Plazminis metalo pjovimas. Ką reikia žinoti apie metalo plazminį pjovimą Kaip dirbti su rankiniu plazminiu pjovimu

Plazminis pjovimas plačiai naudojamas. Jis naudojamas mechaninėje inžinerijoje, komunalinėje pramonėje, laivų statyboje, metalo konstrukcijų gamyboje. Plazminis pjovimas pagrįstas principu, kai jonizuotas oras pradeda leisti elektros srovę.

Metalo pjovimas atliekamas plazma, kuri yra šildomas jonizuotas oras, ir plazmos lanku. Žemiau bus aprašyti metalo plazminiam pjovimui būdingi veikimo principai.

Kas yra plazminis pjovimas

Pjaunant metalą plazma, elektros lankas sustiprinamas. Tai įmanoma dėl slėgio veikiamų dujų. Pjovimo elementas įkaista iki aukšto temperatūros vertės, dėl ko metalas pjaustomas kokybiškai ir greitai.

Skirtingai nuo plazmos atitikmens, jis neprisideda prie viso perdirbto produkto perkaitimo. Aukšta temperatūra atsiranda tiesiai metalo pjovimo vietoje, o likusi gaminio dalis neįšyla ir nesideformuoja.

Plazminio metalo pjovimo principas grindžiamas:

reikiamos įtampos tiekimas srovės šaltiniu (standartinė įtampa - 220 V, padidinta - 380 V, metalo pjovimui didelėse įmonėse);
srovės perdavimas į plazminį degiklį (degiklį) per kabelius, dėl to tarp anodo ir katodo užsidega elektros lankas;
oro srautas į įrenginį kompresoriumi per žarnas;
plazmatrono viduje esančių sūkurių veikimas, nukreipiantis srautus į elektros lanką;
sūkurinių oro srovių perėjimas per elektros lanką ir jonizuojančio oro, įkaitinto iki aukštos temperatūros, sukūrimas;
uždarant darbinį lanką tarp elektrodo ir apdorojamo paviršiaus, kai prie jo privedamas plazminis degiklis;
aukšto slėgio ir aukštos temperatūros oro poveikis ruošiniui.

Rezultatas yra plonas pjūvis su minimaliu nulenkimu.

Lankas gali degti budėjimo režimu, jei prietaisas nenaudojamas tam tikru metu. Budėjimo režimu degimas palaikomas automatiškai. Kai degiklis priartinamas prie ruošinio, lankas akimirksniu persijungia į darbo režimą ir akimirksniu pjauna metalą.

Išjungus prietaisą, jis prapučiamas, kad pašalintų šiukšles ir atvėsintų elektrodus.

Elektros lankas yra universalus. Ji moka ne tik pjaustyti, bet ir suvirinti metalo gaminius. Suvirinimui naudojama užpildo viela, tinkama tam tikros rūšies metalui. Per lanką praleidžiamas ne oras, o inertinės dujos.

Plazminio pjaustytuvo struktūra

Pjovimui naudojamo aparato pavadinimas metalo gaminiai Skirtingi keliai... Įrenginį sudaro šie elementai:

maitinimo šaltinis;
kompresorius;
plazmatronas;
kabelių žarnos.

Kai kurie įrenginiai veikia kaip maitinimo šaltiniai:

inverteris;
transformatorius.

Kiekvienas iš įrenginių turi nemažai privalumų ir trūkumų. Tarp keitiklio pranašumų yra šie:

pigumas;
lanko stabilumas;
naudojimo paprastumas sunkiai pasiekiamose vietose;
lengvas svoris;
didelis efektyvumas, 30% viršijantis transformatoriaus efektyvumą;
pelningumas.

Kokie yra trūkumai ir apribojimai?

Pagrindinis keitiklio trūkumas yra nesugebėjimas jo naudoti pjaustant storus metalinius gaminius.

Transformatorius efektyviai naudojamas pjaunant storasienį metalą, kurio keitiklis negali apdoroti. Jis gali atlaikyti linijos įtampos svyravimus, tačiau turi mažą efektyvumą. Transformatoriai yra nepatogūs dėl didelio svorio.

Kompresorius yra prietaisas, tiekiantis orą į elektros lanką. Mechanizmas prisideda prie sūkurinių oro srovių, nukreiptų į jį, sukūrimo. Kompresorius užtikrina, kad lanko katodo taškas būtų aiškiai elektrodo centre. Proceso pažeidimo pasekmės yra šios:

dviejų elektros lankų susidarymas vienu metu;
silpnas lanko deginimas;
plazminio degiklio gedimas.

Įprasto nepramoninio plazminio pjaustytuvo veikimo metu per kompresorių praleidžiamas tik suspaustas oras. Jis sukuria plazmą ir aušina elektrodus. Pramoniniuose įrenginiuose naudojami dujų mišiniai deguonies, helio, azoto, argono, vandenilio pagrindu.

Plasmatronas atlieka pagrindinę aparato funkciją – pjauna gaminį. Jo įrenginyje yra:

aušintuvas;
elektrodas;
dangtelis;
antgalis.

Plazmatrone yra hafnio elektrodas, kuris sužadina elektros lanką. Naudojami cirkonio, rečiau berilio ir torio elektrodai. Jų oksidai yra toksiški ir netgi radioaktyvūs.

Plazmos srovė praeina pro plazminio degiklio antgalį ir pjauna ruošinius. Nuo jo skersmens priklauso pjovimo kokybė, technologija, agregato greitis, pjūvio plotis ir aušinimo greitis.

Srovė teka per kabelį iš keitiklio arba transformatoriaus. Suslėgtas oras juda išilgai žarnų, sudarydamas plazmą plazmos degiklyje.

Norint suprasti, kaip tai veikia, nuoseklus metalų plazminio pjovimo etapų tyrimas leidžia:

paspaudžiamas uždegimo mygtukas, todėl srovė pradeda tiekti iš transformatoriaus ar keitiklio į plazminį degiklį;
plazmatrono viduje atsiranda budėjimo elektros lankas, kurio temperatūra 70 000C;
tarp purkštuko antgalio ir elektrodo užsidega lankas;
yra priėmimas suspaustas orasį kamerą, kuri praeina per lanką, įkaista ir jonizuojasi;
purkštuke įeinantis oras suspaudžiamas, iš jo išeinantis viena srove 3 m/s greičiu;
iš purkštuko išeinantis suslėgtas oras įkaista iki 300000C, virsdamas plazma;
plazmai palietus gaminį, užgęsta pilotinis lankas, užsidega pjovimo (darbo) lankas;
darbo lankas lydo metalą smūgio vietoje, rezultatas yra pjūvis;
dalis išlydyto metalo nupučiama nuo gaminio oro srovėmis, išeinančiomis iš antgalio.

Bet kokia metalo plazminio pjovimo technologija priklauso nuo pjovimo greičio ir oro suvartojimo. Didelis greitis lemia plonesnį pjūvį. Mažu greičiu ir didelio stiprumo srovė, pjovimo plotis tampa didesnis.

Padidėjus oro srautui, pjovimo greitis didėja. Kaip didesnio skersmens antgaliai, tuo mažesnis greitis ir platesnis pjūvis.

Pjovimo būdai

Praktikoje naudojami du metalo pjovimo su plazma būdai:

plazmos srovė;
plazmos lanko metodas.

Pjovimas plazminiu srove buvo pritaikytas apdorojant nemetalinius gaminius, kurie negali praleisti elektros srovės. Taikant nurodytą apdorojimo būdą, gaminys nėra elektros grandinės dalis. Lankas dega tarp elektrodo ir plazminio degiklio galo. Produktas pjaustomas plazmos srove.

Plazmos lanko metodo taikymas yra platus. Jis naudojamas, kai:

pjovimo profiliai, vamzdžiai;
gaminių su tiesiais kontūrais gamyba;
liejimo apdorojimas;
skylių susidarymas metale;
suvirinimo ruošinių gamyba.

Tarp elektrodo ir ruošinio atsiranda lanko deginimas. Lanko stulpelis sulygiuotas su plazmos srove. Purkštukas atsiranda dėl dujų, prapučiamų per veikiantį kompresorių, kurios proceso metu yra labai karštos ir jonizuojamos. Dujos prisideda prie plazmos susidarymo, o dėl jos aukštos temperatūros padidėja apdirbamo metalo pjovimo greitis. Šis metodas naudoja nuolatinės srovės lanką su tiesioginiu poliškumu.

Plazminis pjovimas

Yra trys proceso tipai:

paprastas - naudojant elektros srovę ir orą (azotas yra alternatyva);
naudojant vandenį, kuris atlieka plazminio degiklio aušinimo, apsaugos ir sekreto sugėrimo funkciją;
naudojant apsaugines dujas, kurios pagerina pjūvio kokybę.

Plazminio pjovimo privalumai ir trūkumai

privalumus	Minusai
Taikymo universalumas (skirtas apdirbti bet kokius metalo gaminius, jei pasirinktas įrenginys teisinga galia esant reikiamam oro slėgiui).	Mažas pjovimo storio diapazonas (ne daugiau kaip 100 mm).
Minimali žala aplinką.	Žala aplinkai ir sveikatai (amatininkas, dirbęs su plazminiu pjaustytuvu, kuriam azotas tiekiamas kaip dujos, smarkiai apsinuodijo).
Didelis našumas, antras po pjovimo lazeriu, bet brangesnis.	Didelė vieneto kaina.
Aukšta darbo kokybė, kuriai būdingas mažas pjovimo plotis ir stipraus viso gaminio perkaitimo nebuvimas apdorojant jį plazma.	Sudėtinga konstrukcija.
Nereikia šildyti viso gaminio, o tai turi įtakos jo kokybei.	Padidėjęs triukšmo lygis eksploatacijos metu.
Proceso sauga, nes nereikia naudoti dujų balionų.	Didžiausias leistinas nuokrypio nuo pjūvio statmenumo kampas yra tik 100-500, priklausomai nuo gaminio storio.

Šiuo metu dideliuose pramonės objektuose ir mažose įmonėse aktyviai naudojamas rankinis plazminis pjovimas, kuris leidžia tiksliausiai apdoroti beveik bet kokio storio ir konfigūracijos metalus.

Visai neseniai, norint padaryti reikiamą kirpimą metalinis paviršius, teko griebtis gana didelių gabaritų ir visiškai nepatogių dujų pjaustytuvų, kurie, be to, ne visada susidorodavo su užduotimi.

Šiuolaikinė įranga pasižymi ne tik kompaktiškais matmenimis, bet ir aukštu funkcionalumu bei dideliu darbo potencialu.

Taip pat reikia pažymėti, kad plazminio rankinio pjovimo įrenginį gana lengva įvaldyti, o pati darbų atlikimo technologija yra prieinama net nekvalifikuotiems meistrams.

Specializuotose parduotuvėse galite rasti didelis pasirinkimas rankiniai prietaisai, skirti metalų plazminiam pjovimui.

Nepaisant to, kad šios įrangos kaina yra gana didelė, ji yra labai paklausi, visų pirma dėl savo funkcionalumo.

Žemiau paskelbtame vaizdo įraše galite stebėti darbo technologiją rankinis prietaisas plazminiam pjovimui.

Galima priskirti rankinį plazminį pjovimą, kai naudojamas rankinis plazminis aparatas karščio gydymas ties kuria medžiaga išsilydo.

Šiuo konkrečiu atveju pagrindinis pjovimo įrankis yra žemos temperatūros plazmos srautas esant aukštam slėgiui, kuris susidaro dėl tam tikrų specifinių procesų.

Eksploatacijai naudojama plazminė įranga būtinai turi specialų elektrodą, kuris purkštuko ir apdirbamo metalo pagalba sukuria elektros lanką, kurio išorinė temperatūra kai kuriais atskirais atvejais siekia kelis tūkstančius laipsnių Celsijaus.

Tam tikru momentu į purkštuką, esant aukštam slėgiui, pradedamos tiekti specialios dujos, o tai prisideda prie to, kad darbinė temperatūra padidėja daug kartų, o tai savo ruožtu lemia dujų jonizaciją ir atitinkamai jų pavertimą plazma, kuri vadinama žema temperatūra.

Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad kaitinant nuo lanko jonizacija linkusi didėti, o tai dar labiau padidina dujų srauto temperatūrą. Pats darbo srautas ryškiai šviečia ir tampa laidus elektrai.

Aparatas, naudojamas metalo apdirbimui naudojant plazmą, gali lokaliai kaitinti metalinį ruošinį ir išlydyti jį tiesiogiai reikalinga vieta supjaustyti.

Norint gauti plazmą, reikia tam tikromis proporcijomis maišyti tam tikrų rūšių dujas.

Jis yra pagrįstas atmosferos oru, kuris yra sumaišytas su deguonimi, azotu, taip pat vandeniliu ir argonu. Plazmoje taip pat yra vandens garų.

Kad purkštukas neištirptų veikiant aukštai temperatūrai, dėl skysčio ar dujų srauto užtikrinamas specialus jo aušinimas.

Žinoma, plazminio pjovimo staklės naudojimas kasdieniame gyvenime yra gana problemiškas, nes reikia tam tikrų jo veikimo sąlygų, tačiau ši įranga yra įdiegta daugelyje pramonės įmonių.

Verta paminėti, kad tokio prietaiso kaina yra gana didelė ir daugeliui namų meistrų ji tiesiog nepakeliama.

Šiuo metu tokia įranga aktyviai naudojama skirtingos sritys ir leidžia išgauti ne tik lygų, bet ir tvarkingą pjūvį.

Daugiau apie rankinio plazminio pjovimo staklių galimybes galite sužinoti toliau pateiktame vaizdo įraše.

Įrangos klasifikacija ir charakteristikos

Metalo ruošinių plazminiam pjovimui naudojama įranga gali būti skirstoma pagal jos poveikį apdorojamam paviršiui.

Nekontaktiniam pjovimui naudojama netiesioginė įranga, o kontaktiniam - tiesioginė.

Netiesioginis pjovimas naudojamas, kai reikia atitinkamai apdoroti nemetalinius ruošinius, antrasis pjovimo tipas naudojamas tik apdirbant metalus.

Tokiu atveju tiek aparatas, tiek pats ruošinys bus įtraukti į vieną schemą, dėl kurios susidaro reikalingas lankas.

Jonizuotų dujų srautas, einantis iš purkštuko, tolygiai įkaista per visą plotą, iki pat ruošinio. Norint dirbti su metalu, reikalinga įranga, skirta tik tiesioginiam veikimui.

Plazminiam pjovimui naudojamas rankinis įrenginys maitinamas iš elektros tinklo.

Reikėtų pažymėti, kad duoto tipo metalo pjovimas yra ne tik paklausus, bet ir ekonomiškai pagrįstas, nors įrangos kaina yra gana didelė.

Šiuo metu plazminis pjovimas jau tapo tradiciniu būdu metalo apdirbimas.

Norint atlikti reikiamą medžiagų pjovimą naudojant plazminio pjovimo mašiną, nereikia turėti specialaus išsilavinimo ir kvalifikacijos.

Darbai atliekami pakankamai greitai su minimaliomis darbo sąnaudomis.

Dėl to, kad oras aktyviai dalyvauja darbo procese, galima sumažinti dujų sąnaudas, tačiau tai žymiai padidina naudojamos įrangos svorį ir matmenis.

Šiuolaikiniai įrenginiai, naudojami rankiniam plazminiam pjovimui, yra kompaktiško dydžio ir patrauklios išvaizdos.

Siekiant palengvinti naudojimą, jie papildomai aprūpinti kėlimo rankenomis, visų rūšių ratukais, o jų korpusai daugiausia pagaminti iš lengvų kompozitinių medžiagų.

Žemiau esančiame vaizdo įraše parodyta rankinė plazminio pjovimo mašina.

Dizaino elementai

Rankinė plazminė įranga susideda iš kelių technologinių elementų, užtikrinančių jos veikimą.

Vienas iš pagrindinių elementų yra pats plazmatronas, kurio veikimą užtikrina tam tikro maitinimo šaltinio su tam tikrais veikimo parametrais šaltinis.

Taip pat rankiniame plazminiame įrenginyje turi būti kabelių komplektas, specialios atitinkamo skerspjūvio žarnos.

Be to, plazminio aparato veikimą užtikrina universalus kompresorius. Reikėtų pažymėti, kad plazmatronas, kuris atlieka pjaustytuvo vaidmenį, yra gana sudėtingos konstrukcijos.

Jame yra pats antgalis ir specialus elektrodas, tarp kurių ypatingu būdu yra sumontuotas izoliatorius su dideliu atsparumu karščiui.

Būtent plazmatrone elektros lankas paverčiamas šilumine plazmos energija. Greitis ir plazmos srauto forma yra valdomi sudėtingos konstrukcijos antgaliu.

Dirbdamas su rankine plazmine mašina, operatorius savarankiškai kontroliuoja pjovimo linijos lygumą.

Dirbant su rankiniu plazminiu aparatu labai svarbi operatoriaus patirtis.

Kadangi žmogus nuolat laiko darbinį įrenginį ant svorio, galimi nevalingi judesiai, dėl kurių gali atsirasti defektų ir pablogėti atliekamo pjovimo kokybė.

Nepatyręs operatorius gali pjauti ne tik nelygiai, bet ir su karoliukais bei trūkčiojimų pėdsakais.

Kad taip nenutiktų, gaminami įvairūs produktai papildomų įrenginių stotelių ir stovų pavidalu.

Naudodamas juos net nepatyręs operatorius pjauna kuo sklandžiau ir kokybiškiau.

Rankinis plazminis metalų pjovimo įrenginys yra didžiulis funkcionalumas įvairaus storio ir konfigūracijos metalų apdirbimo srityje.

Kaip atliekamas metalo pjovimo procesas naudojant rankinį plazminio tipo aparatą, galite pamatyti žemiau esančiame vaizdo įraše.

Atliekamo apdorojimo kokybė tiesiogiai priklauso nuo purkštuko konfigūracijos ir tipo, todėl jo skersmuo gali turėti įtakos formavimo greičiui ir paties lanko susidarymui.

Be to, šis indikatorius turi įtakos praleidžiamo oro ar dujų kiekiui, taip pat pjūvio pločiui.

Teisingai parinktas skersmuo leidžia išgauti švarų ir kokybišką pjūvį su lygiais kraštais prie išėjimo.

Pažymėtina, kad antgalį bet kada galima pakeisti į naują, be to, galima padidinti jo ilgį, kas šiek tiek pagerins pjovimo savybes.

Prieš pradėdami dirbti su rankiniu įrenginiu, turėtumėte atidžiai patikrinti visą naudojamos įrangos prijungimo schemą, taip pat kabelių ir žarnų tinkamumą naudoti.

Neperkraukite įrenginio, nes tai gali sugesti.

Nepaisant to, kad tokio tipo įrangos kaina yra gana didelė, ji pakankamai greitai atsiperka. Tačiau kaina neturėtų būti lemiamas veiksnys renkantis įrangą.

Mūsų straipsnyje paskelbtame vaizdo įraše galite pamatyti visus plazminio pjovimo, naudojant rankinio tipo įrenginį, pranašumus.

Dėl efektyvus apdorojimas Daugeliui metalų dažnai naudojamas plazminis pjovimas, kurio principas yra plazminio lanko naudojimas.

1 Plazminio metalo pjovimo technologija

Pasaulinėje praktikoje mus dominantis plazminio lanko pjovimo procesas yra „paslėptas“ po santrumpa PAC. Plazma suprantama kaip aukštos temperatūros jonizuotos dujos, galinčios praleisti elektros srovę. Plazmos lankas susidaro vienete, vadinamame plazmatronu iš įprastinio elektrinio.

Pastarasis yra suspaudžiamas, o tada į jį įleidžiamos dujos, kurios gali sudaryti plazmą. Žemiau bus aptarta, kiek tokios plazminės dujos yra svarbios plazminio pjovimo procesui.

Technologiškai yra du pjovimo būdai:

2 Plazminis pjovimas – plazminio degiklio veikimo principas

Plasmatronas yra plazminis pjovimo įrenginys, kurio korpuse yra nedidelė lanko kamera cilindro formos... Prie išėjimo iš jo yra kanalas, kuris sukuria suspaustą lanką. Tokios kameros gale yra suvirinimo strypas.

Tarp prietaiso galo ir elektrodo uždegamas išankstinis lankas. Šis etapas būtinas, nes pasiekti lanko sužadinimo tarp pjaunamos medžiagos ir elektrodo beveik neįmanoma.Nurodytas preliminarus lankas palieka plazmatrono antgalį, susiliečia su degikliu ir šiuo metu veikia srautas sukuriamas tiesiogiai.

Po to formavimo kanalas visiškai užpildomas plazmos lanko stulpeliu, plazmą formuojančios dujos patenka į plazmos degiklio kamerą, kur yra kaitinamos, o po to jonizuojamos ir padidinamos. Apibūdinta schema sukelia aukštą lanko temperatūrą (iki 30 tūkst. laipsnių Celsijaus) ir tokį patį galingą dujų nutekėjimo iš purkštuko greitį (iki 3 kilometrų per sekundę).

3 Plazmos dujos ir jų poveikis pjovimo galimybėms

Plazmą formuojanti aplinka, ko gero, yra pagrindinis proceso parametras, nulemiantis jo technologinį potencialą. Šios aplinkos sudėtis priklauso nuo gebėjimo:

reguliuoti šilumos srauto indeksą metalo apdirbimo zonoje ir srovės tankį joje (keičiant purkštuko skerspjūvio ir srovės santykį);
šiluminės energijos kiekio keitimas plačiame diapazone;
pjaunamos medžiagos paviršiaus įtempimo, cheminės sudėties ir klampumo indekso reguliavimas;
dujų prisotinto sluoksnio gylio kontrolė, taip pat cheminių ir fiziniai procesai perdirbimo zonoje;
apsauga nuo įdubimo ant metalo ir (jų apatinių kraštų);
formavimas optimalias sąlygas išlydytam metalui išnešti iš pjovimo ertmės.

Be to, daugelis Techninės specifikacijos plazminiam pjovimui naudojama įranga taip pat priklauso nuo mūsų aprašomos aplinkos sudėties, visų pirma:

prietaiso purkštukų aušinimo mechanizmo konstrukcija;
galimybė pritvirtinti katodą plazmatrone, jo medžiaga ir aušinimo skysčio tiekimo į jį intensyvumo lygis;
įrenginio valdymo schema (jo ciklograma tiksliai nustatoma pagal plazmai formuoti naudojamų dujų srautą ir sudėtį);
maitinimo šaltinio dinaminės ir statinės (išorinės) charakteristikos, taip pat jo galios indikatorius.

Neužtenka žinoti, kaip veikia plazminis pjovimas, be to, norint sukurti plazmą formuojančią terpę, reikia parinkti tinkamą dujų derinį, atsižvelgiant į naudojamų medžiagų kainą ir tiesiogines pjovimo operacijos išlaidas.

Paprastai pusiau automatiniams ir rankinis apdorojimas korozijai atsparūs lydiniai, taip pat mašininis ir ekonomiškas rankinis vario ir aliuminio apdirbimas naudoja azoto aplinką. Tačiau jau mažai legiruotas anglinis plienas geriau pjaustomas deguonies mišinyje, kuris kategoriškai negali būti naudojamas aliuminio gaminiams, korozijai atspariam plienui ir variui apdoroti.

4 Plazminio pjovimo privalumai ir trūkumai

Pats plazminio pjovimo principas lemia šios technologijos pranašumus dujų technika nemetalinių ir metalo gaminių apdirbimas. Pagrindiniai plazminės įrangos naudojimo pranašumai yra šie:

technologijos universalumas: beveik viskas garsios medžiagos gali būti pjaustomas plazminiu lanku, nuo ketaus ir vario iki aliuminio ir plieno;
didelis greitis vidutinio ir mažo storio metalams;
pjūviai yra tikrai kokybiški ir labai tikslūs, kas dažnai leidžia neatlikti papildomo gaminių apdirbimo;
minimali oro tarša;
nereikia iš anksto kaitinti metalo norint jį pjauti, o tai leidžia sumažinti (ir žymiai) medžiagos perdegimo laiką;
aukšta darbų sauga, dėl to, kad pjovimui nereikia dujų balionų, kurie yra potencialiai sprogūs.

Pažymėtina, kad pagal kai kuriuos rodiklius dujų technologijos pripažinta tinkamesne nei plazminis pjovimas. Pastarųjų trūkumai paprastai yra šie:

plazmatrono konstrukcijos sudėtingumas ir didelė jo kaina: natūralu, kad tai padidina kiekvienos operacijos kainą;
santykinai mažas pjovimo storis (iki 10 centimetrų);
didelis triukšmo lygis apdorojimo metu, atsirandantis dėl to, kad dujos išeina iš plazmatrono transoniniu greičiu;
kokybiškos ir kompetentingiausios įrenginio priežiūros poreikis;
padidėjusi sekrecija kenksmingų medžiagų kai naudojamas kaip plazmą formuojanti azoto kompozicija;
neįmanoma sujungti dviejų degiklių rankiniam metalo apdirbimui prie vieno plazminio degiklio.

Kitas straipsnyje aprašyto apdorojimo tipo trūkumas yra tas, kad nuokrypis nuo pjūvio statmenumo leidžiamas ne daugiau kaip 10–50 laipsnių kampu (konkreti kampo vertė priklauso nuo gaminio storio). Jei padidinsite rekomenduojamą vertę, pjovimo plotas žymiai išsiplės, o tai tampa priežastimi, kodėl reikia dažnai keisti naudojamas medžiagas.

Dabar jūs žinote, kas yra plazminis pjovimas, ir puikiai žinote visas jo funkcijas.

Metalo pjovimas – tai technologinis monolitinės dalies padalijimo į atskiras dalis procesas. Vykdoma operacija mechaniškai(pjovimas, pjovimas), hidroabrazyvinis (vandens ir abrazyvinės medžiagos suspensija) arba terminis (šildymas).

Pastarasis tipas yra metalo pjovimas deguonimi, lazeriu ir plazminiu pjovimu.

Kas yra plazminis pjovimas? Tai metalo gaminių apdirbimas, kai plazminis purkštukas tarnauja kaip pjaustytuvas.

Plazma yra jonizuotų dujų srautas, įkaitintas iki kelių tūkstančių laipsnių. Sudėtyje yra dalelių, turinčių teigiamą ir neigiamą krūvį. Turi beveik neutralių savybių. Tai yra, be galo mažame tūryje bendras įkrovimas yra subalansuotas ir lygus nuliui.

Tačiau laisvųjų radikalų buvimas reiškia, kad plazma yra elektros laidininkas. Aukštos temperatūros, elektros laidumo ir didelio srauto greičio (didesnio nei garso greitis) derinys praėjusiame amžiuje leido sukurti ir sukurti plazminę metalo pjovimo įrangą.

Veikimo principas

Kaip veikia plazma - yra du metalinių dalių apdorojimo būdai:

Tiesioginis metalų pjovimas arba plazminis lankinis pjovimas;
nupjautas netiesioginis poveikis.

Tiesioginio veikimo pjoviklis

Tarp degiklio (katodo mazgo) ir ruošinio (anodo) uždegamas elektros lankas. Katodas (elektrodas) dedamas į korpusą su antgaliu. Dujos, veikiamos slėgio, eidamos pro elektrodą, įkaista iki aukštos temperatūros ir jonizuojasi. Didelis srautas sukuriamas praleidžiant antgalį. Elektros lankas lydo metalą. Kaitinamosios dujos užtikrina išėjimą iš šildymo zonos.

Netiesioginis pjoviklis

Šis metodas leidžia apdoroti ne tik paprastus metalus, bet ir mažą elektros laidumą bei dielektrikus. Skirtingai nuo ankstesnės schemos, kibirkšties šaltinis yra dedamas į degiklį. Todėl tik plazmos srautas veikia ruošinius. Tokia įranga yra daug brangesnė nei tiesioginio veikimo modeliai.

Abiejų tipų pjaustytuvai turi bendrą mokslinį ir techninį pavadinimą – plazmatronas (pažodžiui – plazmos generatorius).

Plazmos gydymo privalumai

Palyginti su kitais metalo apdirbimo būdais, šis metodas turi keletą vartotojų savybių:

galimybė apdoroti ruošinius iš įvairių metalų, taip pat nemetalinius gaminius;
mažo storio (iki 50 mm) apdorojimo greitis yra 25 kartus didesnis nei naudojant;
vietinis dalies kaitinimas vyksta tik smūgio vietoje, o tai prisideda prie šiluminių įtempių nebuvimo ir gaminio deformacijos;
kokybiškas ir švarus metalo pjovimas, - nedidelis paviršiaus šiurkštumas apdirbimo vietoje;
nebuvimas sprogstamųjų medžiagų ir daiktai - degiosios dujos, slėgio balionai ir kt .;
metodas leidžia atlikti sudėtingus geometrinius pjūvius.

