Плазморезка принцип работы: Плазменная резка металла: принцип работы плазмореза

Содержание

Принцип работы плазмореза | Строительный портал

Плазменная резка широко используется в различных отраслях промышленности: машиностроении, судостроении, изготовлении рекламы, коммунальной сфере, изготовлении металлоконструкций и в других отраслях. К тому же, в частной мастерской плазморез тоже может пригодиться. Ведь с помощью него можно быстро и качественно разрезать любой токопроводящий материал, а также некоторые нетокопроводящие материалы – пластик, камень и дерево. Разрезать трубы, листовой металл, выполнить фигурный рез или изготовить деталь можно просто, быстро и удобно с помощью технологии плазменной резки. Рез выполняется высокотемпературной плазменной дугой, для создания которой нужен лишь источник тока, резак и воздух. Чтобы работа с плазморезом давалась легко, а рез получался красивым и ровным, не мешает узнать принцип работы плазмореза, который даст базовое понятие, как можно управлять процессом резки.

  1. Устройство плазмореза
  2. Принцип работы плазмореза
  3. Параметры плазмореза
  4. Плазморез своими руками
  5. ЧПУ плазморез своими руками

 

Устройство плазмореза

Аппарат под названием «плазморез» состоит из нескольких элементов: источника питания, плазменного резака/плазмотрона, воздушного компрессора и кабель-шлангового пакета.

Источник питания для плазмореза подает на плазмотрон определенную силу тока. Может представлять собой трансформатор или инвертор.

Трансформаторы более увесисты, потребляют больше энергии, но зато менее чувствительны к перепадам напряжения, и с помощью них можно разрезать заготовки большей толщины.

Инверторы легче, дешевле, экономнее в плане энергопотребления, но при этом позволяют разрезать заготовки меньшей толщины. Поэтому их используют на маленьких производствах и в частных мастерских. Также КПД инверторных плазморезов на 30 % больше, чем у трансформаторных, у них стабильнее горит дуга. Пригождаются они и для работы в труднодоступных местах.

Плазмотрон или как его еще называют «плазменный резак» является главным элементом плазмореза. В некоторых источниках можно встретить упоминание плазмотрона в таком контексте, что можно подумать будто «плазмотрон» и «плазморез» идентичные понятия. На самом деле это не так: плазмотрон – это непосредственно резак, с помощью которого разрезается заготовка.

Основными элементами плазменного резака/плазмотрона являются сопло, электрод, охладитель/изолятор между ними и канал для подачи сжатого воздуха.

Схема плазмореза наглядно демонстрирует расположение всех элементов плазмореза.

Внутри корпуса плазмотрона находится электрод, который служит для возбуждения электрической дуги. Он может быть изготовлен из гафния, циркония, бериллия или тория. Эти металлы приемлемы для воздушно-плазменной резки потому, что в процессе работы на их поверхности образуются тугоплавкие оксиды, препятствующие разрушению электрода. Тем не менее, используют не все эти металлы, потому что оксиды некоторых из них могут нанести вред здоровью оператора. Например, оксид тория – токсичен, а оксид бериллия – радиоактивен. Поэтому самым распространенным металлом для изготовления электродов плазмотрона является гафний. Реже – другие металлы.

Сопло плазмотрона

обжимает и формирует плазменную струю, которая вырывается из выходного канала и разрезает заготовку. От размера сопла зависят возможности и характеристики плазмореза, а также технология работы с ним. Зависимость такая: от диаметра сопла зависит, какой объем воздуха может через него пройти за единицу времени, а от объема воздуха зависят ширина реза, скорость охлаждения и скорость работы плазмотрона. Чаще всего сопло плазмотрона имеет диаметр 3 мм. Длина сопла тоже важный параметр: чем длиннее сопло, тем аккуратнее и качественнее рез. Но с этим надо быть поаккуратнее. Слишком длинное сопло быстрее разрушается.

Компрессор для плазмореза необходим для подачи воздуха. Технология плазменной резки подразумевает использование газов: плазмообразующих и защитных. В аппаратах плазменной резки, рассчитанных на силу тока до 200 А, используется только сжатый воздух, и для создания плазмы, и для охлаждения. Такого аппарата достаточно для разрезания заготовок 50 мм толщиной. Промышленный станок плазменной резки использует другие газы – гелий, аргон, кислород, водород, азот, а также их смеси.

Кабель-шланговый пакет соединяет источник питания, компрессор и плазмотрон. По электрическому кабелю подается ток от трансформатора или инвертора для возбуждения электрической дуги, а по шлангу идет сжатый воздух, который необходим для образования плазмы внутри плазмотрона. Более детально, что именно происходит в плазмотроне, расскажем ниже.

 

Принцип работы плазмореза

 

Как только нажимается кнопка розжига, источник питания (трансформатор или инвертор) начинает подавать на плазмотрон токи высокой частоты. В результате внутри плазмотрона возникает дежурная электрическая дуга, температура которой 6000 – 8000 °С. Дежурная дуга зажигается между электродом и наконечником сопла  по той причине, что образование дуги между электродом и обрабатываемой заготовкой сразу – затруднительно. Столб дежурной дуги заполняет весь канал.

После возникновения дежурной дуги в камеру начинает поступать сжатый воздух. Он вырывается из патрубка, проходит через электрическую дугу,  вследствие чего нагревается и увеличивается в объеме в 50 – 100 раз. Помимо этого воздух ионизируется и перестает быть диэлектриком, приобретая токопроводящие свойства.

Суженное к низу сопло плазмотрона обжимает воздух, формирует из него поток, который со скоростью 2 – 3 м/с вырывается из сопла. Температура воздуха в этот момент может достигать 25000 – 30000 °С. Именно этот высокотемпературный ионизированный воздух и является в данном случае

плазмой. Ее электропроводимость примерно равна электропроводимости металла, который обрабатывается.

В тот момент, когда плазма вырывается из сопла и соприкасается с поверхностью обрабатываемого металла, зажигается режущая дуга, а дежурная дуга гаснет. Режущая/рабочая дуга разогревает обрабатываемую заготовку в месте реза – локально. Металл плавится, появляется рез. На поверхности разрезаемого металла появляются частички расплавленного только что металла, которые сдуваются с нее потоком воздуха, вырывающегося из сопла. Это самая простая технология плазменной резки металла.

Катодное пятно плазменной дуги должно располагаться строго по центру электрода/катода. Чтобы это обеспечить, используется так называемая вихревая или тангенциальная подача сжатого воздуха. Если вихревая подача нарушена, то катодное пятно смещается относительно центра электрода вместе с плазменной дугой. Это может привести к неприятным последствиям: плазменная дуга будет гореть нестабильно, может образовываться две дуги одновременно, а в худшем случае – плазмотрон может выйти из строя.

Если увеличить расход воздуха, то скорость плазменного потока увеличится, также увеличится и скорость резки. Если же увеличить диаметр сопла, то скорость уменьшится и увеличится ширина реза. Скорость плазменного потока примерно равна 800 м/с при токе 250 А.

Скорость реза – тоже важный параметр. Чем она больше, тем тоньше рез. Если скорость маленькая, то ширина реза увеличивается. Если увеличивается сила тока, происходит то же самое – ширина реза увеличивается. Все эти тонкости относятся уже непосредственно к технологии работы с плазморезом.

 

Параметры плазмореза

 

Все аппараты плазменной резки можно разделить на две категории: ручные плазморезы и аппараты машинной резки.

Ручные плазморезы используются в быту, на маленьких производствах и в частных мастерских для изготовления и обработки деталей. Основная их особенность в том, что плазмотрон держит в руках оператор, он ведет резак по линии будущего реза, держа его на весу. В итоге рез получается хоть и ровным, но не идеальным. Да и производительность такой технологии маленькая. Чтобы рез получился более ровным, без наплывов и окалины, для ведения плазмотрона используется специальный упор, который одевается на сопло. Упор прижимается к поверхности обрабатываемой заготовки и остается только вести резак, не переживая за то, соблюдается ли необходимое расстояние между заготовкой и соплом.

На ручной плазморез цена зависит от его характеристик: максимальной силы тока, толщины обрабатываемой заготовки и универсальности. Например, существуют модели, которые можно использовать не только для резки металлов, но и для сварки. Их можно отличить по маркировке:

  • CUT – разрезание;
  • TIG – аргонодуговая сварка;
  • MMA – дуговая сварка штучным электродом.

Например, плазморез FoxWeld Plasma 43 Multi совмещает все перечисленные функции. Его стоимость 530 – 550 у.е. Характеристики, касающиеся плазменной резки: сила тока – 60 А, толщина заготовки – до 11 мм.

Кстати, сила тока и толщина заготовки – основные параметры, по которым подбирается плазморез. И они взаимосвязаны.

Чем больше сила тока, тем сильнее плазменная дуга, которая быстрее расплавляет металл. Выбирая плазморез для конкретных нужд, необходимо точно знать, какой металл придется обрабатывать и какой толщины. В приведенной ниже таблице указано, какая сила тока нужна для разрезания 1 мм металла. Обратите внимание, что для обработки цветных металлов требуется большая сила тока. Учтите это, когда будете смотреть на характеристики плазмореза в магазине, на аппарате указана толщина заготовки из черного металла. Если вы планируете резать медь или другой цветной металл, лучше рассчитайте необходимую силу тока самостоятельно.

Например, если требуется разрезать медь толщиной 2 мм, то необходимо 6 А умножить на  2 мм, получим плазморез с силой тока 12 А. Если требуется разрезать сталь толщиной 2 мм, то умножаем 4 А на 2 мм, получаем силу тока 8 А. Только берите аппарат плазменной резки с запасом, так как указанные характеристики являются максимальными, а не номинальными. На них можно работать только непродолжительное время.

Станок с ЧПУ плазменной резки используется на производственных предприятиях для изготовления деталей или обработки заготовок. ЧПУ означает числовое программное управление. Станок работает по заданной программе с минимальным участием оператора, что максимально исключает человеческий фактор на производстве и увеличивает производительность в разы. Качество реза машинным аппаратом идеально, не требуется дополнительная обработка кромок. А самое главное – фигурные резы и исключительная точность. Достаточно ввести в программу схему реза и аппарат может выполнить любую замысловатую фигуру с идеальной точностью. На станок плазменной резки цена значительно выше, чем на ручной плазморез. Во-первых, используется большой трансформатор. Во-вторых, специальный стол, портал и направляющие. В зависимости от сложности и размеров аппарата цена может быть от 3000 у.е. до 20000 у.е.

Аппараты машинной плазменной резки используют для охлаждения воду, поэтому могут работать всю смену без перерыва. Так называемый ПВ (продолжительность включения) равен 100 %. Хотя у ручных аппаратов он может быть и 40 %, что означает следующее: 4 минуты плазморез работает, а 6 минут ему необходимо для того, чтобы остыть.

 

Плазморез своими руками

 

Наиболее разумно будет приобрести плазморез готовый, заводского исполнения. В таких аппаратах все учтено, отрегулировано и работает максимально идеально. Но некоторые умельцы «Кулибины» умудряются смастерить плазморез своими руками. Результаты получаются не очень удовлетворительными, так как качество реза хромает. В качестве примера приведем урезанный вариант, как можно сделать плазморез самостоятельно. Сразу оговоримся, что схема далека от идеала и лишь дает общее понятие процесса.

Итак, трансформатор для плазмореза должен быть с падающей ВАХ.

Пример на фото: первичная обмотка – снизу, вторичная – сверху. Напряжение – 260 В. Сечение обмотки – 45 мм2, каждая шина 6 мм2. Если установить силу тока на 40 А напряжение падает до 100 В. У дросселя также сечение 40 мм2, наматывался той же шиной, всего около 250 витков.

Для работы нужен воздушный компрессор, естественно, заводского исполнения. В данном случае использовался агрегат производительностью 350 л/мин.

Самодельный плазморез – схема работы.

Плазмотрон лучше приобрести заводской, он обойдется примерно в 150 – 200 у.е. В данном примере плазмотрон изготавливался самостоятельно: медное сопло (5 у.е.) и гафниевый электрод (3 у.е.), остальное «кустарщина». За счет чего расходники быстро вышли из строя.

Схема работает так: на резаке находится кнопка пуск, при ее нажатии реле (р1) подает на блок управления напряжение, реле (р2) подает напряжение на трансформатор,  затем пускает воздух для продувки плазмотрона. Воздух осушает камеру плазмотрона от возможного конденсата и выдувает все лишнее, на это у него есть 2 – 3 секунды. Именно с такой задержкой срабатывает реле (р3), которое подает питание на электрод для поджига дуги. Затем включается осциллятор, который ионизирует пространство между электродом и соплом, как результат загорается дежурная дуга. Далее плазмотрон подносится к изделию и загорается режущая/рабочая дуга между электродом и заготовкой. Реле геркона отключает сопло и поджиг. Согласно данной схеме, если режущая дуга внезапно погаснет, например, если сопло попало в отверстие в металле, то реле геркона снова подключит поджиг и спустя несколько секунд (2 – 3) загорится дежурная дуга, а затем режущая. Все это при условии, что кнопка «пуск» не отпускается. Реле (р4) пускает воздух в сопло с задержкой, после того, как отпустили кнопку «пуск» и режущая дуга погасла. Все эти предосторожности необходимы для того, чтобы продлить ресурс сопла и электрода.

Самостоятельное изготовление плазмореза в «домашних» условиях дает возможность изрядно сэкономить, но о качестве реза говорить не приходится. Хотя если за работу возьмется инженер, то результат может быть даже лучше заводского исполнения.

 

ЧПУ плазморез своими руками

 

Станок плазменной резки с ЧПУ может позволить себе не каждое предприятие, ведь его стоимость может достигать 15000 – 20000 у.е. Довольно часто такие организации заказывают выполнение работ плазменной резки на специальных предприятиях, но это тоже обходится недешево, особенно если объемы работ большие. Но ведь так хочется свой новый станок плазменной резки, а средств не хватает.

Помимо известных профильных заводов есть предприятия, которые занимаются производством станков плазменной резки, закупая лишь профильные детали и узлы, а все остальное изготавливают самостоятельно. В качестве примера мы расскажем, как делают станки плазменной резки с ЧПУ инженеры в производственном цеху.

Составляющие станка плазменной резки своими руками:

  • Стол 1270х2540 мм;
  • Ременная передача;
  • Шаговые детали;
  • Линейные направляющие HIWIN;
  • Система, управляющая высотой факела THC;
  • Блок управления;
  • Стойка-терминал, в котором находится блок управления ЧПУ, стоит отдельно.

Характеристики станка:

  • Скорость перемещения по столу 15 м/мин;
  • Точность установки позиции плазмотрона 0,125 мм;
  • Если использовать аппарат Powermax 65, то скорость реза будет 40 м/мин для 6 мм заготовки или 5 м/мин для заготовки толщиной 19 мм.

На подобный станок плазменной резки металла цена будет около 13000 у.е., не включая источник плазмы, который придется приобрести отдельно – 900 у.е.

Для изготовления такого станка комплектующие заказываются отдельно, а затем все собирается самостоятельно по такой схеме:

  • Готовится основание для сварки стола, оно должно быть строго горизонтальным, это очень важно, лучше проверить уровнем.
  • Сваривается рама станка в виде стола. Можно использовать трубы квадратного сечения. Вертикальные «ноги» необходимо усилить укосинами.

  • Рама покрывается грунтовкой и краской, чтобы защитить от коррозии.

  • Изготавливаются опоры для станка. Материал опор – дюраль, болты 14 мм, гайки лучше приварить к болтам.

  • Сваривается водяной стол.

  • Устанавливаются крепления для реек и ставятся рейки. Для реек используется металл в виде полосы 40 мм.
  • Устанавливаются линейные направляющие.
  • Корпус стола зашивается листовым железом и окрашивается.
  • Устанавливается портал на направляющие.

  • На портал устанавливается двигатель и концевые индуктивные датчики.
  • Устанавливаются рельсовые направляющие, зубчастая рейка и двигатель оси Y.

  • Устанавливаются направляющие и двигатель на оси Z.
  • Устанавливается датчик поверхности металла.

  • Устанавливается кран для слива воды из стола, ограничители для портала, чтобы не съехал со стола.
  • Устанавливаются кабель-каналы Y,Z и X.

  • Все провода прячутся в гофру.
  • Устанавливается механизированная горелка.

  • Далее изготавливается терминал с ЧПУ. Сначала сваривается корпус.
  • В корпус терминала с ЧПУ устанавливается монитор, клавиатура, модуль ТНС и кнопки к нему.

Все, станок плазменной резки с ЧПУ готов.

Несмотря на то, что плазморез имеет достаточно простое устройство, все же не стоит браться за его изготовление без серьезных познаний в сварочном деле и большого опыта. Новичку проще заплатить за готовое изделие. А вот инженеры, желающие воплотить свои знания и умения в домашних условиях, что называется «на коленке», могут попробовать создать плазморез своими руками от начала и до конца.

Принцип работы плазмореза | Строительный портал

Плазменная резка широко используется в различных отраслях промышленности: машиностроении, судостроении, изготовлении рекламы, коммунальной сфере, изготовлении металлоконструкций и в других отраслях. К тому же, в частной мастерской плазморез тоже может пригодиться. Ведь с помощью него можно быстро и качественно разрезать любой токопроводящий материал, а также некоторые нетокопроводящие материалы – пластик, камень и дерево. Разрезать трубы, листовой металл, выполнить фигурный рез или изготовить деталь можно просто, быстро и удобно с помощью технологии плазменной резки. Рез выполняется высокотемпературной плазменной дугой, для создания которой нужен лишь источник тока, резак и воздух. Чтобы работа с плазморезом давалась легко, а рез получался красивым и ровным, не мешает узнать принцип работы плазмореза, который даст базовое понятие, как можно управлять процессом резки.

