Недостатки плазменно дуговой резки

Сфера применения плазменной резки весьма обширна: от различных областей промышленности (машиностроение и судостроение) до коммунальной сферы, рекламной индустрии и других отраслей, где изготавливаются или используются металлоконструкции. Хороший плазморез может пригодиться не только в промышленных цехах, но и в небольшой частной мастерской, ведь он дает возможность качественно и быстро резать любые токопроводящие материалы и даже некоторые из тех, что не проводят электричество (дерево, камень и пластик).

Технология плазменной резки металла делает возможным быстрое, простое и удобное изготовление деталей, а также позволяет не просто разрезать трубный и листовой металлопрокат, но и выполнять фигурный рез. Режущим инструментом плазмореза выступает высокотемпературная плазменная дуга, которая создается благодаря взаимодействию источника тока, резака и плазмообразующих газов.

Для получения ровного и красивого реза необходимо хотя бы поверхностно изучить принцип работы аппарата плазменной резки. Это поможет получить базовые понятия о технологии и о возможностях управления процессом. В мировой практике резку плазменной дугой принято обозначать аббревиатурой «РАС». Плазма – это не что иное, как высокотемпературный ионизированный газ, проводящий электроток. Плазменную дугу формирует аппарат под названием плазмотрон. Он сжимает электрическую дугу и добавляет специальный плазмообразующий газ.

Плазменная сварка является передовой технологией плавления металла, когда нагрев происходит от воздействия плазменной дуги. В основе функционирования подобной технологии сварки лежит значительный нагрев рабочего газа и его ионизация, после чего он с высокой скоростью выпускается тонкой струёй прямо на объект сварки через плазмотрон. Плазменная сварка служит одним из наиболее качественных, технологичных и быстрых методов сварки металла. Поэтому плазменная сварка применяется там, где требуется сложная и очень точная работа с металлом: приборостроение, автомобилестроение, авиастроение, машиностроение, химические отрасли промышленности и т.п. Плазменная сварка обеспечит наиболее качественное производство, повысит степень автоматизации производственного процесса, сократит использование электроэнергии. В значительной степени качество работы с плазменной сваркой зависит от умения и опыта самого сварщика. Плазменная сварка относится к специальному оборудованию, поэтому её продажа осуществляется только в соответствующих торговых точках.

Отличие плазменной сварки от электродуговой.

От электродуговой сварки сварка плазменная отличается по нескольким показателям. У плазменной сварки выше концентрация энергии в точке воздействия на металл и её можно очень точно дозировать, поэтому такая сварка эффективнее и быстрее. Кроме того, так как источником энергии плазменной сварки выступает электрический ток, энергия которого ионизирует накопленный рабочий газ, такая сварка имеет много достоинств, эффективна и обеспечивает высочайшее качество получаемых сварочных швов, которые не требуют дополнительной коррекции. Так как весь разогрев сосредоточен в очень узкой области, не затрагивая остальное пространство, то температурные деформации, характерные для других типов сварки, минимальны.

Некоторые функции плазменной сварки по праву уникальны. Она способна делать швы с минимальной шириной, а сама скорость сварки поразительна и составляет 15-50 м/ч, что недостижимо другими типами сварки. Плазменная сварка способна также резать и спаивать металл. Этот тип сварки с успехом применяется крупными предприятиями, которые стремятся значительно повысить качество выпускаемой продукции и снизить затраты на рабочую силу.

В итого можно сказать, что за плазменной сваркой будущее. Такие устройства дают удобство, экономичность и высокое качество проводимых работ, а непревзойдённая надёжность сварочных агрегатов приводит к вытеснению традиционных способов сварки применяемых металлов.

Плазменная резка металла.

В современном мире стали необходимы такие методы резки металла, при которых не только будет достигаться высокая производительность, но и высокое качество и точность получаемого реза. В условиях опытно-промышленных предприятий основное внимание уделяют качеству реза и точности изготовления деталей. В этом случае обычные отрезные станки и ленточные пилы не могут удовлетворить столь жестким требованиям. Методом, который полностью отвечает всем условиям опытно-промышленного мелкосерийного производства, можно смело считать лазерную резку.

Преимущества применения оборудования для лазерной резки.