Kokia įranga naudojama

Plazminės pjovimo staklės gaminamos pramoninėms ir buitiniam naudojimui... Pirmasis yra sudėtingas daugiafunkcis kompleksas su automatizuotu procesu (CNC staklės). Antrasis yra nedideli įrenginiai, maitinami 220 V arba 380 V.

Plazminio pjovimo buitiniuose prietaisuose šaltinis yra inverteris (suvirinimo generatorius) arba transformatorius. Pirmasis tipas yra mažesnio dydžio ir lengviau valdomas. Antrasis turi didelį patikimumą, ilgą tarnavimo laiką. Darbo korpusas paruošiamas atmosferos oru.

Rankinio bloko galios pakanka iki 15–20 mm storio metalui pjauti. Kai kuriuose modeliuose yra bekontakčio lankinio uždegimo funkcija. Pakuotėje yra plazminis degiklis ir oro paruošimo įrenginys.

Naudojamas namų dirbtuvėse, profesionaliomis gamybos ir statybos sąlygomis:

lakštinio metalo plazmos upė;
cilindrinių gaminių, įskaitant plieninius vamzdžius, apdirbimas;
iškirpti sudėtingas geometrines figūras, įskaitant skyles;
keramikos ir akmens dirbinių bei kitų rūšių amatų apdirbimas.

Šio tipo įranga yra žymiai pranašesnė už įprastą deguonies kuro pjovimą savo funkcionalumu ir naudojimo paprastumu. Ne tik pagal dydį, bet ir dėl saugumo.

Buitinio plazmatrono modelis parodytas nuotraukoje.

Technologijos savybės

Pramonės ir Prietaisai suvienyti Bendri principai plazminio pjovimo darbai:

elektros lanko sukūrimas;
jonizuotų dujų susidarymas;
didelio greičio plazmos srauto sukūrimas;
šios aktyvios terpės poveikis apdorojamai medžiagai.

Plazminis lankinis pjovimas pasižymi:

Srauto temperatūra. Vertės yra 5000–30 000 °C diapazone. Nustatoma pagal apdirbamos medžiagos tipą: spalvotiesiems metalams naudojamos žemesnės vertės, ugniai atspariam plienui – viršutinės.
Srauto greitis. Vertės 500-1500 m/s diapazone. Jis gali būti pritaikytas tam tikram apdorojimo tipui:
- ruošinio storis;
- medžiagos tipas;
- pjovimo tipas (tiesus arba lenktas);
- plazmatrono veikimo trukmė.
Plazminiam pjovimui naudojamos dujos. Apdorojant juoduosius metalus (plieną), naudojama aktyvi grupė - deguonis (O2) ir oras. Spalvotiesiems metalams ir lydiniams, - neaktyvūs: azotas (N2), argonas (Ar), vandenilis (H2), vandens garai. Tai paaiškinama tuo, kad spalvotieji metalai oksiduojasi deguonimi (pradeda degti), todėl naudojama apsauginė dujų aplinka. Be to, derinant dujų mišinio sudėtį, galima pagerinti apdorojimo kokybę.
Pjūvio plotis.Čia yra tiesioginė seka: didėjant rodikliams, pjūvio plotis didėja. Jo vertę įtakoja:
- metalo storis ir jo išvaizda;
- purkštuko skersmuo;
- srovės stiprumas;
- dujų suvartojimas;
- pjovimo greitis.
Spektaklis. Nustatyta pagal apdorojimo greitį. Pavyzdžiui, buitiniams prietaisams ir pagal GOST vertė neviršija 6,5–7 m / min (~ 0,11 m / s). Priklauso nuo storio, metalo tipo, dujų srovės greičio. Natūralu, kad padidėjus dydžiui, apdorojimo greitis mažėja.

Apdorojimo kokybė

Pjovimo kokybė yra svarbus metalo apdirbimo veiksnys, ypač jei tai plazminis vamzdžių pjovimas. Tai lemia veikimo būdas, atlikėjo įgūdžiai. Plazminio lanko pjovimas reguliuojamas GOST 14792-80. Tarptautinis kokybės standartas – ISO 9013-2002.

Dokumentuose apibrėžiami pagrindiniai kriterijai:

Kvadratiškumo arba kampiškumo tolerancija. Rodo nukrypimus nuo statmens ir pjovimo plokštumos iki ruošinio paviršiaus.
Viršutinio krašto tirpimas. Įtrūkimai apdirbimo taškuose neleidžiami. Viršutinis kraštas gali būti aštrus, išsilydęs, išsilydęs-išsikabinęs.
Šiurkštumas. Pagal GOST jis skirstomas į tris klases: 1, 2 ir 3.

Plazminio pjovimo rūšys

Plazminio metalo pjovimo technologija yra kelių metodų rinkinys. Plazminis lankinis pjovimas skirstomas į:

metalo pjovimo oro-plazmos metodas;
dujų plazma;
pjovimo lazeriu-plazminiu būdu.

Pirmieji du tipai yra panašūs veikimo principu – elektros lankas plius jonizuota kaitinamųjų dujų srovė. Skirtumas yra darbiniame korpuse. Pirmuoju atveju - oras, antruoju - bet kokios dujos ar vandens garai.

Apdorojant ruošinius iki 200 mm storio, naudojama kombinuota įranga. Šiuolaikinėje pramonės įmonėje terminis apdorojimas derinamas su dujų srove arba plazminio degiklio naudojimu. Pjovimo staklėse yra CNC (skaitmeninio valdymo) modulis. Metalo lakštų pjovimas tiesiu arba lenktu keliu.

Rankinis plazminis pjovimas yra klasikinis plazminis lankinis pjovimas. Nešiojamieji įrenginiai (buitinio lygio) pjausto juodąjį metalą jonizuoto oro srove. Dujų asortimento išplėtimas labai apsunkina įrangą ir padidina jos kainą.

Lazeris-plazma

Tai derinys vienoje mašinoje. Pjovimas lazeriu naudojamas darbams, kurių storis iki 6 mm. Didesni lakštai apdorojami naudojant plazminį lankinį pjovimą.

Pjovimas lazeriu ir liepsna, sujungtas vienoje CNC staklėje, padidina našumą. Leidžia formuoti įvairias pjovimo linijas, įskaitant išpjautas skylutes.

Lazerinis arba plazminis pjovimas, sujungtas viename įrenginyje, žymiai sutaupo gamybos vietą. Plazminis lankinis pjovimas naudojamas dideliems ruošiniams. Lazeris - apdorojant mažas detales su padidintais pjovimo tikslumo reikalavimais.

Esminis skirtumas lazerinis metodas iš plazmos, - šildymo šaltinis. Lazeryje tai yra sufokusuotas šviesos spindulys. Kontaktinis plotas itin mažas, todėl galima išgauti vietinį detalės efektą. Dėl to pjovimo plotis mažas, pjovimo kokybė aukštesnė nei plazmatrono.

Dėl šios priežasties plazminio vamzdžio pjovimas pamažu praranda savo pozicijas, kur reikalingas didelis pjovimo tikslumas, o gaminio kraštas – aukštesnė kokybė.

Titano apdirbimas

Titanas ir jo lydiniai populiarėja kosmoso, aviacijos, medicinos ir kitose pramonės šakose. Stiprumo, mažo tankio derinys yra pagrindiniai šios medžiagos privalumai. Tačiau šis metalas yra chemiškai aktyvus ir atsparus ugniai.

Dėl tokių savybių jį sunku apdoroti mechaniniu ir terminiu būdu. Pjovimo negalima naudoti - metalas sudegs. Taigi titano pjovimas yra gerai įvaldytas plazmatronu ir lazeriniu metodu.

Be įprasto tiesioginio pjovimo, plazmos lazerio metodas leidžia atlikti erdvinį sudėtingų geometrinių formų apdorojimą, pavyzdžiui, kelių skylių konjugavimą.

Metalo plazminio pjovimo naudojant plazmatroną pavyzdį galite pamatyti vaizdo įraše.

Plazminis pjovimas- medžiagų plazminio apdorojimo tipas, kurio kokybė pjovimo įrankis vietoj pjaustytuvo naudojama plazminė srovė.

(Wikipedia)

Plazminis pjovimas šiandien laikomas vienu iš labiausiai veiksmingi būdai tiesus ir forminis metalo pjovimas. Leidžia tam tikru kampu pjauti visų rūšių plieną, aliuminį, varį, ketaus, titano, lakštų ir profilių gaminius, nusklembti briaunas.

Būdingi proceso pranašumai

Plazminis metalo pjovimas pasižymi šiomis savybėmis:

Didelis našumas. Pjovimo greitis yra 5-10 kartų didesnis, palyginti su deguonies kuro metodu. prastesnis šis parametras tik pjovimas lazeriu.
Universalumas. Galimas beveik bet kokios medžiagos pjovimas, pakanka nustatyti optimalius proceso parametrus – galią ir dujų slėgį.
Paruošimo kokybė tikrai neturi reikšmės – dažai, nešvarumai ar rūdys ant metalo plazminiam pjovimui nėra baisūs.
Pagerinta kokybė ir tikslumas. Šiuolaikinės mašinos užtikrina minimalų pjovimo plotį, santykinai švarios, be didelių apnašų ant kraštų – daugeliu atvejų joms nereikia papildomo apdirbimo ar net šlifavimo.
Maža karščio paveikta zona padeda sumažinti pjaustytų ruošinių deformaciją dėl padidėjusios temperatūros poveikio.
Sudėtingų geometrinių formų garbanojimo galimybė.
Proceso sauga, priešingai nei pjovimas dujomis-deguonies, kai yra suslėgto deguonies ir degiųjų dujų balionai.
Plazminio pjovimo stakles lengva prižiūrėti ir naudoti.

Kas yra plazminio pjovimo procesas?

Plazma yra laidžios, jonizuotos aukštos temperatūros dujos. Specialiame įrenginyje – plazminiame degiklyje – formuojama srovė. Jį sudaro šie pagrindiniai elementai:

Elektrodas (katodas) turi įdėklą, pagamintą iš medžiagos, turinčios didelę šilumos emisiją (hafnis, cirkonis), kuri eksploatacijos metu perdega ir ją reikia pakeisti, kai sunaudojama daugiau nei 2 mm.
Dujų srauto sukimo mechanizmas.
Antgalis paprastai yra izoliuotas nuo katodo specialia mova.
Dangtis – apsaugo vidinius komponentus nuo išlydyto metalo purslų ir metalo dulkių.

Turi 2 laidus - anodą (su teigiamu krūviu) ir katodą (su neigiamu krūviu). „Teigiamas“ laidas yra prijungtas prie nupjauto metalinio ritinėlio, „neigiamas“ - prie elektrodo.

Metalo plazminio pjovimo proceso pradžioje tarp katodo ir antgalio uždegamas pilotinis lankas, kuris išpučiamas iš antgalio, o prisilietus prie ruošinio susidaro pjovimo lankas.

Kai formavimo kanalas plazmatrone užpildomas lanko kolona, į lanko kamerą kelių atmosferų slėgiu tiekiamos plazmą formuojančios dujos, kurios kaitinamos ir jonizuojamos, o tai prisideda prie jo tūrio padidėjimo. Tai veda prie jo galiojimo iš antgalio dideliu greičiu (iki 3 km / s), o lanko temperatūra šiuo metu gali siekti nuo 5000 iki 30 000 ° C.

