Принцип работы плазменного резака: Сторінку не знайдено

Содержание

Как работает аппарат плазменной резки металла. Принцип работы плазмореза

Плазменная резка набрала большую популярность среди способов металлообработки. С помощью плазменного резака можно делать прямые и фигурные разрезы металлической поверхности, при этом получая ровную линию кромки. В этой статье расскажем, как работает плазменная резка металла, и какое оборудование для этого используется.

Особенности плазменной резки

Что такое плазменная резка металла и как это работает? Под плазменной резкой подразумевается процесс изготовления надрезов или полного разделения фрагмента материала за счет потока ионизированного воздуха высокой температуры.

Процесс плазменной резки состоит из нескольких этапов:

Подача напряжения с помощью трансформатора или инвертора. В зависимости от условий аппараты могут выдавать напряжение 220 V для бытовых плазморезов или 380 V для промышленных. Какой источник питания лучше выбрать для плазменной резки, рассмотрим в таблице с плюсами и минусами обоих устройств.

Оборудование	Плюсы	Минусы
Трансформатор	Не восприимчив к перепадам сетевого напряжения; Длительная работа; Возможность резать материал большой толщины.	Энергозатратность; Высокая стоимость; Невысокий КПД; Большой вес.
Инвертор	КПД на 30% выше; Стабильное горение дуги; Сравнительно небольшая стоимость; Малый вес.	Используется только для тонких заготовок.

Поступление электрического тока в плазморез и разжигание первичной дуги между катодом и анодом.
Через компрессор поступает воздух, который попадает в завихритель в плазморезе. Под действием вихревого или тангенциального потока плазма разогревается до 30 000 градусов и образуется дуга, которая уже способна осуществлять резку.
В случае с металлами высокой электропроводности к изделию подключаются зажимы массы, так дуга замыкается на самом разрезаемом материале.
После осуществления плазменной резки дугу выключают и осуществляют продувку краев разреза с помощью воздуха.

Что такое плазма

Как работает плазменная резка металла будет несложно понять, если знать, что представляет собой плазма.

Плазмой называют ионизированный поток воздуха высокой температуры. Получается такой воздух путем ускорения движения. За счет повышения скорости в воздухе образуются частицы с отрицательным и положительным зарядом, а также свободные радикалы, которые делают его идеальной средой для проведения тока и поддержания горения дуги.

Скорость движения плазмы доходит до 1500 метров в секунду, что позволяет делать разрезы на металлах.

Как работает плазменный резак

Плазменный резак по-другому называется плазмотрон. Как работает плазморез воздушно-плазменной резки?

Плазмотрон осуществляет резку за счет образования заряда между катодом и анодом. В зависимости от вида сварки анодом может выступать металл, который предстоит разрезать, или же замыкание происходит в самом резаке.

Чтобы процесс плазменной резки прошел с меньшим числом огрехов, а надрез получился более ровным в плазмотронах применяется охлаждающий газ или вода. Чаще всего в качестве охлаждающей воздушной среды выступает тот же газ, который используется для образования плазмы, но подача производится через разные части плазмотрона.

При возникновении рабочей дуги и подаче стабилизирующего вещества плазменный резак и производит работу. С помощью плазмореза можно делать и сварку, но для этого требуется использование присадочной проволоки.

Плазмотрон с защитной насадкой

Какие газы используются, их особенности

Как мы отметили выше, газы можно разделить на плазмообразующие и защитные (стабилизирующие).От газовой среды зависит способность плазмотрона эффективно работать с разными металлами. Как работает воздушно-плазменная резка с точки зрения используемых газов?

Самым популярным газом выступает сжатый воздух, он удобен для образования плазмы и для стабилизации. Однако его применяют для бытовых условий, в промышленности требуется использование его смеси с другими газами.

Для обработки изделий из меди и алюминия, например, применяют азот, кислород и смесь из аргона и водорода. Стоит помнить, что определенные газы могут негативно повлиять на свойства металла, поэтому от их использования лучше воздержаться. Например, на титан негативное влияние оказывает присутствие в смеси водорода и азота. В таблице ниже приведем самые часто используемые газы и их комбинации, а также материалы для которых они применяются.

Газ или смесь	Металл
Сжатый воздух	Углеродистая и нержавеющая сталь, алюминий
Азот	Цветные металлы, нержавейка
Кислород	Конструкционные стали
Аргоно-водородная плазма в среде азота	Толстые заготовки из алюминия и нержавеющей стали
Водородно-азотная плазма в среде сжатого воздуха	Алюминий

Виды плазменной резки

Исходя из того, как работает аппарат для плазменной резки, можно выделить виды этого процесса в зависимости от образуемой защитной среды.

Без защитной среды (простой). Здесь действует только электрический ток и плазмообразующий газ;
С защитным газом. Для улучшения качества разреза зона плазменной резки помещается в среду газа, который образует барьер вокруг дуги;
С водой. Вода также может выступать в качестве защитной среды, помимо защитных свойств она эффективна для охлаждения зоны резки.

Рез металлов может осуществляться с помощью образования плазмы из воздуха и газа и при использовании комбинированных устройств с лазером.

Лазер эффективен для заготовок не толще 6 мм и режет материал тонким направленным лучом. Разрез получается узким и ровным.

Лазеро-плазменные установки, как и другие промышленные машины, нередко оснащаются ЧПУ, поэтому процесс плазменной резки можно настраивать в зависимости от толщины детали.

Стоит отметить, как работает воздушно плазменная резка металла в случае операций с материалами высокой электропроводности и диэлектриками.

Резка металлов производится плазменно-дуговым методом, при котором дуга прямой полярности из постоянного тока замыкается непосредственно на самой поверхности материала. Если материал обладает низкой электропроводностью, резку производят посредством плазменной струи. В этом случае дуга образуется на стыке электрода и формирующего наконечника плазмореза.

Виды и классификация плазмотронов

Есть несколько классификаций плазменных резаков.

Плазмотроны принято подразделять на:

Высокочастотные;
Электродуговые. В свою очередь эти аппараты делятся на устройства с прямой дугой (плазменно-дуговые), косвенной дугой (плазмотроны для сварки плазменной струей), модели с электролитическими и вращающимися электродами, а также вращающейся дугой;
Комбинированные.

Также выделяют плазмотроны по способу подачи стабилизирующей среды, среди них:

Вихревые;
Водяные;
Аксиальные одинарные;
Двойные;
Магнитные.

Плазмотроны различаются и способом поджига дуги, по этому критерию выделяют устройства с высокочастотным и пневмоконтактным поджигом. В первом случае для поджига используется осциллятор, во втором происходит замыкание в единую цепь электрода, сопла и свариваемой поверхности.

Аппараты для плазменной резки

Мы обозначили как работает плазмотрон, плюсы и минусы использования трансформатора и инвертора для плазменной резки. Теперь немного расскажем о роли составляющих плазмореза и других частей установки в процессе резки.

Для осуществления сварки и раскроя материалов с помощью плазмы используется плазмотрон, источник питания, компрессор, кабели с клеммами и шланги.