  1. Устройство плазмореза
  2. Принцип работы плазмореза
  3. Параметры плазмореза
  4. Плазморез своими руками
  5. ЧПУ плазморез своими руками

 

Устройство плазмореза

Аппарат под названием «плазморез» состоит из нескольких элементов: источника питания, плазменного резака/плазмотрона, воздушного компрессора и кабель-шлангового пакета.

Источник питания для плазмореза подает на плазмотрон определенную силу тока. Может представлять собой трансформатор или инвертор.

Трансформаторы более увесисты, потребляют больше энергии, но зато менее чувствительны к перепадам напряжения, и с помощью них можно разрезать заготовки большей толщины.

Инверторы легче, дешевле, экономнее в плане энергопотребления, но при этом позволяют разрезать заготовки меньшей толщины. Поэтому их используют на маленьких производствах и в частных мастерских. Также КПД инверторных плазморезов на 30 % больше, чем у трансформаторных, у них стабильнее горит дуга. Пригождаются они и для работы в труднодоступных местах.

Плазмотрон или как его еще называют «плазменный резак» является главным элементом плазмореза. В некоторых источниках можно встретить упоминание плазмотрона в таком контексте, что можно подумать будто «плазмотрон» и «плазморез» идентичные понятия. На самом деле это не так: плазмотрон – это непосредственно резак, с помощью которого разрезается заготовка.

Основными элементами плазменного резака/плазмотрона являются сопло, электрод, охладитель/изолятор между ними и канал для подачи сжатого воздуха.

Схема плазмореза наглядно демонстрирует расположение всех элементов плазмореза.

Внутри корпуса плазмотрона находится электрод, который служит для возбуждения электрической дуги. Он может быть изготовлен из гафния, циркония, бериллия или тория. Эти металлы приемлемы для воздушно-плазменной резки потому, что в процессе работы на их поверхности образуются тугоплавкие оксиды, препятствующие разрушению электрода. Тем не менее, используют не все эти металлы, потому что оксиды некоторых из них могут нанести вред здоровью оператора. Например, оксид тория – токсичен, а оксид бериллия – радиоактивен. Поэтому самым распространенным металлом для изготовления электродов плазмотрона является гафний. Реже – другие металлы.

Сопло плазмотрона обжимает и формирует плазменную струю, которая вырывается из выходного канала и разрезает заготовку. От размера сопла зависят возможности и характеристики плазмореза, а также технология работы с ним. Зависимость такая: от диаметра сопла зависит, какой объем воздуха может через него пройти за единицу времени, а от объема воздуха зависят ширина реза, скорость охлаждения и скорость работы плазмотрона. Чаще всего сопло плазмотрона имеет диаметр 3 мм. Длина сопла тоже важный параметр: чем длиннее сопло, тем аккуратнее и качественнее рез. Но с этим надо быть поаккуратнее. Слишком длинное сопло быстрее разрушается.

Компрессор для плазмореза необходим для подачи воздуха. Технология плазменной резки подразумевает использование газов: плазмообразующих и защитных. В аппаратах плазменной резки, рассчитанных на силу тока до 200 А, используется только сжатый воздух, и для создания плазмы, и для охлаждения. Такого аппарата достаточно для разрезания заготовок 50 мм толщиной. Промышленный станок плазменной резки использует другие газы – гелий, аргон, кислород, водород, азот, а также их смеси.

Кабель-шланговый пакет соединяет источник питания, компрессор и плазмотрон. По электрическому кабелю подается ток от трансформатора или инвертора для возбуждения электрической дуги, а по шлангу идет сжатый воздух, который необходим для образования плазмы внутри плазмотрона. Более детально, что именно происходит в плазмотроне, расскажем ниже.

 

Принцип работы плазмореза

 

Как только нажимается кнопка розжига, источник питания (трансформатор или инвертор) начинает подавать на плазмотрон токи высокой частоты. В результате внутри плазмотрона возникает дежурная электрическая дуга, температура которой 6000 – 8000 °С. Дежурная дуга зажигается между электродом и наконечником сопла  по той причине, что образование дуги между электродом и обрабатываемой заготовкой сразу – затруднительно. Столб дежурной дуги заполняет весь канал.

После возникновения дежурной дуги в камеру начинает поступать сжатый воздух. Он вырывается из патрубка, проходит через электрическую дугу,  вследствие чего нагревается и увеличивается в объеме в 50 – 100 раз. Помимо этого воздух ионизируется и перестает быть диэлектриком, приобретая токопроводящие свойства.

Суженное к низу сопло плазмотрона обжимает воздух, формирует из него поток, который со скоростью 2 – 3 м/с вырывается из сопла. Температура воздуха в этот момент может достигать 25000 – 30000 °С. Именно этот высокотемпературный ионизированный воздух и является в данном случае плазмой. Ее электропроводимость примерно равна электропроводимости металла, который обрабатывается.

В тот момент, когда плазма вырывается из сопла и соприкасается с поверхностью обрабатываемого металла, зажигается режущая дуга, а дежурная дуга гаснет. Режущая/рабочая дуга разогревает обрабатываемую заготовку в месте реза – локально. Металл плавится, появляется рез. На поверхности разрезаемого металла появляются частички расплавленного только что металла, которые сдуваются с нее потоком воздуха, вырывающегося из сопла. Это самая простая технология плазменной резки металла.

Катодное пятно плазменной дуги должно располагаться строго по центру электрода/катода. Чтобы это обеспечить, используется так называемая вихревая или тангенциальная подача сжатого воздуха. Если вихревая подача нарушена, то катодное пятно смещается относительно центра электрода вместе с плазменной дугой. Это может привести к неприятным последствиям: плазменная дуга будет гореть нестабильно, может образовываться две дуги одновременно, а в худшем случае – плазмотрон может выйти из строя.

Если увеличить расход воздуха, то скорость плазменного потока увеличится, также увеличится и скорость резки. Если же увеличить диаметр сопла, то скорость уменьшится и увеличится ширина реза. Скорость плазменного потока примерно равна 800 м/с при токе 250 А.

Скорость реза – тоже важный параметр. Чем она больше, тем тоньше рез. Если скорость маленькая, то ширина реза увеличивается. Если увеличивается сила тока, происходит то же самое – ширина реза увеличивается. Все эти тонкости относятся уже непосредственно к технологии работы с плазморезом.

 

Параметры плазмореза

 

Все аппараты плазменной резки можно разделить на две категории: ручные плазморезы и аппараты машинной резки.

Ручные плазморезы используются в быту, на маленьких производствах и в частных мастерских для изготовления и обработки деталей. Основная их особенность в том, что плазмотрон держит в руках оператор, он ведет резак по линии будущего реза, держа его на весу. В итоге рез получается хоть и ровным, но не идеальным. Да и производительность такой технологии маленькая. Чтобы рез получился более ровным, без наплывов и окалины, для ведения плазмотрона используется специальный упор, который одевается на сопло. Упор прижимается к поверхности обрабатываемой заготовки и остается только вести резак, не переживая за то, соблюдается ли необходимое расстояние между заготовкой и соплом.

На ручной плазморез цена зависит от его характеристик: максимальной силы тока, толщины обрабатываемой заготовки и универсальности. Например, существуют модели, которые можно использовать не только для резки металлов, но и для сварки. Их можно отличить по маркировке:

  • CUT – разрезание;
  • TIG – аргонодуговая сварка;
  • MMA – дуговая сварка штучным электродом.

Например, плазморез FoxWeld Plasma 43 Multi совмещает все перечисленные функции. Его стоимость 530 – 550 у.е. Характеристики, касающиеся плазменной резки: сила тока – 60 А, толщина заготовки – до 11 мм.

Кстати, сила тока и толщина заготовки – основные параметры, по которым подбирается плазморез. И они взаимосвязаны.

Чем больше сила тока, тем сильнее плазменная дуга, которая быстрее расплавляет металл. Выбирая плазморез для конкретных нужд, необходимо точно знать, какой металл придется обрабатывать и какой толщины. В приведенной ниже таблице указано, какая сила тока нужна для разрезания 1 мм металла. Обратите внимание, что для обработки цветных металлов требуется большая сила тока. Учтите это, когда будете смотреть на характеристики плазмореза в магазине, на аппарате указана толщина заготовки из черного металла. Если вы планируете резать медь или другой цветной металл, лучше рассчитайте необходимую силу тока самостоятельно.

Например, если требуется разрезать медь толщиной 2 мм, то необходимо 6 А умножить на  2 мм, получим плазморез с силой тока 12 А. Если требуется разрезать сталь толщиной 2 мм, то умножаем 4 А на 2 мм, получаем силу тока 8 А. Только берите аппарат плазменной резки с запасом, так как указанные характеристики являются максимальными, а не номинальными. На них можно работать только непродолжительное время.

Станок с ЧПУ плазменной резки используется на производственных предприятиях для изготовления деталей или обработки заготовок. ЧПУ означает числовое программное управление. Станок работает по заданной программе с минимальным участием оператора, что максимально исключает человеческий фактор на производстве и увеличивает производительность в разы. Качество реза машинным аппаратом идеально, не требуется дополнительная обработка кромок. А самое главное – фигурные резы и исключительная точность. Достаточно ввести в программу схему реза и аппарат может выполнить любую замысловатую фигуру с идеальной точностью. На станок плазменной резки цена значительно выше, чем на ручной плазморез. Во-первых, используется большой трансформатор. Во-вторых, специальный стол, портал и направляющие. В зависимости от сложности и размеров аппарата цена может быть от 3000 у.е. до 20000 у.е.

Аппараты машинной плазменной резки используют для охлаждения воду, поэтому могут работать всю смену без перерыва. Так называемый ПВ (продолжительность включения) равен 100 %. Хотя у ручных аппаратов он может быть и 40 %, что означает следующее: 4 минуты плазморез работает, а 6 минут ему необходимо для того, чтобы остыть.

 

Плазморез своими руками

 

Наиболее разумно будет приобрести плазморез готовый, заводского исполнения. В таких аппаратах все учтено, отрегулировано и работает максимально идеально. Но некоторые умельцы «Кулибины» умудряются смастерить плазморез своими руками. Результаты получаются не очень удовлетворительными, так как качество реза хромает. В качестве примера приведем урезанный вариант, как можно сделать плазморез самостоятельно. Сразу оговоримся, что схема далека от идеала и лишь дает общее понятие процесса.

Итак, трансформатор для плазмореза должен быть с падающей ВАХ.

Пример на фото: первичная обмотка – снизу, вторичная – сверху. Напряжение – 260 В. Сечение обмотки – 45 мм2, каждая шина 6 мм2. Если установить силу тока на 40 А напряжение падает до 100 В. У дросселя также сечение 40 мм2, наматывался той же шиной, всего около 250 витков.

Для работы нужен воздушный компрессор, естественно, заводского исполнения. В данном случае использовался агрегат производительностью 350 л/мин.

Самодельный плазморез – схема работы.

Плазмотрон лучше приобрести заводской, он обойдется примерно в 150 – 200 у.е. В данном примере плазмотрон изготавливался самостоятельно: медное сопло (5 у.е.) и гафниевый электрод (3 у.е.), остальное «кустарщина». За счет чего расходники быстро вышли из строя.

Схема работает так: на резаке находится кнопка пуск, при ее нажатии реле (р1) подает на блок управления напряжение, реле (р2) подает напряжение на трансформатор,  затем пускает воздух для продувки плазмотрона. Воздух осушает камеру плазмотрона от возможного конденсата и выдувает все лишнее, на это у него есть 2 – 3 секунды. Именно с такой задержкой срабатывает реле (р3), которое подает питание на электрод для поджига дуги. Затем включается осциллятор, который ионизирует пространство между электродом и соплом, как результат загорается дежурная дуга. Далее плазмотрон подносится к изделию и загорается режущая/рабочая дуга между электродом и заготовкой. Реле геркона отключает сопло и поджиг. Согласно данной схеме, если режущая дуга внезапно погаснет, например, если сопло попало в отверстие в металле, то реле геркона снова подключит поджиг и спустя несколько секунд (2 – 3) загорится дежурная дуга, а затем режущая. Все это при условии, что кнопка «пуск» не отпускается. Реле (р4) пускает воздух в сопло с задержкой, после того, как отпустили кнопку «пуск» и режущая дуга погасла. Все эти предосторожности необходимы для того, чтобы продлить ресурс сопла и электрода.

Самостоятельное изготовление плазмореза в «домашних» условиях дает возможность изрядно сэкономить, но о качестве реза говорить не приходится. Хотя если за работу возьмется инженер, то результат может быть даже лучше заводского исполнения.

 

ЧПУ плазморез своими руками

 

Станок плазменной резки с ЧПУ может позволить себе не каждое предприятие, ведь его стоимость может достигать 15000 – 20000 у.е. Довольно часто такие организации заказывают выполнение работ плазменной резки на специальных предприятиях, но это тоже обходится недешево, особенно если объемы работ большие. Но ведь так хочется свой новый станок плазменной резки, а средств не хватает.

Помимо известных профильных заводов есть предприятия, которые занимаются производством станков плазменной резки, закупая лишь профильные детали и узлы, а все остальное изготавливают самостоятельно. В качестве примера мы расскажем, как делают станки плазменной резки с ЧПУ инженеры в производственном цеху.

Составляющие станка плазменной резки своими руками:

  • Стол 1270х2540 мм;
  • Ременная передача;
  • Шаговые детали;
  • Линейные направляющие HIWIN;
  • Система, управляющая высотой факела THC;
  • Блок управления;
  • Стойка-терминал, в котором находится блок управления ЧПУ, стоит отдельно.

Характеристики станка:

  • Скорость перемещения по столу 15 м/мин;
  • Точность установки позиции плазмотрона 0,125 мм;
  • Если использовать аппарат Powermax 65, то скорость реза будет 40 м/мин для 6 мм заготовки или 5 м/мин для заготовки толщиной 19 мм.

На подобный станок плазменной резки металла цена будет около 13000 у.е., не включая источник плазмы, который придется приобрести отдельно – 900 у.е.

Для изготовления такого станка комплектующие заказываются отдельно, а затем все собирается самостоятельно по такой схеме:

  • Готовится основание для сварки стола, оно должно быть строго горизонтальным, это очень важно, лучше проверить уровнем.
  • Сваривается рама станка в виде стола. Можно использовать трубы квадратного сечения. Вертикальные «ноги» необходимо усилить укосинами.

  • Рама покрывается грунтовкой и краской, чтобы защитить от коррозии.

  • Изготавливаются опоры для станка. Материал опор – дюраль, болты 14 мм, гайки лучше приварить к болтам.

  • Сваривается водяной стол.

  • Устанавливаются крепления для реек и ставятся рейки. Для реек используется металл в виде полосы 40 мм.
  • Устанавливаются линейные направляющие.
  • Корпус стола зашивается листовым железом и окрашивается.
  • Устанавливается портал на направляющие.

  • На портал устанавливается двигатель и концевые индуктивные датчики.
  • Устанавливаются рельсовые направляющие, зубчастая рейка и двигатель оси Y.

  • Устанавливаются направляющие и двигатель на оси Z.
  • Устанавливается датчик поверхности металла.

  • Устанавливается кран для слива воды из стола, ограничители для портала, чтобы не съехал со стола.
  • Устанавливаются кабель-каналы Y,Z и X.

  • Все провода прячутся в гофру.
  • Устанавливается механизированная горелка.

  • Далее изготавливается терминал с ЧПУ. Сначала сваривается корпус.
  • В корпус терминала с ЧПУ устанавливается монитор, клавиатура, модуль ТНС и кнопки к нему.

Все, станок плазменной резки с ЧПУ готов.

Несмотря на то, что плазморез имеет достаточно простое устройство, все же не стоит браться за его изготовление без серьезных познаний в сварочном деле и большого опыта. Новичку проще заплатить за готовое изделие. А вот инженеры, желающие воплотить свои знания и умения в домашних условиях, что называется «на коленке», могут попробовать создать плазморез своими руками от начала и до конца.

Принцип работы плазмореза | Строительный портал

Плазменная резка широко используется в различных отраслях промышленности: машиностроении, судостроении, изготовлении рекламы, коммунальной сфере, изготовлении металлоконструкций и в других отраслях. К тому же, в частной мастерской плазморез тоже может пригодиться. Ведь с помощью него можно быстро и качественно разрезать любой токопроводящий материал, а также некоторые нетокопроводящие материалы – пластик, камень и дерево. Разрезать трубы, листовой металл, выполнить фигурный рез или изготовить деталь можно просто, быстро и удобно с помощью технологии плазменной резки. Рез выполняется высокотемпературной плазменной дугой, для создания которой нужен лишь источник тока, резак и воздух. Чтобы работа с плазморезом давалась легко, а рез получался красивым и ровным, не мешает узнать принцип работы плазмореза, который даст базовое понятие, как можно управлять процессом резки.