Nedidelė anga antgalyje susiaurina lanką, o tai prisideda prie jo nukreipto veikimo į tam tikrą metalo tašką, kuris beveik akimirksniu įkaista iki lydymosi temperatūros ir išpučiamas iš pjovimo zonos.

Praleidus plazminį degiklį tam tikru kontūru, gaunamas ruošinys reikiamų dydžių ir formos lygiais kraštais ir minimali suma nuodegos ant jų.

Plazminės dujos įvairiems metalams pjaustyti

Plazminiam metalų pjovimui gali būti naudojamos tiek aktyvios, tiek neaktyvios dujos. Jų pasirinkimas atliekamas atsižvelgiant į metalo tipą ir jo storį:

Azoto-vandenilio mišinys skirtas variui, aliuminiui ir jų lydiniams. Maksimalus galimas storis – 100 mm. Netaikoma titanui ir visų rūšių plienui.
Azotas su argonu daugiausia naudojamas plazminiam pjovimui labai legiruoto plieno markių, kurių storis ne didesnis kaip 50 mm, tačiau juodųjų metalų, titano, vario ir aliuminio mišinys nerekomenduojamas.
Azotas. Naudojamas pjaustyti iki 30 mm storio mažo anglies kiekio plieną ir legiruojančius elementus, iki 75 mm labai legiruotą plieną, iki 20 mm varį ir aliuminį, iki 90 mm žalvarį, neriboto storio titaną.
Suspaustas oras. Idealiai tinka iki 60 mm storio juodųjų metalų ir vario, taip pat iki 70 mm aliuminio pjovimui. Netinka titanui.
Argono ir vandenilio mišinys - pjovimo lydiniai aliuminio ir vario pagrindu, plienas su didelis kiekis legiravimo elementai, kurių storis didesnis nei 100 mm. Nerekomenduojama mažai anglies, anglies, mažai legiruoto plieno ir titano.

Tačiau neužtenka tik prijungti balioną su būtinomis plazmą formuojančiomis dujomis, nes daugelis priklauso nuo jo sudėties. specifikacijasįranga:

maitinimo šaltinio galia ir išorinės (statistinės ir dinaminės) charakteristikos;
aparato ciklograma;
katodo tvirtinimo plazmatrone būdas, taip pat medžiaga, iš kurios jis pagamintas;
plazminio degiklio antgalio aušinimo mechanizmo tipas.

Plazminio pjovimo antgaliai spalvotiems ir legiruotiems metalams:

Rankiniu būdu pjaunant labai legiruoto plieno rūšis, kaip plazmą formuojančias dujas rekomenduojama naudoti azotą.
Norint užtikrinti stabilų lanko degimą rankiniu būdu pjaunant aliuminį argono-vandenilio mišiniu, jame turi būti ne daugiau kaip 20% vandenilio.
Žalvarį geriausia pjauti azoto ir azoto mišiniu, be to, jis turi didesnį pjovimo greitį.
Padalijus pjovimą, varis būtinai išvalomas išilgai pjovimo plokštumos iki 1-1,5 mm gylio. Šis reikalavimas netaikomas žalvariui.

Plazminio pjovimo programos

Dėl didelio našumo, universalumo ir prieinamos kainos metalų plazminis pjovimas yra labai paklausus daugelyje pramonės šakų:

metalo apdirbimo įmonės ir įmonės;
orlaivių, laivų ir automobilių statyba;
statybos pramonė;
sunkiosios inžinerijos įmonės;
metalurgijos įrenginiai;
metalinių konstrukcijų gamyba.

Visų naudojimo sričių išvardinti tiesiog neįmanoma – rankinių įrenginių ir automatinių metalų pjovimo plazminiu staklių galima rasti beveik visur. Jas naudoja tiek didelės gamyklos metalo konstrukcijų gamybai, tiek mažos firmos, besispecializuojančios meniniame detalių kalime ir apdirbime.

Ypatinga vieta tarp šios įrangos užimti automobiliais plazminiam metalų pjovimui CNC - jie sumažina žmogiškasis faktorius, žymiai pagerinti našumą. Tačiau pagrindinis jų pranašumas yra valcuoto metalo suvartojimo sumažinimas dėl galimybės sukurti specialias programas. Aukštos kvalifikacijos technologai kuria pjovimo korteles, kurios yra virtualus tam tikro dydžio metalo lakštas, ant kurio kiek įmanoma tvirčiau kloja ruošinius, atsižvelgdami į pjovimo plotį ir daugelį kitų proceso parametrų, siekdami efektyviau panaudoti valcuotą metalą. .

Metalo pjovimo proceso subtilybės

Norint gauti aukštos kokybės ruošinį plazminio pjovimo procese, reikia išlaikyti pastovų atstumą tarp purkštuko ir pjaunamo metalo - paprastai 3–15 mm. Priešingu atveju galima padidinti pjūvio plotį, karščio paveiktą zoną, ruošinio neatitikimą nurodytiems matmenims.

Konkrečios medžiagos ir storio srovė eksploatacijos metu turi būti minimali. Jo pervertintos vertės ir atitinkamai padidėjęs plazmą formuojančių dujų suvartojimas yra pagreitinto katodo ir plazminio degiklio antgalio susidėvėjimo priežastis.

Sunkiausia operacija plazminio metalo pjovimo procese yra skylių išmušimas. Taip yra dėl didelės dvigubo lanko ir plazminio degiklio pažeidimo tikimybės. Perforavimas atliekamas padidintu atstumu tarp katodo ir anodo - tarp purkštuko ir medžiagos paviršiaus turi būti 20-25 mm. Po perforavimo plazmatronas nuleidžiamas į darbinę padėtį.