Технология плазменной резки крайне редко применяется в быту, зато в промышленной сфере получила очень широкое распространение. Благодаря тому, что с помощью плазмореза можно легко, быстро и качественно разрезать практически любой токопроводящий металл, а также другие материалы - камень и пластик, его используют в машиностроении, судостроении, коммунальной сфере, изготовлении рекламы, для ремонта техники и многого другого. Срез всегда получается ровным, аккуратным и красивым. Тех, кто только собрался освоить данную технологию, может интересовать резонный вопрос, что собой представляет аппарат плазменной резки, каков принцип его работы, а также какие разновидности плазморезов бывают и для чего используется каждый из них. Все это даст общее понимание технологии плазменной резки, позволит сделать правильный выбор при покупке и освоить работу с аппаратом.
Как работает плазморез? И что подразумевается под словом «плазма»? Для работы плазмореза необходимо только две вещи - электричество и воздух. Источник энергии подает на резак (плазмотрон) токи высокой частоты, благодаря чему в плазмотроне возникает электрическая дуга, температура которой 6000 - 8000 °С. Затем в плазмотрон направляется сжатый воздух, который на большой скорости вырывается из патрубка, проходит через электрическую дугу, нагревается до температуры 20000 - 30000 °С и ионизируется. Воздух же, который ионизировался, теряет свойства диэлектрика и становится проводником электричества. Плазмой как раз и является этот воздух .
Вырываясь из сопла, плазма локально разогревает заготовку, в которой необходимо выполнить рез, металл плавится. Образованные на лобовой поверхности реза частички расплавленного металла сдуваются потоком воздуха, вырывающимся на огромной скорости. Так происходит резка металла.
Скорость плазменного потока (разогретого ионизированного воздуха) возрастает, если увеличить расход воздуха. Если же увеличить диаметр сопла, через которое плазма вырывается, то скорость уменьшится. Параметры скорости плазмы примерно таковы: на токе 250 А она может быть 800 м/с.
Чтобы рез получился ровным, плазмотрон необходимо держать перпендикулярно плоскости реза, максимальное допустимое отклонение 10 - 50 °. Также большое значение имеет скорость реза. Чем она меньше, тем ширина реза становится больше, а поверхности реза становятся параллельными. То же самое происходит при увеличении силы тока.
Если увеличить расход воздуха, то ширина реза уменьшится, зато кромки реза станут непараллельными.
Аппарат плазменной резки состоит из источника питания , плазмотрона и кабель-шлангового пакета , с помощью которого соединяются источник питания и компрессор с плазмотроном.
Источником питания для аппарата плазменной резки может служить трансформатор или инвертор, которые подают на плазмотрон большую силу тока.
Плазмотрон , собственно, и является главным элементом аппарата - плазменным резаком. Иногда по ошибке весь аппарат называют плазмотроном. Возможно, это связано с тем, что источник питания для плазмореза не отличается никакой уникальностью, а может быть использован вместе со сварочным аппаратом. А единственным элементом, отличающим плазморез от другого аппарата, и является плазмотрон.
Основные составляющие плазмотрона - электрод, сопло и изолятор между ними.
Внутри корпуса плазмотрона находится цилиндрическая камера малого диаметра, выходной канал из которой довольно мал и позволяет формировать сжатую дугу. В тыльной стороне дуговой камеры располагается электрод, служащий для возбуждения электрической дуги.
Электроды для воздушно-плазменной резки могут быть изготовлены из бериллия, гафния, тория или циркония. На поверхности этих металлов образуются тугоплавкие оксиды, предотвращающие разрушение электрода. Но для образования этих оксидов нужны определенные условия. Самыми распространенными являются электроды из гафния. А вот из бериллия и тория их не делают, и виной тому те самые оксиды: оксид бериллия - крайне радиоактивен, а оксид тория - токсичен. Все это может крайне негативно сказаться на работе оператора.
Так как возбуждение электрической дуги между электродом и заготовкой обрабатываемого металла напрямую затруднительно, сначала зажигается так называемая дежурная дуга - между электродом и наконечником плазмотрона. Столб этой дуги заполняет весь канал. После этого в камеру начинает подаваться сжатый воздух, который, проходя сквозь электрическую дугу, нагревается, ионизируется и увеличивается в объеме в 50 - 100 раз. Сопло плазмотрона сужено книзу и формирует из разогретого ионизированного газа/воздуха поток плазмы, вырывающийся из сопла со скоростью 2 - 3 км/с. При этом температура плазмы может достигать 25 - 30 тыс. °С. В таких условиях электропроводимость плазмы становится примерно такой же, как и у обрабатываемого металла.
Когда плазма выдувается из сопла и касается факелом обрабатываемого изделия, образуется режущая плазменная дуга - рабочая, а дежурная дуга гаснет. Если вдруг по какой-то причине рабочая дуга тоже погасла, необходимо прекратить подачу воздуха, снова включить плазмотрон и сформировать дежурную дугу, а затем пустить сжатый воздух.
Сопло плазмотрона может иметь различные размеры и от этого зависят возможности всего плазмотрона и технология работы с ним. Например, от диаметра сопла плазмотрона зависит количество воздуха, которое может проходить сквозь этот диаметр за единицу времени. От количества расхода воздуха зависит ширина реза, скорость работы и скорость охлаждения плазмотрона. В плазморезах используют сопла не больше 3 мм диаметром, зато довольно длинные - 9 - 12 мм. Длина сопла влияет на качество реза, чем длиннее сопло, тем качественнее рез. Но здесь нужно быть осторожным, везде важна мера, так как слишком большое сопло будет быстрее изнашиваться и разрушаться. Оптимальной считается длина, в 1,5 - 1,8 раз больше диаметра сопла.
Крайне важно, чтобы катодное пятно фокусировалось строго по центру катода (электрода). Для этого используют вихревую подачу сжатого воздуха/газа. Если вихревая (тангенциальная) подача воздуха нарушена, то катодное пятно будет смещаться относительно центра катода вместе с дугой. Все это может привести к нестабильному горению плазменной дуги, образованию двойной дуги и даже выходу плазмотрона из строя.
В процессе плазменной резки используются плазмообразующие и защитные газы. В аппаратах плазменной резки с силой тока до 200 А (можно разрезать металл толщиной до 50 мм) используют только воздух. В таком случае воздух является плазмообразующим газом и защитным, а также охлаждающим. В сложных промышленных портальных аппаратах используют другие газы - азот, аргон, водород, гелий, кислород и их смеси.
Сопло и электрод в аппарате плазменной резки являются расходными материалами, которые необходимо своевременно заменять, не дожидаясь их полного износа.
В основном плазморезы принято покупать в готовом виде, главное - правильно подобрать нужный агрегат, тогда не придется ничего «доделывать напильником». Хотя в нашем отечестве есть «Кулибины», которые могут сделать аппарат плазменной резки своими руками, закупив некоторые детали отдельно.
Разновидности аппаратов плазменной резки
Плазморезы различают по нескольким различным параметрам. Аппараты плазменной резки могут представлять собой переносные установки, портальные системы, шарнирно-консольные машины, специализированные конструкции и установки с координатным приводом. Особенно выделяются машины плазменной резки с ЧПУ (числовым программным управлением), которые минимизируют вмешательство человека в процесс резки. Но помимо этих существуют и другие градации.
Аппараты для ручной и машинной резки
Используется для резки металла вручную, когда плазмотрон держит в руках оператор-человек и ведет его по линии реза. В связи с тем, что плазмотрон все время находится на весу над обрабатываемой заготовкой, рука человека может слегка дрогнуть даже в процессе обычного дыхания, все это отражается на качестве реза. На нем могут быть наплывы, неровный рез, следы рывков и т.д. Чтобы облегчить работу оператору, существуют специальные упоры, которые надеваются на сопло плазмотрона. С помощью него можно поставить плазмотрон непосредственно на заготовку и аккуратно вести его. Зазор между соплом и обрабатываемой заготовкой всегда будет одинаковым и соответствующим требованиям.
Аппараты машинной резки представляют собой плазморезы портального типа и аппараты автоматического раскроя деталей и труб. Такие аппараты используются на производстве. Качество реза таким плазморезом получается идеальным, дополнительная обработка кромок не требуется. А программное управление позволяет делать резы различной фигурной формы в соответствии с чертежом без страха дернуть рукой в неподходящий момент. Рез выполняется точно и гладко. На подобные аппараты плазменной резки металла цена на порядок выше, чем на ручные аппараты.
Трансформаторные и инверторные аппараты плазменной резки
Существуют трансформаторные и инверторные плазморезы.
тяжелее инверторных и больше по размеру, зато они более надежны, так как не выходят из строя в случае скачков напряжения. Продолжительность включения таких аппаратов выше, чем у инверторных, и может достигать 100 %. Такой параметр, как продолжительность включения, напрямую влияет на специфику работы с аппаратом. Например, если ПВ равна 40 %, это означает, что 4 минуты резак может работать без перерыва, а затем ему необходимо 6 минут отдыха, чтобы остыть. ПВ 100 % используется в производстве, там, где работа аппарат продолжается весь рабочий день. Недостатком трансформаторного плазмореза является высокое энергопотребление.
С помощью трансформаторных плазменных резаков можно обрабатывать заготовки большей толщины. На подобный аппарат воздушно-плазменной резки цена выше, чем на инверторный. Да и представляет он собой короб на колесиках.
Используются чаще в быту и на маленьких производствах. Они намного экономнее в энергопотреблении, обладают меньшим весом и габаритами и чаще всего представляют собой ручной аппарат. Достоинством инверторного плазмореза является стабильное горение дуги и КПД на 30 % выше, компактность и возможность вести работы в труднодоступных местах.
Аппарат воздушно-плазменной резки и водно-плазменной резки
Стоит отметить, что существуют не только аппараты воздушно-плазменной резки, принцип действия которых и устройство были описаны выше, но и аппараты водно-плазменной резки.
Если в воздушно-плазменных резаках воздух выступает и как плазмообразующий, и как защитный, и как охлаждающий газ, то в водно-плазменных резаках вода выступает в качестве охладителя, а водяной пар плазмообразователя.
Достоинствами воздушно-плазменной резки являются низкая цена и небольшой вес, зато недостаток - ограничена толщина разрезаемой заготовки, зачастую не более 80 мм.
Мощность водно-плазменных резаков позволяет разрезать толстые заготовки, зато их цена несколько выше.
Принцип работы аппарата водно-плазменной резки заключается в том, что вместо сжатого воздуха в нем используется водяной пар. Это дает возможность отказаться от использования компрессора для воздуха или газовых баллонов. Водяной пар более вязкий по сравнению с воздухом, поэтому его необходимо намного меньше, запаса в баллончике хватает примерно на месяц-два. Когда в плазмотроне протекает электрическая дуга, в него подается вода, которая испаряется. Одновременно с этим рабочая жидкость поднимает катод отрицательного полюса от катода положительного полюса сопла. В результате загорается электрическая дуга, пар ионизируется. Еще до того, как плазмотрон приблизится к обрабатываемой заготовке, загорается плазменная дуга, которая выполняет резку. Ярким представителем данной категории плазморезов является аппарат Горыныч, на такой аппарат плазменной резки цена около 800 у.е.
В зависимости от того, включен разрезаемый материал в электрическую схему плазменной резки или нет, зависит тип резки - контактный и бесконтактный.
Контактная плазменная резка или резка плазменной дугой выглядит так: дуга горит между электродом плазмотрона и обрабатываемой деталью. Это еще называется дугой прямого действия. Столб электрической дуги совмещен с плазменной струей, которая вырывается из сопла на большой скорости. Продуваемый через сопло плазмотрона воздух обжимает дугу и придает ей проникающие свойства. За счет высокой температуры воздуха 30000 °С, повышается скорость его истечения и плазма оказывает сильной механическое воздействие на выдуваемый металл.
Контактный тип резки применяется при работах с металлами, которые могут проводить электричество. Это изготовление деталей с прямолинейными и криволинейными контурами, резка труб, полос и прутков, выполнение отверстий в заготовках и многое другое.
Бесконтактная плазменная резка или резка плазменной струей выглядит так: электрическая дуга горит между электродом и формирующим наконечником плазмотрона, часть плазменного столба выносится за пределы плазмотрона через сопло и представляет собой высокоскоростную плазменную струю. Именно данная струя и является режущим элементом.
Бесконтактная резка используется при работе с нетокопроводящими материалами (неметаллами), например, камнем.
Работа с аппаратом плазменной резки и технология воздушно-плазменной резки - это целое искусство, требующее знаний, терпения и соблюдения всех правил и рекомендаций. Знание и понимание устройства плазмореза помогает выполнять работу качественно и аккуратно, так как оператор понимает, какие процессы происходят в плазмотроне и за его пределами в тот или иной момент, и может ими управлять. Также немаловажно соблюдать все меры предосторожности и технику безопасности, например, работать с плазморезом необходимо в костюме сварщика, в щитке, перчатках, в закрытой обуви и плотных штанах из натуральной ткани. Некоторые окислы, выделяемые в процессе резки металла, могут нанести непоправимый вред легким человека, поэтому необходимо работать в защитной маске или хотя бы обеспечить хорошую вентиляцию в рабочей зоне.
Машиностроение и тяжелую промышленность нельзя представить без сварки и резки металлических поверхностей. На крупных производственных объектах, занимающихся обработкой, применяется специальная резка металла плазмой.
Плазма, что это?
Под плазменным элементом понимают токопроводящий газ, ионизирующийся под действием высоких температур. Значение температурного показателя в рабочей зоне достигает 25 000 – 30 000 градусов. Газ подается к обрабатываемому изделию под давлением, то есть струей.
Эта разновидность резки подразумевает сочетание двух дуг – газовой и электрической. Источник плазменной резки производится в специальном приборе, называемым плазмотроном.
Как устроен плазморез?
Плазменный раскрой металла включает нескольких составных систем:
- энергоисточник;
- резак;
- компрессорная установка или баллон с газом для подачи воздуха;
- соединительные кабели.
Энергоисточник
В качестве энергобазы может выступать:
- Инвертор. Имеет массу достоинств: обеспечивает стабильность образования дуги; высокий показатель КПД, в отличие от трансформатора; легкий вес и невысокая стоимость; возможность применения в малодоступном месте. Единственным минусом системы является то, что он неспособен резать детали более 30 мм.
- Трансформатор. Основным достоинством устройства является устойчивость к перепадам напряжения электросети. Также можно отметить, что он дает резать металлические детали большой толщины. Главный недостаток – существенная масса, низкий КПД.
Плазмотрон
Это устройство представляет собой электроплазменный резак, благодаря которому разрезается металлическая деталь. Он считается главным «механизмом» плазмореза.
Плазмотрон включает:
- Рабочий электрод;
- Рабочее сопло;
- Изолирующий элемент, обладающий высокой термоустойчивостью.
Горелка плазмореза
Необходимо предварительно определиться с материалом, который необходимо прорезать и условиями работы.
Стоит отметить, что системы с медным соплом обладают значительной прочностью и быстро охлаждаются воздушными массами. А это очень хорошо.
На рукояти плазморезов подобного вида есть возможность закрепить вспомогательные элементы, поддерживающие насадку сопла на требуемой дистанции. Это облегчает процесс эксплуатирования.
Для разреза тонкого металла следует выбрать установку, в горелку которой поступает кислород, а для толстого изделия – азот.
Показатели мощности
Главным принципом в работе плазменной резки считается мощность. Выбирая мощность агрегата необходимо учитывать свойства изделия, с чем придется работать. По этому признаку будут отличаться габариты сопла и вид газообразной смеси.
Чтобы справиться с изделием из металла 30 мм достаточно выбрать мощность агрегата 50-90А.
Если толщина реза превышает 30 мм, то профессионалы советуют приобрести плазморез с мощностью 100-170А.
Покупая агрегат, следует учесть силу тока и напряжение, которое он способен выдержать.
Быстрота, время, затраченное на разрез
Данное значение измеряется в см, которые разрезает агрегат за 1 или 5 мин
Если на устройстве указывается, что длительность эксплуатирования равна 80 процентам, то этот показатель означает, что резак будет работать 8 мин, а далее 2 мин аппаратура будет остывать.
Если при эксплуатировании потребуется делать длинные разрезы, то рационально выбирать устройства с увеличенной продолжительностью работы.
Раскрой струей плазмы
Принцип оптимальной работы плазменной резки заключается в разрезании металлических деталей струей плазмы, не проводящей электричество. При раскрое этим способом дуга возникает между насадкой плазмотрона и рабочим электродом, а возделываемое изделие в электрической цепочке не участвует. Для разреза детали применяется плазменная струя.
Плазменно – дуговая резка характеризуется тем, что воздействию подвергаются токопроводящие элементы. Дуга при этом способе образуется между возделанной деталью и рабочим электродом, ее основание совмещается с электроплазменным потоком. Струя возникает в результате поступления газа и последующей его ионизацией.
Метод плазменно-дуговой резки используется при:
- изготовление изделий с различными фигурными очертаниями;
- проделывание сквозных проемов в металлическом элементе;
- производство деталей для сваривания, штамповки и контактного возделывания;
- плазменная резка труб;
- литейная обработка.
Плазменно-дуговая резка достаточно эффективна и хорошо себя зарекомендовала в возделывании металлов.
Разновидности плазменного раскроя
Разрезание поверхностей из металла с использованием плазмы различают на несколько типов, все зависит от атмосферы процесса:
- Простой способ. При разрезе применяется воздух либо азот и электричество. Длиновые показатели электрической дуги ограничены. Этот метод применим для стали с низким содержанием вспомогательных примесей, то есть низколегированного типа. Газообразный кислород выступает в роли режущего компонента. Для данного метода характерна – ровная кромка и отсутствие заусениц. Основное использование - ручная резка.
- Смешение двух газов. Одна газовая составляющая плазменной резки направляется на возникновение плазмы, другая выполняет защитную функцию от неблагоприятного воздействия атмосферы. Качественные характеристики разрезания металла увеличиваются.
- С водной защитой. Эта модификация предполагает применение в технологии воды, вместо газообразного элемента. Водная основа обеспечивает оптимальное охлаждение сопла и заготовительного элемента. Все вредные вещества поглощаются водными массами.
- Со впрыскиванием воды. Газ направляется на образование плазмы, а водные массы в вихревую дугу. Это позволяет увеличить ее сжатие, тем самым повышая плотность и температурные показатели.
Технологические особенности резки
Как работает плазменная резка? Принцип работы плазмореза заключается в локальном нагревании поверхности металла в зоне раздела и его последующем плавлении. Нагревание происходит потоком плазмы, который формируется путем специального оборудования. Технологические особенности получения плазмы выглядят так:
- На первом этапе образовывается электродуга, разжигающееся между электродом устройства и соплом. Температурные показатели могут достигать 5 тысяч градусов.
- Подается газовый элемент, повышая температурное значение уже до 20 тысяч.
- Происходит взаимодействие газа и электрической дуги – ионизация. Температура увеличивается до 30 тысяч градусов.
Для полученной струи плазмы для резки металла плазмой характерно: яркая потоковая вспышка и усиленный выход из сопла устройства. Струя разогревает поверхность и расплавляет деталь в точечной области воздействия, в результате чего выполняется резка металла плазмой.
Как осуществляется ручная электроплазменная разрезка?
Принцип плазменной резки металла начинается с подключения устройства, тем самым собирая все составные части в единую систему. Далее инвертор либо трансформатор подключают к сети переменного тока и металлической детали.
Осуществление резки предусматривает удерживание сопла агрегата к обрабатываемой поверхность на дистанцию 4 см и вспышка дежурной дуги, вследствие которой будет возникать ионизация газа. Далее в сопло поступает газообразный воздух, в результате чего должен сформироваться электроплазменный поток.
Стоит отметить, что когда электроплазменная струя сформирована, первоначальная дуга отключается автоматом. Задача вспомогательной струи заключается в поддержание ионизации потока плазменного компонента. Бывают случаи, когда рабочая дуга угасает, значит нужно перекрыть доступ газа в сопло и повторить процедуру заново.
Плюсы и минусы плазменного раскроя
К основным положительным характеристикам применения плазменной системы относят следующие аспекты:
- Универсальность технологического процесса.
- Автоматическая плазменная резка.
- Высокие показатели скорости операции при работе с материалами средней и малой толщины.
- Высокоточный и качественный рез, исключив дополнительных механических операций.
- При работе с электроплазменной средой практически исключается загрязнение воздуха.
- Нет необходимости предварительного разогрева поверхности, что снижает временные рамки прожига.
- Выполняемые работы считаются относительно безопасными, так как нет необходимости волочить за собой баллоны с газом, которые являются взрывоопасными.
К минусам электроплазменной технологии относят:
- Ценовая составляющая плазмотрона и его конструкционные особенности, что повышает себестоимость выполнения работ по резке металла.
- Незначительная толщина прореза.
- Высокие показатели шума, так как газовый элемент из плазмотрона выходит на околозвуковой скорости.
- Необходимо качественное техническое обслуживание агрегата.
- Если в качестве газообразного элемента используется азот, то это способствует выделению большого количества вредных веществ в атмосферу.
- К конфигурации плазмотрона нельзя подключить дополнительный плазменный резак для ручной обработки металлической поверхности.
Также существенным недостатком при работе плазменной установки считается отклонение от перпендикуляра резания на угол не более 50 градусов.
Основные аспекты правил безопасности
Технология плазменной резки металла является опасной для рабочего и окружающих. При осуществлении операции профессионалы своего дела рекомендуют использовать защитный костюм сварщика и специальный щиток с затемненными стеклами. При разрезе металлических поверхностей возможно воздействие нежелательных эффектов:
- Тепловой микроклимат в зоне работающего человека;
- Облучение ультрафиолетовым спектром;
- Влияние расплавленного металла;
- Увеличенное напряжение;
Температурные показатели при резке плазмой достигают тысяч градусов по Цельсию. Человек может получить ожоги во время проведения резки. Ожоговый риск снижается, если процесс автоматизирован. Излучение, которое возникает в период эксплуатирования устройства способно вызвать ожоги глазного сектора работающего. Чтобы это не произошло достаточно пользоваться маской либо щитком с защитными темными стеклами. На практике щиток менее комфортен, так как приходится постоянно придерживать рукой, а это сковывает и ограничивает движения сварщика.
Техника безопасности на месте резки металла плазмой включает в себя внимательный осмотр оборудования на наличие неисправностей. Стоит помнить, что неисправным устройством пользоваться нельзя, даже если очень нужно. При проведении резания не следует стучать плазмотроном для удаления расплавленных остатков. В противном случае он повредится. Также во время проведения работ необходимо постоянного контролировать напряжение сети.
Плазменно-дуговая резка и раскрой металлических поверхностей струей плазмы достаточно широко используются в промышленном секторе. Плазменная современная резка труб с ЧПУ по праву является незаменимым оборудованием для производственных компаний, так как все можно сделать с высокой точностью и производительностью. Плазморезом можно пользоваться для разделения различных элементов. Что важно, то устройство подходит и для спаивания. Например, с его помощью проводятся различные операции закалки, зачистки, а также сваривание припоями. Металлическая поверхность в этой ситуации быстрее охлаждается, нежели при стандартной резке кислородом.
Внешние особенности
При плазморезке собственными силами следует обратить внимание на компактность прибора. Ими просто управлять и не требуют особого опыта. Если чувствуете неуверенность в своих силах, то рекомендуем посмотреть обучающее видео.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Внешние характеристики
При плазморезке своими руками чаще всего выбирают переносные плазморезки, которые отличаются компактными размерами.
Ими не сложно управлять, не имея достаточного опыта, доступна фигурная резка.
Стационарные агрегаты имеют большой вес, предназначены для разрезания более толстых материалов, их цена соответственно будет больше.
Раскрой материалов потоком плазмы является высокотехнологичным, эффективным способом качественной их обработки. Ручная плазменная резка, проводимая соответствующим оборудованием, расширяет область применения этого вида работ.
2 Основная классификация плазменного оборудования для резки
Все устройства для плазменной резки делятся на:
- косвенного действия – для бесконтактной резки;
- прямого действия – для контактной.
Резаки первого типа используются для обработки неметаллических материалов. Такая техника является специфической и не востребована вне производства. При бесконтактном способе электрическая дуга зажигается между электродом и соплом плазмотрона.
Устройствами прямого действия режут различные металлы. При работе с ними разрезаемая деталь включена в электрическую схему плазменного аппарата, и электрическая дуга зажигается между ней и электродом, расположенном в сопле. Поток ионизированного газа подвергается нагреву на всем участке между местом своего выхода и поверхностью заготовки – струя плазмы обладает большей мощностью, чем в устройствах первого типа. Ручная плазменная выполняется только с помощью оборудования данного типа, контактным способом.
3 Устройства для ручной плазменной резки металлов
Они состоят из плазмотрона, источника питания, набора кабелей и шлангов, с помощью которых производится соединение плазмотрона с источником питания и газовым баллоном или компрессором. Плазмотрон (плазменный резак) – главный элемент такого оборудования. Иногда по ошибке так называют весь аппарат. Возможно, это обусловлено тем, что применяемые для плазмореза источники питания не отличаются от подобных им устройств и могут использоваться вместе со сварочным оборудованием. А единственным элементом, который отличает плазменный аппарат от другого устройства, и является плазмотрон. Его основные составляющие:
- сопло;
- электрод;
- термостойкий изолятор, расположенный между ними.
Плазмотрон – это оборудование, которое энергию электрической дуги преобразует в тепловую энергию плазмы.Внутри его корпуса имеется цилиндрическая камера с выходным каналом (соплом) очень маленького диаметра. В тыльной части камеры установлен электрод, который служит для образования электрической дуги. Сопло отвечает за скорость и форму потока плазмы. Аппарат ручной плазменной резки применяется для раскроя металла вручную – оператор держит плазмотрон в руках и ведет его над линией реза.
Так как рабочий инструмент находится все время на весу, и поэтому может быть подвержен перемещениям из-за непроизвольных движений исполнителя, это неизменно отражается на качестве раскроя. Рез может быть неровным, с наплывами, следами рывков и так далее. Для облегчения и улучшения качества работы существуют специальные подставки, упоры, надеваемые на сопло плазмотрона. Они позволяют поставить оборудование непосредственно на заготовку и вести его вдоль линии реза. Зазор между металлом и соплом в этом случае всегда будет соответствовать предъявляемым требованиям.
При ручной резке плазмообразующим и защитным (для охлаждения сопла и удаления продуктов резки) газом может быть воздух или азот. Они подаются от магистрали, баллона или встроенного в оборудование компрессора.
4 Источники питания ручных плазменных аппаратов для резки
Все источники питания ручных аппаратов работают от электросетей переменного тока. Большинство из них преобразуют получаемую электроэнергию в напряжение постоянного тока, а остальные служат только для усиления переменного тока. Такое распределение обусловлено тем, что у плазмотронов, работающих на постоянном токе, более высокий КПД. Переменный ток применяется в ряде случаев – к примеру, для раскроя алюминия и сплавов из него.
Источником питания может служить инвертор или трансформатор, подающий на плазмотрон ток большой силы. Инверторы обычно используют на маленьких производствах и в быту. Они обладают меньшими габаритами, весом и в энергопотреблении намного экономнее, чем трансформаторы. Инверторы чаще всего входят в состав ручного аппарата для . К достоинствам инверторных устройств относят КПД, который выше, чем у трансформаторных, на 30 %, и стабильное горение электрической дуги, а также компактность и возможность проводить работы в любых труднодоступных местах.
К недостаткам – ограничение по мощности (максимальная сила тока обычно составляет 70–100 А). Как правило, инверторные аппараты используют при разрезании заготовок сравнительно небольшой толщины.
Трансформаторные источники питания получили свое название из-за используемых в их конструкции низкочастотных трансформаторов. Они обладают гораздо большими габаритами и массой, но при этом могут иметь и более высокую, чем инверторные источники, мощность. Трансформаторные аппараты применяют для ручной и механизированной резки металлов различных толщин. Они более надежны, потому что при скачках напряжения не выходят из строя. Продолжительность их включения выше, чем у инверторных аппаратов, и может достигать значений в 100 %.
Продолжительность включения (ПВ) оказывает прямое влияние на специфику работы с оборудованием. Например, если ручная плазменная резка металла, оборудование для которой имеет ПВ 40 %, длилась без перерыва 4 минуты, то затем аппарату необходимо дать 6 минут отдыха для того, чтобы он остыл. Устройства с ПВ 100 % используют в производстве, где аппарат эксплуатируется на протяжении всего рабочего дня. Существенный недостаток трансформаторного оборудования – высокое энергопотребление.
5 Принцип работы аппаратов для ручной плазменной резки
После того, как установка ручной плазменной резки собрана (произведены все подключения и соединения ее элементов), металлическую заготовку подсоединяют к аппарату (инвертору или трансформатору) предусмотренным для этого кабелем. Оборудование подключают к электросети, плазмотрон подносят к обрабатываемому материалу на расстояние до 40 мм и производят зажигание дежурной (инициирующей ионизацию) электрической дуги. Затем открывают подачу газа.
После получения плазменной струи, которая обладает высокой электропроводимостью, в момент ее соприкосновения с металлом образуется рабочая (режущая) электрическая дуга. Одновременно автоматически отключается дежурная. Рабочая дуга поддерживает непрерывность процесса ионизации подаваемого газа, образования плазменного потока. Если она по какой-то причине погаснет, то требуется прекратить подачу газа, заново включить плазменный аппарат и зажечь дежурную дугу, а после этого пустить газ.
Вам понадобилась высококачественная и недорогая плазменная резка в городе Москва, но вы не знаете, к кому обратиться за выполнением этой задачи и сколько стоят подобные услуги? С этим вам готова помочь компания «ТД МЕГАМЕТАЛЛ», которая предлагает вам лучшие возможности для долгосрочного и выгодного сотрудничества. Наши специалисты подготовят для вас индивидуальный проект. Мы гарантируем вам безукоризненное качество и демократичные цены.
Прайс-лист
|
Сталь г/к, х/к |
- Цены на плазменную резку рассчитываются исходя из времени выполнения заказа
- Цены, указанные в прайс листах, являются ориентировочными и могут меняться в зависимости от сложности и объема заказа
- Максимальный размер листа заготовки 6000x1500 мм.
- Минимальный объем заказа плазменной резки металла 5000 руб
- Цены на плазменную резку металла указаны с учетом НДС и без стоимости материала.
Значение закладных деталей
Сегодня металлопрокат и обработка закладных деталей обладают колоссальным значением, потому что эти методы напрямую связаны со строительством многоэтажных домов и крупных центров. Практика показывает, что именно металлоконструкции обладают надлежащей прочностью и простотой в сборке, что сделало их оптимальным вариантом в условиях современного рынка.
Учитывая это, можно сделать вывод, что изготовление закладных деталей играет ключевую роль в данном процессе. От качества подобных элементов зависит целостность будущей конструкции, поэтому крайне важно, чтобы производство соединительных компонентов выполнялось с соблюдением всех действующих норм и правил. Огромную роль здесь играет резка металла плазмой, при помощи которой без лишнего труда можно справиться даже со сложными задачами.
Что представляет собой данный процесс?
Новейшая плазменная резка металлов – это специальный, инновационный и высокотехнологичный вид обработки различных сплавов. Для этого используются различные активные газы, которые дают невероятную температуру горения. Уникальный метод подачи гарантирует невероятную интенсивность резки, а также качество среза и потрясающую точность. Стоит отметить, что мощность режущего инструмента настолько высока, что с его помощью можно обрабатывать даже детали толщиной двадцать сантиметров! Подобная струя легко справляется как с чёрными, так и с цветными металлами.
В современном производственном цикле используются установки, работающие под управлением специального программного обеспечения, что позволяет свести к минимуму человеческий фактор. Это приводит не только к оптимальной экономии человеческих ресурсов, но и снижает риск возникновения травматических инцидентов. Специальное ПО помогает вырезать металлические детали точно по заданным параметрам и в необходимом количестве, что делает данную технологию идеальной для современной промышленности.
Подводя небольшой предварительный итог, можно сказать, что новейшая резка металла плазмой является идеальным методом проката и обработки заготовок, что было неоднократно отмечено иностранными и отечественными экспертами. К основным преимуществам данной технологии можно отнести следующее:
| Характеристики | Традиционные методы | Плазменная резка |
| Безопасность | ||
| Низкие затраты | ||
| Простота в эксплуатации | ||
| Оперативное выполнение | ||
| Высокая точность | ||
| Отсутствие шлака (стружка, канцерогенные выделения и т.д.) | ||
| Минимальная вероятность образования производственного брака | ||
| Огромные возможности (изготовление самых необычных форм) | ||
| Работа с любыми сплавами | ||
| Возможность серийного производства в промышленных масштабах |
Как видите, данная технология действительно является передовой, и это напрямую сказывается на том, что услуги плазменной резки пользуются колоссальным спросом среди предпринимателей.
Уникальная специфика металлообработки
Стоит обратить ваше внимание на то, что агрегаты для плазменной резки характерны крупными размерами и большим весом, а также потребляют большое количество электроэнергии. Однако производственная мощность настолько высока, что все затраты на приобретение или аренду подобного оборудования окупаются уже в первый месяц эксплуатации. Если же речь идёт о бытовом применении, то для этих целей подойдут ручные инструменты, с помощью которых плазменная резка металлов не составляет большого труда. Разумеется, что подобные аппараты отличаются меньшей мощностью, но при этом они позволяют справляться с самыми разнообразными задачами:
- демонтаж массивных металлоконструкций;
- резка корпусов и остовов для последующей утилизации;
- перепланировка зданий и т. д.
Заметим, что точность работы при использовании ручных инструментов несколько ниже, чем у аппаратов с центральным процессором, но в качестве ключевого преимущества выступает мобильность агрегата (небольшие габариты обеспечивают простую переноску и транспортировку оборудования). Что касается скорости выполнения работ, то она, разумеется, тоже несколько ниже, чем у промышленных моделей, но при этом подобные приборы также помогают решать даже самые сложные задачи. Именно поэтому сегодня в поисковых системах всё чаще можно встретить такие запросы, как «плазма резка» и так далее.
Описание принципа работы
Вам уже известно, что резка плазмой цена которой приемлема для каждого, является идеальной альтернативой газопламенного метода. Этот результат достигается благодаря плазменно-дуговому способу резки. Иными словами, между обрабатываемой поверхностью и электродом создаётся сверхмощная электрическая дуга. При этом для достижения наилучшего результата (скорость, качество, безопасность) из сопла подаётся газ под высоким давлением.
Это позволяет создать потрясающий эффект: струя зажжённого газа в сочетании с электрической плазмой даёт температуру от 5000 до 30000 градусов по Цельсию! Что же касается скорости движения струи плазмы, то она достигает 1,5 км/с. За счёт подобных характеристик художественная резка плазмой позволяет работать даже с самыми прочными сплавами из всех известных человеку!
На основе данной информации можно сделать вывод, что художественная резка металла плазмой обеспечивает великолепный эффект, и в добавление к этому качество среза при этом остаётся не небывалой высоте. Специалисты утверждают, что данный метод настолько чист и точен, что заготовки и детали, полученные с его помощью, практически не нуждаются в постобработке. Благодаря этому изготовление закладных деталей обладает колоссальной скоростью, что сказывается на увеличении объёмов готовой продукции при сниженных затратах, а это приводит к рентабельности предприятия.
Важно отметить, что, несмотря на гигантскую температуру электрической дуги, сама деталь незначительно нагревается и даже в непосредственной близости от места среза (10 - 20 см) остаётся холодной, за счёт чего достигается автоматизация рабочего процесса (применение конвейерной ленты). Кроме того, эта особенность исключает оплавление заготовки, что особенно важно, если речь идёт о драгоценных металлах и новейших сплавах:
Дополнительные возможности
Как уже было сказано выше, художественная резка плазмой предполагает образование потока плазмы между рабочим элементом и деталью, однако последняя выступает в роли компонента электрической цепи, что допустимо не во всех случаях металлообработки. Специально для этого был разработан новый метод, при помощи которого изготовление пластин стало простой и доступной задачей. В этом случае используется плазмотрон, внутри которого создаётся электрическая дуга, вырывающаяся наружу через специальный отвод, предназначенный для концентрирования энергии в тонкий направленный пучок невероятной силы. Это позволяет добиться следующего:
- работа с неэлектропроводными материалами;
- эффективное воздействие высокоскоростной электрической дуги.
Этот метод применяется в ручных инструментах, благодаря чему художественная резка металла плазмой становится универсальным способом обработки. Эксперты утверждают, что данная технология помогает снизить электропотребление и уменьшить габариты оборудования.
Заметьте, что в промышленных образцах используются форсунки – элементы, по которым подаётся газ. Эти компоненты нуждаются в постоянном охлаждении, потому как напрямую взаимодействуют с потоком плазмы. Для этого применяется система водного охлаждения, что снижает риск выхода из строя и продлевает долговечность оборудования. Благодаря этому резка плазмой цена которой не достигает заоблачных высот, является оптимальным выбором для промышленности, и современное изготовление пластин - прямое доказательство этого утверждения.
Выгодное предложение
Вам потребовались услуги плазменной резки, но вы не имеете ни малейшего понятия о том, к кому обратиться за этим? Компания «ТД МЕГАМЕТАЛЛ» готова взять решение этой проблемы на себя! Больше вам не придётся искать в Интернете объявления вроде «плазма резка», потому что мы готовы предложить вам вариант, от которого вы вряд ли сможете отказаться.
Компания «ТД МЕГАМЕТАЛЛ» является ведущим лидером в области металлопроката. В своей работе мы используем самое передовое оборудование, а наш персонал обладает необходимой квалификацией. Это помогает нам гарантировать нашим клиентам высочайшее качество.
Хотелось бы обратить ваше внимание на тот факт, что мы уже несколько лет активно сотрудничаем с лучшими металлургическими комбинатами России и стран ближнего зарубежья. За счёт этого мы получаем заготовки из первых рук, что позволяет снизить конечную стоимость готовой продукции. Огромным значением здесь обладает отлаженная логистическая система, которая позволяет организовывать любые поставки закладных деталей и прочих изделий. Кроме того, компания «ТД МЕГАМЕТАЛЛ» предоставляет вам собственный транспорт для вывоза. Что касается преимуществ, которыми обладает компания «ТД МЕГАМЕТАЛЛ», то здесь необходимо отметить следующее:
- демократичная стоимость;
- богатый ассортимент продукции (чёрный/цветной/нержавеющий металлопрокат, проволока, сетка, профнастил);
- широкий спектр услуг (лазерная/плазменная/ленточно-пильная резка, сверловка, обработка на фрезерных станках, рубка, гибка);
- оперативная доставка;
- индивидуальный подход к каждому клиенту;
- персональные скидки;
- возможность отсрочки платежа;
- грамотная помощь ведущих специалистов.
Вместе с нашей компанией плазменная резка в городе Москва станет простой и выполнимой задачей. Если у вас возникли какие-либо вопросы, то вы можете связаться с нашими менеджерами. Дополнительную информацию о деятельности нашей компании вы можете найти на официальном веб-сайте. «ТД МЕГАМЕТАЛЛ» - это ваш надёжный и проверенный партнёр!
