Плазменный раскрой металла: сфера применения и описание технологии

Плазменный раскрой металла

 

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Как осуществляется плазменный раскрой металла
  • Какие станки используются для автоматизированного плазменного раскроя металла
  • Каковы особенности использования плазмы для раскроя металлов различных типов

В мелкосерийном и розничном производстве используется плазменный раскрой металла. Эта технология позволяет разделять листовые металлы большой толщины (до 80 мм). Такого рода операции выполняются за счет тепла высокотемпературной плазмы. Современное оборудование для плазменной резки оснащено системами автоматизации раскроя, что существенно увеличивает коэффициент использования обрабатываемых материалов и металлических сплавов. Из статьи вы узнаете, каким образом выполняется плазменный раскрой металлов, какие станки и газы используются в процессе обработки.

В общих чертах о технологии плазменного раскроя металла

 

В процессе плазменного раскроя металла место разреза локально нагревается, а затем плавится. Значительный нагрев обеспечивается за счет струй плазмы, которые формируются при помощи специального оборудования. Высокотемпературные плазменные струи получают следующим образом.

  • Первоначально создается электрическая дуга с температурой порядка +5000 °С, которая проходит от электрода плазменного оборудования до его сопла либо от электрода до разрезаемого металла.
  • Затем в сопло аппарата поступает газ, за счет которого температура дуги повышается до +20 000 °С.
  • Взаимодействие газа с электрической дугой приводит к его ионизации и, соответственно, к преобразованию в плазменную струю с температурой порядка +30 000 °С.

Для полученной плазменной струи характерно яркое свечение, высокая электропроводность и скорость выхода из сопла аппарата (от 500 до 1500 м/с). При помощи такой струи материал в зоне обработки локально нагревается и плавится, после чего выполняется его резка.

Чтобы получить плазменную струю, в специальных аппаратах применяются различные газы. Установки для плазменного раскроя металла работают при помощи:

  • обычного воздуха;
  • технического кислорода;
  • азота;
  • водорода;
  • аргона;
  • пара, получаемого в процессе кипения воды.

В процессе плазменного раскроя металла сопло аппарата охлаждается, а из зоны обработки удаляются частички расплавленного материала. Для этого используется поток газа либо жидкости, которые подаются в зону резки. Плазменная струя, получаемая при использовании специального оборудования, позволяет резать металлические детали толщиной до 200 мм.

Чаще всего в процессе плазменного раскроя металла используются следующие показатели:

Толщина разрезаемого металла 0,5–70 мм В зависимости от тока резки
Толщина плазменной струи 0,5–2 мм В зависимости от толщины металла
Скорость плазменной резки 250–10 000 мм/мин В зависимости от тока резки и толщины металла
Давление газа 5–12 Атм В зависимости от мощности источника плазмы
Ток плазменной резки 20–800 A В зависимости от толщины металла

Преимущества и недостатки плазменного раскроя металла

Прежде чем говорить о том, какими достоинствами и недостатками обладает плазменный раскрой металла, необходимо определиться, с чем он будет сравниваться. Основными конкурентами этого типа резки являются газокислородный, лазерный и гидроабразивный способы обработки металла. У каждой из названных технологий имеется собственная специфика применения.

Бесплатная консультация

Плазменная резка металлов имеет ряд преимуществ и недостатков.

Технология обладает следующими достоинствами:

  • возможностью раскроя металлов значительной толщины, варьирующейся от 0,5 до 50 мм;
  • высокой точностью – от 0,25 до 0,35 мм;
  • возможностью раскроя любых видов металлов (алюминия, меди, титана, нержавейки, стали и пр.);
  • скоростью при раскрое тонких металлов, достигающей 7 м/мин, быстротой пробиваемости обрабатываемых материалов;
  • мобильностью ручных плазменных аппаратов;
  • высокой степенью готовности деталей (необходимостью минимальной очистки от шлака).

Среди недостатков плазменного раскроя металлов можно отметить:

  • достаточно высокую стоимость качественных плазменных аппаратов;
  • высокую стоимость расходных материалов (сопел, электродов, защитных экранов);
  • минимальную конусность реза.

Особенности ручной обработки и плазменного раскроя металла с помощью станков ЧПУ

1. Ручная плазменно-дуговая резка металлов.

 

Для выполнения ручного плазменного раскроя металла используются портативные (мобильные) аппараты плазменной резки, которые включают в себя:

  • Основной аппарат, состоящий из трансформатора и выпрямительной подстанции.
  • Силовой кабель питания.
  • Шлангопакет, который соединяет аппарат и плазменный пистолет. Шлангопакет состоит из воздушного шланга и силового кабеля.
  • Плазматрон (плазменный пистолет), в котором формируется плазма.

Ручная плазменная резка металла выполняется одним из следующих способов:

  • Косвенная резка плазменной струей. Данная технология позволяет работать с неметаллическими деталями. Необходимая для создания плазмы электрическая дуга, возникает между электродом и соплом плазматрона. Обрабатываемый материал не принимает участия в создании плазмы, разделение деталей происходит при помощи плазменной струи, поступающей из резака.
  • Прямая плазменно-дуговая резка. Об этой технологии идет речь в нашей статье, поскольку именно таким образом разрезаются металлы.

 

Технология может быть как ручной, так и механизированной. Электрическая дуга возникает между электродом и разрезаемым металлом и, соединяясь с потоком воздуха, формирует плазму. Плазменная струя, возникающая при этом, столь мощная, что металл испаряется во время резки.

Практически все предприятия, на которых имеются цеха металлообработки, используют плазменно-дуговую резку. Мобильность ручных аппаратов, позволяющая перемещать их в руках либо при помощи плечевого ремня, позволяет оказывать услуги плазменного раскроя металлов на выезде.

Плазменные аппараты отличаются:

  • Мобильностью и портативностью (вес ручных аппаратов с небольшой и средней мощностью варьируется от 10 до 25 кг).
  • Доступностью применения (для работы необходимо напряжение 220 V, сила тока может различаться в зависимости от мощности аппарата).
  • Универсальностью (возможностью обработки различных типов металлов).
  • Доступной ценой (стоимость ручных аппаратов плазменной резки российского производства варьируется от 15 000 до 70 000 рублей).

2. Плазменный раскрой металла на станках с ЧПУ.

 

После появления аппаратов ручной плазменной резки технология начала использоваться со станками с ЧПУ (числовым программным управлением). За счет такого подхода можно раскраивать листовые металлы, круглые и профильные трубы с высокой точностью (от 0,25 до 0,35 мм) и скоростью (до 7 м/мин).

Чаще всего прибегают к автоматическому плазменному раскрою листового металла. При помощи плазменных аппаратов со средней мощностью можно разрезать на пробой металлические листы толщиной до 30 мм. Использование более профессионального и мощного оборудования позволяет качественно резать металл, толщина которого достигает 70 мм.

Одним и тем же аппаратом плазменной резки можно выполнять как ручной раскрой, так и автоматическую резку. Исключение составляют только плазмотроны, которые могут быть ручными и механизированными.

Раскрой с ЧПУ в основном предполагает использование более мощного плазменного оборудования, чем то, что применяется в процессе ручной резки. Наибольшим спросом пользуются аппараты, мощность которых варьируется от 65 до 125 А, а для питания необходимо напряжение в 380 V.

На станках с ЧПУ можно высококачественно раскраивать металлы, толщина которых достигает 60 мм.

Автоматизированный плазменный раскрой металла: станки и их конструкция

 

Современное модульное оборудование для плазменного раскроя листового металла включает в себя:

  • рабочий стол, оснащенный направляющими, со встроенными системами удаления отработанных газов;
  • подвижную портальную раму с плазменной головкой;
  • компрессор, который создает соответствующее рабочее давление газа;
  • силовые и газоподводящие кабели, которые размещаются внутри защитных огнестойких коробов;
  • систему охлаждения;
  • насос, подающий охлаждающую жидкость;
  • механический привод перемещения портала, который оснащается цифровым управлением двигателями и передаточными механизмами;
  • компьютерный комплекс управления и диагностики, оснащенный монитором, который позволяет визуально контролировать режимы обработки.

