Газоплазменная резка металла оборудование

Под термином автоматической плазменной резки следует понимать технологию обработки металла, при которой в качестве режущего инструмента выступает струя плазмы. Этот способ считается наиболее оптимальным и универсальным, поскольку подходит для резания разных марок сталей, нержавейки, алюминиевых, медных и других сплавов.

Фото 1. Процесс автоматизированного резания

Автоматизация оборудования для плазменной резки выполняется в основном за счет внедрения систем ЧПУ (числового программного управления). Реже заводами используются более устаревшие модели с копировальными устройствами – в этих случаях раскрой производится вручную по шаблону или с применением циркульного приспособления.

ЧПУ – это компьютеризированная система для управления приводами технологического оборудования. Она состоит рабочей консоли (для ввода управляющей программы, управление режимами работы), панели оператора (для визуального контроля и возможности редактирования управляющей программы), контроллера (для решения задач по управлению станочной оснасткой). Также в конструкции системы имеется ПЗУ и ОЗУ.

Фото 2. Внешний вид системы числового программного управления

Конструктивно стандартный комплекс для автоматической плазменной резки состоит из таких компонентов:

• источник питания;
• режущий инструмент – плазмотрон;
• рабочий стол для раскроя;
• реечный привод с направляющими для перемещения портала и/или режущей головки;
• система ЧПУ (пульт и дисплей оператора, контроллер и др.).

Область применения газовой резки металлов

Применение резки газом очень разнообразно: строительные, сельскохозяйственные, бытовые, ремонтные работы и т. п. Данный тип обработки металлов не требует наличия какого-то сложного профессионального оборудования или каких-либо источников энергии. К тому же, оборудование легко перемещается.

При помощи газовой резки свариваются трубы различных диаметров, материалы из алюминия, бронзы, свинца, чугуна. Могут заготавливаться также металлические изделия самой различной формы.

С помощью газового оборудования можно осуществлять резку не только вручную, но и в автоматическом режиме. В автоматическом режиме разрешается использовать изделия диаметром не больше 120 см.

Оборудование для газовой резки металла

Принцип работы оборудования, предназначенного для газовой резки

Газовая резка осуществляется посредством сгорания металла в струе чистого кислорода, которая подаётся под сверхвысоким давлением. Чтобы перейти в такой рабочий режим, металл сначала разогревается до температуры, которая приводит к воспламенению обрабатываемого сплава в кислороде на участке разреза без внешних источников огня. Таким образом, технологический процесс кислородного раскроя включает 2 этапа. Вначале металл разогревается пламенем смеси, которую получают из технического кислорода и горючего газа. Топливом при этом служит ацетилен или какой-либо заменитель ацетилена.

Второй этап — это непосредственно резка материала с помощью кислородной струи. Металл в ходе этого процесса сгорает, а образовавшиеся в результате продукты горения (оксиды) выдуваются. Чтобы обеспечить основные и переходные режимы кислородной резки, применяется специальное оборудование для резки металлов, отличающееся конструктивной стойкостью, а также высоким качеством реза и безопасностью.

Оборудование для газовой резки

Наиболее распространены сейчас универсальные инжекторные резаки, с помощью которых осуществляется разрезание изделий разных видов, имеющих толщину от 3 до 300 мм. Кроме собственно резака, к оборудованию для газопламенной резки относятся следующие устройства:

• ацетиленовый генератор;
• баллон для кислорода и горючего газа;
• редукторы для регулирования подачи горючего газа и кислорода;
• предохранительные затворы;
• шланги высокого давления;
• пылевые фильтры, которые могут быть встроены в редуктор либо установлены на него;
• запорные клапаны редукторов;
• устройства для регулирования давления;
• клапан, регулирующий расход — относится к оснащению редуктора;
• манометры — их устанавливают на редукторах, а функцией данных приборов является контроль за показателем газового давления.

Детальнее об оборудовании для резки металла газом можно узнать на сайте rekom.kiev.ua.

Станки для газопламенной резки

Любой станок для газовой резки включает такие части:

• несущая;
• резак (может быть несколько);
• ведущий механизм;
• система управления и пульт.

Различные переносные машины для резки газом производятся в виде маленьких самоходных телег. Передвигаются они при помощи пружинного механизма либо электрического двигателя, либо газовой турбины. Для задействования мобильной машины последняя устанавливается прямо на ту трубу либо лист, которые подлежат резке, а потом направляется по разметке, гибкому копиру, циркульному устройству либо направляющим.

Главный узел стационарного станка, который обеспечивает автоматизацию процесса резки — система точного копирования. Эффективность работы данной системы на станках доказывается её использованием для дистанционно-масштабного, электромагнитного, программного, фотоэлектронного и механического копирования.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Лучшие производители плазменного оборудования

Среди мировых производителей станков плазменной резки металла с ЧПУ наибольшую известность получили следующие бренды:

HGG Group производит оборудование для решения самых сложных задач, вплоть до вырезки контуров на поверхностях труб, балок, коробов. Голландская компания занимается разработкой технологий 3D-резки.

Каталог Hypertherm включает, в основном, аппараты для ручной плазменной резки. В этой области она является одним из лидеров. Выпускает также промышленное оборудование и аксессуары, включая плазмотроны с различными параметрами.

Немецкий бренд Kjellberg является одним из основоположников плазменной резки и многих смежных областей. Известна серией HiFocus, ставшей альтернативой лазерным и другим прецизионным методам резки.

Фирма Zinser из Германии – один из лидеров в области систем плазменной, газовой и автогенной резок. Труборезы Zinser поставляются практически во все страны мира.

Польско-немецкая компания Eckert производит станки термической резки промышленного уровня. Активно развивает не только направление плазменной резки, но и лазерное, газовое и водоструйное.

OTC Daihen – американская компания, специализирующаяся на сварочном оборудовании, но не меньшей популярностью пользуются и её установки плазменной резки.

Thermal Dynamics – американский бренд, объединяющий умные технологии и собственные наработки. Повсеместно внедряет технологию HeavyCut, заключающуюся в резке кислородной плазмой мощностью 200 ампер.

Разработки шведской компании SPT Plasmateknik нашли своё применение в сложных промышленных условиях. Станки плазменной резки используют крупные европейские машиностроительные заводы.

Немецкая корпорация Messer Cutting Systems имеет несколько крупных представительств в России и СНГ. Занимается внедрением систем плазменной резки, модернизацией оборудования, оптимизацией производства.

В России импортное оборудование востребовано, но массовому внедрению мешают два существенных фактора – очень высокие цены на передовые станки, а также низкая производительность бюджетных моделей. Отчасти поэтому многие выбирают продукцию отечественных брендов. Например, заслуженным спросом пользуются станки плазменной резки от компании «ПЛАЗМАКРОЙ». При этом топовая модель с плазменной и газовой резкой стоит чуть более 800 тыс. рублей, что гораздо выгоднее импортных аналогов.

Фигурная резка металла

Выполняется такая резка, чаще всего, при помощи плазменных или лазерных станков. Станки плазменной резки более доступны по стоимости, однако качество реза на плазменном станке несколько ниже чем на станке лазерной резки. В силу большей доступности, мы рассмотрим именно станок бюджетный станок плазменной резки MaxiLite 3000. Сначала мы рассмотрим направления деятельности в которых применяется фигурная резка металла и разберёмся так ли востребована данная услуга.

Где применяется фигурная резка металла

Как уже отмечалось выше, станок плазменной резки не может похвастаться высочайшим качеством реза металла, однако есть много направлений фигурной резки металла где применимо именно такое оборудование. За последние несколько лет наши станки в том числе и бюджетный станок плазменной резки MaxiLite 3000 нашел применение в следующих направлениях:

• при изготовлении флюгеров;
• декоративных элементов для забора;
• декоративных элементов лестниц;
• для изготовления мангалов, уличных очагов;
• а так же других художественных элементов из металла, которые впоследствии планируется покрасить.

Давайте рассмотрим как выглядят уже готовые изделия вырезанные на станке плазменной резки MaxiLite 3000.

Фигурная резка металла — флюгеры

Фигурная резка металла — декоративные элементы забора

Фигурная резка металла — элементы лестницы

Фигурная резка металла — уличные очаги

Фигурная резка металла — другие изделия с фигурной резкой

Специфика технологии

Плазменную резку выполняют двумя методами – плазменно-струйным и плазменно-дуговым. Чтобы обработать металл, чаще всего используют плазменно-дуговой способ. Правильный подбор силы тока и скорости резки – гарантия получения качественного и ровного разреза.

Главный рабочий элемент плазмореза – электроплазменный резак. Когда аппарат включается, в резак поступает электрический ток высокой частоты и между наконечником и электродом образуется высокотемпературная дуга. Проходящий через нее сжатый воздух нагревается под воздействием электричества до 25 000-30 000 0 С. При этом его объем увеличивается в 100 раз. В это же время воздух ионизируется и становится электропроводником. Сформировавшая дуга, вырвавшись из наконечника со скоростью до 3 м/с, не только раскаляет металл в заданном месте, но и сдувает оплавленные крупинки. Результат такого воздействия плазмы на металл — образование ровного, аккуратного разреза.

