Плазмено рязане на метал. Какво трябва да знаете за плазменото рязане на метал Процедурата за ръчно плазмено рязане

Използването на плазмено рязане е широко разпространено. Използва се в машиностроенето, комуналната индустрия, в строителството на кораби, производството на метални конструкции. Плазменото рязане се основава на принципа, че йонизираният въздух започва да провежда електричество.

Рязането на метал се извършва чрез плазма, която е нагрят йонизиран въздух, и плазмена дъга. Принципите на действие, характерни за плазменото рязане на метал, ще бъдат описани по-долу.

Какво е плазмено рязане

При рязане на метал с плазма електрическата дъга се засилва. Това е възможно поради действието на газ под налягане. Режещият елемент се нагрява до високо температурни стойности, което води до висококачествено и бързо рязане на метал.

За разлика от своя плазмен аналог, той не допринася за прегряване на целия детайл. Високата температура възниква директно на мястото на рязане на метал, а останалата част от продукта не се загрява и не се деформира.

Принципът на плазмено рязане на метал се основава на:

• издаване на необходимото напрежение от източник на ток (стандартно напрежение - 220 V, повишено напрежение - 380 V, за рязане на метал в големи предприятия);
• прехвърляне на ток към плазмената горелка (факел) през кабели, в резултат на това между анода и катода се запалва електрическа дъга;
• подаване от компресора през маркучите на въздушни потоци в устройството;
• действието на завихрящи устройства вътре в плазмената горелка, насочващи потоците към електрическата дъга;
• преминаването на вихрови въздушни потоци през електрическата дъга и създаването на йонизиращ въздух, нагрят до високи температури;
• затварянето на работната дъга между електрода и обработваната повърхност при привеждане на плазмената горелка към нея;
• действието на въздуха под високо налягане и висока температура върху детайла.

Резултатът е разрез с малка дебелина с минимално увисване.

Дъгата може да гори в режим на готовност, ако устройството не се използва в определено време. В режим на готовност горенето се поддържа автоматично. Когато горелката се доведе до продукта, дъгата моментално превключва в работен режим и моментално реже метала.

След изключване на устройството се издухва, за да се отстранят остатъците и да се охладят електродите.

Електрическата дъга е универсална по своето действие. Той е в състояние не само да реже, но и да заварява метални изделия. За заваряване се използва пълнител, който е подходящ за определен тип метал. През дъгата не се пропуска въздух, а инертен газ.

Структурата на плазмения нож

Името на машината, която реже метални изделия различни начини. Устройството на устройството включва елементи:

• източник на електричество;
• компресор;
• плазмена горелка;
• кабелни маркучи.

Няколко устройства действат като източници на енергия:

• инвертор;
• трансформатор.

Всяко от устройствата има редица предимства и недостатъци. Предимствата на инвертора включват:

• евтиност;
• стабилност на дъгата;
• лекота на използване в райони с труден достъп;
• леко тегло;
• висока ефективност, надвишаваща тази на трансформатора с 30%;
• икономика.

Какви са недостатъците и ограниченията?

Основният недостатък на инвертора е невъзможността да се използва за рязане на дебели метални изделия.

Трансформаторът се използва ефективно при рязане на дебелостенен метал, с който инверторът не може да се справи. Издържа на колебания на мрежовото напрежение, но има ниска ефективност. Трансформаторите са неудобни поради голямото си тегло.

Компресорът е устройство, което подава въздух към електрическата дъга. Механизмът допринася за създаването на вихрови въздушни потоци, насочени към него. Компресорът осигурява ясно местоположение на катодното петно ​​на дъгата в центъра на електрода. Ако процесът бъде нарушен, последствията са под формата на:

• образуването на две електрически дъги наведнъж;
• слабо изгаряне на дъгата;
• повреда на плазмената горелка.

По време на работа на конвенционален неиндустриален плазмен резак през компресора преминава само сгъстен въздух. Той създава плазма и охлажда електродите. В промишлените съоръжения се използват смеси от газове на базата на кислород, хелий, азот, аргон и водород.

Плазмената горелка изпълнява основната функция на апарата - разрязва продукта. Устройството му включва:

• охладител;
• електрод;
• шапка с козирка;
• дюза.

Плазмената горелка съдържа хафниев електрод, който възбужда електрическата дъга. Използват се циркониеви, по-рядко берилиеви и ториеви електроди. Техните оксиди са токсични и дори радиоактивни.

През плазмената горелка преминава плазмена струя, която разрязва продуктите. Качеството на рязане, технологията, скоростта на уреда, ширината на рязане и скоростта на охлаждане зависят от неговия диаметър.

Токът, протичащ от инвертора или трансформатора, преминава през кабела. Сгъстен въздух се движи през маркучите, образувайки плазма в плазмената горелка.

За да разберете как работи, позволява последователно изследване на етапите на плазмено рязане на метали:

• бутонът за запалване се натиска, което води до началото на подаване на ток от трансформатора или инвертора към плазмената горелка;
• вътре в плазмената горелка се появява електрическа дъга в режим на готовност с температура 70000C;
• дъгата се запалва между върха на дюзата и електрода;
• има допускане сгъстен въздухв камерата, която преминава през дъгата, нагрява се и йонизира;
• в дюзата входящият въздух се компресира, излизайки от него в единичен поток със скорост 3 m/s;
• сгъстен въздух, излизащ от дюзата, се нагрява до 300 000С, превръщайки се в плазма;
• когато плазмата влезе в контакт с продукта, дежурната дъга изгасва, режещата (работната) светва;
• работната дъга разтопява метала в точката на удара, резултатът е срязване;
• части от разтопения метал се издухват от продукта чрез въздушни потоци, излизащи от дюзата.

Всяка технология за плазмено рязане зависи от скоростта на рязане и консумацията на въздух. Високата скорост води до по-фино рязане. При ниска скорост и висока якостток, ширината на рязане става по-голяма.

С повишена консумация на въздух скоростта на рязане се увеличава. Как по-голям диаметърдюзи, колкото по-ниска е скоростта и толкова по-широк е разрезът.

Техники на рязане

На практика се използват два метода за рязане на метал с плазма:

• плазмена струя;
• плазмено-дъгов метод.

Рязането с плазмена струя намери приложение при обработката на неметални продукти, които не са в състояние да провеждат електрически ток. При този метод на обработка продуктът не е част от електрическата верига. Изгарянето на дъгата възниква между електрода и върха на плазмената горелка. Продуктът се нарязва с плазмена струя.

Използването на плазмено-дъговия метод е широко. Използва се за:

• рязане на профили, тръби;
• производство на изделия с праволинейни контури;
• обработка на леене;
• образуване на дупки в метал;
• производство на заваръчни заготовки.

Изгарянето на дъгата възниква между електрода и детайла. Дъговата колона се комбинира с плазмената струя. Струята възниква от газа, продухван през работещия компресор, който се нагрява и йонизира силно в процеса. Газът допринася за образуването на плазма и поради своята висока температураскоростта на рязане на обработвания метал се увеличава. Този метод включва използването на DC дъга с права полярност.

Разновидности на плазмено рязане

Има три вида процес:

• просто - използване на електрически ток и въздух (азотът е алтернатива);
• с използването на вода, която изпълнява функцията да охлажда плазмената горелка, да я защитава и абсорбира емисиите;
• с използване на защитен газ, който подобрява качеството на среза.

Плюсове и минуси на плазмен резак

професионалисти	Минуси
Универсалност на приложение (предназначена за обработка на всякакви метални изделия, при условие че устройството е избрано правилна мощностс необходимото въздушно налягане).	Малък диапазон на дебелина на рязане (не повече от 100 mm).
Минимална вреда заобикаляща среда.	Вреда за околната среда и здравето (майсторът, който е работил с плазмен резак, за който е осигурен азот като газ, получава сериозно отравяне).
Висока производителност, на второ място след лазерното рязане, но печеливша по цена.	Високата цена на единицата.
Високо качество на работа, характеризиращо се с малка ширина на рязане и липса на силно прегряване на целия продукт по време на плазмена обработка.	Сложен дизайн.
Няма нужда от затопляне на целия продукт, което се отразява на качеството му.	Повишено ниво на шум по време на работа.
Безопасност на процеса поради липсата на необходимост от използване на газови бутилки.	Максимално допустимият ъгъл на отклонение от перпендикулярността на среза е само 100-500, в зависимост от дебелината на продукта.

Понастоящем ръчното плазмено рязане се използва активно в големи промишлени съоръжения и малки предприятия, което прави възможно извършването на най-точната обработка на метали с почти всякаква дебелина и конфигурация.

Съвсем наскоро, за да се направи необходимото разрязване метална повърхност, трябваше да прибягна до доста обемисти и напълно неудобни газови резачки, които освен това не винаги можеха да се справят със задачата.

Съвременното оборудване е не само с компактни размери, но и с висока функционалност и голям работен потенциал.

Трябва също да се отбележи, че апаратът за ръчно плазмено рязане е доста лесен за овладяване, а технологията за извършване на работа е достъпна дори за неквалифицирани майстори.

В специализирани магазини можете да намерите голям изборръчни устройства, предназначени за плазмено рязане на метали.

Въпреки факта, че цената на това оборудване е доста висока, то е в голямо търсене, главно поради своята функционалност.

Във видеото по-долу можете да видите технологията на работа ръчно устройствоза плазмено рязане.

На това може да се припише ръчно плазмено рязане, което използва ръчна плазмена машина топлинна обработкапри което материалът се топи.

В този конкретен случай основният режещ инструмент е нискотемпературен плазмен поток под високо налягане, който се образува поради някои специфични процеси.

Плазменото оборудване, използвано за работа, задължително има специален електрод, който с помощта на дюза и работен метал създава електрическа дъга, чиято външна температура в някои отделни случаи достига няколко хиляди градуса по Целзий.

В определен момент към дюзата започва да се подава специален газ под високо налягане, което допринася за факта, че работна температурасе увеличава многократно, а това от своя страна води до йонизация на газа и съответно до превръщането му в плазма, която се нарича нискотемпературна плазма.

Трябва също да се отбележи, че йонизацията има тенденция да се увеличава при нагряване от дъга и това прави температурата на газовия поток още по-висока. Самият работен поток свети ярко и става електропроводим.

Апаратът, използван за обработка на метал с помощта на плазма, е в състояние да нагрява локално метален детайл и да го топи директно в необходимо мясторазрез.

За да се получи плазма, е необходимо да се смесват определени видове газове в определени пропорции.

За основа се взема атмосферният въздух, който се смесва с кислород, азот, както и водород и аргон. Плазмата също съдържа водна пара.

За да се предотврати топенето на дюзата по време на работа под въздействието на високи температури, се осигурява нейното специално охлаждане поради потока на течност или газ.

Разбира се, използването на машина за плазмено рязане в ежедневието е доста проблематично, тъй като са необходими определени условия на работа, но това оборудване е инсталирано в много промишлени предприятия.

Струва си да се отбележи, че цената на такова устройство е доста висока и за много домашни майстори просто не се повдига.

В момента такова оборудване се използва активно в повечето различни областии дава възможност да се получи не само гладка, но и чиста кройка.

Можете да научите повече за възможностите на ръчните машини за плазмено рязане във видеото по-долу.

Класификация и характеристики на оборудването

Оборудването, което се използва за плазмено рязане на метални заготовки, може да се раздели в зависимост от ефекта му върху обработваната повърхност.

За безконтактно рязане се използва оборудване с непряко действие, от своя страна, за контакт - директно.

Непрякото рязане се използва, когато е необходимо да се обработват неметални заготовки, съответно вторият тип рязане се използва изключително за работа с метали.

В този случай както апаратът, така и самият детайл ще бъдат включени в една верига, което води до образуването на необходимата дъга.

Потокът от йонизиран газ, идващ от дюзата, се нагрява равномерно по цялата площ, до самия детайл. За да работите с метал, е необходимо оборудване, предназначено само за директно действие.

Ръчната машина, използвана за плазмено рязане, се захранва от електрическата мрежа.

трябва да бъде отбелязано че даден типрязането на метал е не само търсено, но и икономически оправдано, въпреки че цената на оборудването е доста висока.

Плазменото рязане вече е станало традиционен начинобработка на метал.

За да извършите необходимото рязане на материали при използване на машина за плазмено рязане, не е необходимо да имате специално обучение и квалификация.

Работата се извършва достатъчно бързо с минимални усилия.

Поради факта, че въздухът участва активно в работния процес, е възможно да се намали консумацията на газ, но това значително увеличава теглото и размерите на използваното оборудване.

Съвременните устройства, които се използват за ръчно плазмено рязане, имат компактни размери и атрактивен външен вид.

Освен това, за да се повиши лекотата на използване, те са оборудвани с повдигащи се дръжки, всякакви колела, а корпусите им са направени предимно от леки композитни материали.

Видеото по-долу показва машина за ръчно плазмено рязане.

Характеристики на дизайна

Ръчното плазмено оборудване се състои от няколко технологични елемента, които осигуряват неговата производителност.

Един от основните елементи е самата плазмена горелка, чиято работа се осигурява от даден източник на енергия с определени работни параметри.

Също така, съставът на ръчния плазмен апарат включва задължително набор от кабели, специални маркучи със съответната секция.

Освен това работата на плазмения апарат се осигурява от универсален компресор. Трябва да се отбележи, че плазмената горелка, която действа като резачка, има доста сложен дизайн.

Състои се директно от самата дюза и специален електрод, между който по специален начин е подреден изолатор с висока топлоустойчивост.

Именно в плазматрона електрическата дъга се превръща в топлинна енергия на плазмата. Скоростта, както и формата на плазмения поток се контролират от дюза със сложен дизайн.

Когато работи на ръчна плазмена машина, операторът самостоятелно контролира равномерността на линията на рязане.

Опитът на оператора е от голямо значение при работа на ръчен плазмен апарат.

Тъй като човек постоянно държи работното устройство на тежест, са възможни неволни движения, които могат да доведат до появата на дефекти и намаляване на качеството на извършеното рязане.

Неопитен оператор може да направи разреза не само неравномерен, но и с провисвания и следи от тръпки.