Немаловажную функцию в плазмотроне выполняет сопло. Оно направляет поток плазмы в зону осуществления разреза. Диаметр этой части в среднем составляет 3 мм, сопло с большим диаметром пропускает больше воздуха, разрез получается шире, а скорость работы возрастает.

Не менее важна длина сопла. Более длинное сопло позволяет создать аккуратный и ровный разрез, но срок службы такой детали недолгий.

Для работы в плазмотроне используется электрод, который сделан из бериллия, тория, циркония или гафния. Эти металлы стойки к разрушению от высоких температур при резке, однако при работе некоторые из них могут выделять токсичные или радиоактивные вещества (бериллий и торий), поэтому при изготовлении электродов производители чаще отдают предпочтение более безопасному гафнию.

Важным является использование компрессора. За счет вихревой подачи воздуха он позволяет катодному пятну располагаться по центру электрода, что способствует поддержанию стабильного горения. Если пренебречь использованием компрессора, то плазмотрон может сформировать две дуги или вообще выйти из строя.

Для выбора плазмореза важна толщина обрабатываемой заготовки, соответственно, чем толще заготовка, тем выше должны быть рабочие токи устройства.

Сейчас для осуществления ручной и механизированной плазменной резки применяют соответствующие ручные и автоматические аппараты.

Аппарат	Особенности
Ручной	Для ручной резки применяют ток до 80 А и раскраивают материалы до 2,5 см в толщину. Такие аппараты применяют для бытовых работ и используются с упорами для качественной резки. Устройства с маркировкой MMA и TIG могут осуществлять сварку, а с маркировкой CUT — резку.
Механизированный	К такому оборудованию относятся станки с ЧПУ. Они могут работать длительное время без контроля оператора и при этом производить чистый разрез. Автоматические плазморезы способны выдавать токи от 100 до 300 А, что расширяет их возможности, но и в разы увеличивает стоимость.

Что нужно знать о безопасности

Для качественного проведения работ и безопасности оператора важно знать, как работать с аппаратом плазменной резки.

Чтобы избежать повреждений током, необходимо проводить осмотр источника питания и проводов на предмет повреждений. Также для защиты оператора используются перчатки для сварки.
При работах с газами по нормативам нужно отслеживать их концентрацию в пределах рабочего места оператора. Для соблюдения правил безопасности на производстве устанавливаются вентиляционные системы. При отсутствии вентиляции операторам рекомендуется работать в специализированных масках с фильтрацией, которые также защищают от пыли.
Поскольку резка осуществляется при большой скорости движения воздуха, издаваемые шумы при длительной работе создают дискомфорт. Поэтому во время операций с плазморезом рекомендуется использовать средства защиты органов слуха.
Резка, особенно без использования воды, проводится при высоком уровне излучения. Работу оператору стоит проводить с использованием щитка или маски.
Защитить оператора от попадания брызг расплавленного металла способна одежда и обувь из материалов с низкой воспламеняемостью.

Как подготовить аппарат к работе

Как правильно работать на устройствах ручной плазменной резки, чтобы процесс прошел без сбоев, а оборудование и оператор не пострадали? Важно озаботиться предварительной подготовкой плазмореза. Для этого достаточно следовать нескольким простым рекомендациям.

Подключите аппарат к сети с напряжением, которое оптимально для мощности устройства и указано в его инструкции по эксплуатации.
Если у устройства нет встроенного компрессора, подключите его к внешнему с помощью герметичного шланга. Иногда в качестве альтернативы компрессоров используются газовые баллоны или заводские системы. Важно позаботиться о фильтрации, чтобы частицы масла и влаги не попали в сжатый воздух и настроить нужный для резки порог давления.
Подберите подходящий ток. Для этого можно сделать надрез на более высоких значениях и постепенно убавлять силу до получения нужной скорости и качества обработки.
Устанавливать аппарат желательно дальше от стен или предметов, которые могут препятствовать хорошему охлаждению плазмореза.
Важно удобно расположить заготовку и закрепить ее. Также проследите, чтобы на ней не было инородных частиц и следов ЛКП.

Как правильно подобрать силу тока

Когда аппарат установлен, возникает вопрос как научиться работать плазменной резкой при разной силе тока. Здесь важно отталкиваться от толщины изделия. В таблице ниже приведены рекомендованные параметры тока в зависимости от толщины заготовок.

Сила тока (А)	Толщина заготовки (мм)
20-30	1-8
30-50	до 15
50-70	до 25
130	30-40

От выбраной силы тока также зависит диаметр сопла плазмотрона. Вот рекомендации по подбору деталей.

Сила тока (А)	Диаметр сопла (мм)
30-60	1,3
50-80	1,5
70-100	1,7

Для работы с аппаратами плазменной резки при подборе силы тока используются характерные для разных металлов показатели плавления.

Материал	Сила тока (А), необходимая для резки поверхности толщиной 1 мм
Алюминий и цветные металлы	6
Сталь и чугун	4

Как рекомендуется разжигать плазменную дугу

Перед тем как разжечь дежурную дугу, нужно осуществить продувку плазмотрона, чтобы удалить следы окалины или пыли. Для этого достаточно открыть подачу воздуха на 30 секунд.

Когда продувка завершилась с помощью осциллятора или замыкания в зависимости от модели аппарата зажигается дежурная дуга. Как правило, она горит не дольше двух секунд, а далее происходит розжиг рабочей дуги.

В отдельных случаях рабочая дуга может зажечься не сразу или гаснуть через какое-то время. При таких неполадках в работе плазмотрона стоит проверить, нет ли засоров на пути сжатого воздуха и не изношен ли электрод.

Как сохранить расстояние между горелкой и поверхностью материала

При работе с плазморезом специалисты рекомендуют держать плазмотрон перпендикулярно месту обработки, чтобы рез получился ровным. Если толщина заготовки меньше четверти от рекомендуемого производителем максимального параметра, то допускается резка детали под небольшим углом. Оптимальное расстояние до заготовки составляет от 1,3 до 10 мм, подбирать его стоит по характеристикам материала и плазмы.

В случае, когда мастер-резчик держит сопло резака вплотную к материалу, дуга часто гаснет, а сопло изнашивается. Перед работой лучше проверить целостность сопла, прочистить его от шлака и пыли.

Для длительных работ с ручным плазменным резаком производители оборудования и оснастки предлагают использовать защитные насадки, с помощью которых проще поддерживать нужное расстояние до заготовки и избежать засорения плазмотрона.

Скорость и точность резки металла плазмой

От скорости резки зависит аккуратность разреза, количество шлака и легкость его удаления.

Когда аппарат работает на небольшой скорости возникает меньшее отклонение потока плазмы, а под материалом образуется немного шлака, который легко убрать. При увеличении скорость рез получается более волнообразным, а шлак после выполнения разреза удалить сложнее.

Как работать инвертором плазменной резки на оптимальной скорости? Чтобы разрез получился наиболее точным, знатоки рекомендуют поддерживать скорость, при которой угол между разрезом верхней и нижней части материала не будет превышать 5 градусов.

Особенности плазменной резки металлов

Мы рассказали, как устроен и как работает аппарат воздушно-плазменной резки. Теперь подробнее рассмотрим особенности работы плазмореза с металлами.

