В настоящее время установка плазменной резки различных металлов применяется при первичной обработке деталей.

Технология обработки металла выбирается в зависимости от его характеристик.

В машиностроительной отрасли используется широкая линейка обрабатывающих центров и станков с ЧПУ. С их помощью производятся детали и узлы различного назначения.

Значительную долю в объеме всех работ по металлообработке занимает раскрой металлического листа на заданные фрагменты.

При выполнении таких операций важно не только вырезать деталь в полном соответствии с шаблоном, но и оптимально использовать всю площадь металлического листа.

Принцип действия плазмореза

Резка металлических сплавов и других материалов с использованием плазмы выполняется на специальной установке, которая называется плазморез.

Надо напомнить, что плазма – это одна из форм существования материи. В окружающей человека среде материальные объекты представляются в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Плазма – это четвертое состояние, которое характеризуется высокой температурой.

Принцип плазмореза

 Установка для плазменной резки создает поток ионизированного воздуха высокой температуры, который и разрезает заготовку.

Рабочая температура этого потока достигает величин от 5000 до 30000 градусов.

Установка состоит из следующих элементов:

  • источник питания;
  • компрессор;
  • плазматрон.

Источником питания служит либо трансформатор, либо инвертор. Используя трансформатор, можно резать заготовки большой толщины.

Он без потерь переносит перепады напряжения электрической сети. При этом у него большой вес, низкий КПД и высокая цена.

Инвертор дешевле, экономичнее и значительно легче. У инверторного устройства более высокий КПД по сравнению с трансформатором.

Компактная конструкция позволяет использовать инверторные установки в комплексах с ЧПУ, неудобных и труднодоступных местах.

Сегодня промышленностью выпускается широкая линейка инверторных установок для резки металла с помощью плазмы.

Компрессором в плазморез подается воздух или определенный газ.

Воздух подается под высоким давлением, которое обеспечивает вихревую форму струи.

Плазматрон является основным элементом плазмореза и представляет собой резак, который состоит из следующих элементов:

  • колпачок;
  • охладитель;
  • сопло;
  • электрод.

При подаче напряжения и поджиге дуги возникает поток воздуха, который имеет высокую степень ионизации.

Присутствие ионов превращает воздух из изолятора в проводник электрического тока. При этом формируется электрическая дуга.

Под действием дуги локально разогревается заготовка, металл плавится и образуется рез.

Особенности технологии

В промышленном производстве используются плазморезы непосредственного и опосредованного воздействия. Установка резки плазмой первого типа используется для обработки металла.

При этой схеме в качестве второго электрода выступает сама металлическая заготовка. Такая установка носит название плазменно-дуговой.

Когда выполняется резка непроводящих электричество материалов, то плазма образуется с помощью встроенного электрода. Установка этого типа называется плазменно-струйная.

Видео:

Цена данной установки выше, при этом ее функциональные возможности значительно шире. На плазморезах с ЧПУ используются оба способа резки.

Если посмотреть на плазменную резку металла через призму физики процесса, то она работает точно так же, как и дуговая. Но при этом привычные электроды не используются.

При этом надо учитывать, что эффективность применения плазменной резки определяется толщиной обрабатываемого материала.

Предельные величины имеют следующие значения:

  • алюминиевые сплавы — 120 мм;
  • медь и бронза — 80 мм;
  • сталь и сплавы — 50 мм;
  • чугун — 90 мм.

Раскрой заготовок на установках с ЧПУ выполняется после разработки программы и точной настройки режима резки.

При всех положительных качествах этого способа резки, цена заготовки должна быть минимальной.

Точность и быстрота резки

Обычная резка листового металла по заранее заданному контуру выполняется на больших скоростях и требует расхода электроэнергии по минимуму.

Для ручных установок плазменной резки скорость реза должна быть не более 6000 мм в минуту. На плазматронах с ЧПУ скорость реза, как правило, ниже.

Видео:

И в первом, и во втором случае важно, чтобы качество реза соответствовало требованиям стандартов, отраслевых норм и технических условий.

Одним из критериев оценки качества является конусность реза.

В зависимости от толщины заготовки и класса установки этот показатель может колебаться от 3 до 9 градусов. Идеальный рез не имеет отклонений.

Раскрой металлов

При раскрое металлов и сплавов режим резки выбирается в зависимости от конкретных условий.

Когда режется лист из нержавеющей стали, рекомендуется использовать азот или его смесь с аргоном.

Если применить сжатый воздух, это может повлиять на химические характеристики стали.

Плюс к этому нержавейка чувствительна к влиянию переменного тока.

Учитывая эти обстоятельства, резка стальных заготовок выполняется плазменно-струйным способом.

Плазменная резка алюминиевых сплавов при толщине заготовки до 70 мм выполняется с использованием сжатого воздуха.

Если толщина листа больше 100 мм, то применяется смесь аргона и водорода.

Аппараты плазменной резки

По своей конструкции установки для плазменной резки металла подразделяются на стационарные и переносные.

Следующим отличием при классификации установок является способ пространственной ориентации заготовок в пространстве.

Установки бывают следующего типа:

  • портальные;
  • портально-консольные;
  • шарнирные.

Конструкция портальной установки по своей компоновке похожа на конструкцию фрезерного станка с ЧПУ подобного типа.

Металлический лист для резки фиксируется под ходовую часть портала. Портал перемещается на роликах по опорным элементам в продольном направлении.

Плазменный резак, который установлен на портале, имеет степень свободы в поперечном направлении.

На портально-консольной установке лист материала крепится непосредственно под консолью, на которой расположена плазменная горелка.

Цена такой установки бывает ниже, чем у станка другой конструкции.

Видео:

Установка шарнирного типа получила свое наименование потому, что плазменная горелка в ней расположена на специальной шарнирной раме.

На консоли крепится копир, по которому выполняется вырезка детали. В процессе плазменной резки образуется дым и пыль.

Для того чтобы удалить их за пределы производственного помещения, используется местная вытяжка. Система вентиляции должна оборудоваться в цехе по раскрою металла в обязательном порядке.

Плюсы и недостатки плазменной резки

Если сравнивать с другими способами раскроя листового металла, то плазменная технология обладает некоторыми преимуществами.

Первое, что следует отметить, высокую производительность.

Из этого следует и оптимальная цена изделия, которая складывается из нескольких составляющих – экономия энергии, оптимальное использование металла и высокая точность изделий.

Видео:

К недостаткам следует отнести ограничения по толщине обрабатываемого металла. К минусам также относится и цена некоторых установок с ЧПУ.

Несмотря на эти ограничения, плазменная резка используется и в производственных целях, и в бытовой сфере.


Комментарии: