Точность плазменной резки: выбор технологии и стандарты качества
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 2.75 (2 Голоса(ов))

Точность плазменной резки

Точность плазменной резки

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Какова технология плазменной резки
  • Чем нормируется точность плазменной резки
  • Что выбрать для определения точности плазменной резки

Оборудование для плазменной резки металла сегодня повсеместно применяется во многих отраслях хозяйства. Подобные технологии используются на крупных заводах, на мелкосерийном производстве и в небольших частных мастерских, а иногда и в быту. Струя плазмы быстро и точно раскраивает металл любой толщины. Оборудование для такой резки достаточно недорого и освоить его не так уж сложно. Из этой статьи вы узнаете, что такое точность плазменной резки металла.

 

Технология плазменной резки

Суть такой резки – воздействие на металл струей плазмы, которая образуется в процессе ионизации и нагрева газа до +10 000 °С и выше. Такой газ в своем составе содержит как заряженные, так и нейтральные частицы, но при этом он квазинейтральный. Свободные радикалы в нем делают плазму проводником электрического тока.

Изучение электропроводности высокоскоростных потоков газов в условиях высокой температуры послужило толчком для разработки и создания плазменных аппаратов для резки металла.

Существуют два метода воздействия на металл:

  • рез прямого действия;
  • косвенный рез.

При использовании первого способа электрическая дуга зажигается между катодным узлом внутри резака и металлическим изделием, выступающим в роли анода. Катод находится внутри корпуса с соплом. Струя газа под давлением проходит мимо электрода, нагревается до высоких температур и становится ионизированной. Большая скорость потока газа получается при выходе из сопла. Возникшая электрическая дуга расплавляет металлическое изделие. Нагретый газ выходит из зоны нагрева.

Технология плазменной резки

Вторым способом раскраивают не только металл, но и материалы с низкой электропроводностью и диэлектрики. При косвенном резе источник электроискры размещается внутри резака, и на обрабатываемую поверхность воздействует исключительно струя плазмы. Стоимость оборудования с косвенной резкой выше, чем у аппаратов прямой плазменно-дуговой резки.

Общее техническое название резаков обоих типов – плазматрон, то есть генератор плазмы.

Технология плазменной резки имеет ряд преимуществ перед другими способами раскроя и обработки металла:

  • качественная резка изделий из металла, после которой не требуется шлифовки места разреза;
  • малые толщины до 50 мм режутся в 25 раз быстрее, чем посредством газопламенной резки;
  • плазморезы годятся для художественных работ и сложной фигурной резки;
  • обрабатываются не только металлы, но и прочие материалы;
  • деталь греют локально в месте разреза, за счет чего избегают тепловых и механических деформаций;
  • простота в использовании – не нужны баллоны газа под давлением, взрывоопасные и горючие вещества.

Оборудование для резки металла плазмой бывает промышленное и бытовое. На большом производстве для быстрой резки металла пользуются как ручными аппаратами, так и специальными стационарными автоматизированными плазменными станками с ЧПУ. Для бытовых целей используют небольшие переносные аппараты, питающиеся от электрической сети 220 или 380 V.

В аппаратах для бытового использования источником плазмы является сварочный генератор (инвертор) или трансформатор. Оборудование с инвертором меньшего размера и более удобно в использовании. Устройства с трансформатором отличаются высокой надежностью и долговечностью. Рабочее тело – подготовленный атмосферный воздух. Ручной аппарат обладает мощностью для распила металла толщиной не более 15–20 мм. У некоторых моделей есть функция бесконтактного зажигания дуги. В комплекте также плазмотрон и устройство подготовки воздуха.

Точность плазменной резки

На рисунке ниже дан графический пример для отображения понятия о точности плазменной резки металла. Пунктирная линия показывает край изделия согласно чертежу, который нужно получить после резки. Сплошная линия – кромка детали, которая получена фактически после обработки плазморезом.

Отчетливо видны отклонения от изначальных параметров и контура:

  • АЛ, Дв, ДС, AD – отклонения габаритов от изначальных номиналов;
  • Д/’лД/д, fc, А/0 – отклонения от изначальной формы краев.

В этом конкретном случае – это отклонение от прямолинейности, так называемая непрямолинейность. Таким образом, в это отклонение АЛ от номинала А входит изменение размера из-за перекоса кромки D.

Точность плазменной резки

Помимо указанных отклонений, присутствуют:

  • искажения от изначального взаимного расположения кромок из-за перекоса этих кромок относительно других или базовой;
  • отклонения всей поверхности изделия от плоскости;
  • неперпендикулярность плоскости разреза к поверхности изделия;
  • неплоская поверхности разреза;
  • отклонения от изначальных номинальных размеров и формы фасок под сварку;
  • отклонения от изначальных номинальных размеров и формы вырезов.

