Плазменный раскрой металла: сфера применения и описание технологии
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса(ов))

Плазменный раскрой металла

 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 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.

 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.

 Прямая плазменно-дуговая резка

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.

 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

 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.

 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.

 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.

 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.

 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.

 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.

  • Элементы сварного забора: от фундамента до секций

    Элементы сварного забора: от фундамента до секций

    Элементы сварного забора каждый выбирает исходя из таких критериев, как цена, материал, скорость возведения, дизайн и т. д. В этом вопросе лучше обойтись без спешки, ведь забор – сооружение долговременное, и важно, чтобы при взгляде на него владелец испытывал положительные эмоции. Современные технологии позволяют создать эстетичное, надежное и практичное ограждение как небольшого дачного домика, так и крупного промышленного объекта. По какому принципу можно выбрать элементы сварного забора, на что обратить внимание при покупке и монтаже, читайте в нашем материале.
  • Сварные гаражные ворота: преимущества и недостатки

    Сварные гаражные ворота: преимущества и недостатки

    Сварные гаражные ворота сегодня пользуются особой популярностью, несмотря на то, что на рынке есть масса готовых вариантов. Многие люди стремятся сэкономить, поэтому задаются вопросом о том, как сварить хорошие ворота самостоятельно. Если правильно выбрать материал, не пренебрегать проектировкой и ответственно подойти к процессу сварки, можно самостоятельно изготовить качественную конструкцию. Однако сделать всю работу самостоятельно будет достаточно трудно, поэтому желательно попросить помощи у друга.
  • Сварной профильный забор: преимущества конструкции

    Сварной профильный забор: преимущества конструкции

    Установка сварного профильного забора – часто наилучшее решение, особенно для собственников загородных домов. Он прочен, надежен и весьма практичен, а главное – не слишком дорог, что для многих является определяющим фактором. Однако правильно выбрать конструкцию не так-то просто. Для этого как минимум нужно знать, что она собой представляет, чтобы изготовить ее собственными руками или сделать заказ у профессионалов. Иначе можно переплатить или получить вовсе не то, что хотелось.
  • Правильная сварка труб: пошаговый алгоритм и техника безопасности

    Правильная сварка труб: пошаговый алгоритм и техника безопасности

    Правильная сварка труб – это настоящее искусство, которое позволяет создать долговечный водопровод. Зачастую в домашнем хозяйстве применяются недорогие и легкие пластиковые трубы или удобные в монтаже профиля. Однако эти варианты не всегда целесообразны. Чтобы водопровод служил долго, важно правильно организовать весь процесс работы: начиная от выбора электрода и заканчивая технологией сварки.
  • Недостатки газовой сварки: фактические и условные

    Недостатки газовой сварки: фактические и условные

    Недостатки газовой сварки весьма условны, хотя, несомненно, они есть. Это ограничение по толщине свариваемых деталей, большая зона нагрева, громоздкость и опасность применяемого оборудования. Но некоторые виды работ с металлом подразумевают применение именно газовой сварки, и от этого никуда не деться. Там, где она действительно необходима, преимущества перевешивают любые недостатки. К тому же, есть способы нивелировать минусы и улучшить качество сварного шва. Подробнее о газовой сварке в нашем материале.
  • Сварка с подогревом металла: особенности процесса

    Сварка с подогревом металла: особенности процесса

    Сварка с подогревом металла имеет свои преимущества. Среди специалистов нагрев шва в околошовной зоне называется просто – предварительный нагрев. Чаще всего такой подход имеет место при изготовлении печей, резистивных нагревательных элементов, горелок и высокочастотных нагревательных элементов. Благодаря такому нагреву можно избежать появления холодных трещин на металле. Кроме того, он препятствует чрезмерному повышению твердости. Для изготовления действительно качественного изделия необходимо знать особенности такого типа сварки. Подробнее об этом поговорим ниже.
  • Сварка емкостей из металла: основные способы

    Сварка емкостей из металла: основные способы

    Сварка емкостей из металла сегодня крайне востребована. Такие конструкции используются для хранения и перевозки воды и технических жидкостей, нефти и сжиженного газа, разнообразных сыпучих веществ. Изделия могут отличаться по объему и массе, диаметру и высоте. Однако в связи с тем, что некоторые емкости предназначены для хранения опасных веществ, технология изготовления – в том числе и сварка – подобных конструкций должна соответствовать определенным требованиям. И все заказчики, а тем более производители обязаны это хорошо понимать.
  • Конструкционная сталь: особенности, классификация, сферы применения

    Конструкционная сталь: особенности, классификация, сферы применения

    Конструкционная сталь пользуется сегодня огромным спросом. Она незаменима при изготовлении промышленных механизмов и возведении строительных конструкций, так как обладает высокой прочностью, пластичностью и сопротивляемостью к разрушению. Используется данный материал и в других сферах человеческой деятельности. К примеру, из него производят детали для разного рода станков, горячекатаный рядовой прокат, пружины, рессоры, мелкие крепежные элементы и много чего еще. Однако при выборе конструкционной стали следует иметь в виду, что она бывает разных видов, у каждого из которых свои физические и химические характеристики.
  • Сварка без подогрева: типы и особенности технологий

    Сварка без подогрева: типы и особенности технологий

    Сварка без подогрева иначе называется холодной. Чаще всего такую технологию применяют для соединения мелких деталей (кронштейнов, рычагов и т. д.). Важно знать о том, что мощность горелки и пламени должна обеспечивать медленное охлаждение в интервале перлитных превращений. В процессе холодной сварки пламя горелки разогревает основной металл в области дефекта и прилегающих к нему зон. На самом деле сам процесс такой технологии практически ничем не отличается от сварки с подогревом металла. Однако тут есть свои нюансы, о которых необходимо знать любому начинающему сварщику.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Акция