлангопакет содержит воздушный шланг и силовой кабель.
Плазматрона (плазменного пистолета) – в нём происходит формирование плазмы.

Существует два основных способа ручного плазменного раскроя:

Косвенная резка плазменной струей. Данный метод используют в основном для резки не
металлических материалов. Электрическая дуга, формирующая плазму, в этом случае загорается между электродом и соплом плазматрона. Разрезаемый материал в формировании плазмы не учувствует, а резка осуществляется вырывающейся из резака плазменной струей.
Прямая плазменно-дуговая резка. Это как раз наш случай, так как данный метод используется для резки металлов. Он используется как в ручной, так и в механизированной плазменной резке. Электрическая дуга загорается между электродом и разрезаемым металлом и совмещаясь со скоростным потоком воздуха образует плазму. Получаемая плазменная струя обладает такой мощностью, что буквально испаряет металл в процессе резки.

Ручная плазменно-дуговая резка на столько хорошо себя зарекомендовала, что применяется сейчас почти на всех предприятиях, имеющих цех металлообработки. Большое количество частников предлагают выездные услуги плазменной резки, т.к. ручные аппараты очень мобильны, их можно переносить в руках или на плечевом ремне.

Основные преимущества ручных плазменных аппаратов:

Мобильность, портативность (ручные аппараты малой и средней мощности весят от 10 до 25 кг).
Доступность использования (работают от 220 V, сила тока зависит от мощности аппарата).
Универсальность (возможность резки всех видов металлов).
Доступная цена (ручные аппараты плазменной резки российского производства стоят от 15000 до 70000 руб.

3. Автоматическая плазменная резка

С появлением ручной плазменной резки данную технологию начали использовать совместно со станками с ЧПУ (числовое программное управление). Использование станков ЧПУ совместно с плазменным резаком позволяет производить раскрой листового металла, круглых и профильных труб с высокой точностью (±0,25-0,35 мм) и скоростью (до 7 м/мин).

Наиболее распространена автоматическая плазменная резка листового металла. Плазменные аппараты средней мощности режут листовой металл до 30 мм на пробой. Более профессиональные и мощные аппараты могут разрезать листы до 70 мм с высоким качеством.

Один и тот же аппарат плазменной резки может использоваться как для ручной резки, так и для автоматического раскроя, за исключением плазмотронов, которые разделяются на ручные и механизированные.

Для раскроя с ЧПУ как правило используются более мощные плазменные аппараты, чем для ручной резки. Наиболее востребованы аппараты мощностью от 65 до 125 А, питание у которых происходит от 380 V.

Плазменная резка на станке с ЧПУ позволяет резать металл толщиной до 60 мм с высоким качеством.

4. Применение плазменной резки

В силу своей универсальности и доступности плазменная резка сегодня применяется почти на всех средних и крупных предприятиях, занимающихся металлообработкой.
С применением плазменной резки изготавливаются металлоконструкции и изделия: двери, ворота, калитки, заборы, художественные орнаменты, узоры и флюгера, вешалки, отводы вентиляции, сваи и другие металлоизделия.

Многие предприниматели строят бизнес на плазменной резке, имея у себя оборудование и принимая заказы на раскрой металла.

5. Преимущества и недостатки плазменной резки

Чтобы говорить о преимуществах плазменной резки и ее недостатках, нужно определиться с чем мы будем сравнивать. У плазменного раскроя есть три основных конкурента – газо-кислородная резка, лазерная резка и гидроабразивная резка. Каждый из четырех видов раскроя имеет свою специфику применения. Подробное сравнение мы привели в предыдущей статье, рекомендуем Вам с ней ознакомиться.

Здесь же мы распишем основные преимущества и недостатки плазменной резки с практической точки зрения предприятий, которые ее используют. Итак

Преимущества плазменной резки

Раскрой металла от 0,5 до 50 мм;
Раскрой всех видов металлов (алюминий, медь, титан, нержавейка, сталь и т.д.);
Точность плазменной резки 0,25-0,35 мм;
Скорость раскроя тонких металлов до 7 м/мин, быстрый пробой металла;
Мобильность ручных плазменных аппаратов;
Высокая степень готовности деталей (минимальная очистка от шлака).

Недостатки плазменной резки

Относительно высокая стоимость качественных плазменных аппаратов;
Высокая стоимость расходных материалов (сопло, электрод, защитный экран);
Наличие минимальной конусности реза;

Вот, в общем-то, все основные моменты, которые нужно знать, если Вы планируете использовать плазменную резку металлов в своих задачах.

По всем вопросам мы с радостью проконсультируем Вас по телефону 8 (800) 500-33-04!

Источник: https://plazma-stanok.ru/plazmennaya-rezka-metalla-prosto-o-slognom/

Плазменная резка

Плазменная резка — технологическая операция разделения материалов, при которой роль режущего инструмента играет струя плазмы.

Суть процесса плазменной резки — высокоскоростное прохождение через сужающееся отверстие (сопло) потока ионизированного газа, т. е. плазмы, которая выступает проводником электрического тока между горелкой (плазмотроном) и разрезаемым материалом.

Она нагревает, расплавляет изделий. Затем высокоскоростной поток плазмы механически сдувает расплав, разделяя.

Температура плазменного потока варьирует от 5000 °C до 30000 °C, скорость — от 500 м/с до 1500 м/с.

Основное назначение операции — разрезание металлических элементов с толщиной до 25 мм. Максимальная толщина материала при плазменной резке не превышает 200 мм. Величина толщины металла, разрезаемого плазмой, зависит от его теплопроводности. А именно: чем больше теплопроводность металла, тем тоньше изделие, которое возможно разрезать. Для получения струи плазмы используют:

неактивные газы (азот, водород, пар воды) — плазменная резка цветных металлов;
для разрезания черных металлов активные газы (кислород, воздух).

Преимущества, недостатки метода плазменной резки

Отметим основные преимущества данной технологической операции:

плазменная резка используется как для черных (сталь, чугун), так и для цветных (алюминий, медь) металлов. Также можно разрезать неметаллические материалы (бетон);
высокая скорость, производительность, точность;
возможность вырезать фигуры сложной конфигурации;
отличное качество кромочной поверхности. Кромку не надо подвергать дополнительной механической обработке;
безопасность, экологичность технологического процесса. В нем не используют горючий газ и сжатый кислород, практически отсутствуют вредные выбросы;
универсальность операции: возможность резать детали большой ширины, трубные заготовки, выполнять рез под определенным углом;
перед работой заготовку не надо предварительно нагревать. Это существенно экономит время технологической операции.

Но в современном, инновационном процессе плазменной резки присутствуют и отрицательные моменты:

при раскрое заготовок большой толщины необходимо использовать источники электричества высокой мощности;
необходимость привлекать для работы обученный квалифицированный персонал;
ограничение по толщине обрабатываемых деталей;
работа по плазменной резке сопровождается высоким уровнем шума;
высокая цена оборудования.

Оборудование для плазменной резки металла

Для осуществления раскроя с помощью плазмы необходимо получить непосредственно саму плазменную дугу. Для этого используют специальный аппарат — плазмотрон, который состоит из:

сопла — выходного отверстия для плазмы;
электрода, изготовленного из металла с высоким показателем температуры плавления (вольфрам, цирконий);
канала для подачи сжатого газа (воздуха, очищенного кислорода);
изолирующего элемента, который одновременно играет роль охладителя.

Часть конструкционных элементов плазмотрона, которая работает в зоне высоких температур и значительных динамических нагрузок, может изнашиваться, требовать периодической замены. К таким элементам относят:

— электроды;

— сопло плазмотрона;

— изолирующие узлы;

— диффузор, где происходит закручивание потока рабочего газа.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Как очистить медь от лака

Кроме того, расходными элементами считаются различные защитные экраны, кожухи, которые делают работу с плазмотроном более комфортной.

Износ расходных деталей может привести к ухудшению качества реза, поломке дорогостоящего оборудования. Поэтому необходимо, вовремя выявлять износ расходных элементов, проводить их замену.