За да предотвратите това да се случи, различни допълнителни устройствапод формата на подпори и стойки.

При използването им, дори и за неопитен оператор, изрязването е възможно най-гладко и качествено.

Ръчният уред за плазмено рязане на метали е огромна функционалност в областта на обработката на метали с различни дебелини и конфигурации.

Можете да видите как се извършва процесът на рязане на метали с помощта на ръчен апарат от плазмен тип във видеото по-долу.

Качеството на извършената обработка зависи пряко от конфигурацията и вида на дюзата, така че по-специално нейният диаметър може да повлияе на скоростта на образуване и образуването на самата дъга.

В допълнение, този индикатор влияе на обема на въздуха или газа, преминаващ през, както и на ширината на разреза.

Правилно избраният диаметър ви позволява да получите чист и висококачествен разрез с равни ръбове.

Трябва да се отбележи, че дюзата може да бъде сменена на нова по всяко време, а освен това е възможно да се увеличи дължината й, което леко ще подобри производителността на рязане.

Преди да започнете работа по ръчно устройство, трябва внимателно да проверите цялата схема на свързване на използваното оборудване, както и изправността на кабелите и маркучите.

Не претоварвайте устройството, тъй като това може да го повреди.

Въпреки факта, че цената на този тип оборудване е доста висока, тя бързо се изплаща. Цената обаче не трябва да бъде определящ фактор при избора на оборудване.

Във видеоклипа, публикуван в нашата статия, можете да видите всички предимства на плазменото рязане с помощта на ръчен тип устройство.

За ефективна обработкаЗа редица метали често се използва плазмено рязане, чийто принцип е използването на плазмена дъга.

1 Технология за плазмено рязане на метал

Процесът на плазмено дъгово рязане, който ни интересува в световната практика, е „скрит“ под съкращението PAC. Плазмата е високотемпературен йонизиран газ, който може да провежда електричество. И плазмената дъга се образува в единица, наречена плазмена горелка от конвенционална електрическа.

Последният се компресира и след това в него се въвежда газ, който има способността да образува плазма. Малко по-късно ще говорим колко важни са тези плазмени газове за процеса на плазмено рязане.

Технологично има два метода на рязане:

2 Плазмено рязане - принципът на работа на плазмената горелка

Плазмената горелка е устройство за плазмено рязане, в тялото на което е поставена малка дъгова камера цилиндрична форма. На изхода от него има канал, който създава компресирана дъга. На задната страна на такава камера е заваръчен прът.

Между върха на устройството и електрода се запалва предварителна дъга. Този етап е необходим, тъй като е почти невъзможно да се постигне възбуждане на дъга между режения материал и електрода.Посочената предварителна дъга излиза от дюзата на плазмената горелка, влиза в контакт с горелката и в този момент се създава работният поток директно.

След това образуващият канал е напълно запълнен с колона от плазмена дъга, газът, образуващ плазмата, влиза в камерата на плазмената горелка, където се нагрява, след което се йонизира и увеличава по обем. Описаната схема причинява висока температура на дъгата (до 30 хиляди градуса по Целзий) и същата мощна скорост на изтичане на газ от дюзата (до 3 километра в секунда).

3 Плазмените газове и техният ефект върху производителността на рязане

Плазмообразуващата среда е може би ключовият параметър на процеса, който определя неговия технологичен потенциал. Възможността зависи от състава на тази среда:

• настройки за топлинния поток в зоната за обработка на метал и плътността на тока в нея (чрез промяна на съотношението на напречното сечение на дюзата към тока);
• вариране на обема на топлинната енергия в широк диапазон;
• регулиране на индекса на повърхностното напрежение, химичния състав и вискозитета на режения материал;
• контрол на дълбочината на наситения с газ слой, както и естеството на химичното и физически процесив зоната за обработка;
• защита срещу появата на плувки върху метал и (по долните им ръбове);
• образуване оптимални условияза отстраняване на разтопен метал от срязаната кухина.

Освен това много технически спецификацииОборудването, използвано за плазмено рязане, също зависи от състава на околната среда, която описваме, по-специално следното:

• дизайн на охладителния механизъм за дюзите на устройството;
• опция за монтаж в плазмената горелка на катода, неговия материал и нивото на интензивност на подаването на охлаждаща течност към него;
• схема за управление на блока (циклограмата му се определя точно от скоростта на потока и състава на газа, използван за образуване на плазмата);
• динамични и статични (външни) характеристики на захранването, както и неговия индикатор за мощност.

Не е достатъчно да знаете как работи плазменото рязане, освен това е необходимо да изберете правилната комбинация от газове за създаване на среда за образуване на плазма, като се вземе предвид цената на използваните материали и преките разходи за операцията по рязане.

Като правило, за полуавтоматични и ръчна обработкаустойчивите на корозия сплави, както и машинната и икономична ръчна обработка на мед и алуминий, използват среда, образувана от азот. Но вече нисколегираната въглеродна стомана е по-добре нарязана в кислородна смес, която абсолютно не може да се използва за обработка на алуминиеви продукти, устойчива на корозия стомана и мед.

4 Предимства и недостатъци на плазменото рязане

Самият принцип на плазмено рязане определя предимствата на тази технология пред газови методиобработка на неметални и метални изделия. Основните предимства на използването на плазмено оборудване включват следните факти:

• универсалност на технологиите: почти всички известни материалиможе да се реже с плазмена дъга, варираща от чугун и мед до алуминий и стомана;
• висока скорост на работа за метали със средна и малка дебелина;
• разфасовките са наистина висококачествени и прецизни, което често прави възможно да не се извършва допълнителна механична обработка на продуктите;
• минимално замърсяване на въздуха;
• няма нужда от предварително загряване на метала, за да го отрежете, което намалява (и значително) времето за изгаряне на материала;
• висока безопасност на работа, поради факта, че газови бутилки, които са потенциално експлозивни, не са необходими за рязане.

Трябва да се отбележи, че за някои показатели газови технологиисе считат за по-подходящи от плазменото рязане.Недостатъците на последното обикновено включват:

• сложността на дизайна на плазмената горелка и нейната висока цена: естествено, това увеличава цената на всяка операция;
• относително малка дебелина на рязане (до 10 сантиметра);
• високо ниво на шум по време на обработка, което възниква поради факта, че газът излита от плазмената горелка с трансзвукова скорост;
• необходимостта от висококачествена и най-компетентна поддръжка на уреда;
• повишена екскреция вредни веществакогато се използва като плазмообразуващ състав от азот;
• невъзможността за свързване на две фрези за ръчна обработка на метал към една плазмена горелка.

Друг недостатък на описания в статията тип обработка е, че отклонението от перпендикулярността на среза е позволено не повече от ъгъл от 10 до 50 градуса (специфичният ъгъл зависи от дебелината на продукта). Ако увеличите препоръчителната стойност, има значително разширяване на зоната на рязане и това става причина за необходимостта от честа подмяна на използваните материали.

Сега знаете какво е плазмено рязане и сте добре запознати с всичките му характеристики.

Рязането на метал е технологичен процес на разделяне на монолитна част на отделни части. Операцията е в ход механично(рязане, рязане), хидроабразивен (суспензия на вода и абразивен материал) или термичен (нагряване).

Последният вид е кислородно-горивно, лазерно и плазмено рязане на метал.

Какво е плазмено рязане? Това е обработката на метални изделия, където плазмената струя служи като резец.

Плазмата е поток от йонизиран газ, нагрят до няколко хиляди градуса. Съдържа частици с положителен и отрицателен заряд. Има квази-неутрални свойства. Тоест в безкрайно малък обем общият заряд е балансиран и равен на нула.

Въпреки това, наличието на свободни радикали означава, че плазмата е проводник на електричество. Комбинацията от висока температура, електрическа проводимост и висока скорост на потока (по-голяма от скоростта на звука) направи възможно през миналия век да се разработи и създаде плазмено оборудване за рязане на метал.

Принцип на действие

Как работи плазмата - има два метода за обработка на метални части:

• рязане с директно действие или плазмено-дъгово рязане на метали;
• отрязани от косвено влияние.

Директен нож

Електрическа дъга се запалва между фреза (катоден възел) и детайла (анод). Катодът (електродът) се поставя вътре в корпус с дюза. Газът под налягане, преминаващ покрай електрода, се нагрява до високи температури и се йонизира. При преминаване на дюзата се създава висока скорост на потока. Електрическата дъга топи метала. Горещият газ осигурява изход от зоната на отопление.

Непряка резачка

Този метод позволява обработка на обикновени метали, но също и с ниска електрическа проводимост, и диелектрици. За разлика от предишната схема, източникът на електрическа искра се поставя в фреза. Следователно само плазменият поток влияе върху детайлите. Такова оборудване струва много повече от моделите с директно действие.

И двата вида резачки имат общо научно и техническо име - плазмена горелка (буквално плазмен генератор).

Предимства на плазмената обработка

В сравнение с други видове обработка на метал, този метод има редица потребителски свойства:

• възможността за обработка на заготовки от различни метали, както и неметални продукти;
• скоростта на обработка на малки дебелини (до 50 mm) е 25 пъти по-висока, отколкото при;
• локалното нагряване на детайла се случва само в точката на удар, което допринася за отсъствието на топлинни напрежения и деформация на продукта;
• висококачествено и чисто рязане на метал, - ниска грапавост на повърхността на мястото на обработка;
• отсъствие експлозивии предмети, - горими газове, бутилки под налягане и др.;
• методът позволява да се получат сложни геометрични разфасовки.

Какво оборудване се използва

За рязане на метал с плазма, агрегати на промишлени и домакинско предназначение. Първите са сложен многофункционален комплекс с автоматизиран процес (CNC машини). Вторите са малки устройства, работещи от мрежа 220V или 380V.

Източникът на плазмено рязане в домакинските уреди е инвертор (заваръчен генератор) или трансформатор. Първият тип е по-малък по размер, по-лесен за работа. Вторият - има висока надеждност, дълъг експлоатационен живот. Работната течност е приготвен атмосферен въздух.

Мощността на ръчния модул е ​​достатъчна за рязане на метал с дебелина до 15–20 мм. Някои модели са оборудвани с функция за безконтактно запалване на дъга. Пакетът включва плазмена горелка и устройство за подготовка на въздуха.

Използва се в домашни работилници, професионални производствени и строителни условия:

• ламарина плазмена река;
• обработка на цилиндрични продукти, включително стоманени тръби;
• изрязване на сложни геометрични форми, включително дупки;
• обработка на керамични и каменни изделия и други видове занаяти.

Този тип оборудване е значително по-добро по своята функционалност и лекота на използване спрямо конвенционалното рязане с кислородно гориво. Не само по отношение на размерите, но и по отношение на безопасността.

На снимката е показан модел на домакинска плазмена горелка.

Технологични свойства

Индустриални и Уредиобединете се основни принципиРаботи за плазмено рязане:

• създаване на електрическа дъга;
• образуването на йонизиран газ;
• създаване на високоскоростен плазмен поток;
• въздействието на тази активна среда върху обработвания материал.

Плазмено-дъговото рязане се характеризира с:

• температура на потока.Стойностите са в диапазона от 5000-30000°C. Определя се от вида на обработвания материал: по-ниските стойности се използват за цветни метали, горните - за огнеупорни стомани.
• Дебит.Стойности в диапазона 500–1500 m/s. Персонализирани за конкретен тип обработка:
  • дебелина на детайла;
  • вид на материала;
  • вид кройка (права или извита);
  • продължителността на плазматрона.
• Газът, използван за плазмено рязане.При обработката на черни метали (стомани) се използва активна група - кислород (O2) и въздух. За цветни метали и сплави - неактивни: азот (N2), аргон (Ar), водород (H2), пара. Това се обяснява с факта, че цветните метали се окисляват от кислород (започват да горят), следователно се използва защитна газова среда. В допълнение, чрез комбиниране на състава на газовата смес е възможно да се подобри качеството на обработка.
• Ширината на разреза.Тук има директна последователност: с увеличаване на показателите ширината на разреза се увеличава. Стойността му се влияе от:
  • дебелината на метала и неговия вид;
  • диаметър на дюзата;
  • сила на тока;
  • консумация на газ;
  • скорост на рязане.
• Производителност.Определя се от скоростта на обработка. Например, за домакински единици и според GOST, стойността не надвишава 6,5–7 m / min (~ 0,11 m / s). Зависи от дебелината, вида на метала, скоростта на газовата струя. Естествено, с увеличаване на размера скоростта на обработка намалява.

Качество на обработка

Качеството на среза е важен фактор при обработката на метал, особено ако става дума за плазмено рязане на тръби. Определя се от режима на работа, от уменията на изпълнителя. Плазмено-дъговото рязане се регулира от GOST 14792-80. Международен стандарт за качество - ISO 9013-2002.

Документите определят основните критерии:

1. Толеранс за перпендикулярност или ъгъл. Показва отклонения от перпендикуляра и равнината на среза към повърхността на детайла.
2. Топене на горния ръб. Не се допускат пукнатини в точките на обработка. Горният ръб може да бъде остър, слят, слято-надвиснал.
3. Грапавост. Според GOST той е разделен на три класа, 1, 2 и 3.

Видове плазмено рязане

Технологията за плазмено рязане на метал е набор от няколко метода. Плазмено-дъговото рязане се разделя на:

1. въздушно-плазмен метод за рязане на метал;
2. газ-плазма;
3. метод на лазерно плазмено рязане.

Първите два вида са сходни по принцип на действие - електрическа дъга плюс йонизиран поток от горещ газ. Разликата е в работното тяло. В първия случай - въздух, във втория - всеки газ или водна пара.

Според метода на обработка на детайли с дебелина до 200 mm се използва комбинирано оборудване. Модерна индустриална инсталация комбинира термична обработка с газова струя или използването на плазмена горелка. Режещите машини са оборудвани с CNC (Компютърно числово управление) модул. Извършвайте рязане на ламарина по права или извита пътека.

Ръчното плазмено рязане е класическо рязане с плазмена дъга. Преносимите устройства (на ниво домакинство) режат черни метали с помощта на йонизирана въздушна струя. Разширяването на гамата от газове води до значително усложняване на оборудването и увеличаване на цената му.

Лазерно-плазмен

Това е комбинация на една машина. лазерно рязанеизползва се за работа с дебелина до 6 мм. По-големите листове се обработват с помощта на плазмено дъгово рязане.

Лазерно и пламъчно рязане, комбинирани на една и съща машина с ЦПУ, увеличават производителността. Те ви позволяват да оформите различни линии за рязане, включително дупки за рязане.

Лазерно или плазмено рязане, комбинирано на едно устройство, значително спестява производствено пространство. Плазмено-дъгово рязане се използва за размерни детайли. Лазер - при обработка на малки детайли с повишени изисквания за точност на рязане.

Фундаментална разлика лазерен методот плазма, - източник на отопление. В лазера това е фокусиран светлинен лъч. Контактната зона е изключително малка, така че е възможно да се получи локален ефект върху детайла. Поради това ширината на рязане е малка, качеството на рязане е по-високо, отколкото при плазмена горелка.

Поради това плазменото рязане на тръби постепенно губи позиции, където се изисква висока точност на рязане и високо качество на ръба на продукта.

Обработка на титан

В космическата, авиационната, медицинската и други индустрии титанът и неговите сплави набират голяма популярност. Комбинацията от сила, ниска плътност - основните предимства на това вещество. Но този метал е химически активен и огнеупорен.

Поради такива характеристики е трудно да се подложи на механична и термична обработка. Рязането не може да се използва - металът ще изгори. Следователно рязането на титан се овладява добре на плазмена горелка и чрез лазерен метод.

В допълнение към обичайното директно рязане, плазмено-лазерният метод ви позволява да извършвате пространствена обработка на сложни геометрични форми, например сдвояване на няколко дупки.

Пример за плазмено рязане на метал с помощта на плазмена горелка може да се види във видеото.

Плазмено рязане- вид плазмена обработка на материали, при която като режещ инструментвместо резачка се използва плазмена струя.

(Уикипедия)

Плазменото рязане се счита за едно от най-много ефективни начиниправолинейно и фигурно рязане на метал. Позволява да режете всички видове стомани, алуминий, мед, чугун, титан, листови и профилни валцувани продукти, за извършване на скосяване на ръбове под определен ъгъл.

Характерни предимства на процеса

Плазменото рязане на метал се характеризира със следните характеристики:

1. Висока производителност. Скоростта на рязане е 5-10 пъти по-висока в сравнение с газо-кислородния метод. По-ниско в даден параметърсамо лазерно рязане.
2. Универсалност. Възможно е да изрежете почти всеки материал, достатъчно е да зададете оптималните параметри на процеса - мощност и налягане на газа.
3. Качеството на подготовката няма особено значение - боята, мръсотията или ръждата по метала за плазмено рязане не са ужасни.
4. Подобрено качество и точност. Съвременните агрегати осигуряват минимална ширина на рязане, относително чисти без прекомерна шлака по ръбовете - в повечето случаи не се нуждаят от допълнителна механична обработка и дори почистване.
5. Малка зона на топлинно въздействие помага да се сведе до минимум деформацията на изрязаните заготовки в резултат на излагане на повишени температури.
6. Възможност за къдраво изрязване на сложни геометрични форми.
7. Безопасност на процеса за разлика от рязане с кислородно гориво, където има бутилки със сгъстен кислород и горим газ.
8. Уредите за плазмено рязане на метал са лесни за поддръжка и работа.

Какъв е процесът на плазмено рязане на метал?

Плазмата е проводим йонизиран газ с висока температура. В специално устройство - плазмена горелка, се образува струя. Състои се от следните основни елементи:

1. Електрод (катод) - оборудван с вложка, изработена от материал с висока термионна емисия (хафний, цирконий), който изгаря по време на работа и изисква смяна при износване повече от 2 mm.
2. Механизъм за завихряне на газовия поток.
3. Дюза - като правило, изолирана от катода чрез специална втулка.
4. Кожух - Предпазва вътрешните компоненти от пръски разтопен метал и метален прах.

Има 2 проводника - анод (с положителен заряд) и катод (с отрицателен заряд). "Положителният" проводник е свързан към валцувания метал, който се реже, "отрицателният" проводник е свързан към електрода.

В началото на процеса на плазмено рязане на метал между катода и върха се запалва дежурна дъга, която се издухва от дюзата и когато докосне детайла, образува режеща дъга.

Когато образуващият канал в плазмената горелка се запълни с дъгова колона, плазмообразуващият газ започва да се подава към дъговата камера под налягане от няколко атмосфери, което се подлага на нагряване и йонизация, което допринася за увеличаването на обема му. Това води до изтичането му от дюзата с висока скорост (до 3 km/s), а температурата на дъгата в този момент може да достигне от 5000 до 30000 °C.