Резка нержавеющей стали

Листы и заготовки из нержавеющей стали режут с помощью ручной дуговой сварки или с использованием станков с ЧПУ. Для резки используются разные газы и смеси:

Сжатый воздух;
Азот;
Аргон;
Водород;
Водород с азотом;
Водород с аргоном.

Популярность набирает резка нержавейки с использованием воды. Лист может быть погруженным в жидкость, вода может подаваться в зону реза или входить в состав плазмы. У резки с использованием воды много преимуществ: вода способствует оседанию или быстрому удалению шлака струей, работа проходит с меньшим количеством шума, света и пылеобразования. Однако происходящий в воде процесс резки сложнее контролировать, и выходит он более энергозатратным, чем “сухой”.

Резка алюминия

Плазменная резка алюминия популярна для изготовления прямых и фигурных разрезов. В качестве плазмообразующих газов при резке алюминия используются азот, воздух, водород, аргон, а вот смесь аргона и азота лучше не использовать. Далее приведем таблицу с рекомендациями по использованию газа в зависимости от толщины изделия:

Газ	Толщина слоя алюминия (см)
Азот	до 2
Сжатый воздух	до 7
Водород+азот	до 8

Как выбрать плазморез и резак

При выборе плазморез для работы играют роль несколько факторов:

Продолжительность работы. Если вам предстоит изготовление надрезов в течение долгого времени, то лучше выбрать более мощный плазморез;
Диапазон рабочего тока. Чем больше диапазон, тем больше изделий из разных материалов и разной толщины сможет обработать резак;
Напряжение сети. Более мощные приборы питаются от напряжения в 380 В, а для бытовых моделей достаточно стандартных 220 В.

При изучении характеристик товара стоит обратить внимание на два показателя: наибольшую рекомендуемую толщину металла и наибольшую толщину разделительного реза. Первый показатель означает максимальную толщину чистого реза, второй — максимальную толщину материала, которую плазмотрон способен разрезать.

В заключение приведем основные достоинства и недостатки метода резки плазмой.

Достоинства:

Универсальна для большинства металлов;
Выгодное использование по энергозатратам для заготовок до 6 см толщиной;
Высокая мощность и производительность;
Изготовление разреза с чистой кромкой без дополнительной шлифовки.

Недостатки:

Важна ровная установка плазмотрона перед резкой;
Обработка деталей до 10 см в толщину.

Принцип работы плазмореза, для чего он нужен и как работает технология

05Дек

Содержание статьи

Что это за метод
Разновидности плазморезов
Виды и принцип плазменных резаков
Устройство плазменной резки
Схема работы плазмореза
Особенности технологии
Виды и технологии плазменной резк
Как выбрать плазменный резак
Трансформаторные и инверторные аппараты
Как работает аппарат водно-плазменной резки в отличие от воздушной
Контактный и бесконтактный плазморез: для чего нужен и как он работает
Параметры резака
Оборудование своими руками
Типы плазмотронов
Как работает плазменная резка металла автомат
Какие газы используются
Преимущества и недостатки
Возможности

В области металлообработки имеет весомое значение плазморез, о нем мы и расскажем: что это такое – воздушно плазменная резка металла, принцип работы, дополнительно покажем видео и фото действия агрегата.

Что это за метод

Его отличие в скорости разреза. Если классическое пламя, основанное на пропане и кислороде, с невысокой температурой горения. Указанный способ работает по принципу усиления электродуги под высоким давлением. В результате тепло не успевает распределиться по всей заготовке, а она – деформироваться.

Особенность – дуга плазмотрона является не только резаком. Она позволяет и производить сварочные работы, если будет использована присадочная проволока.

Разновидности плазморезов

Отличия разных типов – в способе розжига дуги и ее поддержания. В классическом варианте она образуется между соплом и деталью. Но если материал не имеет способности проводить ток, то ионизированная электродуга возникает между катодом и анодом и держится на постоянной основе. Отдельно стоят приспособления, использующие пар от жидкости (она находится в резервуаре), который усиливает давление и заменяет эффект ионизирующего вещества.

Виды и принцип плазменных резаков

В основном выбор зависит от сферы использования – какие металлы предстоит разрезать, ширина заготовок, требования к срезу, теплопроводность материала и прочие параметры. Разновидности:

Инструменты, которые работают в среде инертных газов, – они являются восстановителями.
Дополняются окислительными парами и насыщены кислородом.
Технологии, работающие на основании смесей.
Работа происходит в среде газожидкостных веществ.
Водная или магнитная стабилизация – редко используется.

Из вышеперечисленных приборов самой распространенной основой являются инертные газы, например, аргон, водород, азот, гелий. В зависимости от толщины металла используют аппараты на инверторе или трансформаторе. Также они различаются по наличию контакта между резаком и заготовкой или по бесконтактному способу.

Исходя из мощности и предназначения, есть бытовые и промышленные агрегаты. Первые работают от стандартной сети с напряжением в 220 В, а вторые подключаются к 380 В.

Устройство плазменной резки

Уже в названии понятно, что главный элемент, оказывающий воздействие, – это плазма, которая состоит из ионизированного газа под давлением с высокой электропроводностью. Чем выше температура, тем сильнее проводимость, а значит, и скорость процедуры. Конструктивно прибор состоит из нескольких частей, как показано на схеме:

Источник электропитания

Энергию может подавать трансформатор или инвертор. Первый очень надежный, фактически нечувствительный к перепадам тока, а также может применяться по отношению к толстым металлическим брускам до 80 мм. К минусам можно отнести увеличенный вес и большую стоимость, не очень высокий КПД, поэтому прибор сложно назвать экономным. Обычно применяется на производстве при необходимости металлообработки крупных заготовок.

Инвертор имеет лишь один относительный минус – им нельзя резать материал более 40 мм в ширину. Зато есть масса плюсов:

стабильное горение электродуги;
высокая эффективность, на 30% больше экономии;
легкость;
компактность и мобильность.

Что такое плазменный резак или плазмотрон

Это основной узел, инструмент, с помощью которого через сопло подается плазма. От диаметра и длины отверстия зависит поток и, как результат, качество среза. Внутри находится электрод, он изготавливается из редких материалов с очень высокой прочностью и температурой плавления – бериллий, гафний или цирконий. Они при нагреве создают тугоплавкий оксид, который защищает целостность режущей кромки. Также есть охладитель с подачей воздуха и колпачок. Подробнее на схеме:

Компрессор

От этого элемента зависит то, как работает плазменный резак, – равномерно или с перебоями. В компрессионном устройстве содержится воздух, который подается в определенном объеме тангенциальной или вихревой струей. Если это не будет сделано, возможен нестабильный розжиг, образование двух электродуг одновременно или полный выход плазмотрона из строя.

Схема работы плазмореза

Инженер нажимает на кнопку запуска, включается подача электричества, автоматически зажигается первая пробная дуга. Она еще не имеет достаточную температуру для соединения. Затем воздух начинает поступать на сопло через компрессор в сжатом виде, ионизироваться, становясь проводником электроэнергии, что в обычных условиях без ионной обработки противоестественно для кислорода.

Через узкое отверстие сопла начинает выходить поток плазмы. Нагрев газа увеличивается до 30 тысяч градусов, поэтому луч начинает проводить электричество также хорошо, как и металл. При соприкосновении дуги с заготовкой происходит разрез, который моментально обдувается для охлаждения.

Принцип работы плазмореза и скорость плазменной резки

Когда термообработанный кислород обогащается ионами и выходит через сопло, его ускорение достигает 2-3 тысяч метров в секунду. Этот параметр справедлив при условии узкого отверстия не более 3 мм. При такой быстроте передвижения веществ молекулы еще сильнее разогреваются. Такого жара хватает для плавки даже тугоплавких металлов. Чем меньше эта характеристика у материала, тем быстрее и с меньшими деформациями происходит процесс.

Особенности технологии

Толщина заготовок – до 220 мм.
Обрабатываются любые металлические вещества.
Скорость первичного потока при начальной дуге обычно составляет 800 – 1500 м/с.
Чем уже сопло, тем больше ускорение потока.
Проплав очень точный, точечный.
Область возле разреза остается фактически не нагретой.

Есть два подвида процедуры в зависимости от замыкания проводящего контура.

Как работает резка плазменной струей

Металл не является замыкающим элементом, он находится между двумя сторонами – анодом и катодом. Принцип используется в том случае, когда обрабатываются неметаллы и вещества с низкой электропроводностью, то есть диэлектрики. Плазма образуется среди электрода и наконечника, а заготовка просто находится между двумя полюсами.

Плазменно-дуговая резка

Используется, когда нужно разрезать металлическую плашку, которая имеет высокую токопроводимость. Это позволяет разжигать электродугу между проводником и образцом. При этом образуется струя. Плазмообразование происходит при содействии кислорода под высоким давлением и ионизирующего газа.

Обрабатываемая зона начинает плавиться и капли выдуваются вниз, образуя отверстие, ровный срез. Применяется постоянный ток прямой полярности.

Виды и технологии плазменной резки

Различают три технологических подхода в зависимости от среды, в которой проходит процедура:

Воздух или азот в сочетании с электричеством. Самый простой аппарат.
Два защитных газа, которые оберегают область воспламенения от воздействия окружающих веществ. Благодаря этому, появляется максимально чистая атмосфера – в этом пространстве будет очень ровный срез.
С водой. Жидкость одновременно имеет две функции – защитную и охлаждающую. Применяется не со всеми металлами, так как некоторые из них вступают в химическую реакцию или быстрее после такой металлообработки окисляются.

Особенность всех трех типов в применении безопасных, пожаробезопасных материалов.

Как выбрать плазменный резак

Основное условие для выбора – назначение. При домашнем использовании удобнее инверторный источник питания. Также важен такой параметр, как сила тока – от нее зависит скорость работы. При выборе пользуйтесь таблицей:

Тип	Сила тока на 1 мм толщины
Черный	4 А
Цветной	6 А

Отсюда следует, для распиловки двухмиллиметрового медного листа необходимо подать 12 ампер.

Трансформаторные и инверторные аппараты

При наличии трансформатора вы получите следующие характеристики:

100% продолжительность включения. То есть непрерывная работа без потребности делать перерывы.
Высокое энергопотребление.
Большая цена.
Увеличенная ширина разрезаемых заготовок.

Они применяются на производствах. В быту используют инверторы. Они экономичны, с малыми габаритами и массой, поэтому могут иметь ручку для переноса.

Как работает аппарат водно-плазменной резки в отличие от воздушной

Устройство отличается тем, что среда, в которой образуется плазма, – это жидкость. Она является охладителем, а пар – плазмообразователем. Это выгодно, так как одна субстанция заменяет два газовых потока. К достоинствам можно отнести невысокую стоимость и компактность, но есть существенный недостаток – обрабатывать можно только тонкие листы, не более 80 мм. Конструкция значительно облегчается, так как не нужен компрессор или баллон для газа. А резервуар для пара нужен более компактный, ведь он имеет вязкую структуру.

Контактный и бесконтактный плазморез: для чего нужен и как он работает

Эти два способа точное повторение двух типов – с образованием струи (в обход заготовки, когда она имеет низкую электропроводность) и с наличием дуги между электроном и металлов, тогда столб образует контакт.

Параметры резака

Основное различие для мастера – ручной привод или машинный. Первый держит в руках оператор, а второй программируется в станке. Это сложные аппараты, которые в основном применяются при необходимости высокой точности. Ниже о них поговорим подробнее.

Оборудование своими руками

Намного безопаснее купить устройство, тем более что сейчас оно продается по доступной цене. Но умельцам предлагаем посмотреть видео по самостоятельному изготовлению:

Плазморезка ЧПУ: принцип работы в домашних условиях

Еще труднее изготовить аппарат с компьютерным управлением. Обработка происходит намного быстрее, качество детали выше. Мастер из этого ролика справился с самостоятельным изготовлением:

Типы плазмотронов

Различают инструмент по способу стабилизации дуги (подача стабилизатора, воздуха или воды):

водяной;
вихревой;
двойной;
аксиальный одинарный;
магнитный.

Как работает плазменная резка металла автомат

Отличие от описанного процесса только в наличии статического стола, динамического сопла, которое передвигается по полозьям и пульта управления. Особенность работы – программа действий задается дистанционно, оператор только включает станок и наблюдает за процедурой.

Какие газы используются

Применяют:

сжатый воздух;
кислород;
азотно-кислородную смесь;
азот;
аргоно-водородную смесь.

Преимущества и недостатки

К плюсам можно отнести:

высокую мощность и производительность;
экономичность;
качество и точность.

Минус – небольшая толщина среза, она сильно зависит от силы тока.

Возможности

Используется аппарат во множестве случаев, на предприятиях и в частных целях. Можно обработать как листы, так и трубы, любую конфигурацию металла. Работа происходит и с чистыми веществами, и со сплавами, даже с тугоплавкими. В статье мы рассказали про основы плазменной резки, область применения и максимальную ширину реза при использовании технологии. Предлагаем также ознакомиться с нашим ассортиментом ленточнопильных изделий. Компания «Рокта» уже 15 лет на российском рынке. За это время мы охватили практически все города страны.

Общие сведения о плазменной резке

Станок плазменной дуговой резки для резки внутренних частей металлической детали.

Изображение предоставлено: Portrait Images Asia by Nonwarit/Shutterstock.com

Плазменно-дуговая резка, также называемая плазменной резкой плавлением или плазменной резкой, представляет собой производственный процесс, в котором используется перегретый ионизированный газ, пропускаемый через плазменную горелку для нагрева, расплавления и, в конечном счете, резки электропроводящего материала в нестандартные формы и конструкции. Этот процесс подходит для широкого спектра металлических материалов, включая конструкционную сталь, легированную сталь, алюминий и медь, и может резать материалы толщиной от 0,5 мм до 180 мм.

Процесс плазменной резки часто представляют как альтернативу лазерной, гидроабразивной и кислородно-топливной резке, и он предлагает определенные преимущества по сравнению с этими вариантами, включая более быстрое время резки и более низкие первоначальные капиталовложения и эксплуатационные расходы. Хотя плазменная резка демонстрирует некоторые преимущества по сравнению с другими процессами резки, ее использование в некоторых производственных приложениях может быть проблематичным, например, при резке непроводящего материала.