Как выбрать аппарат плазменной резки металла

При выборе аппарата плазменной резки металла обратите внимание на следующие показатели: выходная и входная мощности, размер наконечника и скорость работы.

Выходная мощность оборудования подбирается в соответствии с тем, какой толщины будет заготовка и из какого материала она будет изготовлена. Выбор размера наконечника тоже зависит от материала. Например, устройство, которое работает на мощности 27 А при 90 разрежет заготовку с толщиной около 12 мм. Для более толстых заготовок потребуется использовать уже более мощные устройства.

На скорость резки станка нужно обращать внимание только тогда, когда предстоит массовое производство. Некоторые устройства могут обрабатывать заготовку с одними и теми же параметрами с разницей в 4 минуты. Показатель скорости измеряется сантиметрами в минуту.

Чтобы определить входную мощностью, которой будет достаточно для работы устройства, потребуется проверить первичное напряжения и допустимую для аппарата силу тока. Существуют универсальные аппараты, которые способны работать при любом напряжении и при любой силе тока, но и цена их будет выше.

Особенность таких устройств в том, что они через некоторое время начинают перегреваться, из-за чего в работе нужно делать перерыв. Например, при показателе в 70%, только три из десяти минут устройство должно будет находиться в режиме простоя.

У аппарата плазменной резки могут быть дополнительные элементы, позволяющие держать его на расстоянии от заготовки. Плазменные горелки могут изготовляться из разных материалов, рекомендуется остановиться на горелках с эпоксидным соплом, которые прочнее керамических. Также обращать внимание нужно на режим температур – предпочтительным считается порог в 40 градусов и выше.

Плазменная резка и особенности плазменно-воздушного оборудования

Плазменная резка при помощи плазменно-воздушного оборудования является одним из наиболее эффективных методов разделительной обработки практически всех видов металлов и их сплавов. Это обусловлено не только высокими характеристиками плазменной резки (экономичность, быстрота, эффективность), но и превосходным качеством результатов. Плазменно-воздушные аппараты позволяют получать предельно тонкие и ровные края с минимальным количеством легкоудаляемого грата на кромках без коробления или деформации самого металла. Такое возможно благодаря колоссальной температуре плазмы, которая образуется в результате подачи сжатого воздуха на образующуюся между плазмотроном и изделием/заготовкой электрическую дугу.

Существует довольно большое количество разновидностей аппаратов для плазменно-воздушной обработки металла, поэтому важно знать наиболее важные их характеристики и особенности, которые следует учитывать при выборе этого оборудования.

Разновидности аппаратов для ручной плазменно-воздушной резки

Все аппараты плазменной резки можно поделить по следующим типам:

• Ручные – аппараты для ручной плазменной резки, которые используются и в условиях цеха, и на объектах. Так как работа производится вручную, качество реза несколько ниже из-за допустимых погрешностей
• Машинные – аппараты для работы в условиях цеха. Позволяют получать идеальные (в том числе и фигурные) резы. Имеют значительные габариты и менее мобильны, чем ручной тип плазморезов

Также можно провести классификацию по принципу работы:

• Контактные – используются для резки токопроводящих металлов, так как в данном случае само изделие выступает в качестве анода. Дуга возникает между металлом и электродом
• Бесконтактные – в данном случае сам разрезаемый металл не участвует в образовании дуги, которая возникает между внутренним электродом плазмотрона и его наконечником

По типу источника питания:

• Инверторные – экономичные по затрате электроэнергии, малогабаритные, обеспечивают стабильное горение дуги, но более требовательны к качеству электропитания
• Трансформаторные – тяжелее, больше, но отличаются более высокой продолжительностью нагрузки, хоть и потребляют больше энергии

Принцип резки у всех аппаратов схож. Плазмообразующий газ подается в плазмотрон, в котором находится катод (электрод). Для этого используется встроенный или выносной компрессор, баллон со сжатым воздухом, который обязательно подается через фильтр и осушитель. В результате возгорания дуги образуется плазма, которая вырывается из наконечника плазмотрона и разрезает металл толщиной от 1 мм и более.

Из-за высокой температуры и скорости плазменной струи, эффективность резки в несколько раз выше, чем при газокислородной резке. При этом металл не коробится и не деформируется, а грат, образующийся на краях реза, легко удаляется, после чего остаётся ровная кромка.

Ключевые критерии выбора аппарата плазменно-воздушной резки

Основной упор мы сделаем на критерии выбора аппарата именно для ручной плазменно-воздушной резки, так как они наиболее распространены, могут применяться практически в любых условиях. Итак, к самым важным параметрам оборудования можно отнести:

• Мощность аппарата и номинальный ток – мощность указывается в кВт, а номинальный ток – в амперах. Чем выше номинальный ток, тем более толстый металл способен будет разрезать плазмотрон. Причем большим плюсом здесь будет возможность плавной регулировки тока
• Продолжительность нагрузки – очень важный показатель – это соотношение времени непрерывной работы и последующего «отдыха». Чем выше ПН, тем эффективнее будет работа аппарата, что особенно важно в условиях повышенной интенсивности эксплуатации
• Толщина и тип разрезаемого металла – очень важно обращать внимание не только на толщину металла, но и его тип, так как если аппарат рассчитан на резку низкоуглеродистых сталей толщиной до 10 мм, то с высоколегированной сталью той же толщины он попросту не справится
• Толщина реза – определяется характеристиками самого плазмотрона и его наконечника. Чем тоньше толщина реза, тем лучше, так как коэффициент потери металла снижается, а концентрация плазменного потока увеличивается, как и продуктивность всей резки
• Тип аппарата (инверторный/трансформаторный) – вес инверторного аппарата может быть втрое-вчетверо меньше, чем масса аналогичного трансформатора. Габариты инвертора также будут меньше, что сказывается на удобстве его использования
• Наличие дополнительных функций – принудительное воздушное или водяное охлаждение, защита от перегрева, наличие дисплея и прочие дополнительные функции делают работу с аппаратом удобнее и продуктивнее

В качестве хорошего примера можно привести продукцию «БАРС», применяемую в промышленных предприятиях и в частных мастерских. Аппараты инверторного типа предназначены для качественной плазменно-воздушной резки с хорошим КПД и точностью обработки металла. Эти профессиональные аппараты с высоким классом защиты (IP 21S) оснащены MOSFET модулями, которые и делают их максимально эффективным, экономичным и компактным. Они оснащены плавным регулятором и индикатором сварочного тока, что позволяет точно настроить ток резки, от которого зависит толщина реза, а так же есть «функция защиты от перегрева». В работе все аппараты плазменно-воздушной резки БАРС показывают себя как надежное и высокоэффективное оборудование, работу с которыми можно начинать без предварительного разогрева металла, а слой краски, масла, ржавчины или других металлов не влияют на сам процесс резки.

Важные рекомендации при плазменно-воздушной резке металла

1. В процессе плазменной резки сопло не должно касаться металла заготовки.
2. Выполняйте резку с равномерной скоростью в соответствии с требованиями по качеству резки и толщине обрабатываемого металла. Процесс работы должен быть с плавной нарастающей величины скорости.
3. В конечной стадии резки постепенно снижайте скорость, заканчивать ход работы резкой остановкой движения недопустимо.
4. Нельзя прижимать воздушный шланг в процессе резки, иначе возможен выход из строя самого плазмотрона и его расходных материалов.
5. Если на сопле есть капли растворённого металла, то эффективность охлаждения снижается. Вовремя очищайте сопло от брызг металла.
6. Бережно обращайтесь с оборудованием. Необходимо следить за общим состоянием аппарата и не использовать аппарат для плазменно-воздушной резки при недопустимой величине напряжения по его техническому паспорту.

В конечном счете, все зависит от конкретных потребностей каждого мастера. Но, опираясь на вышеприведенные критерии и характеристики, вы сможете подобрать наиболее подходящий аппарат для плазменной резки металла, исходя из конкретных целей и потребностей.

Cистема дымоудаления

Удаление дыма и мелкой фракции продуктов горения производится с использованием вытяжного стола, состоящего из ограждающих конструкций и двух специально ориентированных равновсасывающих труб, расположенных под опорными пластинами рабочего стола. Для извлечения мелких деталей и периодической чистки предусмотрены боковые люки.

Станки GIGAMECH шириной 1.5 м и длиной от 3 м могут быть оснащены секционным рабочим вытяжным столом (см. дополнительное оснащение) представляющим собой модульную конструкцию, устанавливаемую внутрь координатной системы. Модули рабочего стола не имеют жестких связей с координатной системой. В каждом модуле смонтирована секция дымоудаления. Переключение секций в процессе работы происходит автоматически в зависимости от положения резака.