  1. Устройство плазмореза
  2. Принцип работы плазмореза
  3. Параметры плазмореза
  4. Плазморез своими руками
  5. ЧПУ плазморез своими руками

 

Устройство плазмореза

Аппарат под названием «плазморез» состоит из нескольких элементов: источника питания, плазменного резака/плазмотрона, воздушного компрессора и кабель-шлангового пакета.

Источник питания для плазмореза подает на плазмотрон определенную силу тока. Может представлять собой трансформатор или инвертор.

Трансформаторы более увесисты, потребляют больше энергии, но зато менее чувствительны к перепадам напряжения, и с помощью них можно разрезать заготовки большей толщины.

Инверторы легче, дешевле, экономнее в плане энергопотребления, но при этом позволяют разрезать заготовки меньшей толщины. Поэтому их используют на маленьких производствах и в частных мастерских. Также КПД инверторных плазморезов на 30 % больше, чем у трансформаторных, у них стабильнее горит дуга. Пригождаются они и для работы в труднодоступных местах.

Плазмотрон или как его еще называют «плазменный резак» является главным элементом плазмореза. В некоторых источниках можно встретить упоминание плазмотрона в таком контексте, что можно подумать будто «плазмотрон» и «плазморез» идентичные понятия. На самом деле это не так: плазмотрон – это непосредственно резак, с помощью которого разрезается заготовка.

Основными элементами плазменного резака/плазмотрона являются сопло, электрод, охладитель/изолятор между ними и канал для подачи сжатого воздуха.

Схема плазмореза наглядно демонстрирует расположение всех элементов плазмореза.

Внутри корпуса плазмотрона находится электрод, который служит для возбуждения электрической дуги. Он может быть изготовлен из гафния, циркония, бериллия или тория. Эти металлы приемлемы для воздушно-плазменной резки потому, что в процессе работы на их поверхности образуются тугоплавкие оксиды, препятствующие разрушению электрода. Тем не менее, используют не все эти металлы, потому что оксиды некоторых из них могут нанести вред здоровью оператора. Например, оксид тория – токсичен, а оксид бериллия – радиоактивен. Поэтому самым распространенным металлом для изготовления электродов плазмотрона является гафний. Реже – другие металлы.

Сопло плазмотрона обжимает и формирует плазменную струю, которая вырывается из выходного канала и разрезает заготовку. От размера сопла зависят возможности и характеристики плазмореза, а также технология работы с ним. Зависимость такая: от диаметра сопла зависит, какой объем воздуха может через него пройти за единицу времени, а от объема воздуха зависят ширина реза, скорость охлаждения и скорость работы плазмотрона. Чаще всего сопло плазмотрона имеет диаметр 3 мм. Длина сопла тоже важный параметр: чем длиннее сопло, тем аккуратнее и качественнее рез. Но с этим надо быть поаккуратнее. Слишком длинное сопло быстрее разрушается.

Компрессор для плазмореза необходим для подачи воздуха. Технология плазменной резки подразумевает использование газов: плазмообразующих и защитных. В аппаратах плазменной резки, рассчитанных на силу тока до 200 А, используется только сжатый воздух, и для создания плазмы, и для охлаждения. Такого аппарата достаточно для разрезания заготовок 50 мм толщиной. Промышленный станок плазменной резки использует другие газы – гелий, аргон, кислород, водород, азот, а также их смеси.

Кабель-шланговый пакет соединяет источник питания, компрессор и плазмотрон. По электрическому кабелю подается ток от трансформатора или инвертора для возбуждения электрической дуги, а по шлангу идет сжатый воздух, который необходим для образования плазмы внутри плазмотрона. Более детально, что именно происходит в плазмотроне, расскажем ниже.

 

Принцип работы плазмореза

 

Как только нажимается кнопка розжига, источник питания (трансформатор или инвертор) начинает подавать на плазмотрон токи высокой частоты. В результате внутри плазмотрона возникает дежурная электрическая дуга, температура которой 6000 – 8000 °С. Дежурная дуга зажигается между электродом и наконечником сопла  по той причине, что образование дуги между электродом и обрабатываемой заготовкой сразу – затруднительно. Столб дежурной дуги заполняет весь канал.

После возникновения дежурной дуги в камеру начинает поступать сжатый воздух. Он вырывается из патрубка, проходит через электрическую дугу,  вследствие чего нагревается и увеличивается в объеме в 50 – 100 раз. Помимо этого воздух ионизируется и перестает быть диэлектриком, приобретая токопроводящие свойства.

Суженное к низу сопло плазмотрона обжимает воздух, формирует из него поток, который со скоростью 2 – 3 м/с вырывается из сопла. Температура воздуха в этот момент может достигать 25000 – 30000 °С. Именно этот высокотемпературный ионизированный воздух и является в данном случае плазмой. Ее электропроводимость примерно равна электропроводимости металла, который обрабатывается.

В тот момент, когда плазма вырывается из сопла и соприкасается с поверхностью обрабатываемого металла, зажигается режущая дуга, а дежурная дуга гаснет. Режущая/рабочая дуга разогревает обрабатываемую заготовку в месте реза – локально. Металл плавится, появляется рез. На поверхности разрезаемого металла появляются частички расплавленного только что металла, которые сдуваются с нее потоком воздуха, вырывающегося из сопла. Это самая простая технология плазменной резки металла.

Катодное пятно плазменной дуги должно располагаться строго по центру электрода/катода. Чтобы это обеспечить, используется так называемая вихревая или тангенциальная подача сжатого воздуха. Если вихревая подача нарушена, то катодное пятно смещается относительно центра электрода вместе с плазменной дугой. Это может привести к неприятным последствиям: плазменная дуга будет гореть нестабильно, может образовываться две дуги одновременно, а в худшем случае – плазмотрон может выйти из строя.

Если увеличить расход воздуха, то скорость плазменного потока увеличится, также увеличится и скорость резки. Если же увеличить диаметр сопла, то скорость уменьшится и увеличится ширина реза. Скорость плазменного потока примерно равна 800 м/с при токе 250 А.

Скорость реза – тоже важный параметр. Чем она больше, тем тоньше рез. Если скорость маленькая, то ширина реза увеличивается. Если увеличивается сила тока, происходит то же самое – ширина реза увеличивается. Все эти тонкости относятся уже непосредственно к технологии работы с плазморезом.

 

Параметры плазмореза

 

Все аппараты плазменной резки можно разделить на две категории: ручные плазморезы и аппараты машинной резки.

Ручные плазморезы используются в быту, на маленьких производствах и в частных мастерских для изготовления и обработки деталей. Основная их особенность в том, что плазмотрон держит в руках оператор, он ведет резак по линии будущего реза, держа его на весу. В итоге рез получается хоть и ровным, но не идеальным. Да и производительность такой технологии маленькая. Чтобы рез получился более ровным, без наплывов и окалины, для ведения плазмотрона используется специальный упор, который одевается на сопло. Упор прижимается к поверхности обрабатываемой заготовки и остается только вести резак, не переживая за то, соблюдается ли необходимое расстояние между заготовкой и соплом.

На ручной плазморез цена зависит от его характеристик: максимальной силы тока, толщины обрабатываемой заготовки и универсальности. Например, существуют модели, которые можно использовать не только для резки металлов, но и для сварки. Их можно отличить по маркировке:

  • CUT – разрезание;
  • TIG – аргонодуговая сварка;
  • MMA – дуговая сварка штучным электродом.

Например, плазморез FoxWeld Plasma 43 Multi совмещает все перечисленные функции. Его стоимость 530 – 550 у.е. Характеристики, касающиеся плазменной резки: сила тока – 60 А, толщина заготовки – до 11 мм.

Кстати, сила тока и толщина заготовки – основные параметры, по которым подбирается плазморез. И они взаимосвязаны.

Чем больше сила тока, тем сильнее плазменная дуга, которая быстрее расплавляет металл. Выбирая плазморез для конкретных нужд, необходимо точно знать, какой металл придется обрабатывать и какой толщины. В приведенной ниже таблице указано, какая сила тока нужна для разрезания 1 мм металла. Обратите внимание, что для обработки цветных металлов требуется большая сила тока. Учтите это, когда будете смотреть на характеристики плазмореза в магазине, на аппарате указана толщина заготовки из черного металла. Если вы планируете резать медь или другой цветной металл, лучше рассчитайте необходимую силу тока самостоятельно.

Например, если требуется разрезать медь толщиной 2 мм, то необходимо 6 А умножить на  2 мм, получим плазморез с силой тока 12 А. Если требуется разрезать сталь толщиной 2 мм, то умножаем 4 А на 2 мм, получаем силу тока 8 А. Только берите аппарат плазменной резки с запасом, так как указанные характеристики являются максимальными, а не номинальными. На них можно работать только непродолжительное время.

Станок с ЧПУ плазменной резки используется на производственных предприятиях для изготовления деталей или обработки заготовок. ЧПУ означает числовое программное управление. Станок работает по заданной программе с минимальным участием оператора, что максимально исключает человеческий фактор на производстве и увеличивает производительность в разы. Качество реза машинным аппаратом идеально, не требуется дополнительная обработка кромок. А самое главное – фигурные резы и исключительная точность. Достаточно ввести в программу схему реза и аппарат может выполнить любую замысловатую фигуру с идеальной точностью. На станок плазменной резки цена значительно выше, чем на ручной плазморез. Во-первых, используется большой трансформатор. Во-вторых, специальный стол, портал и направляющие. В зависимости от сложности и размеров аппарата цена может быть от 3000 у.е. до 20000 у.е.

Аппараты машинной плазменной резки используют для охлаждения воду, поэтому могут работать всю смену без перерыва. Так называемый ПВ (продолжительность включения) равен 100 %. Хотя у ручных аппаратов он может быть и 40 %, что означает следующее: 4 минуты плазморез работает, а 6 минут ему необходимо для того, чтобы остыть.

 

Плазморез своими руками

 

Наиболее разумно будет приобрести плазморез готовый, заводского исполнения. В таких аппаратах все учтено, отрегулировано и работает максимально идеально. Но некоторые умельцы «Кулибины» умудряются смастерить плазморез своими руками. Результаты получаются не очень удовлетворительными, так как качество реза хромает. В качестве примера приведем урезанный вариант, как можно сделать плазморез самостоятельно. Сразу оговоримся, что схема далека от идеала и лишь дает общее понятие процесса.

Итак, трансформатор для плазмореза должен быть с падающей ВАХ.

Пример на фото: первичная обмотка – снизу, вторичная – сверху. Напряжение – 260 В. Сечение обмотки – 45 мм2, каждая шина 6 мм2. Если установить силу тока на 40 А напряжение падает до 100 В. У дросселя также сечение 40 мм2, наматывался той же шиной, всего около 250 витков.

Для работы нужен воздушный компрессор, естественно, заводского исполнения. В данном случае использовался агрегат производительностью 350 л/мин.

Самодельный плазморез – схема работы.

Плазмотрон лучше приобрести заводской, он обойдется примерно в 150 – 200 у.е. В данном примере плазмотрон изготавливался самостоятельно: медное сопло (5 у.е.) и гафниевый электрод (3 у.е.), остальное «кустарщина». За счет чего расходники быстро вышли из строя.

Схема работает так: на резаке находится кнопка пуск, при ее нажатии реле (р1) подает на блок управления напряжение, реле (р2) подает напряжение на трансформатор,  затем пускает воздух для продувки плазмотрона. Воздух осушает камеру плазмотрона от возможного конденсата и выдувает все лишнее, на это у него есть 2 – 3 секунды. Именно с такой задержкой срабатывает реле (р3), которое подает питание на электрод для поджига дуги. Затем включается осциллятор, который ионизирует пространство между электродом и соплом, как результат загорается дежурная дуга. Далее плазмотрон подносится к изделию и загорается режущая/рабочая дуга между электродом и заготовкой. Реле геркона отключает сопло и поджиг. Согласно данной схеме, если режущая дуга внезапно погаснет, например, если сопло попало в отверстие в металле, то реле геркона снова подключит поджиг и спустя несколько секунд (2 – 3) загорится дежурная дуга, а затем режущая. Все это при условии, что кнопка «пуск» не отпускается. Реле (р4) пускает воздух в сопло с задержкой, после того, как отпустили кнопку «пуск» и режущая дуга погасла. Все эти предосторожности необходимы для того, чтобы продлить ресурс сопла и электрода.

Самостоятельное изготовление плазмореза в «домашних» условиях дает возможность изрядно сэкономить, но о качестве реза говорить не приходится. Хотя если за работу возьмется инженер, то результат может быть даже лучше заводского исполнения.

 

ЧПУ плазморез своими руками

 

Станок плазменной резки с ЧПУ может позволить себе не каждое предприятие, ведь его стоимость может достигать 15000 – 20000 у.е. Довольно часто такие организации заказывают выполнение работ плазменной резки на специальных предприятиях, но это тоже обходится недешево, особенно если объемы работ большие. Но ведь так хочется свой новый станок плазменной резки, а средств не хватает.

Помимо известных профильных заводов есть предприятия, которые занимаются производством станков плазменной резки, закупая лишь профильные детали и узлы, а все остальное изготавливают самостоятельно. В качестве примера мы расскажем, как делают станки плазменной резки с ЧПУ инженеры в производственном цеху.

Составляющие станка плазменной резки своими руками:

  • Стол 1270х2540 мм;
  • Ременная передача;
  • Шаговые детали;
  • Линейные направляющие HIWIN;
  • Система, управляющая высотой факела THC;
  • Блок управления;
  • Стойка-терминал, в котором находится блок управления ЧПУ, стоит отдельно.

Характеристики станка:

  • Скорость перемещения по столу 15 м/мин;
  • Точность установки позиции плазмотрона 0,125 мм;
  • Если использовать аппарат Powermax 65, то скорость реза будет 40 м/мин для 6 мм заготовки или 5 м/мин для заготовки толщиной 19 мм.

На подобный станок плазменной резки металла цена будет около 13000 у.е., не включая источник плазмы, который придется приобрести отдельно – 900 у.е.

Для изготовления такого станка комплектующие заказываются отдельно, а затем все собирается самостоятельно по такой схеме:

  • Готовится основание для сварки стола, оно должно быть строго горизонтальным, это очень важно, лучше проверить уровнем.
  • Сваривается рама станка в виде стола. Можно использовать трубы квадратного сечения. Вертикальные «ноги» необходимо усилить укосинами.

  • Рама покрывается грунтовкой и краской, чтобы защитить от коррозии.

  • Изготавливаются опоры для станка. Материал опор – дюраль, болты 14 мм, гайки лучше приварить к болтам.

  • Сваривается водяной стол.

  • Устанавливаются крепления для реек и ставятся рейки. Для реек используется металл в виде полосы 40 мм.
  • Устанавливаются линейные направляющие.
  • Корпус стола зашивается листовым железом и окрашивается.
  • Устанавливается портал на направляющие.

  • На портал устанавливается двигатель и концевые индуктивные датчики.
  • Устанавливаются рельсовые направляющие, зубчастая рейка и двигатель оси Y.

  • Устанавливаются направляющие и двигатель на оси Z.
  • Устанавливается датчик поверхности металла.

  • Устанавливается кран для слива воды из стола, ограничители для портала, чтобы не съехал со стола.
  • Устанавливаются кабель-каналы Y,Z и X.

  • Все провода прячутся в гофру.
  • Устанавливается механизированная горелка.

  • Далее изготавливается терминал с ЧПУ. Сначала сваривается корпус.
  • В корпус терминала с ЧПУ устанавливается монитор, клавиатура, модуль ТНС и кнопки к нему.

Все, станок плазменной резки с ЧПУ готов.

Несмотря на то, что плазморез имеет достаточно простое устройство, все же не стоит браться за его изготовление без серьезных познаний в сварочном деле и большого опыта. Новичку проще заплатить за готовое изделие. А вот инженеры, желающие воплотить свои знания и умения в домашних условиях, что называется «на коленке», могут попробовать создать плазморез своими руками от начала и до конца.

устройство, принцип действия, выбор, какой лучше

Что такое плазморез, как работает он? Если говорить об этом инструменте, то необходимо отметить, что он является прибором, который использует достаточно узкий круг сварщиков. Для одноразового применения плазменный резак нигде и никогда не применяется. Потому что существуют инструменты, с помощью которых можно провести отрезные операции, не прибегая к дорогому варианту, к примеру, болгаркой.

Но если требования к скорости и объему проводимых процессов достаточно жесткие, то без плазмореза не обойтись. Поэтому его используют в машиностроительной промышленности, в изготовлении больших металлических конструкций, при резке труб и прочего.

Виды плазменных резаков и их назначение

На вопрос, как выбрать плазморез, необходимо ответить так, все будет зависеть от того, в какой области вы его собираетесь использовать. Потому что конструктивные особенности у разных видов сильно отличаются, у всех у них разный тип зажигания дуги и различная мощность системы охлаждения.

  • Инструменты, работающие в среде защитных газов: аргон, водород, азот, гелий и так далее. Эти газы обладают восстановительными свойствами.
  • Резаки, работающие в среде окислительных газов. Газы обычно насыщаются кислородом.
  • Приборы, работающие со смесями.
  • Плазменные резаки, работающие в стабилизаторах газожидкостного типа.
  • Плазморезы, работающие со стабилизацией водной и магнитной. Специфичный инструмент, который редко используется, поэтому в свободной продаже трудно найти.

Существует еще одна классификация, которая делит плазморезы по виду используемого оборудования.

  1. Инверторные. Экономичный вариант, который может резать металлические детали толщиною до 30 мм.
  2. Трансформаторные. Производит резку металлов толщиною до 80 мм, менее экономичный вариант.

По типу контакта плазморезы делятся на контактные и бесконтактные. Из названий можно понять метод использования плазменного резака. В первом случае для него необходим контакт с обрабатываемым металлом, поэтому с его помощью можно отрезать изделия толщиною не более 18 мм. Во втором такого контакта не должно быть, зато толщина отрезаемой металлической заготовки может быть максимально возможной.

И еще один вид разделения – это по типу использования и возможностях потребления электроэнергии. Здесь две позиции: бытовой, работающий от сети переменного тока под напряжением 220 вольт, и промышленные (профессиональные), подключаемые к трехфазной питающей сети напряжением 380 вольт.

Внимание! Даже самый маломощный бытовой резак плазменного типа обладает мощностью 4 кВт. Поэтому при подключении его в бытовую электрическую сеть, необходимо удостовериться, что она сможет выдержать такую нагрузку.

Но данная нагрузка не единственная. В системе плазменной резки используется охлаждение, для чего в комплект к основному оборудованию прилагается компрессор, который также работает от электросети. И его мощность нужно учитывать, подключаясь к бытовой питающей сети.

Устройство плазмореза

Само название уже информирует о том, что резка металлов производится с помощью плазмы. А плазма – это ионизированный газ, который обладает высокой проводимостью электрического тока. И чем выше температура этого газа, тем выше проводимость, а значит, сила резки увеличивается.

Для процессов резки металлов используют воздушно-плазменную дугу. При этом электрический ток имеет непосредственное воздействие на металлические поверхности. То есть, принцип работы плазмореза такой:

  • Плавление металла.
  • Выдувание его жидкого состояния из зоны среза.

Состоит плазменный резак из:

  • источника питания – это может быть сварочный трансформатор или инвертор;
  • самого резака, который иногда называют плазмотроном;
  • компрессора;
  • шлангов.

Важно понять конструктивные особенности самого резака. Внутри него вставлен электрод, изготовленный из редких металлов, таких как бериллий, гафний, цирконий и так далее. Почему именно они? Потому что в процессе нагревания на поверхности такого электрода образуются тугоплавкие оксиды. Они своеобразная защита самого электрода, которая обеспечивает целостность материала, то есть, не разрушается. Но чаще всего в плазменных резаках устанавливаются электроды из гафния, потому что он не токсичен, как торий, и нерадиоактивен, как бериллий.

Немаловажное значение в конструкции резака играет и сопло, через который подается плазма на резку. Именно от него и зависят основные характеристики оборудования. А точнее сказать, от его диаметра и длины. От диаметра зависит мощность плазменного потока, а соответственно и быстрота среза и ширины срезанной канавки. Конечно, от этого зависит и скорость охлаждения заготовки. Чаще всего на резаках плазменной резки устанавливается сопло диаметром 3 мм. Длина сопла влияет на качество среза. Чем оно длиннее, тем качество выше. Хотя очень длинное сопло быстро выходит из строя.

Схема работы плазменной резки

При нажатии на кнопку розжига автоматически включается источник электроэнергии, который подает в резак ток высокой частоты. Появляется так называемая дежурная дуга между наконечником сопла и электродом. Температура дуги – 6000-8000С. Необходимо обратить внимание, что сразу дуга между электродом и разрезаемым металлом не образуется, на это надо время.

После чего в камеру резака начинает поступать воздух из компрессора, он сжатый. При прохождении через камеру, где располагается дежурная дуга, воздух нагревается и увеличивается в сто раз. К тому же он начинает ионизироваться, то есть, превращается в токопроводящую среду, хотя сам по себе воздух – это диэлектрик.

Суженное до 3 мм сопло создает поток плазмы, который с большой скоростью вылетает из резака. Скорость – 2-3 м/с. Температура ионизированного воздуха достигает огромной величины – до 30000С. При такой температуре воздух по проводимости электрического тока приближается к проводимости металла.

Как только плазма касается обрабатываемой металлической поверхности, дежурная дуга выключается, а рабочая включается. Производится плавление металлической заготовки в месте среза, откуда жидкий металл сдувается подающим в зону среза воздухом. Вот такая элементарная схема принципа работы плазменной резки.

Как правильно выбрать инструмент для плазменной резки

Любой работавший с плазменной резкой сварщик отметит, что чем выше сила подающего на электрод тока, тем быстрее проходит процесс. Но есть определенные условия, на которые влияют и другие параметры оборудования.

Тип металла и толщина среза. От этих параметров будет зависеть выбор оборудования, с которым придется работать. А именно такой параметр, как сила тока. Внизу таблица соотношений.

Вид металла Сила тока для резки металлического листа толщиною 1 мм, А
Цветные металлы 6
Черные металлы и нержавейка 4

Чтобы разрезать медный лист толщиною 2 мм, потребуется резак плазменный с силой тока 12 А. И так далее.

Внимание! Рекомендуется приобретать оборудование с запасом силы тока. Потому что указанные параметры в таблице являются максимальными, а с ними работать можно лишь незначительное время.

Достоинства и недостатки

Перед тем как принять решение о приобретение плазменного резака, нужно ознакомиться со всеми положительными и отрицательными сторонами этого оборудования. Ведь, к примеру, в домашних условиях его может заменить обычная болгарка.

Итак, плюсы использования резака для плазменной резки металлов.

  • Большая скорость резки, соответственно уменьшение времени на этот процесс. По сравнению с другими режущими инструментами (кислородная горелка, например) скорость выше в шесть раз. Уступает только лазерной резке.
  • С помощью плазменного инструмента можно резать толстые заготовки, что иногда не под силу болгарке.
  • Режет любые виды металлов. Главное – правильно выставить режим работы.
  • Минимальный подготовительный этап. Зачищать поверхности деталей от ржавчины, грязи, масляных пятен нет никакого смысла. Они для резки не помеха.
  • Высочайшая точность среза и высокое его качество. Для ручных агрегатов для точности среза используются специальные упоры, которые не дают резаку смещаться в плоскости. Срез получается без наплывов, ровным и тонким.
  • Невысокая температура нагрева, кроме зоны среза, поэтому заготовки не деформируются.
  • Возможность фигурного среза. И хотя этим могут похвастаться и другие режущие инструменты, но, к примеру, после кислородной горелки придется края среза шлифовать и убирать подтеки металла.
  • Стопроцентная безопасность проводимых операций, ведь никаких газовых баллонов в комплекте оборудования нет.

Минусы:

  • Высокая цена оборудования.
  • Возможность работать только одним резаком.
  • Необходимо направление плазмы выдерживать строго перпендикулярно плоскости обрабатываемой детали. Правда, сегодня можно приобрести аппараты, которые режут изделия под разными углами: 15-50°.
  • Толщина разрезаемого изделия ограничена, потому что самые мощные плазморезы могут разрезать металл толщиною 100 мм. С помощью кислородной горелки можно резать толщину 500 мм.

И все же плазморезы сегодня достаточно востребованы. Ручные часто используются в небольших цехах, где требуется провести большой объем резки металлов, и где к качеству разреза предъявляются жесткие требования. Обязательно посмотрите видео, которое специально размещено на этой странице сайта.

Поделись с друзьями

0

0

0

1

Принцип работы плазменной резки — Плазменная резка

Плазменную резку очень часто используют в таких отраслях промышленности, как судостроение, машиностроение, а также при изготовлении металлоконструкций, коммунальной сфере и т. п. Кроме этого, плазморез довольно часто используется в частной мастерской. С его помощью быстро и качественно разрезают любой материал, проводящий ток, и некоторые нетокопроводящие материалы – дерево, камень и пластик.

Как устроен плазморез

Этот аппарат состоит из следующих элементов:

  • источник питания;
  • воздушный компрессор;
  • плазменный резак или плазмотрон;
  • кабель-шланговый пакет.

Источник питания для аппарата плазменной резки осуществляет подачу на плазмотрон определенной силы тока. Представляет собой инвертор или трансформатор.

Инверторы довольно легкие, в плане энергопотребления экономные, по цене недорогие, однако, способны разрезать заготовки небольшой толщины. Из-за этого их применяют только в частных мастерских и на маленьких производствах. У инверторных плазморезов КПД на 30% больше, чем у трансформаторных и у них лучше горит дуга. Часто используют их для работ в труднодоступных местах.

Трансформаторы гораздо увесистее, тратят много энергии, но при этом имеют меньшую чувствительность к перепадам напряжения, и с их помощью разрезают заготовки большой толщины.

Плазменный резак считается главным элементом плазмореза. Его основными элементами являются:

Принцип работы

При нажатии на кнопку розжига начинается подача тока высокой частоты от источника питания (инвертора или трансформатора). В результате этого внутри плазмотрона образуется дежурная электрическая дуга, температура которой достигает 8 тыс. градусов. Столб этой дуги начинает заполнять весь канал.

После того как возникла дежурная дуга, в камеру начинает поступать сжатый воздух. Вырываясь из патрубка, он проходит через электрическую дугу. нагревается, при этом увеличиваясь в объеме в 50 или 100 раз. Кроме того, воздух начинает ионизироваться и перестает быть диэлектриком, приобретая свойства проводить ток.

Сопло плазмотрона, суженное книзу, обжимает воздух, создавая из него поток, которое начинает вырываться оттуда со скоростью 2 – 3 м/с. В этом момент температура воздуха часто достигает 30 тыс. градусов. Именно такой раскаленный ионизированный воздух и является плазмой.

В то время, когда плазма начинает вырываться из сопла, происходит ее соприкосновение с поверхностью обрабатываемого металла, дежурная дуга в этот момент гаснет, а зажигается режущая. Она начинает разогревать заготовку в месте реза. Металл в результате этого плавится и появляется рез. На поверхности разрезаемого металла образуются небольшие частички расплавленного металла, сдуваемые с нее потоком воздуха. Таким образом осуществляется работа плазмотрона.

Преимущества плазменной резки

Работы по резке металла часто осуществляются на стройплощадке, в мастерской или цеху. Можно использовать для этого автоген, но не всех это устраивает. Если объем работ, связанный с резкой металла, слишком большой, а требования, предъявляемые к качеству реза, очень высоки, то следует подумать о том, чтобы использовать плазменный резак, имеющим следующие достоинства:

  • Если мощность подобрана правильно. то аппарат плазменной резки позволяет в 10 раз повысить производительность. Такой параметр позволяет плазморезу уступить только промышленной лазерной установке, однако, он значительно выигрывает в себестоимости. Целесообразно с экономической точки зрения применять пламенную резку для металла, имеющего толщину до 50 – 60 мм.
  • Универсальность. С помощью плазменной резки обрабатываются чугун, медь, сталь, алюминий и прочий металл. Необходимо просто выбрать оптимальную мощность и выставить конкретное давление воздуха.
  • Высокое качество реза. Аппараты плазменной резки способны обеспечить минимальную ширину реза и кромки без перекаливания, наплывов и грата практически без дополнительной обработки. Кроме того, достаточно важен такой момент, что зона нагрева материала в несколько раз меньше, чем при использовании автогена. А так как термическое воздействие минимально на участке реза, то и деформация от этого вырезанных деталей будет незначительной, даже если они имеют небольшую толщину.
  • Не происходит существенного загрязнения окружающей среды. С экономической точки зрения, если имеются большие объемы работ, то плазменная резка гораздо выгоднее кислородной или механической. Во всех остальных случаях учитывают не материалы, а трудоемкость использования.

Недостатки плазменной резки

Недостатки в работе плазменной резки тоже имеются. Первый из них – максимально допустимая толщина реза довольно небольшая, и у самых мощных агрегатов она редко бывает больше 80 – 100 мм.

Следующий недостаток – достаточно жесткие требования, предъявляемые к отклонению от перпендикулярности реза. Угол отклонения не должен быть больше 10 – 50 градусов и зависит это от толщины детали. Если случается выход за эти пределы, то возникает довольно существенное расширение реза, что в результате влечет за собой быстрый износ расходных материалов.

Кроме того, рабочее оборудование довольно сложное, что делает совершенно невозможным использование двух резаков одновременно, которые подключаются к одному аппарату.

Заключение

Принцип работы плазменной резки довольно прост. Кроме того, аппарат, который используется для этого, имеет большое количество преимуществ, в несколько раз превосходящие имеющиеся недостатки. Если его правильно эксплуатировать, то можно существенно сэкономить время и получить качественный результат.

плазморез какой выбрать

плазма резак

аппарат ручной плазменной резки ручной

станок плазменной резки с чпу цена

аппарат для плазменной резки металла

Какой принцип работы плазмореза, что разогревает металл и что режет?

Плазморез - очень нужная и полезная вещь не только в производстве, но и при использовании в домашний мастерской. С помощью плазмореза можно разрезать не только токопроводящие материалы (например, металлы), но, что не все знают, и пластик, камень и дерево. Это существенно расширяет границы использования и делает плазморез просто незаменимым инструментом в руках мастера. К тому же у плазмореза очень высокая и качественная точность обработки материала. Срезы получается очень ровными и красивыми. Такого не добьешься с помощью обычных слесарных инструментов.

Итак, приступим к подробному рассмотрению плазмореза. Обычно он состоит из нескольких элементов: источник питания, компрессор, плазмотрон или плазменный резак, кабель-шланговый пакет и массовый зажим. Элементов не много и все они доступны для потребителя.

Начнем с источника питания. Это как правило либо инвертор, либо трансформатор. Инвертор более экономичен, компактен, у него более устойчивая дуга, но он менее устойчив к перепадам напряжения и не такой мощный как трансформатор. С помощью источника питания на трансформаторе можно резать более массивные и толстые заготовки и трансформатор более устойчив к перепадам напряжения. Правда, КПД у него меньше, чем у инвертора. Так что в данном случае по возможности обработки более толстых заготовок трансформатор выигрывает у инвертора.

Далее. Плазмотрон (или плазменный резак) является "сердцем" установки. Это устройство, с помощью которого разрезается заготовка. Устройство плазмотрона не очень простое. Состоит он из нескольких элементов: электрод,сопло­, охладитель (изолятор) между ними, канал для подачи сжатого воздуха. Электрод является источником электрической дуги.

Сопло плазмотрона служит для направления и дозировки плазменной струи. От диаметра и длины сопла зависит точность, аккуратность и диаметр реза.

Компрессор нужен для подачи сжатого воздуха, который необходим как для формирования плазменной струи, так и для охлаждения плазмотрона. С помощью сжатого воздуха можно разрезать материалы толщиной до 5 сантиметров. Более толстые материалы требую использования других газов (например, гелий, аргон, кислород, водород, азот) или их смесей. Такие рабочие газы обычно используются в промышленных установках.

Кабель-шланговый пакет необходим для связывания компрессора, источника питания и плазмотрона. С помощью него собирается в единое целое вся система.

Теперь рассмотрим принцип работы плазмореза.

Итак, когда мы нажимает кнопку на плазморезе, то образуется так называемая дежурная дуга, которая проскакивает между электродом плазмотрона и соплом. Затем подается сжатый воздух или, как говорилось выше, другой сжатый газ. Дежурная дуга разогревает воздух (газ), который увеличивается в объеме в десятки раз и разогревается до температуры в несколько десятков тысяч градусов, при этом он ионизируется и становится токопроводящим (то есть, получается самая настоящая плазма). Также сжатый воздух (газ) направляет плазменную струю на поверхность обрабатываемой заготовки. А форма сопла формирует струю заданного диаметра. Далее, в тот момент, когда плазма соприкасается с поверхностью металла, дежурная дуга гаснет и загорается режущая дуга, которая нагревает заготовку и расплавляет место резки. Расплавленный металл в месте реза удаляется также струей воздуха. Получается точный и ровный рез.

Вот сама схема плазмореза. Так более понятно как он устроен и как работает.

Надеюсь, я более-менее подробно ответил на Ваш вопрос. В данном ответе был рассмотрен общий принцип работы плазмореза и самая его простая конструкция для понимания принципа работы. Естественно, что есть и более усовершенствованные и сложные его схемы.

ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛА [принцип работы, видео, технология]

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

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

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

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

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

Виды плазменной резки

Резка металла с помощью плазмы бывает нескольких видов.

Это зависит от того, в какой среде происходит процесс:

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

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

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

Преимущества резки плазмой

Плазменная резка имеет свои плюсы перед лазерной резкой:

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

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.

Видео:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео:

Технология работы плазморезкой

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

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

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

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

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.

Видео:

Как выбрать плазмотрон?

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

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

Резка с помощью плазмы может производиться двумя видами плазморезки:

  1. 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;
  2. 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.

Видео:

Стационарные агрегаты имеют большой вес, предназначены для разрезания более толстых материалов, их цена соответственно будет больше.


Как работает плазменный резак

Что такое плазма?

Чтобы правильно объяснить, как работает плазменный резак, мы должны начать с ответа на основной вопрос: «Что такое плазма? Проще говоря, плазма - это четвертое состояние вещества. Обычно мы думаем, что материя имеет три состояния: твердое, жидкое и газообразное. Материя переходит из одного состояния в другое за счет введения энергии, например тепла. Например, вода переходит из твердого (лед) в жидкое состояние при приложении определенного количества тепла.Если уровень тепла увеличится, он снова изменится с жидкости на газ (пар). Теперь, если уровень тепла снова увеличится, газы, составляющие пар, станут ионизированными и электропроводящими, превратившись в плазму. Плазменный резак будет использовать этот электропроводящий газ для передачи энергии от источника питания к любому проводящему материалу, в результате чего процесс резки будет более чистым и быстрым, чем при использовании кислородного топлива.

Формирование плазменной дуги начинается, когда газ, такой как кислород, азот, аргон или даже производственный воздух, пропускается через небольшое отверстие сопла внутри горелки.Электрическая дуга, генерируемая от внешнего источника питания, затем вводится в этот поток газа под высоким давлением, в результате чего возникает то, что обычно называют «плазменной струей». Плазменная струя сразу достигает температуры до 40000 ° F, быстро пробивая заготовку и сдувая расплавленный материал.

Компоненты плазменной системы

  • Источник питания - Источник питания для плазменной резки преобразует одно- или трехфазное сетевое напряжение переменного тока в плавное постоянное напряжение постоянного тока в диапазоне от 200 до 400 В постоянного тока.Это постоянное напряжение отвечает за поддержание плазменной дуги на всем протяжении резки. Он также регулирует требуемый выходной ток в зависимости от типа и толщины обрабатываемого материала.

  • Консоль зажигания дуги

    - Схема ASC вырабатывает переменное напряжение приблизительно 5000 В переменного тока на частоте 2 МГц, которое создает искру внутри плазменной горелки для создания плазменной дуги.

  • Плазменный резак

    - Плазменный резак предназначен для обеспечения правильного выравнивания и охлаждения расходных деталей.Основными расходными деталями, необходимыми для генерации плазменной дуги, являются электрод, завихритель и сопло. Дополнительный защитный колпачок может использоваться для дальнейшего улучшения качества резки, а все части удерживаются вместе внутренними и внешними удерживающими колпачками.

Подавляющее большинство систем плазменной резки сегодня можно разделить на обычные или прецизионные категории.

В обычных плазменных системах в качестве плазменного газа обычно используется производственный воздух, а форма плазменной дуги в основном определяется отверстием сопла.Приблизительная сила тока плазменной дуги этого типа составляет 12-20K ампер на квадратный дюйм. Во всех портативных системах используется обычная плазма, и она все еще используется в некоторых механизированных приложениях, где допуски деталей более приемлемы.

Системы прецизионной плазменной резки (с высокой плотностью тока) спроектированы и спроектированы так, чтобы производить резку с максимальной резкостью и высочайшим качеством, достижимую с помощью плазмы. Конструкции резака и расходных деталей более сложны, и в комплект входят дополнительные детали для дальнейшего сужения и формы дуги.Прецизионная плазменная дуга составляет примерно 40-50 кОм на квадратный дюйм. Несколько газов, таких как кислород, воздух высокой чистоты, азот и смесь водорода / аргона / азота, используются в качестве плазменного газа для получения оптимальных результатов на множестве проводящих материалов.

Ручной режим

В типичной ручной плазменной системе, такой как наша Tomahawk® Air Plasma, расходные части электрода и сопла контактируют друг с другом внутри резака в выключенном состоянии.При нажатии на спусковой крючок источник питания вырабатывает постоянный ток, который течет через это соединение, а также инициирует поток плазменного газа. Как только плазменный газ (сжатый воздух) создает достаточное давление, электрод и сопло раздвигаются, что вызывает электрическую искру, которая превращает воздух в плазменную струю. Затем поток постоянного тока переключается от электрода к соплу на путь между электродом и заготовкой. Этот ток и воздушный поток продолжаются до тех пор, пока спусковой крючок не будет отпущен.


Операция прецизионной плазменной резки

Внутри прецизионного плазменного резака электрод и сопло не соприкасаются, а изолированы друг от друга закручивающим кольцом с небольшими вентиляционными отверстиями, которые превращают предварительный поток / плазменный газ в закрученный вихрь. Когда на источник питания подается команда запуска, он генерирует до 400 В постоянного тока напряжения холостого хода и запускает предварительную подачу газа через шланг, подсоединенный к горелке.Сопло временно подключается к положительному потенциалу источника питания через цепь вспомогательной дуги, а электрод находится на отрицательном полюсе.

Затем из пульта запуска дуги генерируется высокочастотная искра, которая заставляет плазменный газ становиться ионизированным и электрически проводящим, в результате чего возникает путь тока от электрода к соплу, и создается пилотная плазменная дуга.

Как только вспомогательная дуга контактирует с заготовкой (которая подключается к заземлению через планки режущего стола), путь тока смещается от электрода к заготовке, высокочастотная дуга отключается, и цепь вспомогательной дуги размыкается. .

Затем источник питания нарастает постоянный ток до значения силы тока резки, выбранного оператором, и заменяет газ предварительной продувки оптимальным плазменным газом для разрезаемого материала. Также используется вторичный защитный газ, который выходит за пределы сопла через защитный колпачок.

Форма защитного колпачка и диаметр его отверстия заставляют защитный газ еще больше сжимать плазменную дугу, что приводит к более чистому срезу с очень малыми углами скоса и меньшим пропилом.

Плазменно-дуговая резка - особенности процесса и оборудования

Процесс плазменной дуги всегда рассматривался как альтернатива кислородно-топливному процессу. В этой части серии описываются основы процесса с упором на рабочие характеристики и преимущества многих вариантов процесса.

Нажмите здесь, чтобы увидеть наши последние подкасты по технической инженерии на YouTube .

Основы процесса

Процесс плазменной резки показан на Рис. 1 . Основной принцип заключается в том, что дуга, возникающая между электродом и деталью, сужается с помощью медного сопла с мелким отверстием. Это увеличивает температуру и скорость плазмы, выходящей из сопла. Температура плазмы превышает 20 000 ° C, а скорость может приближаться к скорости звука. При использовании для резки поток плазменного газа увеличивается, так что глубоко проникающая плазменная струя прорезает материал, а расплавленный материал удаляется в вытекающей плазме.

Процесс отличается от кислородно-топливного процесса тем, что в плазменном процессе используется дуга для плавления металла, тогда как в кислородно-топливном процессе кислород окисляет металл, а тепло от экзотермической реакции плавит металл. Таким образом, в отличие от кислородно-топливного процесса, плазменный процесс может применяться для резки металлов, образующих тугоплавкие оксиды, таких как нержавеющая сталь, алюминий, чугун и сплавы цветных металлов.

Источник питания

Источник питания, необходимый для процесса плазменной дуги, должен иметь падающую характеристику и высокое напряжение.Хотя рабочее напряжение для поддержания плазмы обычно составляет от 50 до 60 В, напряжение холостого хода, необходимое для зажигания дуги, может достигать 400 В постоянного тока.

При зажигании пилотная дуга образуется внутри корпуса горелки между электродом и соплом. Для резки дуга должна передаваться на заготовку в так называемом «переносном» режиме дуги. Электрод имеет отрицательную полярность, а деталь - положительную полярность, так что большая часть энергии дуги (примерно две трети) используется для резки.

Состав газа

В традиционной системе с вольфрамовым электродом плазма инертна и образуется с использованием аргона, аргона-H 2 или азота. Однако, как описано в Варианты процесса , можно использовать окисляющие газы, такие как воздух или кислород, но электрод должен быть медным с гафнием.

Расход плазменного газа имеет решающее значение и должен быть установлен в соответствии с уровнем тока и диаметром отверстия сопла. Если поток газа слишком мал для текущего уровня или уровень тока слишком высок для диаметра отверстия сопла, дуга гаснет, образуя две последовательные дуги, электрод к соплу и сопло к заготовке.Эффект «двойной дуги» обычно катастрофичен при плавлении сопла.

Качество резки

Качество кромки плазменной резки такое же, как и при кислородно-топливной технологии. Однако, поскольку при плазменной резке путем плавления характерной особенностью является более высокая степень плавления по направлению к верхней части металла, что приводит к скруглению верхней кромки, плохой прямоугольности кромки или скосу на кромке реза. Поскольку эти ограничения связаны со степенью сужения дуги, доступны несколько конструкций горелок для улучшения сужения дуги и обеспечения более равномерного нагрева в верхней и нижней части реза.

Варианты процесса

Варианты процесса, Рис. 2a - 2e , в основном были разработаны для улучшения качества резки и стабильности дуги, уменьшения шума и дыма или увеличения скорости резки.

Двойной газ

Процесс работает в основном так же, как и в традиционной системе, но вокруг сопла устанавливается вторичный газовый экран, Рис. 2a . Благоприятные эффекты вторичного газа заключаются в увеличении сужения дуги и более эффективном «удалении» окалины.Плазмообразующий газ обычно представляет собой аргон, аргон-H 2 или азот, а вторичный газ выбирается в соответствии с разрезаемым металлом.

Сталь

воздух, кислород, азот

Нержавеющая сталь

азот, аргон-H 2 , CO 2

Алюминий

аргон-H 2 , азот / CO 2

Преимущества по сравнению с обычной плазмой:

  • Сниженный риск возникновения двойной дуги
  • Более высокая скорость резания
  • Уменьшение закругления верхней кромки

Впрыск воды

В качестве плазменного газа обычно используется азот.Вода впрыскивается в плазменную дугу радиально, Рис. 2b , чтобы вызвать большую степень сжатия. Температура также значительно повышается до 30 000 ° C.

Преимущества по сравнению с обычной плазмой:

  • Улучшение качества и прямоугольности пропила
  • Повышенная скорость резания
  • Меньше риска возникновения двойной дуги
  • Уменьшение эрозии сопла

Водяной кожух

Плазма может работать либо с водяным кожухом, Рис.2c , или даже с заготовкой, погруженной на 50-75 мм ниже поверхности воды. По сравнению с обычной плазмой вода действует как барьер, обеспечивая следующие преимущества:

  • Удаление дыма

  • Снижение уровня шума
  • Увеличение срока службы сопла

В типичном примере уровней шума при высоких уровнях тока 115 дБ для обычной плазмы водяной кожух эффективно снизил уровень шума до примерно 96 дБ и резку под водой до 52–85 дБ.

Поскольку водяной кожух не увеличивает степень сжатия, прямоугольность режущей кромки и скорость резания заметно не улучшаются.

Воздушная плазма

Инертный или инертный плазмообразующий газ (аргон или азот) можно заменить воздухом, но для этого требуется специальный электрод из гафния или циркония, установленный в медном держателе, Рис. 2d . Воздух также может заменить воду для охлаждения горелки. Преимущество воздушной плазменной горелки в том, что в ней вместо дорогих газов используется воздух.

Следует отметить, что, хотя электрод и сопло являются единственными расходными материалами, электроды с гафниевым наконечником могут быть дорогими по сравнению с вольфрамовыми электродами.

Плазма высокой толерантности

В попытке улучшить качество резки и конкурировать с превосходным качеством резки лазерных систем, доступны системы высокотолерантной плазменно-дуговой резки (HTPAC), которые работают с сильно сжатой плазмой. Фокусировка плазмы осуществляется путем принуждения плазмы, генерируемой кислородом, закручиваться, когда она входит в отверстие для плазмы, и вторичный поток газа впрыскивается после плазменного сопла, Рис.2д . В некоторых системах дугу окружает отдельное магнитное поле. Это стабилизирует плазменную струю, поддерживая вращение, вызванное закрученным газом. Преимущества систем HTPAC:

  • Качество резки находится между обычной плазменной резкой и лазерной резкой
  • Ширина узкого пропила
  • Меньше искажений за счет меньшей зоны термического влияния

HTPAC - это механизированная техника, требующая высокоточного высокоскоростного оборудования. Основные недостатки заключаются в том, что максимальная толщина ограничена примерно 6 мм, а скорость резки обычно ниже, чем при обычных плазменных процессах, и составляет примерно 60-80% от скорости лазерной резки.

Эта статья была подготовлена ​​Биллом Лукасом в сотрудничестве с Дерриком Хилтоном, BOC

Что такое плазменная резка

Машина для плазменной резки, вырезающая внутренние части металлических деталей.

Изображение предоставлено: портретные изображения в Азии от Nonwarit / Shutterstock.com

Плазменно-дуговая резка, также называемая плазменной резкой плавлением или плазменной резкой, представляет собой производственный процесс, в котором используется перегретый ионизированный газ, направляемый через плазменную горелку для нагрева, плавления и, в конечном итоге, резки электропроводящего материала на изготовление нестандартных форм и конструкций.Этот процесс подходит для широкого спектра металлических материалов, включая конструкционную сталь, легированную сталь, алюминий и медь, и позволяет резать материалы толщиной от 0,5 мм до 180 мм.

Процесс плазменной резки часто представляется как решение, альтернативное лазерной резке, гидроабразивной резке и газокислородной резке, и предлагает определенные преимущества по сравнению с этими вариантами, включая более быстрое время резки и более низкие начальные инвестиции и эксплуатационные расходы. Хотя плазменная резка демонстрирует некоторые преимущества по сравнению с этими другими процессами резки, ее использование в некоторых производственных приложениях может быть проблематичным, например, при резке непроводящего материала.

Несмотря на то, что каждый процесс резки имеет свои преимущества и недостатки, в этой статье основное внимание уделяется плазменной резке, излагаются основы процесса плазменной резки, а также необходимые компоненты и механизмы установки плазменной резки. Кроме того, в статье рассматриваются различные варианты плазменной резки и предлагаются альтернативы процессам плазменной резки.

Что такое плазма?

Три наиболее часто упоминаемых состояния вещества - твердое, жидкое и газообразное. Плазма, однако, часто упоминается как четвертое состояние материи и технически является наиболее часто встречающимся состоянием - по объему и массе - поскольку она встречается повсюду и за пределами галактики (например,г., в центрах звезд и в виде молнии).

Плазма возникает, когда к газу добавляется дополнительная энергия, которая позволяет молекулам газа двигаться быстрее и сталкиваться с большей силой. Столкновения между молекулами позволяют молекулам разделиться на составляющие их атомы, а эти отдельные атомы отделяются от электронов своей 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, достигают баланса.В этот момент ионизированный газ становится плазмой.

Плазма, обычно встречающаяся в астрофизической сфере, естественным образом встречается в звездах, а также в межпланетных, межзвездных и межгалактических средах. В земном царстве это происходит только в виде редких явлений, таких как молния или полярные сияния. Однако его можно создать искусственно путем перегрева газа или воздействия на газ сильного электромагнитного поля до тех пор, пока газ не станет ионизированным и не будет иметь высокую электропроводность. Этот искусственно созданный ионизированный газ используется в машинах плазменной резки и в процессе плазменной резки для резки электропроводящего материала.

Пример земной плазмы: множественные удары молнии по мосту.

Изображение предоставлено: John Wollwerth / Shutterstock.com

Процесс плазменной резки

Процесс плазменной резки представляет собой термический процесс изготовления, в котором используется суженная, перенесенная плазменная дуга для резки широкого диапазона металлов, включая конструкционную сталь, легированную сталь, алюминий и медь. Хотя доступно несколько вариантов, основные принципы процесса и необходимые компоненты остаются неизменными для всех.Первичный процесс плазменной резки состоит из следующих этапов:

  • Зажигание вспомогательной дуги
  • Генерация основной дуги
  • Нагрев и плавка локализованные
  • выброс материала
  • движение дуги
Рисунок 1 - Электрическая полярность плазменной дуги

Запуск пилотной дуги

Процесс начинается с команды запуска, побуждающей источник питания генерировать до 400 В постоянного тока напряжения холостого хода - i.например, напряжение холостого хода - и инициирование потока сжатого плазменного газа в узел плазмотрона, который содержит электрод и плазменное сопло. Как показано на схеме инициирования пилотной дуги на рис. 1 выше, источник питания также прикладывает отрицательное напряжение к электроду, устанавливая его в качестве катода цепи пилотной дуги, и замыкает нормально разомкнутые контакты цепи сопла, помещая временное положительное напряжение на сопле, которое затем служит анодом цепи вспомогательной дуги.Затем консоль зажигания дуги (ACS) создает высокочастотный потенциал высокого напряжения между электродом и соплом, который генерирует высокочастотную искру. Искра ионизирует плазменный газ, позволяя ему стать электропроводным и создавать путь тока с низким сопротивлением между электродом и соплом. Вдоль этого пути тока образуется начальная дуга с низким энергопотреблением, т. Е. Вспомогательная дуга, когда энергия течет и разряжается между двумя компонентами.

Генерация основной дуги

После инициирования пилотная дуга выходит вместе с плазменным газом через отверстие сопла в направлении заземленной электропроводящей детали, которая частично ионизирует область между ними и формирует новый путь тока с низким сопротивлением.Поскольку поток газа заставляет пилотную дугу выходить дальше через отверстие, дуга в конечном итоге входит в контакт и передается на заготовку. Как показано на схеме Main Arc Generation на Рисунке 1 выше, этот перенос дуги создает основную дугу, то есть плазменную дугу, которая выполняет фактическую операцию резки, и делает заготовку частью вновь созданной цепи основной дуги. вместе с электродом. Перенос дуги также побуждает источник питания повторно размыкать нормально открытые контакты сопла, удаляя сопло из цепи вспомогательной дуги, а основную дугу увеличивать до оптимальной силы тока резки.

Локальное отопление и плавление

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

В процессе плазменной резки используется метод резки расплавлением и выдуванием, при котором происходит нагрев, плавление и испарение определенной области детали.Когда плазма ударяется о поверхность заготовки, материал заготовки поглощает тепловую энергию дуги и плазменного газа, увеличивая внутреннюю энергию и выделяя тепло, которое ослабляет материал и позволяет удалить его для получения желаемых разрезов.

Выброс материала

Ослабленный материал детали выталкивается из пропила - на ширину удаляемого материала и разрезаемого продукта - за счет кинетической энергии используемого плазменного газа. Оптимальный поток плазменного газа определяется током и соплом, при этом слишком низкие или слишком высокие уровни потока плазмы приводят к менее точным резкам и отказу компонентов.

Дуга движения

Как только начался локальный нагрев, плавление и испарение заготовки, плазменная дуга вручную или автоматически перемещается по поверхности заготовки, чтобы произвести полный рез. В случае ручных систем плазменной резки оператор вручную запускает процесс и перемещает резак по поверхности для создания желаемых разрезов. Для автоматизированных систем плазменной резки аппарат запрограммирован на перемещение головки резака с оптимальной скоростью для обеспечения точных и точных разрезов.

Ручной плазменный резак для резки.

Изображение предоставлено: Игорь В. Подкопаев / Shutterstock.com

Варианты процесса плазменной резки

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

Некоторые из доступных вариантов плазменной резки:

  • Стандартная (или обычная) плазменная резка
  • Плазменная резка с использованием вторичной среды
  • Плазменная резка с впрыском воды

Стандартная (или обычная) плазменная резка

При традиционной плазменной резке оборудование для плазменной резки включает в себя узел плазменной горелки, в котором используется один плазменный газ, служащий одновременно газом зажигания и газом для резки.Обычно в стандартном процессе используется азот, кислород или смесь водорода с аргоном. Сжатие плазменной дуги и газа осуществляется только соплом без помощи какой-либо вторичной среды. В качестве охлаждающей жидкости для плазмотрона можно использовать воду или воздух.

Плазменная резка с использованием вторичной среды

Для плазменной резки, в которой используется вторичная среда, дополнительная среда, то есть вода или газ, закачивается в плазменный резак для дальнейшего сужения плазменной дуги и получения определенных характеристик для конкретного применения резки.

Введение вторичного газа в процесс плазменной резки может повысить удельную мощность, качество резки 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 вид 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 позволяет получать поверхности заготовок с более высокой отражательной способностью.Вода действует как барьер или экран во время процесса резки, поскольку она перекачивается в плазменный резак, разряжается и испаряется плазменной дугой. Этот вид плазменной резки подходит для алюминия и высоколегированных сталей толщиной до 50 мм.

Плазменно-дуговая резка с впрыском воды

При плазменной резке с впрыском воды также используется вода в процессе резки. В плазменную горелку впрыскивается вода, которая дополнительно сужает плазменную дугу. В отличие от плазменной резки с использованием вторичной среды, большая часть воды остается неиспаренной и вместо этого действует как охлаждающая жидкость для компонентов плазменной горелки и заготовки.Охлаждающий эффект воды позволяет уменьшить деформацию материала, повысить качество резки и увеличить срок службы расходных деталей резака. Этот тип плазменной резки подходит для использования с машинами для подводной плазменной резки металлов толщиной от 3 до 75 мм.

Другие варианты

Другие варианты плазменной резки включают:

  • Плазменная резка с повышенной перетяжкой
  • Подводная плазменная резка
  • 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 плазменного газа или регулировка сопла во время процесса резки.

Подводная плазменная резка выполняется на глубине от 60 до 100 мм под водой, что позволяет снизить уровень шума, пыли и загрязнения воздуха, но требует больше энергии и времени резки, чем плазменная резка при атмосферном давлении.

Плазменная строжка и плазменная маркировка - это процессы, которые обычно не прорезают заготовку; При плазменной строжке удаляется только поверхностный материал детали, чтобы получить более гладкую поверхность, а плазменная маркировка оставляет следы на поверхности готовых компонентов.

Процесс плазменной резки предлагает множество вариантов, которые подходят для широкого спектра производственных приложений. Пригодность каждого варианта зависит от технических характеристик и требований режущего инструмента.

Машина для плазменной резки

В то время как в процессе лазерной резки используются станки для лазерной резки, а в процессе / услугах гидроабразивной резки используются машины для гидроабразивной резки с водой под давлением и абразивными материалами, в процессе плазменной резки используется оборудование плазменной резки для получения желаемых разрезов на заготовке.Машины плазменной резки различаются от модели к модели, приложения и приложения с настройками от простых (например, ручные резаки, подключенные к источнику питания) до сложных (например, программируемые и автоматизированные станки с ЧПУ). В базовую комплектацию этих машин для плазменной резки входят источник питания для плазменной резки, пульт зажигания дуги, узел горелки, подача газа, система охлаждения и электропроводящая деталь.

Источник питания: Источник питания обеспечивает энергию для зажигания 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 В 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 образования.

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

Используемые газы и среды: Плазменные газы подразделяются на газы зажигания (зажигает плазменную дугу), режущие газы (используются с плазменной дугой в процессе резки) и вторичные газы (сужают и охлаждают плазменную дугу).Используемые газы могут быть инертными, реактивными или смесью двух предыдущих типов. Вода также используется в качестве вторичной среды во время процесса резки.

Узел горелки: Узел горелки и его детали включают электрод и сопло, подключены к источнику питания и используют плазменный и режущий газ для инициирования и выполнения операции плазменной резки.

Система охлаждения: Система охлаждения охлаждает компоненты узла резака и заготовку, продлевая срок службы расходных деталей.Система может иметь водяное или газовое охлаждение.

Заготовка: Заготовка - это обрабатываемый материал. Материал должен быть электропроводным, чтобы его можно было резать плазмой, поскольку заготовка служит компонентом основной цепи дуги.

Другие варианты установок для плазменной резки включают столы для резки, оборудование для контроля загрязнения воздуха и подвесные путевые системы. Режущий стол служит рабочей поверхностью для резки заготовки, а оборудование управления - средством удаления выбросов, образующихся в процессе резки.В автоматах для резки резак подвешен наверху на рельсовой системе, чтобы обеспечить перемещение по поверхности заготовки.

Расходные сопла плазмотронов.

Изображение предоставлено: Nordroden / Shutterstock.com

Материальные аспекты

Поскольку в процессе плазменной резки используются переносимые плазменные дуги, его использование ограничивается резкой только материалов, которые являются электропроводными. Однако он подходит для широкого спектра металлов, в том числе:

  • Конструкционная сталь
  • Сталь нелегированная, низколегированная и высоколегированная
  • Алюминий
  • Металлические плакированные пластины

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

Альтернативные способы резания

Некоторые из преимуществ плазменной резки, продемонстрированные перед другими методами резки, включают:

  • Более быстрое выполнение работ
  • Более качественная резка
  • Возможности для работы с более толстыми материалами
  • Минимальный риск деформации материала
  • Снижение затрат на оборудование и эксплуатационные расходы

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

Резюме

Выше описаны основы установки и процесса плазменной резки, различные варианты плазменной резки и некоторые соображения, которые могут быть приняты во внимание производителями и механическими цехами при принятии решения о том, является ли плазменная резка наиболее оптимальным решением для их конкретной резки. заявление.

Чтобы получить дополнительную информацию о местных коммерческих и промышленных поставщиках услуг и оборудования для изготовления на заказ, посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы найдете информацию о более чем 500 000 коммерческих и промышленных поставщиков.

Источники

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

Прочие изделия для резки

Больше от Custom Manufacturing & Fabricating

Плазменная резка - Функции, преимущества и недостатки

Режущие инструменты Плазменная резка - Функции, преимущества и недостатки

Редактор: Steffen Donath

Заготовки из электропроводящих материалов разрезаются с помощью ускоренной струи горячей плазмы.Это эффективный способ резки толстого листового металла.

Связанная компания

Hypertherm также разработала систему резки X-Definition, которая предлагается с системой XPR300. Этот процесс повышает качество и функциональность плазменной резки.

(Источник: Hypertherm)

Создаете ли вы произведения искусства или производите готовые детали, плазменная резка предлагает неограниченные возможности для резки алюминия, нержавеющей стали и других материалов.Но что именно стоит за этой относительно новой технологией? Мы проясняем наиболее важные вопросы в нашем кратком обзоре с наиболее важными фактами о плазменной резке и плазменной резке.

Как работает плазменная резка

Плазменная резка - это процесс, в котором электропроводящих материалов прорезаются с помощью ускоренной струи горячей плазмы . Типичными материалами, которые можно разрезать с помощью плазменной горелки, являются сталь, нержавеющая сталь, алюминий, латунь, медь и другие проводящие металлы.Плазменная резка широко используется в производстве, ремонте и реставрации автомобилей, промышленном строительстве, утилизации и утилизации . Благодаря высокой скорости и точности резки при невысокой стоимости, плазменная резка широко используется как в крупных промышленных приложениях с ЧПУ, так и в небольших хобби-компаниях, где материалы впоследствии используются для сварки. Плазменная резка - Проводящий газ с температурой до 30 000 ° C делает плазменную резку особенной.

Основной процесс при плазменной резке и сварке - создать электрический канал для перегретого, электрически ионизированного газа - i.е. плазма - от самого устройства плазменной резки через обрабатываемую деталь, таким образом образуя законченную цепь обратно в устройство плазменной резки через клемму заземления . Это достигается за счет сжатого газа (кислород, воздух, инертный газ и другие, в зависимости от разрезаемого материала), который на высокой скорости вдувается в заготовку через сфокусированное сопло. Внутри газа дуга образуется между электродом около газового сопла и самой заготовкой . Эта электрическая дуга ионизирует часть газа и создает токопроводящий плазменный канал.Когда ток от резака плазменного резака проходит через эту плазму, он выделяет тепла, достаточного для того, чтобы расплавить заготовку . В то же время большая часть высокоскоростной плазмы и сжатого газа выдувает горячий расплавленный металл, разделяя заготовку.

Плазменная резка - эффективный способ резки тонких и толстых материалов. Ручные резаки обычно могут резать стальной лист толщиной до 38 мм , более сильные резаки с компьютерным управлением могут резать стальной лист толщиной до 150 мм.Поскольку плазменные резаки производят очень горячий и очень локализованный «конус» для резки, они очень полезны для резки и сварки листов изогнутой или угловой формы.

Преимущества и недостатки плазменной резки

Преимущества:

  • работа одной или нескольких горелок в зависимости от серии
  • резка всех электропроводящих материалов
  • резка высоколегированной стали и алюминиевых материалов средней и большой толщины
  • отличная производительность на малых и средних толщина низкоуглеродистой стали
  • резка высокопрочной конструкционной стали с меньшим тепловложением
  • высокие скорости резания (до 10 раз выше, чем у кислородного топлива)
  • любая обработка высококачественных заготовок на средние и толстые листовой металл
  • плазменная резка гарантирует автоматизацию
  • плазменная резка под водой позволяет очень низкое тепловое воздействие и низкий уровень шума на рабочем месте

Недостатки:

  • ограничение использования до 160 мм (180 мм). мм) для сухой резки и 120 мм для подводной резки
    9 0011 относительно высокое энергопотребление
  • лазеры предлагают еще более высокое качество резки
  • дороже, чем системы кислородно-ацетиленовой резки
  • возможно развитие шума при сухой резке

Применение плазменной резки

Ручные плазменные резаки обычно используются мастерскими для обработки тонкого металла, заводского обслуживания, сельскохозяйственного обслуживания, ремонтных центров сварки, сервисных центров по металлу (лом, сварка и демонтаж), строительных работ (например,грамм. здания и мосты), торговое судостроение, производство прицепов, ремонт автомобилей и произведений искусства (изготовление и сварка).

Резка мягкой стали с Flash 101.

(Источник: Kjellberg)

Механизированные плазменные резаки обычно намного больше, чем ручные плазменные резаки, и используются вместе со столами для резки. Механизированные плазменные резаки могут быть интегрированы в систему вырубки, лазерной или роботизированной резки.Размер механизированного плазменного резака зависит от используемого стола и портала. Этими системами нелегко маневрировать, поэтому перед установкой следует рассмотреть все их компоненты вместе с компоновкой системы.

Между тем производители также предлагают комбинированные устройства, подходящие как для плазменной резки, так и для сварки. В промышленном секторе существует практическое правило: чем сложнее требования к плазменной резке, тем выше затраты.

Когда были разработаны первые устройства плазменной резки?

Плазменная резка возникла из плазменной сварки в 1960-х годах и превратилась в очень продуктивный процесс резки листового металла и листов в 1980-х годах .По сравнению с традиционной резкой «металл против металла» при плазменной резке не образуется металлическая стружка, а обеспечивается точная резка. Первые устройства плазменной резки были большими, медленными и дорогими. Поэтому они в основном использовались для повторения схем раскроя в режиме массового производства. Как и в случае с другими станками, технология CNC (Computer Numerical Control) использовалась в установке плазменной резки с конца 1980-х по 1990-е годы . Благодаря технологии ЧПУ, плазменные резаки получили большую гибкость при резке различных форм на основе серии различных инструкций, запрограммированных в числовом управлении станка .Однако станки плазменной резки с ЧПУ обычно ограничивались вырезанием шаблонов и деталей из плоских стальных листов только с двумя осями движения.

За последние десять лет производители различных устройств плазменной резки разработали полностью новых модели с меньшим соплом и более тонкой плазменной дугой . Это обеспечивает лазерную точность на кромках плазменной резки. Некоторые производители комбинируют ЧПУ с этими резаками для производства деталей, требующих небольшой доработки или не требующей доработки , что упрощает другие процессы, такие как сварка.

Что такое термическое разделение?

Термин «термическое разделение» используется в качестве обобщающего термина для процессов, в которых материалы режутся или формируются под действием тепла с или без резания потока кислорода таким образом, что при дальнейшей обработке не требуется доработка. Три доминирующих процесса: Газокислородная, плазменная и лазерная резка .

Плазменная горелка со скосом.

(Источник: Lind)

Кислородная резка

Когда углеводороды окисляются, они выделяют тепло.Как и в случае с другими процессами сжигания, газокислородная резка не требует дорогостоящего оборудования, источник энергии легко транспортировать, и для большинства процессов не требуется ни электричества, ни охлаждающей воды. Обычно достаточно горелки и баллона с топливным газом. Газокислородная резка является преобладающим процессом резки тяжелой, нелегированной и низколегированной стали , а также используется для подготовки материала к последующей сварке . После того, как собственное пламя довело материал до температуры воспламенения, включается струя кислорода, которая вызывает горение материала.Как быстро достигается температура возгорания, зависит от топливного газа. Скорость правильной резки зависит от чистоты кислорода и скорости струи газообразного кислорода. Кислород высокой чистоты, оптимизированная конструкция сопла и правильный топливный газ гарантируют высокую производительность и минимизируют общие производственные затраты.

Плазменная резка

Плазменная резка была разработана в 1950-х годах для резки металлов, которые нельзя обжигать (например, нержавеющих сталей, алюминия и меди). При плазменной резке газ в сопле ионизируется и фокусируется благодаря специальной конструкции сопла.Только с помощью этого потока горячей плазмы можно резать такие материалы, как пластмассы (без перенесенной дуги). В случае металлических материалов плазменная резка также зажигает дугу между электродом и заготовкой для увеличения передачи энергии. Очень узкое отверстие сопла фокусирует дугу и плазменный ток. Дополнительную перевязку разрядного тракта можно обеспечить вторичным газом (защитным газом). Правильный выбор комбинации плазма / защитный газ может значительно снизить общие производственные затраты.

Лазерная резка

Система Autorex от Esab - первый шаг к автоматизации плазменной резки. Его можно легко интегрировать в существующие производственные линии.

(Источник: Esab Cutting Systems)

Лазерная резка - это новейшая технология термической резки, которая была разработана после плазменной резки. Лазерный луч генерируется в резонаторной полости системы лазерной резки. Хотя расход газа в резонаторе невелик, его чистота и правильный состав имеют решающее значение.Специальные газы для резонатора защищают устройства от цилиндра в полость резонатора и оптимизируют производительность резки. Для резки и сварки лазерный луч направляется от резонатора к режущей головке через систему пути луча . Убедитесь, что в системе нет растворителей, частиц и паров. Особенно для высокопроизводительных систем (> 4 кВт) рекомендуется азот из жидкого источника. При лазерной резке кислород или азот могут использоваться в качестве режущего газа. Кислород используется для нелегированной и низколегированной стали , хотя процесс аналогичен газокислородной резке.Здесь также важную роль играет чистота кислорода. Азот используется для нержавеющей стали, алюминия и никелевых сплавов для достижения чистой кромки и сохранения критических свойств основного материала.

Впрыск воды для плазменной резки и сварки

Вода используется в качестве охлаждающей жидкости во многих промышленных процессах, которые вызывают высокие температуры в процессе. То же самое и с впрыском воды при плазменной резке. Вода впрыскивается через инжектор в плазменную дугу аппарата плазменной резки.Плазменная дуга обычно создается, когда в качестве плазменного газа используется азот, как в случае с большинством аппаратов плазменной резки. Как только вода впрыскивается в плазменную дугу , это приводит к высокому сужению . В этом особом процессе температура значительно повышается до 30 000 ° C и выше . Если сравнить упомянутые выше преимущества процесса с традиционной плазмой, можно увидеть, что качество резки и прямоугольность реза значительно улучшаются , и материалы идеально подготовлены для сварки.Помимо улучшения качества резки при плазменной резке, можно также наблюдать увеличение скорости резки на , снижение риска двойной кривизны и уменьшение эрозии сопла .

Плазменная резка с усиленным эффектом сужения

Вихревой газ часто используется в индустрии плазменной резки для достижения лучшего удержания плазменного столба и более стабильной дуги сужения. По мере увеличения количества вихрей входящего газа центробежная сила перемещает точку максимального давления к краю камеры повышенного давления, а точку минимального давления намного ближе к оси.Разница между максимальным и минимальным давлением увеличивается с увеличением количества завихрений. Большой перепад давления в радиальном направлении сужает дугу и приводит к высокой плотности тока и омическому нагреву вблизи оси.

Это приводит к гораздо более высокой температуре около катода . Следует отметить, что закручивающий газ ускоряет эрозию катода по двум причинам: увеличивает давление в камере и меняет структуру потока около катода .Также следует учитывать, что газ с большим числом завихрений увеличивает составляющую скорости закрутки в точке резания в соответствии с сохранением углового момента. Предполагается, что это вызывает разные углы у левой и правой кромок пропила.

А теперь ваша очередь!

Оставьте отзыв об этой статье. Какие вопросы остаются открытыми, какие аспекты вас интересуют? Ваши комментарии помогут нам стать лучше!

(ID: 45939723)

Как работает плазменная резка и что такое плазменная резка


Вы ошеломлены, пытаясь понять, что такое плазменная резка? Мы знаем, что это может показаться действительно сложной областью работы, когда вы впервые на нее смотрите.Даже терминология может показаться странной, например, что такое «вихревое кольцо», когда оно дома?

К счастью, если немного углубиться, все не так сложно, как кажется на первый взгляд. Несмотря на то, что используемая технология очень впечатляющая, а выходные температуры невероятны, практическое применение плазменной резки довольно просто.

Итак, мы составили для вас супер-руководство, в котором есть все, что вам нужно знать о плазменной резке. Он знакомит вас с основами из раздела «Что такое плазма?» а затем проведет вас через все гайки и болты того, как работает плазменная резка, прежде чем завершить некоторые из вопросов, которые часто возникают у людей об этой работе.

Мы обещаем, что к концу все станет ясно, и вы сможете объяснить плазменную резку, как старые руки.

Прежде чем мы сможем поговорить о том, как работает плазменная резка, нам сначала нужно ответить на вопрос: «Что такое плазменная резка?»

Возможно, вы слышали в школе о трех состояниях материи: твердое, жидкое и газообразное. Ну, их больше трех, и плазма - это четвертое состояние материи.

Материя переходит из одного состояния в другое, когда вы добавляете энергию молекулам или атомам материала.Так, если, например, нагреть лед, он тает и превращается в воду.

Тогда, если вы нагреете его еще немного, он станет газом или паром, как мы обычно называем водяной пар. Наконец, если вы нагреете его еще больше, газ разделится на ионы, и в этот момент он будет проводить электричество и считается плазмой.

Проще говоря, плазменные резаки проталкивают электрическую пилотную дугу через узкое отверстие, заполненное газом. Плазменный газ может быть любым кислородом, аргоном, производственным воздухом, азотом и т. Д.

Этот процесс нагревает газ до температуры, достаточной для перехода в плазму, четвертое состояние вещества.

В качестве электрического проводника плазма может затем образовывать цепь с металлом (или другим материалом), который разрезается, и это приводит к тому, что плазменная дуга может прорезать материал.

Ограниченное отверстие называется соплом. Это узкое отверстие проталкивает газ с очень высокой скоростью, а очень высокотемпературный газ, проходящий через сопло на металл, позволяет ему прорезать металл почти так же, как нож проходит через масло.

Пилотная дуга, которая возникает в большинстве высококачественных плазменных резаков, действует между электродом и соплом для ионизации газа до начала переноса дуги.

В меньших моделях плазменного резака вы можете обнаружить, что создание плазмы начинается, когда наконечник резака используется для создания искры путем прикосновения к металлической поверхности или может использоваться пусковая цепь (высокочастотная конструкция, которая является очень похоже на свечу зажигания в автомобильном двигателе). Стоит отметить, что для работы на станках с ЧПУ вы можете использовать только плазменный резак, который использует пилотную дугу.

Подпишитесь: Получите БЕСПЛАТНО 30-страничную таблицу символов сварки в формате PDF с примерами для каждого символа!

Ручной режим

На изображении показан рабочий, режущий металл плазменным резаком. Автор изображения - Jbolles на Flicker.

Если вы хотите использовать ручную плазменную систему (машины для плазменной резки 110/220 В), неплохо знать, что, когда система находится в выключенном состоянии, сопло и электрод будут соприкасаться внутри резака.

Как только вы нажимаете на спусковой крючок, вы генерируете постоянный ток от источника питания, который затем проходит через соединение, и в то же время начинает течь плазменный газ.

Затем плазменный газ создает давление внутри сопла до тех пор, пока оно не станет достаточным, чтобы отодвинуть сопло от электрода. Это создает вспомогательную дугу, которая позволяет газу превращаться в плазменную струю.

Как только это происходит, постоянный ток переключается с электрода на сопло и образует путь между электродом и обрабатываемой деталью. Он будет оставаться на месте до тех пор, пока триггер не будет отпущен, после чего он вернется в состояние ВЫКЛ.

Precision Plasma Operation

Видео выше демонстрирует одну из систем прецизионной плазменной резки на примере ESAB.

В прецизионном плазменном резаке дело обстоит иначе. Электрод и сопло отделены друг от друга за счет вихревого кольца. Это кольцо с крошечными вентиляционными отверстиями, которые выталкивают предварительный поток плазменного газа в вихрь.

При включении источника питания он создает до 400 В постоянного тока напряжения холостого хода. Затем в горелку поступает плазменный газ. В этот момент сопло временно подключается к положительному потенциалу источника питания и образует цепь вспомогательной дуги.Электрод, конечно, в этой точке находится под отрицательным потенциалом. Затем консоль дугового запуска создает искру высокой частоты (опять же, как в свече зажигания).

Эта искра позволяет плазменному газу ионизироваться, и он приобретает способность проводить электричество, образуя полную вспомогательную дугу. Как только эта дуга соприкасается с заготовкой, ток смещается, чтобы соединить электрод с разрезаемым металлом. Заготовка всегда лежит на полностью заземленном столе для резки, чтобы во время работы ток не протекал где-либо еще.

Это изменяет постоянный ток для получения правильной силы тока, выбранной пользователем плазменного резака, и переключает предварительную подачу газа на оптимальную смесь газа для материала, который вы режете. Затем вторичный газ, защитный газ, подается через сопло для дальнейшей фокусировки плазменной дуги - это обеспечивает сверхчистый рез, который сохраняет углы скоса как можно меньшими и уменьшает пропил.

Компоненты плазменной системы

Система плазменной резки состоит из 5 основных компонентов:

Блок питания

Источник питания - преобразует одно- или трехфазное сетевое напряжение в полезное постоянное напряжение до 400 В постоянного тока.Это гарантирует, что плазменная дуга остается стабильной на протяжении всего процесса дуговой резки.

Консоль зажигания дуги

Консоль зажигания дуги - это простая схема, которая предназначена для подачи переменного напряжения около 5000 В переменного тока на частоте 2 МГц (что является очень высокой частотой) для создания искры, запускающей плазменную дугу.

Газ

Газы - необходим поток газа, и плазменные системы могут использовать практически любой газ, но обычно азот, производственный воздух, кислород, аргон и т. Д. Они могут служить двум целям: 1.для формирования основы плазменной дуги или 2. для экранирования плазмы для улучшения качества резки

Охлаждение

Система охлаждения - плазменные резаки нагреваются настолько, что, если бы в них не было системы охлаждения, сопло или электрод могли загореться, поэтому для постоянного контроля температуры используется система жидкостного охлаждения.

Факел

Плазменный резак - плазменный резак предназначен для правильного выравнивания плазменной дуги и обеспечения эффективной работы системы охлаждения.Расходные материалы для плазменного резака включают сопла, электрод и вихревые кольца.

Материальные аспекты

Плазменным резаком можно резать только электропроводящие предметы. Это связано с тем, что материал является частью цепи плазменной дуги. Если он не электропроводен - цепи и резки нет.

Это означает, что он подходит для большинства металлов, включая:

  1. Конструкционная сталь, нержавеющая сталь, нелегированная, высоколегированная и низколегированная сталь
  2. Металлические плакированные пластины
  3. Алюминий

Вы также можете использовать плазменную резку латуни, чугуна, меди и титана, но температура плавления этих материалов может помешать получению качественной режущей кромки.

Вы можете использовать плазменные резаки для резки материала толщиной от 0,5 мм до 180 мм, хотя это зависит от машин плазменной резки и материалов.

Процесс плазменной резки

Существует множество вариантов процесса плазменной резки, но основные принципы этого процесса остаются неизменными при резке нержавеющей стали, конструкционной стали, легированной стали, меди или любого другого материала или листового металла.

Этот процесс состоит из пяти отдельных этапов:

Intitiation

Запуск вспомогательной дуги - это момент, когда подается команда пуска и в который генерируется начальная дуга, чтобы вызвать приток газа к электроду и вытеснить его через газовое сопло.

Генерация основной дуги

Генерация основной дуги - следующим шагом является зажигание дуги и обеспечение образования электрической дуги между электродом в машине для плазменной резки и самой заготовкой, и в этот момент начинается резка, и в то же время, если два плазменных газа При необходимости защитный газ начнет поступать для оттачивания режущего пламени.

Местное отопление

Локальный нагрев и плавление - тогда, когда плазма начинает работать, температура повышается, что вызывает локальный нагрев и плавление заготовки, но это также может вызвать проблемы внутри сопла, и, следовательно, на этом этапе требуется система охлаждения.

Выброс материала

Выброс материала - ослабленный материал из заготовки затем выталкивается из пропила с использованием кинетической энергии, которая передается потоком газа плазменной струи.

Механизм

Движение дуги - затем после выброса материала плазменная дуга перемещается по поверхности материала до завершения процесса резки.

Варианты процесса плазменной резки

Как правило, процесс плазменной резки одинаков во всех вариантах.Тем не менее, каждый вариант резки дает определенное преимущество в зависимости от области применения, в которой он используется для

.

Под вариациями понимаются различные способы использования плазмы для резки в зависимости от системы охлаждения, конструкции электродов в плазменной горелке, используемого плазменного газа или последнего типа применяемой плазмы для резки.

Некоторые из доступных опций:

Стандартный

Стандартная / обычная плазменная дуговая резка - отверстие сопла - единственное, что используется для ограничения плазменной дуги, и вторичная среда не используется (охлаждающей жидкостью обычно является вода или воздух).

Со вторичной средой

Плазменно-дуговая резка с использованием вторичной среды - это когда вторичная среда (то есть другая среда) втягивается в плазменный резак для дальнейшего сжатия плазменной дуги и обеспечения определенных характеристик, которые зависят от области применения, для которой плазменная струя используется. использовал.

С впрыском воды

Плазменно-дуговая резка с впрыском воды - в этой форме плазменной резки вода нагнетается в плазменную дугу, что приводит к значительному повышению температуры через газовое сопло примерно до 30 000 градусов по Цельсию, что может улучшить качество резки.

Преимущества и недостатки плазменной резки

На изображении показан ручной плазменный резак. Изображение Тима Дриваса в Википедии.

К преимуществам плазменной резки можно отнести:

  • Это зависит от серии станка для плазменной резки, но часто можно использовать одну или несколько горелок одновременно.
  • Вы можете разрезать любой материал, проводящий электричество
  • Вы можете легко найти высоколегированную сталь, алюминий и аналогичные материалы средней или большой толщины.
  • Превосходная производительность при работе с малой и средней мягкой сталью любой толщины.
  • Вы можете вспахивать высокопрочную конструкционную сталь без нагрева, как при других методах резки.
  • Скорость плазменной резки примерно в 10 раз выше, чем газокислородной резки
  • Позволяет эффективно обрабатывать высококачественную заготовку для толстого и среднего листового металла.
  • Плазменная резка идеально подходит для автоматизации процесса резки
  • При плазменной резке под водой - очень низкий уровень шума и очень низкое тепловое воздействие

К недостаткам плазменной резки можно отнести:

  • Максимальный размер резки по-прежнему ограничен 180 мм при сухой плазменной резке и только 120 мм при работе под водой
  • Вы все равно получите несколько более широкий пропил, чем идеальный
  • Потребляемая мощность при плазменной резке высока
  • Он не обеспечивает такое же качество резки, как лазерная резка.
  • Это намного дороже в эксплуатации, чем кислородно-ацетиленовая система.
  • Вы можете обнаружить, что сухая резка шумнее, чем вы предпочитали

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Опасны ли пары плазменной резки?

В то время как технически пары от плазменной резки не опасны - пары от разрезаемого металла опасны.Большинство металлов при сжигании на воздухе образует токсичные отложения, которые нельзя вдыхать, даже оксид железа (ржавчина) при вдыхании может накапливаться в легких и со временем нанести реальный вред вашему здоровью.

Нужна сварочная маска для плазменной резки?

Официально? Нет. При плазменной резке можно просто надеть защитные очки, но мы рекомендуем, чтобы при плазменной резке обязательно надевать как защитные очки, так и сварочную маску. Это дает вашим глазам максимальную защиту независимо от метода резки, с которым вы работаете.

Может ли плазменный резак резать дерево?

Что такое плазменная резка? Это использование плазменной резки для резки материалов, и для того, чтобы это происходило эффективно, необходимо, чтобы разрезаемый материал был электропроводным. Если она не является электропроводной, дуга пропадет - древесина не электропроводна, и плазменный резак не может резать древесину.

Будет ли плазменный резак резать ржавый металл?

Да, потому что ржавчина проводит электричество так же хорошо, как и любой другой металл, поэтому ржавчина совсем не препятствует процессу плазменной резки.Он прорежет грязную, ржавую и даже окрашенную сталь такого же качества, как и нержавеющую сталь.

Опасны ли плазменные резаки?

Да. Тепло, выделяемое при плазменной резке, невероятно интенсивно. Есть риски для ваших глаз (вы всегда должны носить очки с боковым щитком и сварочным шлемом), вашей одежды (вам необходимо использовать огнестойкие костюмы) и даже ног и рук (требуются специальные перчатки и обувь).

Даже при всем этом существует риск искр или расплавленного металла, которые могут стать причиной пожара на рабочем месте или на столе для резки.

Насколько толстым может резать плазменный резак?

Это в некоторой степени зависит от машины и материала. Тем не менее, ваш средний ручной плазменный резак с радостью произведет плазменную резку толщиной до 38 мм стали или листа нержавеющей стали.

Однако, если вы используете плазменный резак с компьютерным управлением, он может выполнять плазменную резку толщиной до 180 мм.

Что ждет плазменную резку в будущем?

В настоящее время вы можете использовать высококлассные плазменные резаки, чтобы проработать невероятные 200 дюймов металлической пластины за одну минуту. При этом они производят 40 000 градусов тепла.

Ничего подобного. Ученые доказали, что вы можете производить плазменную резку с температурой до 10 триллионов градусов. Конечно, маловероятно, что такой режущий плазменный инструмент когда-либо понадобится для резки металла, но он показывает, что у этой технологии есть огромный потенциал в будущем.

Текущая проблема с плазменным резаком - это мусор, который он оставляет после себя, а именно окалина. Это своего рода осадок, который образуется расплавленным металлом, который прилипает к углам металла и существенно ухудшает качество резки.

Качество резки оборудования для лазерной или водной резки, напротив, намного выше, чем при плазменной резке. Это означает, что после резки не требуется никаких отделочных работ.

Если бы вы спросили на некоторых семинарах, «что такое плазменная резка?» они ответят, что это генератор отделочных работ.Они предпочли бы использовать в своей работе оборудование для лазерной резки или оборудование для гидрорезки, но эти станки дороги, обычно недоступны в портативных моделях, и они выполняют работу в 100 раз дольше, чем плазменные резаки.

Итак, долгожданное будущее плазменной резки - это более чистая отделка получаемой резки. Если они смогут справиться с этим, сохраняя при этом скорость плазменной резки, как сейчас, они будут непревзойденной силой в мире резки.

Как выбрать ручной плазменный резак и работать с ним [Руководство]

Преимущества плазменной резки

Часто бывает достаточно одного разреза.Производители, подрядчики, обслуживающий персонал, художники и мастера, пользующиеся преимуществами ручного станка для плазменной резки, редко хотят возвращаться к кислородно-ацетиленовой резке или механическим процессам резки, таким как пилы, отрезные круги, ножницы и ножницы.

Плазменная резка может повысить производительность и снизить стоимость резки. Преимущества плазменной резки:

  • Более быстрый рез
  • Цикл предварительного нагрева не требуется
  • Режет любой металл, проводящий электричество (в отличие от газокислородного топлива, которым нельзя резать нержавеющую сталь или алюминий).
  • Предлагает мобильность на рабочих местах
  • Минимизирует зону термического влияния и обеспечивает резку с небольшим пропилом (шириной пропила).
  • Плазменные аппараты
  • также могут выполнять строжку, протыкание, скашивание кромок, вырезание отверстий и обводку форм.


Фактический процесс эксплуатации ручного аппарата воздушно-плазменной резки относительно прост. На самом деле, самое сложное - это выбрать машину, которая лучше всего подходит для вашей области применения, и правильные аксессуары, прежде чем зажечь дугу.

Что такое плазменная резка?

Плазма выглядит и ведет себя как высокотемпературный газ, но с одним важным отличием: она проводит электричество и режет любой электропроводящий металл.

