Принцип работы плазменной резки: почему плазма вытесняет традиционную сварку
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса(ов))

Принцип работы плазменной резки

Принцип работы плазменной резки

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Что такое плазма и как с ее помощью режут металл
  • Как работает аппарат для плазменной резки металла
  • Какие преимущества у плазменной резки
  • Каков принцип работы оборудования для плазменной реpки металлов

Современные технологии не стоят на месте. За последнее время было разработано много новых методов работы с металлом, позволяющих добиться великолепных результатов. Одним из уникальных способов его обработки является резка с помощью плазмы. Принцип работы плазменной резки опирается на особенности воздействия плазменной дуги. Об особенностях работы с плазмой и специфике оборудования для этого процесса мы расскажем в нашей статье.

 

Принцип работы плазменной резки

Принцип работы плазменной резки

Для того чтобы произвести резку высоколегированной стали, очень часто используют резак на основе плазмы. По сравнению с газовыми резаками зона прогрева минимальна, рез производится очень быстро и металл не деформируется от перегрева. Если сравнивать работу с плазмой и механическую резку металла станком или болгаркой, то плазма выгодно отличается тем, что можно сделать разрез по любому рисунку, создавая уникальные формы с минимальными отходами материала.

Резка высоколегированной стали

Мировое сообщество обозначает плазменную резку аббревиатурой РАС. Плазма – это высокотемпературный ионизированный газ, способный пропускать электрический ток. Чтобы электрическая дуга трансформировалась в плазменную, понадобится специальное устройство – плазмотрон. В нем происходит сжатие электрической дуги с добавлением газа, в результате чего образуется плазма. Мы еще поговорим подробнее о плазмообразующих газах.

Принцип работы плазменной резки опирается на две различные технологии:

  • Плазменно-дуговая методика подразумевает формирование дуги между изделием и сварочным электродом неплавящегося типа. Таким образом происходит совмещение плазменной высокоскоростной струи и столба плазменной дуги. Этот столб, его факел и приэлектродные пятна выдают большое количество энергии, обеспечивающее резку. Данный принцип работы плазменной резки признан самым эффективным, поэтому современные компании отдают предпочтение именно ему.
  • Плазменная струя используется для резки неметаллов. Принцип работы в данном случае исключает из электрической схемы само изделие, а дуга образуется между наконечником плазмотрона и сварочным стержнем. Именно плазмотрон выдает нужный объем плазмы столба, что позволяет произвести обработку неметаллического предмета.

Принципы работы плазменной резки

Что собой представляет плазмотрон? Это устройство для резки плазмой, конструкция которого позволяет создавать сжатую электрическую дугу. С другой стороны дуговая камера оборудована сварочным стержнем.

В соответствии с принципом работы плазмотрона предварительно создается электрическая дуга между наконечником устройства и электродом. Она выходит из сопла плазмотрона и соединяется с факелом, в результате чего образуется рабочий поток. Без создания предварительной дуги невозможно было бы добиться такого результата, поскольку очень сложно сформировать дугу между электродом и обрабатываемым материалом.

Дальнейший принцип работы воздушно-плазменной резки можно описать так: формирующий канал заполняется рабочим потоком, в камеру плазмотрона поступает газ для образования плазмы, он нагревается, ионизируется и увеличивается в объеме. В результате температура дуги повышается до +30 000 °С, а газ из сопла истекает со скоростью 3 км/сек.

Принцип работы воздушно-плазменной резки

Плазморез состоит из следующих элементов:

  • источник питания;
  • воздушный компрессор;
  • плазменный резак или плазмотрон;
  • кабель-шланговый пакет.

Аппарат, осуществляющий резку плазмой, работает на основе источника питания, подающего определенную силу тока на плазмотрон. Существует две разновидности: инвертор и трансформатор.