В состав установки для осуществления плазменной резки входит:

трансформатор либо инвертор, преобразователь тока для создания электрической дуги;
компрессор для подачи газа под давлением;
плазмотрон для получения потока;
трубка для подачи воздуха, соединенная с электрическим кабелем.

Хотя самый важный технологический процесс происходит в плазмотроне, но при отсутствии любого другого элемента оборудования плазменная резка невозможна.

Процесс работы плазмотрона

После нажатия кнопки в аппарат поступает электрический ток и внутри загорается, распространяется по всей площади канала первичная электрическая дуга с температурой около 8000 °C.

Компрессор начинает подавать в канал с первичной дугой сжатый воздух, который проходя по каналу, разогревается, приобретает свойства ионизированного газа, проводящего электрический ток. Из-за высоких температур нагрева воздух расширяется в объеме в 50-100 раз. Это значительно увеличивает давления газа.

Затем по каналу раскаленный, расширенный поток газа поступает в сопло, которое сужает его и делает более концентрированным. Поток воздуха, преобразованный в плазму, вылетает из отверстия сопла с огромной скоростью (около 3 км/с). При этом температура ионизированного потока возрастает в разы.

Именно такой ионизированный, раскаленный до огромной температуры газ, и является плазмой, посредством которой осуществляется раскрой.

Виды систем для резки

Системы различаются в зависимости от вида плазменного газа, предусмотренного технологией.

Обычные системы используют в виде газа окружающий воздух. Сила тока при таком процессе составляет от 12-20 тыс. А/дюйм². Форма потока плазмы зависит от отверстия сопла. Подобные системы используют как для ручного, так и для механизированного раскроя. Допускаются отклонения в размерах разрезаемой детали.

Высокочастотные системы (с высокой плотностью тока) применяют для плазменной резки с повышенной точностью. В качестве плазменного газа применяют очищенный воздух, кислород, смеси водорода, азота. В технологическом процессе эксплуатируют плазмотроны и расходные материалы более сложной конструкции. Сила тока при высокочастотном разделении составляет 40-50 тыс. А/дюйм². Основная цель — добиться повышенной точности при фокусировке дуги, получить высокое качество реза.

Применение плазменной резки

1. Метод плазменной резки широко эксплуатируется для трубной продукции. Здесь применяют специальные установки — труборезы с центраторами. Кроме основной операции разделения трубы, установки могут выполнять дополнительные функции: зачистку швов, снятие фасок, разделывание кромок.

2. Плазменная резка используется для разделения на части тонких металлических листов. Как правило, для этих операций используют оборудование с ЧПУ, позволяющее проводить автоматизированный, высокоточный раскрой.

3. Вырезанные из металла плоские фигуры сложной конфигурации, так называемая художественная плазменная резка, широко эксплуатируются в строительстве.

4. Плазменная резка чугуна признана самой эффективной операцией для данного материала. Этот метод применяется в тяжелой промышленности для разделения на части отходов чугунного лома.

5. Технологию плазменной резки используют при работе с нержавеющими сталями различной толщины. Здесь ценится высокая скорость, экологичность и безопасность процесса, точность, качество реза.

6. Резка стальных рулонов дает возможность быстрого получения листов определенных размеров, а также изготовления металлических штрипс — узких, длинных полос стали.

7. Плазменная резка применяется не только для разделения металлов. Актуальна для не металлических материалов, в частности, бетона. Здесь применяется вариант резания струей, при котором электрическая дуга образуется между электродами.

8. Получение с помощью плазменных технологий отверстий в металлических листах.

Источник: https://www.okorrozii.com/plazmennaya-rezka.html

Что такое плазменная резка металлов?

18.01.2016

Плазменная резка — вид плазменной обработки материалов, при котором в качестве режущего инструмента вместо резца используется струя плазмы.

(Википедия)

Плазменная резка на сегодняшний день считается одним из наиболее эффективных способов прямолинейного и фигурного раскроя металла. Позволяет выполнять резание всех видов сталей, алюминия, меди, чугуна, титана, листового и профильного проката, осуществлять скос кромок под определенным углом.