Несмотря на то, что у каждого процесса резки есть свои преимущества и недостатки, в этой статье основное внимание уделяется плазменной резке с описанием основ процесса плазменной резки, а также необходимых компонентов и механики машины плазменной резки. Кроме того, в статье рассматриваются различные варианты плазменной резки и предлагаются альтернативы процессам плазменной резки.

Что такое плазма?

Три наиболее часто упоминаемых агрегатных состояния вещества — твердое, жидкое и газообразное. Плазму, однако, часто называют четвертым состоянием материи, и технически это наиболее часто встречающееся состояние — по объему и массе — поскольку оно встречается по всей галактике и за ее пределами (например, в центрах звезд и в форме молния).

Плазма возникает, когда к газу добавляется дополнительная энергия, что позволяет молекулам газа двигаться быстрее и сталкиваться с большей силой. Столкновения между молекулами позволяют молекулам разделяться на составляющие их атомы, а эти отдельные атомы отделяться от электронов внешней оболочки, образуя ионы. По мере того, как все больше атомов теряют свои электроны, газ достигает критической точки, когда количество атомов, теряющих электроны, и количество атомов, принимающих свободные электроны, уравновешиваются. В этот момент ионизированный газ становится плазмой.

Обычно встречающаяся в астрофизической сфере плазма естественным образом встречается в звездах и в межпланетной, межзвездной и межгалактической среде. В земном царстве это происходит только в виде редких явлений, таких как молнии или полярные сияния. Однако его можно создать искусственно путем перегрева газа или воздействия на него сильного электромагнитного поля до тех пор, пока газ не станет ионизированным и не приобретет высокую электропроводность. Этот искусственно созданный ионизированный газ используется в машинах плазменной резки и в процессе плазменно-дуговой резки для разрезания электропроводящего материала.

Пример земной плазмы: множественные удары молнии по мосту.

Изображение предоставлено: John Wollwerth/Shutterstock.com

Процесс плазменной резки

Процесс плазменно-дуговой резки представляет собой термический производственный процесс, в котором используется суженная плазменная дуга с переносом для резки широкого спектра металлов, включая конструкционную сталь, легированную сталь, алюминий и медь. Хотя доступно несколько вариантов, основные принципы процесса и необходимые компоненты остаются одинаковыми во всех них. Процесс первичной плазменно-дуговой резки включает следующие этапы:

Запуск вспомогательной дуги
Генерация основной дуги
местный нагрев и плавка
выброс материала
дуговое движение

Рисунок 1 – Электрическая полярность плазменной дуги

Запуск пилотной дуги

Процесс начинается с команды пуска, которая побуждает источник питания генерировать напряжение холостого хода до 400 В постоянного тока, т. е. напряжение холостого хода, и инициирует подачу сжатого плазмообразующего газа в узел плазменной горелки, который содержит электрод и плазменное сопло. Как показано на Запуск дежурной дуги на рис. 1 выше, источник питания также подает отрицательное напряжение на электрод, устанавливая его в качестве катода в цепи дежурной дуги, и замыкает нормально разомкнутые контакты цепи сопла, размещая временный положительный контакт. напряжение на сопле, которое затем служит анодом цепи вспомогательной дуги. Затем консоль запуска дуги (ACS) создает высокочастотный потенциал высокого напряжения между электродом и соплом, который генерирует высокочастотную искру. Искра ионизирует плазменный газ, делая его электропроводным и создавая путь тока с низким сопротивлением между электродом и соплом. Вдоль этого пути тока формируется начальная низкоэнергетическая дуга, т. е. вспомогательная дуга, по мере того как энергия течет и разряжается между двумя компонентами.

Генерация основной дуги

После запуска вспомогательная дуга вытекает вместе с плазменным газом через отверстие сопла в направлении заземленной электропроводной заготовки, которая частично ионизирует область между ними и образует новый путь тока с низким сопротивлением. Поскольку поток газа вынуждает вспомогательную дугу выступать дальше через отверстие, дуга в конечном итоге входит в контакт с заготовкой и переходит на нее. Как показано на диаграмме Main Arc Generation на рис. 1 выше, этот перенос дуги создает основную дугу, т. е. плазменную дугу, которая выполняет фактическую операцию резки, и устанавливает заготовку как часть вновь созданной цепи основной дуги. вместе с электродом. Перенос дуги также побуждает источник питания повторно размыкать нормально разомкнутые контакты сопла, удаляя сопло из цепи вспомогательной дуги, а основная дуга увеличивается до оптимальной силы тока резки.

Местный нагрев и плавление

Сопло сужает ионизированный газ и основную дугу, когда они проходят через отверстие сопла, увеличивая плотность энергии и скорость плазмы. Станки плазменной резки производят плазму с температурой до 20 000°C, которая движется к заготовке со скоростью, в три раза превышающей скорость звука. Эта тепловая и кинетическая энергия используется для операции резки.

В процессе плазменно-дуговой резки используется метод резки плавлением и выдуванием, при котором происходит нагрев, расплавление и испарение локализованной области заготовки. Когда плазма попадает на поверхность заготовки, материал заготовки поглощает тепловую энергию дуги и плазменного газа, увеличивая внутреннюю энергию и выделяя тепло, что ослабляет материал и позволяет его удалять для получения желаемых разрезов.

Выброс материала

Ослабленный материал заготовки выталкивается из пропила — на ширину удаляемого материала и разрезаемого продукта — за счет кинетической энергии используемого плазмообразующего газа. Оптимальный поток плазмообразующего газа определяется током и соплом, при этом слишком низкий или слишком высокий уровень потока плазмы приводит к менее точным разрезам и выходу компонентов из строя.

Дуговое движение

После начала локализованного нагрева, плавления и испарения заготовки плазменная дуга вручную или автоматически перемещается по поверхности заготовки для выполнения полной резки. В случае ручных систем плазменной дуговой резки оператор вручную инициирует процесс и перемещает резак по поверхности, чтобы создать желаемые разрезы. Для автоматизированных систем плазменной дуговой резки машина запрограммирована на перемещение головки резака с оптимальной скоростью для обеспечения точной и аккуратной резки.

Ручной плазменный резак, выполняющий операцию резки.

Изображение предоставлено: Игорь В. Подкопаев/Shutterstock.com

Варианты процесса плазменной резки

Основные принципы процесса плазменно-дуговой резки остаются одинаковыми для различных доступных вариантов. Тем не менее, каждый вариант процесса обеспечивает определенные преимущества в отношении производственных приложений в зависимости от разрезаемого материала и его свойств, выходной мощности и конкретных требований приложения. Варианты обычно различаются в зависимости от их системы охлаждения, типа плазмообразующего газа, конструкции электрода и типа используемой плазмы.

Некоторые из доступных вариантов плазменной резки включают:

Стандартная (или обычная) плазменная дуговая резка
Плазменно-дуговая резка с использованием вторичной среды
Плазменная дуговая резка с впрыском воды

Стандартная (или обычная) плазменная дуговая резка

При обычной плазменной дуговой резке оборудование для плазменной резки включает узел плазменной горелки, в котором используется один плазменный газ, служащий одновременно газом зажигания и газом для резки. Как правило, в стандартном процессе используется азот, кислород или смесь водорода и аргона. Сжатие плазменной дуги и газа осуществляется только соплом без помощи какой-либо вторичной среды. В качестве охлаждающей жидкости для плазмотрона может использоваться вода или воздух.

Плазменно-дуговая резка с вторичной средой

Для плазменно-дуговой резки, в которой используется вторичная среда, дополнительная среда, т. е. вода или газ, перекачивается в плазменную горелку для дальнейшего сужения плазменной дуги и получения специфических характеристик для конкретного применения резки.

Использование вторичного газа в процессе плазменно-дуговой резки может повысить удельную мощность, качество и скорость резки. Кроме того, вторичный газ может уменьшить повреждение системы и риск возникновения двойной дуги, а также продлить срок службы расходных деталей резака. Этот тип плазменной резки подходит для металлических листов толщиной до 75 мм.

Некоторые из наиболее распространенных комбинаций вторичного газа включают:

воздух, кислород и азот для резки стали
азот, аргон-H ₂ и CO ₂ для резки нержавеющей стали
аргон-H ₂ , азот и CO ₂ для резки алюминия

Добавление воды в процесс плазменной резки может привести к получению поверхности заготовки с более высокой отражательной способностью. Вода действует как барьер или щит во время процесса резки, поскольку она перекачивается в плазменную горелку, выбрасывается и испаряется плазменной дугой. Этот тип плазменной резки подходит для алюминия и высоколегированных сталей толщиной до 50 мм.

Плазменная дуговая резка с впрыском воды

При плазменной дуговой резке с впрыском воды в процессе резки также используется вода. В плазмотрон впрыскивается вода, которая дополнительно сужает плазменную дугу. В отличие от плазменно-дуговой резки со вторичной средой, большая часть воды остается неиспаренной и вместо этого действует как охлаждающая жидкость для компонентов плазменной горелки и заготовки. Охлаждающий эффект воды обеспечивает меньшую деформацию материала, более высокое качество резки и более длительный срок службы расходных деталей резака. Этот тип плазменно-дуговой резки подходит для подводной плазменной резки металлов толщиной от 3 мм до 75 мм.

Другие модификации

Другие варианты плазменной резки включают:

Плазменная дуговая резка с повышенным сужением
Резка плазменной дугой под водой
Плазменная строжка
Плазменная маркировка

В отличие от ранее упомянутых вариантов, увеличенное сужение плазменной дуги достигается за счет использования специальных сопел, которые обеспечивают определенные возможности, такие как вращение плазмообразующего газа или регулировка сопла в процессе резки.

Подводная плазменная дуговая резка выполняется на глубине от 60 до 100 мм под водой, что позволяет уменьшить шум, пыль и загрязнение воздуха, но требует больше энергии и больше времени для резки, чем атмосферная плазменная дуговая резка.

Плазменная строжка и плазменная маркировка — это процессы, которые обычно не прорезают заготовку; плазменная строжка удаляет только поверхностный материал заготовки, чтобы получить более гладкую поверхность, в то время как плазменная маркировка создает поверхностные метки на готовых компонентах.

Процесс плазменно-дуговой резки предлагает множество вариантов, которые подходят для широкого спектра производственных применений. Пригодность каждого варианта зависит от спецификаций и требований резания.

Станок плазменно-дуговой резки

В то время как в процессе лазерной резки используются станки для лазерной резки, а в процессе/услуге гидроабразивной резки используется оборудование для гидроабразивной резки с водой под давлением и абразивами, в процессе плазменно-дуговой резки используется оборудование плазменной резки для получения желаемых разрезов на заготовке. Станки плазменной резки варьируются от модели к модели, а также от приложения и приложения с настройками от простых (например, ручные резаки, подключенные к источнику питания) до сложных (например, программируемое и автоматизированное оборудование с ЧПУ). Базовая комплектация оборудования для этих машин плазменной резки включает в себя источник питания плазмы, консоль зажигания дуги, блок горелки, систему подачи газа, систему охлаждения и электропроводящую заготовку.

Источник питания: Источник питания обеспечивает энергию для запуска вспомогательной дуги и поддержания основной дуги на протяжении всего процесса плазменной резки. Как правило, они имеют высокое напряжение без нагрузки (т. е. напряжение холостого хода) в диапазоне от 240 до 400 В постоянного тока для создания вспомогательной дуги, но требуют только от 50 до 60 В постоянного тока для поддержания основной дуги после ее возникновения.

Консоль зажигания дуги (ACS): ACS создает начальную искру, которая инициирует цепь вспомогательной дуги.

Используемые газы и среды: Плазменные газы подразделяются на воспламеняющие газы (зажигают плазменную дугу), режущие газы (используются с плазменной дугой в процессе резки) и вторичные газы (сжимают и охлаждают плазменную дугу). Используемые газы могут быть инертными, реакционноспособными или смесью двух предыдущих типов. Вода также используется в качестве вторичной среды в процессе резки.

Горелка в сборе: Горелка в сборе и детали включает электрод и сопло, подключена к источнику питания и использует плазму и режущие газы для запуска и выполнения операции плазменной резки.

Система охлаждения: Система охлаждения охлаждает компоненты узла резака и заготовку, продлевая срок службы расходных деталей. Система может быть как с водяным, так и с газовым охлаждением.

Заготовка: Заготовка – это разрезаемый материал. Материал должен быть электропроводным для плазменной резки, поскольку заготовка служит компонентом основной цепи дуги.

Другие варианты установки для плазменно-дуговой резки включают столы для резки, оборудование для контроля загрязнения воздуха и подвесные направляющие системы. Раскройный стол служит рабочей поверхностью для резки заготовки, а контрольно-измерительное оборудование средством удаления выбросов, образующихся в процессе резки. На автоматических станках резак резак подвешивается над головой на системе направляющих, что позволяет перемещаться по поверхности заготовки.

Расходуемые сопла плазмотрона.

Изображение предоставлено: Nordroden/Shutterstock.com

Вопросы материалов

Поскольку в процессе плазменной резки используются переносные плазменные дуги, его использование ограничивается резкой только материалов, обладающих электропроводностью. Однако он подходит для широкого спектра металлов, в том числе:

Конструкционная сталь
Нелегированная, низколегированная и высоколегированная сталь
Алюминий
Плакированные металлические пластины

Плазменно-дуговая резка также может использоваться для таких материалов, как медь, латунь, титан и чугун, хотя некоторые из их температур плавления могут оказаться проблематичными для получения высококачественной резки кромки. В зависимости от технических характеристик машины плазменной дуговой резки и материала заготовки этот процесс позволяет резать материалы толщиной от 0,5 мм до 180 мм.

Альтернативные процессы резки

Среди продемонстрированных преимуществ плазменно-дуговой резки по сравнению с другими методами резки можно отметить следующие:

Более быстрое время выполнения работ
Резка более высокого качества
Возможность работы с более толстыми материалами
Минимальный риск деформации материала
Более низкие затраты на оборудование и эксплуатационные расходы

Однако, несмотря на эти преимущества, он может не подходить для каждого производственного применения, и другие процессы резки могут оказаться более подходящими и экономически эффективными. Альтернативы плазменной резке включают газокислородную резку, гидроабразивную резку и лазерную резку.