Легкие инверторы очень экономны по потреблению электроэнергии. Стоят они недорого и предназначены для разрезания заготовок небольшой толщины. Чаще всего их приобретают частные мастерские и небольшие производства. С помощью инверторов можно производить работы в труднодоступных местах. КПД инверторных плазморезов на 30 % выше трансформаторных аналогов, кроме того, сама дуга у них горит лучше.

Трансформаторы имеют больший вес и большую энергозатратность. Зато они менее чувствительны к перепадам напряжения и способны резать заготовки большой толщины.

Плазморез состоит из нескольких частей, основным элементом его является плазменный резак. Помимо этого, у плазмореза имеются:

  • сопло;
  • охладитель/изолятор;
  • канал, необходимый для подачи сжатого воздуха;
  • электрод.

Подача воздуха осуществляется с помощью компрессора. Принцип работы плазменной резки подразумевает использование специальных газов, способствующих образованию плазмы и дающих определенную степень защиты. Устройства для резки заготовок толщиной 50 мм, использующие силу тока до 200 А, работают на сжатом воздухе, с помощью которого происходит процесс охлаждения и создание плазмы.

Источник питания, компрессор и плазмотрон соединяются между собой кабель-шланговым пакетом. Электрическая дуга формируется за счет поступления тока от трансформатора по кабелю, а плазма в плазматроне формируется за счет подачи туда сжатого воздуха по шлангу.

Как работает плазменная резка, вы можете понять, посмотрев видео:

Плазмообразующие газы и их влияние на возможности резки

Плазмообразующие газы и их влияние на возможности резки

Самой главной составляющей процесса резки является плазмообразующая среда. Именно ее особенности предоставляют специалисту широкий спектр возможностей:

  • регулирование показателя поверхностного напряжения, химического состава и вязкости обрабатываемого материала;
  • значительные возможности изменения объема тепловой энергии;
  • регулирование теплового потока в зоне обработки металла и плотности тока в нем путем изменения отношения сечения сопла к току;
  • предотвращение подплывов на нижних краях заготовок;
  • контроль глубины слоя, насыщенного газом, и химических и физических процессов в месте воздействия;
  • создание наилучших условий для удаления из полости реза расплавленного металла.

Помимо этого, принцип работы аппарата плазменной резки металла и его технические параметры определяются составом среды. Влияние может оказываться на следующие параметры:

  • материал катода, способ его крепления в плазмотроне, объем подачи на него охлаждающей жидкости;
  • схему управления агрегатом (она зависит от расхода газа и его состава);
  • конструкцию охлаждающего механизма для сопел устройства;
  • динамические и статические (внешние) характеристики источника питания, его мощность.

Важно не только знать принцип работы плазменной резки, но и грамотно составлять комбинацию газов, формирующих плазмообразующую среду. Помимо этого, учитывают себестоимость операции резки и цену используемых материалов.

Для каждого материала есть свои особенности обработки. Так, коррозионностойкие сплавы, медь и алюминий обычно обрабатывают в азотной среде. И ни в коем случае нельзя эти материалы обрабатывать в кислородной смеси, тогда как низколегированная углеродистая сталь под воздействием кислорода режется лучше.

Преимущества плазменной резки металла

Преимущества плазменной резки металла

Принцип работы плазменной резки на основе высокотемпературной дуги обладает большей эффективностью по сравнению с другими способами обработки металла.

Кислородная резка является прямым конкурентом плазмы. У нее также отмечается высокая эффективность. Резка кислородом позволяет обрабатывать толстые листы низкоуглеродистой стали. Тем не менее, работа с плазмой является более универсальным методом, с большими скоростями получения результата и высоким качеством резки.

5 преимуществ плазменной резки перед кислородной 

1. Более высокое качество резки.

Аппарат для плазменной резки и его принцип работы позволяют разрезать материал так, чтобы окалина была минимальной. Степень нагрева и изгиба материала также наименьшая. В месте реза образуется высокая концентрация энергии, поэтому сам разрез не превышает 2,5 мм на деталь шириной 20 мм.

Отсутствие деформации материала при работе с плазмой способствует тому, что этот способ позволяет даже на тонких листах металла получить высококачественную кромку. Соответственно, можно делать более экономичный раскрой и нет необходимости механически обрабатывать материал перед сварочными работами.

2. Больше деталей за единицу времени.

Работа с плазмой позволяет развивать более высокую скорость по сравнению с другими системами резки. Например, для обработки материала с помощью кислородной системы необходимо сначала нагреть кислородный станок и только потом осуществлять требуемую операцию. Это приводит к достаточно большим временным затратам, особенно при вторичной обработке.

Дополнительным преимуществом станка плазменной резки и его принципа работы является не только высокая скорость обработки заготовок любой толщины и быстрый прожиг, но еще и более совершенная система отключения резака, не требующая временных затрат.

3. Снижение затрат на производство.

Снижение затрат на производство

Резка плазмой является экономически выгодным способом обработки, поскольку количество получаемых заготовок на единицу времени гораздо выше, чем дает та же кислородная резка. Это объясняется еще тем, что не требуются операции по вторичной обработке деталей либо они незначительные.

Кроме этого, экономическую выгоду работы с плазмой обеспечивает значительный срок эксплуатации расходных материалов, высокая производительность оборудования и достойное качество получаемых изделий. Все это минимизирует удельные затраты производственного процесса, а развитие современных технологий способствует снижению таких затрат почти вдвое.

4. Повышенная гибкость.

Принцип работы плазменной резки металла позволяет обрабатывать любые проводники электрического тока. Сюда можно отнести алюминий, нержавейку, низкоуглеродистую сталь, медь и прочие виды металлов. Если говорить о сравнении с кислородной резкой, то при воздействии кислородом можно обрабатывать только низкоуглеродистую сталь, так как возникает химическая реакция железа и кислорода.

Принцип работы с плазмой позволяет подходить к обработке металлов достаточной гибко. Допускается ручная резка, резка на координатном столе, резка по направляющей и даже резка с помощью трубореза. Плазма позволяет размечать, строгать и разрезать ржавый, окрашенный и многослойный металл. Принцип ее воздействия даже позволяет сделать скос на металлической решетке, что практически невозможно выполнить с помощью кислородного способа.

5. Улучшенная безопасность.

Улучшенная безопасность

Принцип работы системы на основе плазмы опирается исключительно на сжатый воздух, что значительно отличает ее от кислородной резки. В кислородной системе используется соединение топливного газа (пропана, ацетилена, пропилена, природного газа) с кислородом. Наиболее популярен ацетилен. Он дает пламя высокой температуры, что значительно уменьшает время прожига. Тем не менее этот газ легко воспламеняется и очень нестабилен под воздействием статического электричества, высокой температуры или повышенного давления. Это говорит об определенном уровне опасности работы на станке, который осуществляет кислородную резку.

Оборудование для плазменной резки металла

Оборудование для плазменной резки металла

Современные промышленные предприятия широко используют оборудование для резки металла на основе плазмы. Технология работы с плазмой позволяет быстро и максимально точно обрабатывать практически любой материал, способный проводить электрический ток.

Помимо этого, существуют аппараты для плазменной резки, которые могут разрезать дерево, пластмассу и даже камень.

Аппараты с ручным управлением чаще всего используют на небольших предприятиях. Они очень компактны и внешне чем-то напоминают сварочные. Тем не менее функциональные возможности их значительно шире.

Специальные станки для резки металла плазмой позволяют автоматизировать производственный процесс и производить обработку любых сложных материалов независимо от толщины заготовки.

Принцип работы станков для резки металла плазмой обеспечивается электронными блоками управления. В результате вся работа максимально автоматизируется, большинство операций выполняются аппаратом без вмешательства оператора. Специалист нужен только для того, чтобы осуществить необходимые настройки в начале работы, а все остальное сделает машина.