Преимуществ обработки металла при помощи оборудования для лазерной резки весьма много. Но большинство из них обуславливаются не только особой технологией, но и оборудованием для лазерной резки. Последнее обладает множеством достоинств, благодаря которым технологический процесс становится более совершенным:

Высокая точность разреза сделанного лазерным лучом.
Высокая производительность. Это обуславливается тем, что мощность лазерного излучения очень высока.
Простота управления. Осуществлять операцию на оборудовании для лазерной резки очень легко.
В большей степени, процесс этот автоматизирован.
Возможность обрабатывать контуры любой сложности. Благодаря современной технологии лазерной резки, можно обрабатывать сложный контур и плоских, и объёмных заготовок и деталей. Например, можно резать не только листовой материал, но и трубы, балки, двутавры и т. д.
Лёгкость перенастройки. Гибкость. Данное достоинство актуально в случае снижения серийности производства. Если требования к детали изменились, то настройка оборудования для лазерной резки по новым параметрам не составит труда. Благодаря этому, также возможно изготавливать изделия по индивидуальным заказам.
Возможность осуществлять лазерную резку большого спектра металлов. Технология данного процесса позволяет осуществлять раскрой практически любых чистых металлов и различных сплавов.
Практически безотходное производство.
Благодаря высокой точности лазерной резки, обрабатываемый материал практически не имеет отходов по завершению процесса. Это особенно актуально при работе с дорогостоящими металлами редких групп.
Отсутствие механического контакта. Это позволяет получать высокое качество при лазерной резки хрупких и легко деформируемых материалов.
Удобство управления. Оборудование для лазерной резки имеет структуру открытого типа, что делает управление более комфортным.

Читать еще: Как подобрать установку плазменной резки

Правда, есть у оборудования для лазерной резки и некоторые недостатки, среди которых: невозможность обработки материалов толщиной выше 25 мм, сложность резки меди (луч отражается от поверхности). В остальных случаях данный метод является наиболее эффективным способом резки материалов на сегодняшний день.

Преимущества плазменной обработки

Обработка металла с помощью плазменной резки имеет явные преимущества по сравнению с другими способами резок:

плазморезом можно обрабатывать все виды цветных и черных металлов (даже тугоплавкие сорта);
скорость обработки в разы выше, чем у газового или другого оборудования;
с помощью плазменной резки можно изготавливать художественные и фигурные детали любой степени сложности;
на точность и качество резки не оказывает влияние толщина листа (резкий поток плазмы можно регулировать);
оборудование позволяет производить наклонные резы и обрабатывать листы большой ширины;
на кромках отсутствуют заусенцы, сколы и шероховатости, поэтому их не требуется подвергать дополнительной обработке;
выброс в воздух опасных веществ в процессе обработки металла сведен к минимуму;
не нужно предварительно прогревать лист металла, следовательно, время изготовления детали значительно сокращается;
металл в области резания не получает эффект закалки;
нагревается только небольшой участок в месте реза;
благодаря экономичному раскрою листа снижается стоимость работ;
деталь не деформируется в ходе создания.

Поверхностная дуговая резка

Поверхностная электродуговая резка предполагает наклон катода к рабочей поверхности под углом 5-20°. Затем электрод перемещается и частично погружается в образовавшуюся полость. Относительно широких канавок скажем, что они выполняются поперечными колебаниями электрода в положении вертикально.

Показатель глубины канавки полностью зависит от скорости перемещения электрической дуги, а также наклона электрода. Глубокая канавка выполняется посредством нескольких проходов. Электрод устанавливается в положении перпендикулярно по отношению к рабочей поверхности в том случае, если требуется прорезание круглых отверстий различного диаметра. При этом возбуждаемая дуга может быть большей длины.

Основной принцип плазменной резки металла и её типы

Общий принцип всех плазменных установок одинаков. Различаются они по системе охлаждения, типа применяемого газа, конструкции электрода и типа используемой плазмы. Основном это:

Стандартная (или обычная) плазменная резка;
Плазменная резка с применением защитного газа;
Водно-инжекционная плазменная резка (с использованием воды).

Стандартная воздушно плазменная резка резка

Представляет собой установку с плазменной горелкой, которая использует один вид газа. Как правило, это сжатый воздух или азот. Все процессы происходят в сопле плазменной горелки. Не имеет дополнительного охлаждения сопла.