Малък отвор в дюзата стеснява дъгата, което допринася за нейното насочено действие в определена точка върху метала, който почти моментално се нагрява до температурата на топене и се издухва от зоната на рязане.

След преминаването на плазмената горелка по даден контур се получава детайл необходими размерии форми с гладки ръбове и минималната сумавезни върху тях.

Плазмени газове за рязане на различни метали

За плазмено рязане на метали могат да се използват както активни, така и неактивни газове. Изборът им се извършва в зависимост от вида на метала и неговата дебелина:

• Азотната смес е предназначена за мед, алуминий и сплави на тяхна основа. Максималната възможна дебелина е 100 мм. Не е приложимо за титан и всички марки стомана.
• Азотът с аргон се използва главно за плазмено рязане на високолегирани стомани, чиято дебелина не надвишава 50 mm, но сместа не се препоръчва за черни метали, титан, мед и алуминий.
• Азот. С негова помощ рязане на стомани с ниско съдържание на въглерод и легиращи елементи с дебелина до 30 мм, високолегирани - до 75 мм, мед и алуминий - до 20 мм, месинг - до 90 мм, титан с неограничена дебелина .
• Сгъстен въздух. Идеален за въздушно плазмено рязане на черни метали и мед с дебелина до 60 мм, както и алуминий с дебелина до 70 мм. Не е предназначен за титан.
• Смес от аргон и водород - режещи сплави на базата на алуминий и мед, стомани с страхотно съдържаниелегиращи елементи с дебелина над 100 мм. Не се препоръчва за нисковъглеродни, въглеродни, нисколегирани стомани и титан.

Но не е достатъчно просто да свържете цилиндър с необходимия плазмен газ, тъй като много спецификацииоборудване:

• мощност и външни (статистически и динамични) характеристики на захранването;
• апаратна циклограма;
• метод за монтиране на катода в плазмената горелка, както и материала, от който е направен;
• вид конструкция на охладителния механизъм за дюзата на плазмената горелка.

Накрайници за плазмено рязане на цветни и легирани метали:

• При ръчно рязане на високолегирани стомани се препоръчва използването на азот като плазмен газ.
• За да се осигури стабилно изгаряне на дъгата по време на ръчно рязане на алуминий със смес аргон-водород, тя трябва да съдържа не повече от 20% водород.
• Месингът се реже най-добре със смес от азот и азот и също така се характеризира с по-висока скорост на рязане.
• Медта след разделящо рязане задължително се подлага на оголване по равнината на рязане до дълбочина 1-1,5 мм. Това изискване не се отнася за месинг.

Приложения за плазмено рязане

Поради високата си производителност, гъвкавост и достъпна цена, плазменото рязане на метали е в голямо търсене в много индустрии:

• металообработващи предприятия и фирми;
• авиация, корабостроене и автомобилна индустрия;
• строителна индустрия;
• предприятия за тежко машиностроене;
• металургични заводи;
• производство на метални конструкции.

Просто е невъзможно да се изброят всички области на употреба - ръчни устройства и автоматични машини за плазмено рязане на метали могат да бъдат намерени почти навсякъде. Използват се както от големи фабрики за производство на метални конструкции, така и от малки фирми, специализирани в художествено коване и обработка на части.

Специално място сред това оборудванезаемат коли за плазмено рязане на метали CNC - те минимизират човешки фактор, значително подобрява производителността. Но основното им предимство е намаляването на консумацията на валцуван метал поради възможността за създаване на специални програми. Висококвалифицирани технолози разработват диаграми за рязане, които представляват виртуален лист метал с определен размер, върху който подреждат детайлите възможно най-плътно, като се вземат предвид ширината на среза и много други параметри на процеса, за да се използва по-рационално валцуван метал .

Тънкостите на процеса на рязане на метал

За да се получи качествен детайл в процеса на плазмено рязане, е необходимо да се поддържа постоянно разстояние между дюзата и метала, който се реже - като правило в рамките на 3-15 mm. В противен случай е възможно да се увеличи ширината на разреза, зоната на топлинно въздействие, несъответствието на детайла с посочените размери.

Токът по време на работа трябва да бъде минимален за определен материал и дебелина. Неговите надценени стойности и съответно повишената консумация на плазмообразуващия газ са причина за ускорено износване на катода и дюзата на плазмената горелка.

Най-трудната операция в процеса на плазмено рязане на метал е пробиване на дупки. Това се дължи на високата вероятност от образуване на двойна дъга и повреда на плазмената горелка. Щамповането се извършва на увеличено разстояние между катода и анода - между дюзата и повърхността на материала трябва да бъде 20-25 мм. След щанцоване плазмената горелка се спуска в работно положение.