Приемлемый размер отклонений в точности регламентируется ГОСТом 14792–80 «Детали и заготовки, вырезаемые кислородной и плазменно-дуговой резкой. Точность, качество поверхности реза». Указанный норматив касается изделий, которые обрабатывают механизированной кислородной и плазменной резкой.

Изделия, согласно этому ГОСТу, выполнены:

  1. Из листовой стали следующих типов: низколегированной, низкоуглеродистой, высоколегированной, коррозионно-стойкой, жаростойкой и жаропрочной.
  2. Из листового алюминия и его сплавов.

Допустимы толщины в пределах от 5 до 100 мм при кислородной резке и от 5 до 60 мм при плазменной. ГОСТ допускает три класса точности для изделий одинаковых размеров.

Согласно исследованиям, использование портальных станков с цифровым программным управлением позволяет добиться первого и второго классов точности реза плазменной резки, если обеспечивается точность работы машин согласно их заводским установкам.

Второй и третий класс точности плазменной резки достигается станками с фотоэлектронным управлением, если согласно установочным чертежам требуется точность не менее ± 1,0 мм.

Переносные и ручные агрегаты для раскроя изделий обеспечивают третий класс точности выполняемых резов.

В нижеприведенной таблице указаны нормы допустимых отклонений в точности от номинальных значений при резке согласно ГОСТу 14792–80. Допустимые отклонения учитываются как половина допуска на размер.

Класс точности

Способ резки

Толщина листа, мм

Предельное отклонение при номинальных размерах детали или заготовки, мм

До 500

500–1500

1500–2500

2500–5000

1

Плазменная и кислородная

5–60

+/-1

+/-1,5

+/-2

+/-2,5

2

Плазменная и кислородная

5–60

+/-2-2.5

+/-2,5–3

+/-3–3,5

+/-3,5–4

3

Плазменная и кислородная

5–60

+/-3,5–4

+/-3,5–4

+/-4–4,5

+/-4,5–5

В следующей таблице приведены нормы допускаемых отклонений на неперпендикулярность краев в зависимости от толщины металла, который режут плазмой. Чтобы добиться допусков, указанных в таблице, следует работать согласно технологическим заводским установкам и в отработанных режимах:

Класс точности

Способ резки

Нормы при толщине разрезаемого металла, мм

5–12

13–30

31–60

61–100

1

Плазменная

0,4

0,5

0,7

-

2

Плазменная

1

1,2

1,6

-

3

Плазменная

2,3

3

4

-

В третьей таблице даны допустимые нормы для шероховатости поверхности реза. Допустимы некоторые неровности, не укладывающиеся в указанные нормы шероховатости:

Класс точности

Способ резки

Нормы при толщине разрезаемого металла, мм

5–12

13–30

31–60

61–100

1

Плазменная

0,05

0,07

0,07

-

2

Плазменная

0,1

0,2

0,32

-

3

Плазменная

0,2

0,32

0,63

-

В последней таблице указаны нормы на ширину зоны термического влияния. Нормативы установлены для разреза плазмой сплавов алюминия. Они увеличиваются в два раза, если работают с углеродистой сталью, и уменьшаются в два раза, если речь идет об аустенитной стали:

Класс точности

Нормы для алюминиевых сплавов, при толщине в мм

5–12

13–30

31–60

1

0,1

0,2

0,4

2

0,4

0,8

1,6

3

0,8

1,6

3,2

ГОСТ или ISO для норм точности плазменной резки

Последние 10 лет на предприятиях российской промышленности широко используют технологию плазменной резки для заготовки материалов. В настоящее время лучшим считается оборудование для промышленной резки импортного производства, именно оно обеспечивает требуемую точность плазменной резки. Лидеры в этой области – компании из США Hypertherm и Victor, а также германская фирма Kjellberg. Однако производителями иностранного оборудования качество выполнения плазменной резки оценивается по ISO 9013:2002, а не по ГОСТ 14792-80.

Российский ГОСТ выпущен в 1980 году, а международный ISO – в 2002 году. Более поздний документ учитывает специфику современного оборудования и технологий, в отличие от более раннего ГОСТа. Каким же стандартом руководствоваться в своей работе конкретному российскому предприятию, решает не государство, как это было раньше, а руководство или отраслевые регламенты.

ГОСТ 14792–80 вводит следующие основные параметры:

  1. Точность разрезаемых деталей и заготовок.
  2. Критерии качества поверхности реза.
  3. Отклонение плоскости реза от перпендикулярности.
  4. Шероховатость плоскости реза.
  5. Зона термического воздействия.

В ISO 9013:2002 приведено подробное описание процесса термической резки и методов замера для разных типов реза и толщин.