Плазменно дуговая резка с применением защитного газа

Использует два вида газа. Введение дополнительного газа в процесс плазменной резки, повышает качество реза, увеличивает мощность дуги.

Комбинации использования вторичного газа:

Читать еще: Установка для воздушно-плазменной резки Технотрон «Стриж»

Для резки нержавеющей стали – азот, аргон и углекислый газ.

Для резки алюминия и его сплавов – аргон, азот углекислый газ.

Водно-инжекционная дуговая резка

В процессе резки применяет воду. Вода поступает в горелку и служит охлаждением не только для горелки, но и для качественного образования плазменной струи. Разка водно-инжекционным типом является самой качественной.

4. Применение плазменной резки

В силу своей универсальности и доступности плазменная резка сегодня применяется почти на всех средних и крупных предприятиях, занимающихся металлообработкой.
С применением плазменной резки изготавливаются металлоконструкции и изделия: двери, ворота, калитки, заборы, художественные орнаменты, узоры и флюгера, вешалки, отводы вентиляции, сваи и другие металлоизделия.

Многие предприниматели строят бизнес на плазменной резке, имея у себя оборудование и принимая заказы на раскрой металла.

Резка материалов плазмой: принципы, возможности и основные характеристики

Современное производство невозможно без резки металла. Но как разрезать медные, алюминиевые листы, или детали из высоколегированной стали? Решение было найдено в XX веке. Для этого используется плазма.

Плазмой называют высокотемпературный и сильно ионизированный газ. Ее генераторы носят названия плазмотроны. Идея устройства проста: плазмообразующий газ, проходя под давлением через электрическую дугу, ионизируется и нагревается до высоких температур. На выходе из направляющего сопла плазмотрона он имеет скорость порядка нескольких километров в секунду, и температуру порядка десятков тысяч ℃.

Технология использования плазмы

Существуют две схемы реализации плазменной резки:

Дуговой. При резки электрическая дуга возбуждается между изделием и электродом плазмотрона. В эту зону подается и образующий плазму газ. За счет совместного действия энергии приэлектродного пятна и потока плазмы происходит разрезание металла. Этот метод, как технически более простой и экономически выгодный используется на всех промышленных установках.

Струйный. Плазменный поток формируется с помощью электрической дуги, горящей между электродом и наконечником. Изделие не подключено к цепи, поэтому резка происходит только за счет энергии плазмы. Это дает возможность резать неметаллические изделия.

Рассмотрим принцип работы аппарата для плазменно-дуговой резки. Ток подается к вольфрамовому электроду, который совмещен с соплом для формирования потока газа. Вся эта конструкция принудительно охлаждается, чаще всего водой. В момент поджигания промежуток между электродом и изделием ионизируется с помощью осциллятора, который выдает высокочастотный ток с большим напряжением. Поток газа ионизируется и происходит зажигание духи и генерация плазмы.

Для резки плазменной струей используются те же принципы, но при этом плазмотрон становится сложным устройством, в котором плазмогенерирующая дуга горит в узком пространстве между электродом и соплом. Это предопределило высокую стоимость материалов, используемых для производства данных установок.

Главным компонентом резки плазмой является газовая смесь. Ее состав определяет возможность изменения следующих технологических параметров процесса:

температурного поля в зоне резки и в окружающем металле, что сильно влияет на механические характеристики изделия в некоторых случаях;
количества тепловой энергии, переносимой газом;
характера химических процессов в насыщенной газом зоне металла;
условий вынесения металла из зоны реза;
защиты от появления дефектов на некоторых металлах.

Из-за зависимости практически всех конструкционных параметров и характеристик источника питания менять состав плазмообразующего газа в широких пределах невозможно. Его цена является немаленькой частью эксплуатационных издержек при плазменной резке.

Преимущества и недостатки резки плазмой

Такой тип обработки металла имеет свои плюсы и минусы, которые обусловлены особенностями поведения плазмы.

Можно выделить следующие плюсы:

работа практически со всеми известными металлами;
высокая скорость изделий средней и малой толщины;
высокое качество;
меньшее загрязнение воздуха;
малое время контакта плазмы с металлом, окружающим линию реза, позволяет не выполнять предварительный подогрев металла;
отсутствует необходимость использовать потенциально взрывоопасные баллоны с газом.