Резюме

Выше изложены основы машины и процесса плазменной дуговой резки, различные варианты плазменной резки, а также некоторые соображения, которые могут приниматься во внимание производителями и механическими мастерскими при принятии решения о том, является ли плазменная резка наиболее оптимальным решением для их конкретной резки. приложение.

Чтобы найти более подробную информацию о местных коммерческих и промышленных поставщиках услуг и оборудования для производства на заказ, посетите платформу поиска поставщиков Thomas, где вы найдете информацию о более чем 500 000 коммерческих и промышленных поставщиков.

Источники

http://www.techno-isel.com
http://www.boc-gas.co.nz/en/legacy/attachment?files=tcm:y435-68107,tcm:435-68107,tcm:35-68107
https://www.esabna.com/us/en/education/blog/the-basics-of-plasma-cutting.cfm
https://www.researchgate.net
https://www.lincolnelectric.com/en-us/equipment/plasma-cutter/process-and-theory/Pages/how-a-plasma-cutter-works.aspx
https://www.twi-global.com/technical-knowledge/job-knowledge/cutting-processes-plasma-arc-cutting-process-and-equipment-considerations-051
http://www.esabna.com/us/en/education/blog/what-is-plasma-cutting.cfm
https://weldguru.com/plasma-arc-cutting/
https://www. gemathis.com/laser-cutting-vs-plasma-cutting/

Другие режущие инструменты

Механическая резка, лазерная резка, фрезерование
Понимание ротационной высечки
Типы операций высечки
Инструменты для формовки высечки
Ведущие поставщики услуг лазерной резки в США
Типы режущих инструментов
Ведущие поставщики услуг по высечке и оборудования для высечки в США
Введение в планшетную высечку
Различия между станком для гидроабразивной резки и станком для лазерной резки
Общие сведения о высечке
Общие сведения о лазерной резке
Лазерная резка стали и алюминия

Больше из Изготовление и изготовление на заказ

Plasma Arc Cutting — Weld Guru

Оборудование для плазменной резки

Плазменная и плазменно-дуговая резка использует нагретый газ для резки металла (30 000 градусов по Фаренгейту).

Этот процесс заключается в нагревании газа до температуры, при которой он ионизируется или проводит электричество. Газ находится под давлением и выстреливается над вольфрамовым электродом.

Станок плазменной резки добавляет электричество, которое образует цепь с металлом, подлежащим резке.

В процессе выделяется тепло, превращающее газ в плазму, которая может резать металл.

Этот процесс можно использовать как для резки, так и для строжки металла. При строжке этот процесс предлагает более низкую стоимость, более низкий уровень дыма и шума по сравнению со строжкой угольной дугой.

Машина относительно проста в использовании… Проверьте газовые линии и соединения, включите воздушный компрессор (для моделей с воздушным охлаждением), а затем включите питание.

Легко!

Обзор

В процессе плазменно-дуговой резки металл разрезается путем плавления секции металла сжатой дугой. Высокоскоростной струйный поток горячего ионизированного газа плавит металл, а затем удаляет расплавленный материал, образуя пропил. Базовая компоновка горелки для плазменной дуговой резки, аналогичной горелке для плазменной дуговой сварки, показана на рис. 10-71.

Существуют три варианта процесса:

низкоточная плазменная резка
сильноточная плазменная резка
резка с добавлением воды

Слаботочная дуговая резка, обеспечивающая высококачественную резку тонких материалов, использует максимальный ток 100 ампер и гораздо меньшую горелку, чем сильноточная версия. Были разработаны модификации процессов и оборудования, позволяющие использовать кислород в дроссельном газе для эффективной резки стали.

Все плазменные резаки сужают дугу, пропуская ее через отверстие, когда она движется от электрода к заготовке. По мере того, как дроссельный газ проходит через дугу, он быстро нагревается до высокой температуры, расширяется и ускоряется при прохождении через сужающее отверстие. Интенсивность и скорость дугового плазменного газа определяются такими переменными, как тип дросселирующего газа и его давление на входе, форма и диаметр сужающего отверстия, а также плотность энергии плазмы на работе.

Сужение сопла фокусирует дугу. Поток газа регулирует скорость плазмы.

Преимущества и недостатки

Преимущества

Процесс плазменной резки имеет множество преимуществ:

- Небольшой риск изменения формы металла (так называемая деформация)
- Точная резка
- Резка без шлака при работе с алюминием, нержавеющей и углеродистой сталью
- Работает во всех положениях
- Быстрый процесс
- Работает со многими типами металлов

Не требуются газовые баллоны

Недостатки

Некоторые недостатки плазменно-дуговой резки:

Создает небольшой скос (7 градусов – приблизительно)
Риск поражения электрическим током при небезопасной эксплуатации
Требуется источник чистого воздуха — некоторые теперь поставляются с компрессорами, изготовленными из
Для работы требуется электричество, поэтому он не полностью портативный
Нерентабельно для очень толстой стали

Плазменно-дуговая резка

Основная схема плазменно-дуговой резки показана на рис. 10-72. Процесс работает на постоянном токе, прямой полярности (dcsp), отрицательном электроде, с ограниченной переносимой дугой.

В режиме переноса дуги дуга зажигается между электродом горелки и заготовкой. Дуга инициируется вспомогательной дугой между электродом и сужающим соплом. Форсунка подключается к земле (плюс) через токоограничивающий резистор и контакт реле вспомогательной дуги.

Дежурная дуга инициируется высокочастотным генератором, соединенным с электродом и соплом. Затем источник сварочного тока поддерживает эту слаботочную дугу внутри горелки. Ионизированный газ от вспомогательной дуги продувается через сужающее отверстие сопла.

Образует путь с низким сопротивлением для зажигания основной дуги между электродом и заготовкой.

Когда зажигается основная дуга, реле вспомогательной дуги может автоматически размыкаться во избежание ненужного нагрева сужающего сопла.

Принципы работы

Расходные материалы для плазменной резки: Качество и скорость резки снижаются при повреждении электрода или наконечника сопла

Основная схема плазменной резки показана на рис. 10-72. Процесс работает на постоянном токе, прямой полярности (dcsp), отрицательном электроде, с ограниченной переносимой дугой. В режиме переносной дуги дуга зажигается между электродом горелки и заготовкой. Дуга инициируется вспомогательной дугой между электродом и сужающим соплом. Форсунка подключается к земле (плюс) через токоограничивающий резистор и контакт реле вспомогательной дуги. Дежурная дуга инициируется высокочастотным генератором, соединенным с электродом и соплом.

Базовая схема плазменной дуговой резки — Рис. 10-72

Затем источник сварочного тока поддерживает эту дугу слабого тока внутри горелки. Ионизированный газ от вспомогательной дуги продувается через сужающее отверстие сопла. Это формирует путь с низким сопротивлением для зажигания основной дуги между электродом и заготовкой. Когда загорается основная дуга, реле вспомогательной дуги может автоматически размыкаться во избежание ненужного нагрева сужающего сопла.