Характерные преимущества процесса

Плазменная резка металла характеризуется такими особенностями:

Высокая производительность. В 5-10 раз выше скорость раскроя сравнительно с газокислородным способом. Уступает по данному параметру лишь лазерному резанию.
Универсальность. Возможен раскрой практически любого материала, достаточно установить оптимальные параметры процесса – мощность и давление газа.
Качество подготовки не имеет особого значения – лакокрасочное покрытие, грязь или ржавчина на металле для плазменной резки не страшны.
Повышенное качество и точность. Современные агрегаты обеспечивают минимальную ширину реза, относительно чистые без чрезмерного количества окалины на кромках – в большинстве случаев не нуждаются в дополнительной механической обработке и даже зачистке.
Небольшая зона термического влияния способствует минимизации деформации вырезаемых заготовок в результате воздействия повышенной температуры.
Возможность фигурной вырезки сложных геометрических форм.
Безопасность процесса в отличие от газо-кислородной резки, где присутствуют баллоны со сжатым кислородом и горючим газом.
Агрегаты для плазменной резки металла просты в обслуживании и эксплуатации.

Что представляет собой процесс плазменной резки металла?

Плазма – токопроводящий ионизированный газ высокой температуры. Образуется струя в специальном устройстве – плазмотроне. Он состоит из таких основных элементов:

Электрод (катод) – оснащен вставкой из материала с высокой термоэлектронной эмиссией (гафний, цирконий), которая выгорает в процессе эксплуатации и при выработке более 2 мм требует замены.
Механизм закрутки газового потока.
Сопло – как правило, изолированное от катода специальной втулкой.
Кожух – защищает внутренние компоненты от брызг расплавленного металла и металлической пыли.

Источник: https://www.purm.ru/blog/plazmennaya-rezka-metallov/

Принцип и технология плазменной резки металла

[Плазменная резка] позволяет разрезать металл, но не резцом — этот агрегат имеет струю плазмы.

Суть работы плазморезки такова: между соплом, электродом или разрезаемым материалом образовывается электрическая дуга.

Из сопла выходит газ, он преобразовывается в плазму после воздействия электричеством.

Металл разрезается плазмой, температура которой может достигать 30 тыс. градусов.

В статье подробно рассмотрена технология плазменной резки металла, принцип ее работы и некоторые нюансы.

Виды плазменной резки

Резка металла с помощью плазмы бывает нескольких видов.

Это зависит от того, в какой среде происходит процесс:

Простой — при разрезании используется электрический ток, воздух, иногда вместо воздуха применяют азот. При таком способе длина электрической дуги ограничивается. Если толщина листа несколько миллиметров, то параллельность поверхностей можно сравнить с лазерной резкой. Данный параметр можно соблюсти, разрезая металл, толщина которого 10 мм. Такой способ применяется при разрезании низколегированной или мягкой стали. Кислород применяют в качестве режущего элемента. Кромка после разреза остается ровной, заусенцы не образовываются. Кроме этого, в обработанной кромке металла содержится пониженное содержание азота;
С применением защитного газа — в качестве такого газа используются защитный, плазмообразующий. С применением такой резки качество разрезания металла увеличивается, так как срез защищен от воздействия окружающей среды;
С водой — вода во время разрезания металла защищает срез от влияния окружающей среды, охлаждает плазмотрон, все вредные испарения поглощаются водой.

Плазменная резка может быть разделительной, поверхностной. Чаще всего применяют разделительную резку.

Также разделяют резку по способам: дугой — при разрезании металла материал является частью электроцепи и струей — при разрезании металл не является частью электроцепи, дуга образовывается между электродами.

Преимущества резки плазмой

Плазменная резка имеет свои плюсы перед лазерной резкой:

плазморезкой можно обработать любой металл: цветной, черный, тугоплавкий;
скорость разрезания проходит быстрее, чем работа газовой резкой;
плазморезкой доступна художественная работа — заготовки можно делать любой геометрической формы, доступна фигурная резка повышенной сложности, художественная резка металла плазмой и деталей;
независимо от того, какова толщина разрезаемого металла, можно разрезать заготовку быстро, точно;
плазморезкой можно разрезать не только металл, но и материалы, не содержащие в своем составе железа;
разрезание материалов с помощью плазмы проходит гораздо эффективнее, быстрее, чем обычная резка механическим способом;
в сравнении с лазерной резкой, плазморезка способна обрабатывать листы материала большой ширины, под углом. Изделия получаются с наименьшим количеством дефектов, загрязнений;
при работе в воздух выбрасывается минимальное количество загрязняющих веществ;
перед тем, как разрезать металл, его не нужно прогревать, таким образом сокращается время прожига;
безопасность во время плазменной резки на высоком уровне, так как нет необходимости использовать газовые баллоны, которые очень взрывоопасны.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Технология гидроабразивной резки металла

Наряду с преимуществами плазморезка имеет некоторые недостатки:

высокая стоимость плазмотрона;
толщина металла, который можно разрезать плазмотроном, не должна быть более 10 см;
во время работы агрегат издает большой шум, так как газ подается на высокой скорости, близкой к скорости звука;
плазмотрон необходимо правильно обслуживать;
к плазмотрону нельзя прикрепить резаки, чтобы металл обрабатывать вручную.

Принцип действия плазмотрона

Плазменная резка металла проводится своими руками, которые не имеют в этом деле большого опыта. В данном разделе рассмотрен принцип действия прибора для плазменной резки.

Если в наличии есть специальный аппарат, то с легкостью можно разрезать металл, плитку из керамики, дерево или пластик своими руками, доступна также фигурная резка.

Кроме этого, аппаратом можно производить сварку цветных, черных металлов, закаливать элементы, выполнять огневую зачистку или отжиг поверхностей, производить художественную резку.

Пример действия плазморезки можно посмотреть на видео.

В отличие от лазерной, принцип резки плазмой заключается в нагревании до высокой температуры места нагрева именно плазмой. Она образуется в сопле из пара. Сопло имеет узкий канал.

В нем образовывается электродуга. Пар проходит через канал под давлением, вместе с этим дуга охлаждается.

Пар при выходе ионизируется, затем возникает струя плазмы, имеющая высокую температуру — до 6 тысяч градусов.

Схемы и чертежи помогут разобраться в конструкции плазморезки и в принципах образования режущей струи.

При проведении работ плазма не нагревает большой участок материала. Место, где разрез делала плазморезка, остывает гораздо быстрее, чем резка лазерной, механической техникой.

Рабочая жидкость в плазморезке призвана охлаждать сопло и катод, так как это самые нагруженные части аппарата.

Дуга стабилизируется в результате определенного отношения катода, сопла с паром. Резервуар плазмотрона содержит специальный материал, который впитывает влагу.

Он помогает рабочей жидкости переноситься к нагревателю. На катоде образовывается отрицательный заряд, на сопле — противоположный, в результате возникает дуга.

При воздействии плазморезкой своими руками, как и при лазерной, механической резке, следует быть осторожным и соблюдать правила безопасности.

Аппарат крайне травматичен для человека — высокое напряжение, нагрев, расплавленный материал.

При проведении резки специалисты рекомендуют одевать защитный костюм, иметь специальный щиток, у которого стекла затемненные. в статье наглядно покажет, как проводить резку.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Методы раскроя металла — лазерный, плазменный

Перед тем как приступать к работе, важно внимательно изучить схемы аппарата, осмотреть сопло, электрод, щиток на предмет закрепления.

Если они закреплены не надежно, работать плазморезкой нельзя. Также нельзя ударять аппаратом о металл с целью удаления брызг — так аппарат может повредиться.

Рекомендуется экономить материал при работе. Для этого не стоит часто зажигать плазменную дугу и обрывать ее.

Резка с помощью плазмы своими руками будет выполнена качественно, на срезе не будет окалины, заусенец, материал не деформируется, если при работе правильно рассчитать ток.

Чтобы это сделать, нужно применить действия, согласно схеме: подать высокий ток, произвести пару разрезов. По материалу будет видно, нужно снизить ток или оставить высоким.

Если для материала ток большой, то на нем будет образовываться окалина в результате его перегрева.

Технология работы плазморезкой

Перед тем как начать разрезание плазмой, стоит знать, как проходит весь процесс. В отличие от лазерной резки, горелку плазмы стоит разместить близко к краю материала.

После включения кнопки «пуск» будет зажжена сначала дежурная дуга, потом режущая. Горелку с режущей дугой необходимо медленно вести по материалу.

Для регулировки скорости разрезания, рекомендуется контролировать появление искр с другой стороны металла. Когда их нет, то полностью материал разрезать не удалось.

Причин можно отметить несколько: высокая скорость прохождения аппарата, низкий ток, горелка не находилась под углом в 90 гр. к разрезаемому металлу. Как правильно установить угол резки, показано на видео.

После завершения процесса, горелку нужно наклонить, как показывают схемы. Стоит помнить, что после выключения пуска, воздух будет идти еще какое-то время.

Проплавить полностью металл плазморезка сможет в тот момент, когда наклон составит 90 градусов и выше.

После включения аппарата — дождаться появления режущей дуги, создать между горелкой и материалом прямой угол. Так любая фигурная конструкция может получить отверстие.

При работе с плазморезкой стоит изучить схемы аппарата — в них указана наибольшая толщина металла, в котором можно сделать отверстие. Технология плазменной резки подробно показана на видео.

Как выбрать плазмотрон?

Чтобы производить резку металла плазморезкой своими руками, важно купить оборудование.

Перед тем как совершить покупку, рекомендовано учесть свойства и параметры прибора. Они будут оказывать большое влияние на функции плазмотрона. Цена также будет отличаться.

Резка с помощью плазмы может производиться двумя видами плазморезки:

Инвенторная — имеет компактные размеры, для ее работы необходимо малое количество энергии, аппарат легкий с привлекательным дизайном. В то же время у него непродолжительное включение, перепады напряжения негативно скажутся на аппарате;
Трансформаторная — высокая длительность включения, если напряжение будет скакать, плазморезка не выходит из строя. Размер, вес агрегата достаточно большие, энергии такая плазморезка также потребляет много.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Технология лазерной резки металла

При выборе плазмотрона для резки своими руками, рекомендуется обратить внимание на параметры.

Такая плазморезка сможет максимально удовлетворить потребности мастера и выполнить работу.

Мощность

В зависимости от того, каковы характеристики изделия, которое необходимо разрезать, выбирается мощность. Будет отличаться и размер сопла, тип газа.

Так, при мощности 60-90А плазморезка сможет справиться с металлом толщиной 30 мм.

Если необходимо разрезать большую толщину, то рекомендуется купить плазморезку с мощностью 90-170А.

Выбирая агрегат, учтите силу тока, напряжение, которое он сможет выдержать.

Время, скорость разрезания материала

Этот показатель меряют в см, которые аппарат сможет разрезать за 1 минуту. Одни плазморезки смогут разрезать металл за 1 минуту, а другие за 5.

При этом толщина материала будет одинаковая.

Если важно сократить время на резку, то стоит учесть скорость разрезания.
Аппараты отличаются временем работы — длительность разрезания металла, не перегреваясь.

Если указано, что длительность работы составляет 70 процентов, то это значит, что плазморезка будет работать 7 минут, после чего 3 минуты она должна остывать.

Если необходимо сделать длинные разрезы, то рекомендуется выбирать агрегаты с высокой продолжительностью работы.

Горелка плазморезки

Стоит оценить материал, который придется разрезать. Горелка плазморезки должна обладать мощностью, чтобы качественно его разрезать.

При этом стоит учесть, что условия работы могут быть сложными, резка — интенсивной.

Считается, что агрегаты с медным соплом очень прочные, почти не бьются, охлаждаются воздухом очень быстро.

На рукоятки таких плазморезок можно закрепить дополнительные элементы, поддерживающие наконечник сопла на определенном расстоянии. Это во много раз облегчает работу.

Если плазморезкой будет проводиться разрезание тонкого металла, то можно выбрать агрегат, в горелку которого поступает воздух.

Если планируется плазменная резка толстого металла, нужно предпочесть плазмотрон, в горелку которого будет подаваться азот.