Функциональность такого рода комплексов повышается за счет оснащения их дополнительными модулями, включая сверлильные узлы, системы зачистки кромок и т. п. Выполнение плазменной резки труб требует установки на оборудование узлов вращения рабочей головки.

Для станков с двумя рабочими головками характерна более высокая производительность. Благодаря датчикам, позволяющим контролировать высоту и соприкосновение горелки с обрабатываемыми материалами, они самостоятельно функционируют по обеим осям.

Производимые комплексы плазменного раскроя металлов рассчитаны на интенсивный режим эксплуатации, за счет чего разделение обрабатываемых материалов выполняется с высокой точностью, а срок работы оборудования увеличивается.

Аппараты плазменной резки металлов с успехом применяются в различных отраслях промышленности. Они помогают обрабатывать не только металлические детали, но и элементы, изготовленные из пластика или натурального камня. Их уникальные возможности и универсальность позволяет применять установки в сфере машиностроения и судостроения, в рекламной и ремонтной областях, в коммунальном хозяйстве. Существенное преимущество комплексов состоит в очень ровном, тонком и точном резе, который зачастую является одним из важнейших требований на производстве.

Какие газы используются для плазменного раскроя листового металла

Рассмотрим подробнее газы, которые используются в процессе плазменного раскроя металлов.

1. Воздушно-плазменная резка.

 

Для образования плазмы эта технология предполагает использование воздуха. Данный способ можно назвать самым дешевым. При помощи воздуха можно выполнять резку практически любых металлов – черной и нержавеющей стали, меди, латуни и пр. Средние показатели качества и скорости раскроя позволяют применять его большинством пользователей этого вида обработки.

2. Плазменный раскрой с применением кислорода.

 

В профессиональных аппаратах плазменного раскроя металла, обеспечивающих более высокое качество и скорость резки, используется кислород. Качество в данном случае выражается в перпендикулярности разреза и минимальном количестве шлака (облоя) на нижней стороне обрабатываемых элементов.

3. Плазменный раскрой металла в защитной газовой среде.

 

Современные профессиональные установки предполагают выполнение резки в защитной газовой среде. Стоимость подобного оборудования составляет от 5 до 12 миллионов рублей. Режущими газами выступают кислород (О2), азот (N2), аргон (Ar) и воздух. Определенные пропорции позволяют использовать их также в качестве защитной среды. Благодаря применению защитных газов качество плазменной обработки толстых металлов (толщиной до 50 мм) можно сравнить с лазерной.

Нюансы плазменного раскроя различных металлов

При помощи плазменной резки можно работать практически с любым видом металлов, однако различные материалы предполагают определенные нюансы, которые должны учитываться в процессе обработки. Остановимся подробнее на наиболее часто используемых металлах.

1. Сталь.

 

В данной статье мы не будем подробно рассматривать марки и составы стали, поскольку основным критерием, имеющим значение для резки, является содержание в ней углерода. Именно он является определяющим параметром, влияющим на качество выполняемого плазменного раскроя металла.

  • Лучше всего для плазменной резки подходит низкоуглеродистая сталь, именно она берется в расчет всеми производителями источников плазмы при создании карт резки и определении табличных значений тока и скорости раскроя для стали разной толщины.
  • Высокоуглеродистую сталь (включая оцинкованную) также можно раскраивать при помощи плазмы, однако получить в этом случае высококачественный рез можно, точно настроив оборудование и экспериментируя с режимами раскроя.
  • Кроме того, возможно выполнять плазменную резку легированных сталей (в том числе нержавеющей). Так как эта разновидность сталей нечасто применяется в промышленных производствах, то и табличные показатели для ее раскроя у производителей отсутствуют. Впрочем, стоит отметить, что разница в показателях с раскроем низкоуглеродистой стали отличается в ту или другую сторону не более, чем на 20 %.