Плазменная дуга возникает в результате электрического нагрева газа, обычно воздуха, до очень высокой температуры. Это ионизирует его атомы и позволяет им проводить электричество. В плазменной дуговой горелке используется вихревое кольцо, которое раскручивает газ вокруг электрода. Газ нагревается в камере между электродом и наконечником горелки, ионизируя газ и создавая плазму. Это приводит к значительному расширению плазменного газа в объеме и давлении. Небольшое узкое отверстие наконечника резака сжимает плазму и ускоряет ее по направлению к заготовке на высоких скоростях (20 000 футов в секунду) и температурах (до 30 000 градусов по Фаренгейту).

Плазменная струя высокой интенсивности плавит очень ограниченную область. Сила струи (или дуги) проталкивает заготовку и удаляет расплавленный металл. Эта дуга легко прорезает металлы с плохой теплопроводностью (нержавеющая сталь) или отличной проводимостью (алюминий).

По сравнению с плазменной резкой, пламя, создаваемое кислородной горелкой, не концентрируется и плохо режет нержавеющую сталь и алюминий. Плазменная резка считается стандартным процессом для этих металлов.

Выбор плазменного резака

При покупке аппарата плазменной резки следует учитывать несколько факторов.

Толщина материала

Толщина металла, который вы будете резать регулярно, и максимальная толщина металла важны при выборе правильного плазменного резака. Как и источник сварочного тока, мощность плазменного резака и допустимое напряжение определяют его размер. Плазменный процесс требует относительно высокого напряжения и низкого уровня силы тока, в отличие от сварки.Многие ошибочно судят о плазменной машине исключительно по силе тока. Хотя это важный показатель, помните, что общая выходная мощность (в ваттах) равна силе тока, умноженной на напряжение. Выполните математические вычисления, чтобы получить более точное сравнение продуктов. Производительность плазменной машины определенного размера сильно различается в зависимости от производителя.

Скорость резания

Зная скорость резания для толщины разрезаемого металла, можно рассчитать производительность, обычно в частях в час.Это помогает гарантировать, что режущая часть операции не станет узким местом. Многие производители предоставляют таблицы скорости резания, которые позволяют сравнивать характеристики скорости резания.

Чтобы определить максимальную номинальную толщину резки низкоуглеродистой стали, следуйте линии от точки 15 дюймов в минуту на карте резки. Точка, в которой эта линия пересекает кривую резки, определяет максимальную рекомендуемую производственную толщину резки устройства.Примечание: рейтинг основан на 15 IPM, потому что это минимальная скорость, на которой оператор достигает плавного, устойчивого резания при использовании ручного резака.

Хотя универсального стандарта не существует, Миллер упрощает сравнение, квалифицируя производительность с помощью двух стандартов: номинальной резки и резки.

  • Номинальная резка - это толщина металла, при которой оператор может вручную резать низкоуглеродистую сталь со скоростью 15 дюймов в минуту.Это считается минимальной скоростью, при которой оператор обеспечивает плавный, устойчивый рез и наилучшее возможное качество резки.
Номинальный разрез
  • Класс sever cut Рейтинг означает, что оператор доводит машину до максимальной толщины (1-1 / 4 дюйма для блока на 55 ампер). Скорость резки будет очень низкой, и резка потребует значительной очистки.К счастью, скорость резки увеличивается по мере того, как материал становится тоньше.
Обрезка

Как и скорость резки, толщина резки сильно различается в зависимости от модели.

Первичная мощность

Для плазменной резки требуются два основных элемента - воздух и электричество, поэтому следующий вопрос, который следует задать, - какой тип входной мощности доступен. Некоторые 30-амперные плазменные резаки, такие как Spectrum® 375 X-TREME ™, работают от 120 или 240 вольт.Если ваша входная цепь имеет 30-амперный прерыватель, вы даже получаете равную режущую способность при обоих напряжениях (с 20-амперным прерывателем режущая способность падает на 20 процентов). Miller предлагает основное решение для управления питанием, называемое технологией Auto-Line ™, которая позволяет машине принимать входное напряжение от 190 до 630 вольт, одно- или трехфазное, 50 или 60 герц. И даже если основная мощность резко падает и падает, но остается в диапазоне от 190 до 630 вольт, устройства с технологией Auto-Line обеспечивают стабильную, стабильную дугу и полную мощность резки.Если вы работаете в поле и планируете использовать вспомогательную мощность привода двигателя, настоятельно рекомендуем плазменный резак с технологией Auto-Line. В аналогичных устройствах без Auto-Line возникают неустойчивые дуги резания, частые срабатывания выключателя, выход из строя печатных плат и преждевременный выход из строя трансформатора. Эти проблемы обычно возникают из-за того, что после срабатывания плазменного резака возникает такая нагрузка на линию, что уровни напряжения падают ниже рабочего диапазона плазменного резака.

Окружающая среда и подача воздуха

В средах с сильной пылью и металлической стружкой (например, от шлифовки) машины Miller® с технологией Wind Tunnel Technology ™ и Fan-On-Demand ™ обеспечивают лучшую надежность.Благодаря технологии аэродинамической трубы охлаждающий воздух проходит через машину, не обдувая электронные компоненты, поэтому шлифовальная пыль не может оседать на критически важных компонентах. Fan-On-Demand означает, что охлаждающий вентилятор работает только при необходимости, уменьшая количество мусора, попадающего в устройство. Что касается подачи воздуха, большинство производителей ручных плазменных резаков рекомендуют использовать обычный воздух в качестве режущего газа. В мобильных приложениях подрядчики часто выбирают азот в баллонах, потому что он стоит дешевле, чем воздух в баллонах.Некоторые люди считают, что при резке нержавеющей стали азот вызывает немного меньшее окисление, поскольку он суше, чем сжатый воздух.

Высокочастотные пуски или пуски контактов
Плазменные резаки

используют высокочастотный (ВЧ) пуск или технологию контактного пуска для зажигания вспомогательной дуги. Если вы планируете использовать плазменный резак рядом с телефонами, компьютерами, станками с ЧПУ или другим электронным оборудованием, имейте в виду, что HF часто мешает электронному управлению. Чтобы избежать потенциальных проблем с ВЧ, все аппараты плазменной резки Miller имеют конструкцию контактного запуска, которая не создает помех.Контактный метод запуска также создает видимую вспомогательную дугу, которая помогает лучше расположить резак.

Плазменно-дуговая резка - Weld Guru

Оборудование для плазменно-дуговой резки

В процессе плазменной и плазменной резки используется нагретый газ для резки металла (30 000 градусов по Фаренгейту).

Процесс заключается в нагревании газа до температур, при которых он ионизируется или проводит электричество. Газ сжимается и выстреливает через вольфрамовый электрод.

Машина плазменной резки добавляет электричество, которое образует цепь с металлом, который нужно разрезать.

В процессе выделяется тепло, которое превращает газ в плазму, способную резать металл.

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

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

Легко!

Обзор

В процессе плазменной резки металл режется путем плавления части металла суженной дугой.Высокоскоростной струйный поток горячего ионизированного газа плавит металл, а затем удаляет расплавленный материал, образуя пропил. Базовая компоновка горелки для плазменной резки, аналогичной горелке для плазменной сварки, показана на рисунке 10-71.

Существуют три варианта процесса:

  • Слаботочная плазменная резка
  • сильноточная плазменная резка
  • резка с добавлением воды

Слаботочная дуговая резка, которая позволяет производить высококачественную резку тонких материалов, использует максимум 100 ампер и гораздо меньшую горелку, чем сильноточная версия.Были разработаны модификации процессов и оборудования, позволяющие использовать кислород в газообразном сопле для обеспечения эффективной резки стали.

Все плазмотроны сужают дугу, пропуская ее через отверстие по мере того, как она движется от электрода к заготовке. Когда газ через отверстие проходит через дугу, он быстро нагревается до высокой температуры, расширяется и ускоряется при прохождении через сужающее отверстие. Интенсивность и скорость плазменного газа дуги определяются такими переменными, как тип газа через отверстие и его входное давление, форма и диаметр сужения отверстия, а также плотность энергии плазмы на изделии.

Сужение сопла фокусирует дугу. Поток газа контролирует скорость плазмы.

Преимущества и недостатки

Преимущества

У процесса плазменной резки много преимуществ:

    • Небольшой риск изменения формы металла (так называемая деформация)
    • Точная резка
    • Бесшлаковая резка 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 плазменной резки:

  • Создает небольшой скос (приблизительно 7 градусов)
  • Риск поражения электрическим током при небезопасной эксплуатации
  • Требуется источник чистого воздуха - в некоторых теперь есть компрессоры, построенные в
  • Для работы требуется электричество, поэтому не может быть полностью портативным
  • Неэкономично для очень толстой стали

Операция плазменно-дуговой резки

Базовая схема плазменной резки показана на рисунке 10-72.Процесс работает на постоянном токе, прямой полярности (dcsp), отрицательном электроде и суженной переносимой дуге.

В режиме перенесенной дуги дуга возникает между электродом в горелке и заготовкой. Дуга инициируется пилотной дугой между электродом и сужающим соплом. Сопло соединено с землей (плюсом) через токоограничивающий резистор и контакт реле вспомогательной дуги.

Пилотная дуга инициируется высокочастотным генератором, подключенным к электроду и соплу.Затем источник сварочного тока поддерживает эту слаботочную дугу внутри горелки. Ионизированный газ из дроссельной дуги выдувается через сужающее отверстие форсунки.

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

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

Принципы работы

Расходные материалы для плазменной резки: качество и скорость резки снизятся при повреждении электрода или наконечника сопла.

Базовая схема плазменной резки показана на рисунке 10-72.Процесс работает на постоянном токе, прямой полярности (dcsp), отрицательном электроде и суженной переносимой дуге. В режиме перенесенной дуги дуга зажигается между электродом в горелке и заготовкой. Дуга инициируется пилотной дугой между электродом и сужающим соплом. Сопло соединено с землей (плюсом) через токоограничивающий резистор и контакт реле вспомогательной дуги. Пилотная дуга инициируется высокочастотным генератором, подключенным к электроду и соплу.

Базовая схема плазменной резки - Рис. 10-72

Затем источник сварочного тока поддерживает эту слаботочную дугу внутри горелки. Ионизированный газ из дроссельной дуги выдувается через сужающее отверстие форсунки. Это создает путь с низким сопротивлением для зажигания основной дуги между электродом и заготовкой. Когда загорается основная дуга, реле вспомогательной дуги может размыкаться автоматически, чтобы избежать ненужного нагрева сужающего сопла.

Поскольку сопло, сужающее плазму, подвергается воздействию высоких температур факела плазмы (по оценкам, 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 спроектирована так, чтобы создавать пограничный слой газа между плазмой и соплом.

Горелки

Дуговый запуск плазменной горелки

Плазменные резаки подходят для держателей резаков в автоматических машинах для газовой резки.

В качестве ориентира при включении резака для плазменной резки поместите наконечник на 1/4 дюйма над пластиной. Не прикасайтесь к пластине (следуйте инструкциям производителя).

Всегда начинайте с края, подложив под наконечник металл.

Сильноточная резка

Узкий рез, оставшийся после процесса плазменной резки

Для резки с большим током резак устанавливается на механической каретке.Автоматическая фигурная резка может выполняться с помощью того же оборудования, что и для кислородной резки, если достигается достаточно высокая скорость движения. Для уменьшения дыма и шума вокруг плазмы используется водяная струя. Рабочие столы, содержащие воду, которая контактирует с нижней стороной разрезаемого металла, также уменьшают шум и дым.

позиции резки

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

При использовании в неровных позициях используйте маломощные плазменные аппараты с током менее 100 ампер. Машины большей мощности могут быть опасны, когда они находятся вне горизонтального положения.

Процедуры

Порядок действий при плазменной резке следующий (ознакомьтесь с инструкциями производителя для вашего конкретного устройства, это общие рекомендации):

  1. Проверьте давление воздуха (должно быть около 70 фунтов на квадратный дюйм).
  2. Прикрепил зажим заземления к разрезаемому металлу
  3. Включите резку
  4. Отрегулируйте силу тока в соответствии со спецификацией производителя для металла и толщины металла
  5. Позиционировать защитный разрез над металлом
  6. Нажать кнопку зажигания и установить дугу
  7. Переместите дугу над линией разреза и разрежьте.При необходимости подумайте об использовании направляющей шины, которая поможет сделать рез более ровным. Держите защитный колпачок и сужающее сопло на 1/8 - 1/4 дюйма над разрезаемой поверхностью. Не тяните защитный колпачок и суживающую насадку по металлу, если они не предназначены для использования таким образом. Совет: сделайте разрез на стороне отходов линии разреза.
  8. Для более толстого металла используйте меньшую скорость движения. Направление резака (вбок, назад, вперед) выбирается резаком.
  9. Переместите резак как можно быстрее.
  10. При использовании сжатого воздуха убедитесь, что он не содержит влаги. Линия оснащена воздушным фильтром, который кондиционирует воздух для улучшения качества плазменной резки.

Металлы

Металлы, обычно обрабатываемые этим способом, - это алюминий и нержавеющая сталь. Этот процесс также может использоваться для резки большинства металлов, не содержащих железа (цветных), а также:

  • алюминий
  • латунь
  • углеродистые стали
  • чугун
  • медные сплавы
  • медь
  • высокий никель
  • магний
  • низкоуглеродистая сталь
  • никелевые сплавы
  • нержавеющая сталь

Элементы управления

Для регулировки потока как плазмы, так и вторичного газа требуются специальные элементы управления.Требуется охлаждающая вода для горелки, и она контролируется реле давления или потока для защиты горелки. Система охлаждения должна быть автономной, в ее состав входят 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). Дополнительная защита в виде газа или воды используется для улучшения качества резки.

Двухпоточная плазменная резка

Двухпоточная плазменная резка создает вторичную газовую подушку вокруг дуговой плазмы, как показано на рисунке 10-73. Обычным газом через сопло является азот. Защитный газ выбирается для разрезаемого материала. Для мягкой стали это может быть диоксид углерода (CO2) или воздух; для нержавеющих сталей, СО2; и смесь аргона с водородом для алюминия. Для низкоуглеродистой стали скорость резки немного выше, чем при традиционной плазменной резке, но качество резки неудовлетворительно для многих областей применения.

Двухпоточная плазменная дуговая резка - Рисунок 10-73

Плазменная резка с защитой от воды

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

Плазменная резка с впрыском воды

Эта модификация процесса PAC использует симметричную падающую водяную струю рядом с отверстием сужающего сопла для дальнейшего сужения плазменного пламени.Расположение показано на рисунке 10-74. Струя воды также защищает плазму от смешивания с окружающей атмосферой. Конец сопла может быть изготовлен из керамики, что предотвращает образование двойной дуги. Сжатая водой плазма дает узкий, четко очерченный разрез на скоростях выше, чем у обычного PAC. Поскольку большая часть воды выходит из сопла в виде брызг жидкости, она охлаждает край пропила, образуя острый угол. Пропил чистый. Когда газ через отверстие и вода впрыскиваются по касательной, плазменный газ закручивается, когда выходит из сопла и струи воды.Это может обеспечить качественную перпендикулярную поверхность на одной стороне пропила. Обратная сторона пропила скошена. При фигурной резке направление движения необходимо выбирать так, чтобы на детали получился перпендикулярный разрез, а на обрезке - скос.

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

Вентиляция

Количество выделяемых газов и зубьев требует использования местной вытяжки для надлежащей вентиляции. Стрижку следует производить над резервуаром для воды, чтобы частицы, снятые с среза, падали в воду.Это поможет уменьшить количество паров, выделяемых в воздух.

Если порезать объект, который может отбрасывать шлейф, например бочку, будьте осторожны или полностью избегайте такой ситуации.

Приложения

Пример плазменно-дуговой резки

Плазменно-дуговая резка может использоваться для резки любого металла. Большинство приложений для:

  • углеродистая сталь
  • алюминий
  • нержавеющая сталь

Может использоваться для резки штабелей, снятия фаски, фигурной резки и пробивки отверстий.

Предупреждения о безопасности

При работе с мощным оборудованием необходимо надевать средства защиты органов слуха. Уровень шума, создаваемый мощным оборудованием, вызывает дискомфорт. На резаке должны быть средства защиты органов слуха.

Также необходимо надевать обычную защитную одежду для защиты резака от дуги. Это включает в себя защитную одежду, перчатки и шлем.

Пассивная сварочная маска должна быть оснащена абажуром №

. 9 фильтровальных стеклянных линз. В качестве альтернативы вы должны носить шлем с автоматическим затемнением.

Существует множество областей применения для слаботочной плазменной резки, включая резку нержавеющей стали и алюминия для производства и технического обслуживания. Плазменная резка также может использоваться для резки стопкой, и это более эффективно, чем резка стопкой с помощью кислородно-ацетиленовой горелки. Слаботочную плазменную строжку можно также использовать для улучшения отливок.

Избегайте резки на влажных или сырых участках, так как это увеличивает риск поражения электрическим током.

Используйте машины большей мощности (более 100 ампер) на ровных участках.Уточняйте у производителя точные характеристики.

Поиск и устранение неисправностей

Качество процесса плазменной резки может снизиться, если:

  • необходимо заменить электрод (срок службы электродов в 2 раза превышает срок службы сужающей насадки)
  • изношена стяжная насадка
.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *