Металл и плазма - принципы работы и выбор оборудования

Что такое плазменная резка металлов?

Это один из самых востребованных на сегодняшний день методов резки металлических листов. Благодаря новым технологиям и современному оборудованию, резка металла осуществляется с высокой точностью, а заказы исполняются в кратчайшие сроки, что благоприятно отражается на общем проценте производительности.

Плазменная  резка металла представляет собой сложный технологический процесс. Поток плазмообразуещого газа локально выдувает частицы металла в месте среза. Электрическая дуга, горящая между деталью и плазмотроном, оказывает воздействие и образует плазму при постоянной подаче плазменного газа.  Во время плазменной резки при получении плазменной струи применяются газы двух видов: активные – воздух и кислород, и неактивные – водород, азот, аргон, водяной пар. Как правило, активные газы используются при плазменной резке черных видов металла, а неактивным отдают предпочтение при работе с цветными металлами и их сплавами.

Плазменная резка металла позволяет разрезать материал, толщиной до 200 мм. Дуга зажигается при воздействии высокочастотного импульса или посредством короткого замыкания, создаваемого между форсункой и рабочим металлом. Для охлаждения форсунок используют поток газа (воздушное охлаждение), а также применяют жидкостное охлаждение. Воздушные форсунки при плазменной резке считаются более надежными, хотя форсункам с жидкостным охлаждением отдают предпочтение при эксплуатации установок большой мощности и при повышенных требованиях к качеству обработки.

Эффективность метода плазменной  резки металла зависит от нескольких составляющих. Основными из них являются техническое состояние электрода, перпендикулярность направления дуги, изношенность сопла плазмотрона. При выборе метода раскроя, следует учитывать тот факт, что плазменная  резка  металла эффективна  для раскроя горячекатаного проката и металлов, проводящих ток.  Использование данного метода имеет ряд преимуществ, которые ценятся на современном производстве. Во-первых, имеет высокие показатели экономичности. Благодаря предварительному раскрою, удается максимально эффективно использовать всю площадь металлического листа, за счет чего в несколько раз уменьшается процент отходов.

Основные преимущества плазменной резки

•  Применяется при обработке практически всех видов металла – черных, цветных, тугоплавких сплавов и др.;
•  Скорость плазменной резки метала малых и средних толщин превышает скорость газопламенной резки в несколько раз;
•  При работе имеет место локальный и небольшой по размеру нагрев разрезаемой детали, что исключает ее тепловую деформацию;
•  Плазменная резка отличается высокой чистотой и качеством поверхности разреза;
•  Безопасность, выполняемой работы – отсутствует необходимость в применении баллонов со сжатым кислородом, горючими газами или другими легковоспламеняющимися веществами;
•  Возможность выполнения сложной фигурной вырезки;
•  Не существует ограничений в смысле геометрического решения процесса резки.
•  Рентабельность, поскольку плазменная резка в качестве расходных материалов подразумевает использование всего лишь электродов и сопел. •  Технология не требует доставки специальных присадок, необходимы для обработки ценных металлов;
•  Точность раскроя, что продиктовано изменением скорости в зависимости от толщины металла. В результате получается идеально точный и ровный разрез;
•  Быстрая окупаемость аппаратов для плазменной резки – высокое исполнительное качество работы позволяет избегать брака.

Как подобрать оборудование для плазменной резки?

Итак, вы хотите приобрести плазменную резку. К проблеме выбора следует подойти рационально. И прежде, чем заказать конкретную модель, ответьте для себя на несколько вопросов:

•  Сколько часов в день Вы планируете эксплуатировать установку плазменной резки? Другими словами, какова будет длительность рабочего цикла станка?
•  Портативная или стационарная установка Вам нужна? Планируете ли Вы использовать установку плазменной резки только в цеху или еще и на строительной площадке?
•  Раскрой какого материала и какой толщины требуется выполнять?
•  Каким бюджетом располагаете?
•  В общем случае, чем выше выходной ампераж плазменного резака, тем дольше может быть рабочий цикл с меньшим амперажем. Таким образом, если Вы планируете использовать машину постоянно, то следует выбрать установку с более мощным источником, чем подошел бы для резки требуемых материалов.

Если установку плазменной резки необходимо использовать часто, но рабочие циклы будут непродолжительными, то следует рассмотреть источник, подходящий для резки материалов самых больших толщин, с которыми планируется работать.

Ошибка большинства при выборе установки для резки металла сводится к их уверенности в том, что чем больше мощность источника, тем лучше. На самом же деле считается, что кислородная резка превосходит плазменную при раскрое металлов с толщиной более 13 мм. Это связано с небольшой конусностью (всего около 4-6 градусов), производимой плазмой. На малых толщинах это незаметно, а с увеличением толщины обрабатываемого материала может стать существенным недостатком. Также при резке материалов с толщиной более 13 мм плазма теряет свои преимущества в скорости резки перед кислородной.

Если Вы планируете использовать установку плазменной резки вне цеха, то следует рассмотреть современные переносные машины. Как правило, они весят около 70 кг и обладают способностью качественной резки плазмой металлов толщиной 10-12 мм.

Как известно, скупой платит дважды. На просторах всемирной паутины, несомненно, найдутся дешевые аппараты плазменной резки. Однако, как показывает практика, расходники таких машин быстро выходят из строя, и поэтому стоимость 1 м реза на такой машине будет выходить дороже, чем на более дорогих и качественных установках. Особая технология изготовления позволяет продлить срок службы быстроизнашивающихся частей.

Плазменная резка осуществляется посредством прохождения электрической дуги через газ, выходящий из узкого отверстия. В качестве этого газа может использоваться воздух, азот, аргон, кислород и т.д. Температура газа увеличивается до тех пор, пока он не перейдет в состояние плазмы — четвертое состояние материи. Обрабатываемый с помощью плазмы металл, обладающий проводимостью, является частью электрической цепи, и благодаря создаваемой разности потенциалов плазменная дуга опускается на металл, и начинается резка.

Узкое отверстие сопла необходимо, чтобы скорость проходящего через него газа увеличилась (эффект Вентури). Такая высокая скорость газа позволяет резать металл. Газ также направляется по периметру зоны резки, изолируя ее “холодный” газ).

В большинстве современных машин плазменной резки предусмотрена так называемая “дежурная дуга” которая зажигается между электродом и соплом и используется в качестве первоначальной дуги при опускании режущей головки к обрабатываемому металлу. Как только пламя дежурной дуги касается металла, зажигается основная (рабочая) дуга, а дежурная отключается.

Также для поджигания дуги могут использоваться методы:

•  прикосновение кончика режущей головки к рабочему материалу, которое создает искру зажигания;
•  использование высокочастотной цепи стартера.
Однако оба этих метода несовместимы с использованием системы ЧПУ для автоматизации процесса резки, т.к. при электрическом пробое воздушного промежутка возникают сильные помехи работы электроники, которые могут полностью вывести оборудование из строя.

Рабочие газы плазменной резки:

Сжатый воздух обычно используется при плазменной резке с низким током и для работы с тонкими листовыми металлами. При резке нелегированной стали с использованием в качестве рабочего газа сжатого воздуха кромки реза получаются гладкими. Азот часто используется для плазменной резки с высоким амперажем и резки материалов толщины до 80-90 мм. Резка с использование азота подходит для большинства материалов и характеризуется отличным качеством реза. Кислород используется для высококачественной резки листа углеродистой стали небольшой толщины. Кромки реза отличаются высокой гладкостью поверхности. Кислород также можно использовать для резки нержавеющей стали и алюминия, но кромка резки будет более грубой. Смесь аргона и водорода, как правило, используется для резки нержавеющей стали и алюминия. При этом получается чистая кромка высокого качества. Эта смесь также используется и для резки других материалов толщиной более 80 мм.

Особенности машин плазменной резки:

Установки плазменной резки с ЧПУ полностью автоматизируют производственный процесс по вырезанию деталей различных форм. Сегодня машины с ЧПУ используют либо специальные промышленные компьютеры, изготовленные для управления машинами плазменной резки, либо ПК, адаптированные под управление этими машинами. Оба вида обеспечивают одинаковое качество и скорость. Перед началом резки необходимо расположить все необходимые детали на экране монитора, и машина сама вырежет их из металла. Программное обеспечение позволяет делать паузы для перфорации, осуществлять ускорение и замедление резки (в перекрестиях и углах), а также другие функции.

Менеджеры  компании Мир ISO всегда рады ответить на все интересующие вопросы и предоставить консультацию о товаре  по телефону  +7 (8482) 999-111. С нами так же можно связаться, заполнив форму вопроса или напрямую сделать заказ продукции с сайта.