Для резки высоколегированной толстостенной стали больше подходит смесь газов. В этом случае используют азот, аргон, реже водород, что позволяет не повредить структуру металла в зоне обработки.

2. Цветные металлы.

 

Раскрой цветных металлов (алюминия, меди, титана) выполняется с помощью той же смеси газов, в которую входят азот, аргон и водород. Подобный выбор обусловлен высокой стоимостью обрабатываемых материалов. Из-за нестабильного раскроя заготовки могут быть испорчены, что в свою очередь приведет к значительным финансовым потерям. Эти металлы также могут раскраиваться воздухом, но только в том случае, когда речь идет о малых объемах производства и среднем качестве получаемой кромки.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

  • Сварочно-монтажные столы

    Сварочно-монтажные столы

    16мм System – множество применений Сборочно-сварочные столы System16 - функциональность и надежность Компания «ВТ-Металл» разрабатывает и собирает столы для сварки и сборки деталей. Кроме того, мы выпускаем всю необходимую оснастку к ним. Мы предлагаем оборудование, подходящее как для серийного производства, так и для небольшой мастерской, где создаются штучные изделия. При этом наши сварочно-монтажные столы используются и в строительстве, и в металлообработке, и в автомобилестроении – словом, там, где важна надежность результата, скорость и точность работ. Ведь разнообразие сварочной оснастки к столам позволяет создавать любые, даже самые сложные конструкции. А наш гибкий и нестандартный подход в сочетании с опытом в производстве такого оборудования позволяет предлагать лучшие решения на сегодняшний день. Цены на типовые размеры столов Размер столаНаименованиеСтоимость Сварочно-монтажный стол СМС - 500х1000 smsg-10051016 46 500 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 800х1200 smsg-12081016 82 000 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 1000х1000 smsg-10101016 85 000 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 1200х1200 smsg-12121016 119 000 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 1500х1000 smsg-15101016 123 500 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 1500х1500 smsg-15151016 181 250 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 2000х1000 smsg-20101016 162 000 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 2400х1200 smsg-24121016 240 000 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 3000х1500 smsg-30151016 358 500 руб. Набор №1 "Начальный" 18 предметов  n1-0101816 36 936 руб. Набор №2 "Базовый" 49 предметов  n1-0104916 93 062 руб. Набор №3 "Стандартный" 84 предметов  n1-0108416 164 266 руб. Набор №4 "Профессиональный" 117 предметов  n1-0111716 262 266 руб. Если вы не нашли приемлемый для вас размер стола, мы изготовим его на заказ. Производим сварочно-монтажные столы от 1000х500 до 3900х1900. ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ЗАКАЗ ВЫПОЛНИМ ЗА 14 ДНЕЙ Рассчитайте стоимость стола по индивидуальным параметрам Рассчитать стоимость   Характеристики стола System 16: СИСТЕМНОЕ ОТВЕРСТИЕ 16мм ТОЛЩИНА МАТЕРИАЛА от 10мм  до 12мм БОКОВАЯ СТЕНКА - высотой 100 мм - расстояние между отверстиями 50 мм - шаг матричной сетки 50 мм Высота опор  750 мм НАГРУЗКА на 4 опоры = 2.000 кг на 6 опор = 3.000 кг РЕБРА ЖЕСТКОСТИ Множественные ребра внутри стола служат для обеспечения большей стабильности и точности  Универсальность – одно из главных отличий сборочного стола для сварки от «ВТ-Металл». Объединяя различные элементы: плиты, опоры, детали оснастки для сварки – вы можете создать целый комплекс, решающий именно ваши задачи. С помощью 16мм системы возможно производство различных изделий. Причем, перенастройка оборудования для создания новых деталей, как и для внесения изменений в конструкцию уже существующего изделия, делается очень легко и быстро. Множество вариантов использования, благодаря оснастке различных типов, делает это оборудование незаменимым, позволяя организовать полноценное производство с минимумом вложений.
  • Навесные кронштейны

    Навесные кронштейны

    Навесные кронштейны Создание вентилируемых фасадов невозможно без монтажных кронштейнов. Главное назначение этих элементов – воспринимать действующую нагрузку и передавать ее к несущей конструкции строения. Правильно выбранный кронштейн для навесных фасадов обеспечивает надежность и безопасность всей системы. На общую прочность конструкции влияют следующие факторы:   вес облицовочных элементов; отклонение поверхности стены от вертикали; величина вылета; шаг размещения кронштейна в навесном фасаде. Еще одно назначение данных элементов – крепление на стене оборудования и иных тяжелых предметов. Такой кронштейн для навесных агрегатов должен выдерживать тяжесть устройства, обеспечивать удобство обслуживания, поэтому его следует заказывать только у проверенных изготовителей. Наша компания предлагает комплексный набор услуг по изготовлению металлических изделий простых и сложных конструкций. Благодаря новейшим станкам с программным обеспечением, использованию лазерной резки мы имеем возможность быстро изготовить необходимое количество навесных кронштейнов. Вы можете заказать у нас как стандартные конструкции, так и детали, изготовленные по чертежам, разработанным индивидуально. Мы гарантируем достойное качество работы соответственно Вашим требованиям. Чтобы сделать заказ, Вы можете обратиться к нам по телефону +7(495) 960-62-45 или написать по адресу info@vt-metall.ru
  • Фасадные кронштейны

    Фасадные кронштейны

    Фасадные кронштейны Кронштейны на фасаде предназначены для закрепления несущего профиля на внешней стене. Их размеры, материал и конструкция зависят от структуры поверхности и материала облицовки. Кронштейн выполняет основную несущую функцию. Поэтому от того, насколько правильно он выбран, в конечном итоге зависит надежность всей фасадной системы. Изготовление таких элементов является одним из ведущих направлений производственной деятельности компании Vt-metall. Изделия нашли применение в следующих сферах: в строительной индустрии, архитектуре. В качестве кронштейнов для фасадных систем используются изделия из алюминия и оцинкованной стали. Наша компания производит оба вида перечисленных деталей как стандартных размеров, так и по чертежам заказчика. Фасадный кронштейн из оцинкованной стали Фасадные кронштейны с оцинкованной поверхностью используются в стальных системах, где все они являются несущими, независимо от расположения. Таким образом, вес облицовки равномерно распределяется по всей площади. Коэффициент теплового расширения стали сравнительно невелик (9,9 Х 10-6 м/мК против 22,2 Х 10-6 м/мК у алюминия), поэтому все соединения надежно зафиксированы, не имеют термических швов. Наша компания изготавливает оцинкованные кронштейны из металлических листов, после чего на поверхность деталей гальваническим методом наносится антикоррозионный слой цинка. Благодаря такому защитному покрытию детали получают устойчивость к внешним атмосферным воздействиям и коррозии. Мы предлагаем нашим клиентам различные стальные кронштейны для фасадов. Наиболее прочными являются детали с двумя ребрами жесткости, выдерживающие значительные нагрузки на изгиб. Одной из наиболее востребованных конструкций является «Сканрок». Благодаря продуманному строению он при малой толщине (1−2,5 мм, стандарт – 1,2 мм), может использоваться при навешивании тяжелой облицовки (керамогранита, стальных кассет, фиброцемента) в одно- и двухконтурных фасадных системах. Жесткость крепления узлов обеспечивается заклепками и/или саморезами. Фасадный кронштейн из алюминия Такой кронштейн изготавливается из алюминиевых сплавов, обладающих необходимым запасом прочности. Он нашел основное применение в обустройстве вентфасадов с алюминиевой подсистемой. В зависимости от положения в конструкции элемент может быть ветровым или несущим, что влияет на его вид и расположение/форму отверстий для крепежа. Проконсультироваться с нами, чтобы заказать, выбрать или купить фасадные кронштейны, можно по телефону +7 (495) 960-92-45 или электронному адресу info@vt-metall.ru.

 

Получите консультацию нашего специалиста:

Задавайте свои вопросы или закажите предварительный расчет стоимости работ,
чтобы убедиться – у нас доступные цены и оперативное исполнение

Акция