Есть определенная классификация установок по способу использования:

  • стационарная портальная установка плазменной резки;
  • стационарная портально-консольная машина;
  • стационарный шарнирный УВПР;
  • мобильные станки плазменной резки, которые устанавливают на обрабатываемое изделие.

По характеру движения и возможностям управления различают установки:

  • линейные;
  • фотокопировальные;
  • магнитно-копировальные;
  • с СПУ.

Стоимость операции плазменной резки определяется в зависимости от толщины листа, объема работы и состава сплава. Принято рассчитывать цену за погонный метр резки.

Советы по плазменной резке металла

9 советов по плазменной резке металла

  1. На нержавеющей стали или алюминии выполняйте разметку линии реза с помощью черного маркера. Размечать металл черного цвета желательно очень тонким мелком, чтобы линия была контрастна по сравнению с темной поверхностью.
  2. Проверьте расположение шланга от горелки. Он не должен попадать на место реза, так как это может привести к его повреждению. Эта ошибка часто возникает у начинающих сварщиков, которые очень волнуются и не успевают за всем проследить.
  3. В первую очередь сварщик обязан надеть защитные очки. Главное – собственная безопасность! При длительной работе можно воспользоваться специальной маской, чтобы защитить от ультрафиолета не только глаза, но и лицо.
  4. При работе на полу обязательно положите лист металла под заготовки и подложки, поскольку брызги могут нанести повреждение покрытию пола.
  5. Сначала убедитесь, что компрессор набрал необходимый уровень давления, а водяные модели разогрели жидкость до нужной температуры, и только после этого приступайте к работе.
  6. Плазмотрон держат строго перпендикулярно обрабатываемой поверхности. Допускается лишь небольшой угол отклонения относительно этого положения.
  7. Обычно начинают рез с края изделия. Если предполагается резка с середины, то предварительно сверлится небольшое отверстие в нужном месте. Это позволит избежать перегрева и впадины на изделии.
  8. Проводя дугой, соблюдайте дистанцию в 4 мм от поверхности.
  9. В конце резки необходимо соблюдать осторожность, чтобы деталь не упала и никто не пострадал.

Почему следует обращаться именно 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 ими 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.

  • Что можно варить аргонной сваркой: особенности технологии

    Что можно варить аргонной сваркой: особенности технологии

    Что можно варить аргонной сваркой? Да практически все! И это радует, ведь соединить детали из различных цветных металлов и сплавов обычными методами иногда не представляется возможным. С другой стороны, технология аргонной сварки достаточно сложна и обладает своей спецификой. Поэтому прежде чем приступать к работе, нужно как можно более тщательно изучить особенности данного способа металлообработки.
  • Сварной забор 3D: преимущества и пошаговая инструкция по установке

    Сварной забор 3D: преимущества и пошаговая инструкция по установке

    Сварной забор 3D – это недорогая утилитарная конструкция, не лишенная эстетических качеств. Подобное решение позволяет выполнить сразу несколько задач: обозначение периметра участка, защита территории от несанкционированного доступа, установка недорогой крепкой и устойчивой к коррозии ограды. При производстве секций забора используется металлический прут из горячекатаной стали. Все элементы проходят процессы оцинкования и окрашивания. Больше о технологии изготовления и монтажа вы узнаете из нашего материала.
  • Сварка тонкостенных труб: выбор технологии

    Сварка тонкостенных труб: выбор технологии

    Сварка тонкостенных труб – один из наиболее востребованных методов. Металлические фермы, теплицы, легкие каркасные конструкции – во всех этих случаях используются профильные трубы. Несмотря на преимущественно бытовое применение изделий, изготовленных таким способом, данный вид сварки нельзя назвать простым. Требуется учитывать множество нюансов для выполнения качественного сварного шва. Что это за тонкости, какими методами осуществляется сварка, читайте в нашем материале.
  • Какая полуавтоматическая сварка лучше – с газом или без?

    Какая полуавтоматическая сварка лучше – с газом или без?