Недостатки также стоит учесть при рассмотрении этого способа резки:

сложность, а значит высокая стоимость установки;
ограничение по толщине детали, до 10 см;
уровень шума при работе установка, т.к. газ вылетает с высокой скоростью;
большие требования к квалификации и техническому обслуживанию;
зависимость качества обработки от угла реза.

Читать еще: Какая фанера подходит для лазерной резки

Для обработки многих типов материалов в условиях большого производства резка плазмой является отличным решением, также благодаря возможности достижения высокой степени автоматизации.

Рекомендуем к прочтению

Как определить какого качества дизельное топливо? Как правильно оформить дизайн офиса: рекомендации специалистов Вентилируемые фасады: особенности и преимущества Трубы для дымохода и применяемые к ним требования

Добавить комментарий Отменить ответ

Сегодня для различных задач в самых разных сферах производства применяются многочисленные станки с уникальными функциями. К примеру, большое внимание к себе получили современные фальцепрокатные станки — постепенно они становятся более качественными и функциональными, на них можно возложить гораздо большую нагрузку — этим нужно воспользоваться.

Современные кровельные сэндвич панели обладают большим списком важных преимуществ, потому данный строительный материал просто не мог остаться без буквально рекордной популярности.

3 Плазмообразующие газы и их влияние на возможности резки

Плазмообразующая среда – это, пожалуй, ключевой параметр процесса, который определяет его технологический потенциал. От состава данной среды зависит возможность:

настройки показателя теплового потока в зоне обработки металла и плотности тока в нем (за счет изменения отношения сечения сопла к току);
варьирования объема тепловой энергии в широких пределах;
регулирования показателя поверхностного напряжения, химсостава и вязкости материала, который подвергается резке;
контроля глубины насыщенного газом слоя, а также характера химических и физических процессов в зоне обработки;
защиты от появления подплывов на металлических и алюминиевых листах (на их нижних краях);
формирования оптимальных условий для выноса из полости реза расплавленного металла.

Кроме того, многие технические параметры оборудования, используемого для плазменной резки, также зависят от состава описываемой нами среды, в частности следующие:

конструкция охлаждающего механизма для сопел устройства;
вариант крепления в плазмотроне катода, его материал и уровень интенсивности подачи на него охлаждающей жидкости;
схема управления агрегатом (его циклограмма определяются именно расходом и составом газа, используемого для формирования плазмы);
динамические и статические (внешние) характеристики источника питания, а также показатель его мощности.

Мало знать, как работает плазменная резка, кроме этого следует правильно подбирать комбинацию газов для создания плазмообразующей среды, принимая во внимание цену применяемых материалов и непосредственно себестоимость операции резки.

Как правило, для полуавтоматической и ручной обработки коррозионностойких сплавов, а также машинной и экономичной ручной обработки меди и алюминия используют среду, образованную азотом. А вот уже низколегированная углеродистая сталь лучше режется в кислородной смеси, которую категорически нельзя применять для обработки изделий из алюминия, стойкой против коррозии стали и меди.

Сравнение лазерной и плазменной резки

Можно выделить основные различия между лазерной и плазменной резкой.

Плазменная резка эффективна при толщине материала 20–40 мм. Может использоваться для раскроя меди толщиной до 80 мм, чугуна – до 90 мм, алюминия и его сплавов – до 120 мм, легированных и углеродистых сталей – до 150 мм.

Конусность реза. При лазерной резке металла толщиной более 6 мм появляется конусность кромок порядка 0,5°. По этой причине нижняя часть получаемых отверстий имеет увеличенный диаметр.

Для плазменной резки этот параметр больше – 3–10°. При выполнении отверстий этим способом их выходной диаметр меньше входного.

Температурное воздействие. Лазерная резка характеризуется малой зоной температурного воздействия.

Плазменная резка воздействует на металлы высокой температурой, и листы толщиной до 0,5 мм могут покоробиться.

Качество резки. По этому параметру лидер – лазерная резка. Для нее характерны стабильный и точный рез, а также отличное качество кромок.

При использовании плазменной резки образуется окалина и нужна доработка кромок.

Сравнительные характеристики обоих способов раскроя металлов приведены в таблице ниже:

голоса

Рейтинг статьи