Поскольку сужающее плазму сопло подвергается воздействию высоких температур факела плазмы (примерно от 18 032 до 25 232 °F (от 10 000 до 14 000 °C)), сопло должно быть изготовлено из меди с водяным охлаждением. Кроме того, горелка должна быть рассчитана на создание пограничного слоя газа между плазмой и соплом.

См. также : Газы для плазменной резки – Руководство по выбору

Горелки

Плазменная горелка для запуска дуги

Горелки для плазменной резки подходят к держателям резаков в автоматических машинах для газовой резки.

Как правило, при запуске плазменно-дугового резака поместите наконечник на 1/4″ над пластиной. Не прикасайтесь к пластине (следуйте указаниям производителя).

Всегда начинайте с края с металлическим наконечником.

Сильноточная резка

Узкий разрез, оставшийся после процесса плазменной резки

Для резки на сильном токе резак устанавливается на механическую каретку. Автоматическая фигурная резка может быть выполнена на том же оборудовании, что и кислородная резка, если достижима достаточно высокая скорость перемещения. Вокруг плазмы используется водяная струя для уменьшения дыма и шума. Рабочие столы, содержащие воду, контактирующую с нижней стороной разрезаемого металла, также снижают уровень шума и дыма.

Позиции резки

Горелка для плазменной резки может использоваться во всех положениях. Его также можно использовать для прокалывания отверстий и выдалбливания. Резак имеет специальную конструкцию для резки и не используется для сварки.

При использовании в неплоских положениях используйте маломощные плазменные машины на ток менее 100 ампер. Машины большей мощности могут быть опасны, когда они находятся вне горизонтального положения.

Процедуры

Порядок действий при плазменной резке следующий (проверьте инструкции производителя для вашего конкретного устройства, это общие рекомендации):

Проверьте давление воздуха (должно быть около 70 фунтов на квадратный дюйм).
Прикрепил зажим заземления к разрезаемому металлу
Включите резку
Отрегулируйте силу тока в соответствии со спецификацией производителя для металла и толщины металла
Позиционное экранирование, разрезаемое по металлу
Нажмите кнопку зажигания и установите дугу
Переместите дугу над линией разреза и выполните разрез. При необходимости используйте направляющую планку, которая поможет сделать более ровный срез. Держите защитный колпачок и сужающую насадку на расстоянии от 1/8″ до 1/4″ над разрезаемой поверхностью. Не тяните защитную чашку и сужающую насадку по металлу, если только они не предназначены для такого использования. Совет. Сделайте разрез на обратной стороне линии разреза.
Используйте меньшую скорость перемещения для более толстого металла. Направление резака (вбок, назад, вперед) по выбору резака.
Переместите резак как можно быстрее.
При использовании сжатого воздуха убедитесь, что в нем нет влаги. Для линии доступен воздушный фильтр, который может кондиционировать воздух для повышения качества плазменной резки.

Металлы

Металлы, которые обычно режут с помощью этого процесса, это алюминий и нержавеющая сталь. Этот процесс также можно использовать для резки большинства металлов, не содержащих железа (цветных), а также:

алюминий
латунь
углеродистая сталь
чугун
медные сплавы
медь
высокое содержание никеля
магний
мягкая сталь
сплавы никеля
нержавеющая сталь

Элементы управления

Для регулировки потока плазмы и вторичного газа требуются специальные элементы управления. Требуется вода для охлаждения горелки, которая контролируется датчиками давления или расхода для защиты горелки. Система охлаждения должна быть автономной, включающей циркуляционный насос и теплообменник.

Варианты процесса

Несколько вариантов процесса используются для улучшения качества PAC для конкретных приложений. Как правило, они применимы к материалам толщиной от 1/8 до 1-1/2 дюйма (от 3 до 38 мм). Вспомогательная защита в виде газа или воды используется для улучшения качества резки.

Двухпоточная плазменная резка

Двухпоточная плазменная резка обеспечивает вторичную газовую подушку вокруг дуговой плазмы, как показано на рис. 10-73. Обычный дроссельный газ — азот. Защитный газ подбирается в зависимости от разрезаемого материала. Для мягкой стали это может быть углекислый газ (CO2) или воздух; для нержавеющих сталей, CO2; и смесь аргона с водородом для алюминия. Для низкоуглеродистой стали скорость резки несколько выше, чем при обычной плазменно-дуговой резке, но качество резки во многих случаях неудовлетворительное.

Дуговая плазменная резка с двойным потоком — Рисунок 10-73

Плазменная резка с водяным экраном

Этот метод аналогичен плазменной резке с двойным потоком. Вместо вспомогательного защитного газа используется вода. Внешний вид среза и срок службы сопла улучшаются за счет использования воды вместо газа в качестве дополнительной защиты. Прямоугольность реза и скорость реза существенно не улучшаются по сравнению с обычным PAC.

Плазменная резка с впрыском воды

В этой модификации процесса PAC используется симметричная падающая струя воды возле сужающего отверстия сопла для дальнейшего сужения плазменного пламени. Расположение показано на рис. 10-74. Струя воды также защищает плазму от смешивания с окружающей атмосферой. Конец сопла может быть изготовлен из керамики, что помогает предотвратить двойное искрение. Плазма, сжатая водой, производит узкий, четко очерченный разрез на скоростях, превышающих скорости обычного PAC. Поскольку большая часть воды выходит из сопла в виде жидкой струи, она охлаждает кромку пропила, создавая острый угол. Прорез чистый. Когда дроссельный газ и вода впрыскиваются по касательной, плазменный газ закручивается, выходя из сопла и водяной струи. Это может создать высококачественную перпендикулярную поверхность на одной стороне пропила. Другая сторона пропила скошена. При фигурной резке направление движения должно быть выбрано для получения перпендикулярного разреза на детали и косого разреза на ломе.

Устройство плазменной дуги с впрыском воды — Рис. 10-74

Вентиляция

Количество образующихся газов и зубцов требует использования местной вытяжки для надлежащей вентиляции. Резку следует производить над водоемом, чтобы удаляемые из среза частицы попадали в воду. Это поможет уменьшить количество паров, выбрасываемых в воздух.

При резке объекта, который может отбросить шлейф, например бочки, соблюдайте осторожность или полностью избегайте такой ситуации.

Области применения

Пример плазменной резки

Плазменная дуговая резка может использоваться для резки любого металла. Большинство применений для:

углеродистой стали
алюминий
нержавеющая сталь

Его можно использовать для резки пакета, снятия фаски с листа, фигурной резки и прокалывания.

Меры предосторожности

При работе с мощным оборудованием необходимо носить средства защиты органов слуха. Уровень шума, создаваемого мощным оборудованием, некомфортный. Резчик должен носить защитные наушники.

Также необходимо носить обычную защитную одежду для защиты резака от дуги. Это касается защитной одежды, перчаток и шлема.

Маска пассивного сварщика должна быть оснащена затемнением №. 9-фильтровая стеклянная линза. В качестве альтернативы вы должны носить шлем с автоматическим затемнением.

Существует много областей применения слаботочной плазменной дуговой резки, включая резку нержавеющей стали и алюминия для производства и технического обслуживания. Плазменная резка также может использоваться для пакетной резки, и она более эффективна, чем пакетная резка с помощью кислородно-ацетиленовой горелки.