    Какая полуавтоматическая сварка лучше – с использованием газа или без него? Ответить на эти вопросы достаточно сложно. У каждой технологии есть свои достоинства и недостатки, поэтому тот или иной метод лучше использовать в зависимости от конкретной ситуации. Вообще, сварка полуавтоматом, причем любым из способов, на сегодняшний день является одним из самых востребованных видов металлообработки. Но чтобы правильно воспользоваться ее преимуществами, нужно иметь представление о технологических нюансах каждого метода.
  • Вертикальный шов дуговой сваркой: обзор техник и методов

    Вертикальный шов дуговой сваркой: обзор техник и методов

    Вертикальный шов дуговой сваркой является довольно сложным приемом, который частенько ставит в тупик начинающих сварщиков. Главная проблема заключается в том, что расплавленный металл течет вниз, создавая тем самым барьер для продвижения основного шва. Из-за наличия электродных шлаков место соединения получается некачественным, и работа идет насмарку. Однако есть способы этого избежать. Естественно, что без практики нельзя научиться и лучше довериться специалистам. Но если есть желание все сделать самому, то знание правил сварки вертикальных швов значительно упростит процесс. В нашей статье мы подробно разберем, как правильно осуществлять такую процедуру и какие особенности нужно учитывать.
  • Универсальные металлические стеллажи: виды и конструктивные особенности

    Универсальные металлические стеллажи: виды и конструктивные особенности

    Универсальные металлические стеллажи – это лучшее решение в ситуации, когда необходимо быстро обставить торговое, складское или офисное помещение. Как следует из названия, такой тип конструкции подходит для большинства задач, соответствуя как технической, так и эстетической стороне вопроса. Однако несмотря на универсальность, такие металлические стеллажи имеют свои особенности, которые нужно учитывать перед приобретением. Например, не имея задачи хранить тяжелые предметы, нет смысла покупать особо прочные конструкции. В нашей статье мы расскажем о том, какими бывают универсальные стеллажи, из чего они состоят и как правильно их выбирать.
  • Столешница для сварочного стола: выбор конструкции и материала

    Столешница для сварочного стола: выбор конструкции и материала

    Столешница для сварочного стола конструктивно представлена несколькими видами. Все зависит от задач, которые стоят перед сварщиком, рабочего оборудования и финансовой составляющей – бюджета, выделенного на покупку или самостоятельное изготовление стола. Это может быть сплошной перфорированный лист металла, столешница, изготовленная из профильных труб или швеллеров, простая либо поворотная конструкция. Подробнее о выборе материалов, необходимых инструментах и схемах столешниц читайте в нашем материале.
  • Металлические стеллажи для инструмента: критерии выбора

    Металлические стеллажи для инструмента: критерии выбора

    Металлические стеллажи для инструмента – это универсальные системы хранения, которые в основном используются в небольших мастерских и гаражах. Главные их преимущества: прочность конструкции, простота сборки и невысокая стоимость готового изделия. Существуют различные виды металлических стеллажей для инструмента. Отличаются они не только конструктивно, но и способом крепления. Также есть возможность установки различных полок. Больше информации о подобных приспособлениях для инструмента вы найдете в нашем материале.
  • Корпус для радиоаппаратуры: разбираемся в материалах, покрытии, видах

    Корпус для радиоаппаратуры: разбираемся в материалах, покрытии, видах

    Корпус для радиоаппаратуры является важным элементом всего изделия. От его качества зависят надежность и срок службы прибора. Даже несмотря на то, что большая часть корпусов для РЭА изготавливается из прочного металла, все равно без правильного проектирования и оценки условий работы не обойтись. Не менее важно и то, как будет изготовлен корпус. Существует несколько технологий, каждая из которых имеют свои особенности и, что самое главное, стоимость. В нашей статье мы расскажем, какие бывают корпуса для радиоаппаратуры, из чего и как их производят, что нужно сделать, чтобы проектирование этого элемента было правильным.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Акция