Лазерная резка по ГОСТ

a

Толщина реза

Rz5

Средняя высота профиля

Aa

Уменьшение толщины

t

Толщина обрабатываемой детали

Допуск на машинную обработку

t0

Допуск на прямолинейность

c

Глубина канавки

tp

Допуск на параллелизм

I

Наклон линии сопротивления резанию

%

Допуск на перпендикулярность

G0

Верхнее предельное отклонение

и

Допуск на перпендикулярность или угловатость

Gu

Нижнее предельное отклонение

Zt

Высота элемента профиля

In

Оценочная длина

ß

Угол скоса среза

Ir

Одиночная длина выборки

<J

Угол (установочный) насадки

r

Плавление верхнего края

 

 

В ISO 9013:2002 шире перечень критериев для определения точности и качества заготовок и их взаимного влияния друг на друга.

В международном стандарте ISO более критично и детально оценивается точность геометрии, а значит, и качество реза. Также в этом документе описана достаточно гибкая методика расчета и определения мест замеров. В отличие от ГОСТа, где перпендикулярность реза оценивается по трем критериям, в ISO присутствует таблица с пятью классами точности, и по каждому из них можно определить конечное значение по вполне конкретной толщине исходного материала.

На рисунке представлен вариант оценки германской компанией Kjellberg качества и точности реза при использовании разных технологий.

Оценка качества и точности реза

Здесь вполне наглядно можно сопоставить необходимое качество изделий с технологическими особенностями оборудования, чего не позволит сделать ГОСТ 14792-80.

И все-таки, чем же лучше руководствоваться: отечественным ГОСТом или международным ISO? Очевидно, что последний – более современный стандарт системы менеджмента качества, но нет смысла руководствоваться только им. Также очевидно, что отдельно взятое российское предприятие не сможет единолично обеспечить качество согласно ISO по всей цепочке до конечного потребителя, если прочие компании отрасли руководствуются другими стандартами и критериями качества продукции и услуг. Если на производстве используется отечественное оборудование, то работа согласно ГОСТов вполне оправдана.

Однако если предприятие ориентировано на экспорт или руководство компании ставит амбициозные задачи по организации бизнеса согласно международным стандартам, которые прописывают требования к точности плазменной резки, то руководством к действию послужат стандарты ISO.

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.

  • Изготовление балок из металла: разбираемся в маркировке, производстве и дефектах

    Изготовление балок из металла: разбираемся в маркировке, производстве и дефектах

    Изготовление балок из металла возможно как в крупных промышленных масштабах, так и по индивидуальным проектам. Несмотря на то, что изделия имеют определенную классификацию, в бытовом общении под таким элементом имеют в виду двутавровую балку. В любом случае задачи и функции у этого элемента одни – обеспечить необходимую прочность конструкции. В зависимости от условий эксплуатации металлические балки имеют специальную маркировку. В нашей статье мы расскажем, как и на чем изготавливают эти конструкционные элементы, какие бывают дефекты, а также опишем преимущества и недостатки балок.
  • Виды токарной обработки: обзор технологии и методов

    Виды токарной обработки: обзор технологии и методов

    Различные виды токарной обработки являются наиболее востребованными методами для придания металлическим заготовкам требуемых параметров. Тип оборудования играет важную роль, так как от него зависит возможность выполнения тех или иных операций. Не менее значимым является и тип резцов, которыми обрабатывается деталь. Качественную токарную обработку отличает полное соответствие изделия чертежу, однако в ходе работ нередко появляется брак. В нашей статье мы расскажем, какие существуют виды токарной обработки, какие для этого требуются оборудование и инструменты, а также разберем причины появления некачественной продукции.
  • Фрикционные диски для станков: применение, виды, причины износа

    Фрикционные диски для станков: применение, виды, причины износа

    Фрикционные диски для станков являются ключевым элементом муфты и служат для плавной передачи усилия от двигателя к движущимся частям агрегата. Эти устройства различаются по форме, диаметру, материалам изготовления накладок. Немаловажную роль играет их количество в муфте. Из нашего материала вы узнаете, какие виды фрикционных дисков используются в станках, как их количество влияет на плавность хода оборудования, а также причины их преждевременного износа.
  • Скорость лазерной резки: выбор оптимального оборудования

    Скорость лазерной резки: выбор оптимального оборудования

    Скорость лазерной резки – один из основных параметров, определяющих качество и себестоимость обработки металлических заготовок. Насколько быстро будет осуществляться рез, зависит от мощности установленного оборудования, типа и толщины металла. Из нашего материала вы узнаете, как выбрать оптимальный режим реза, обеспечивающий высокое качество при максимальной окупаемости металлообработки. Для вашего удобства в статье мы разместили сводные таблицы, которые помогут подобрать мощность лазерной установки в зависимости от толщины металла.
  • Лотки из нержавеющей стали: ключевые характеристики и главные функции

    Лотки из нержавеющей стали: ключевые характеристики и главные функции

    Лотки из нержавеющей стали бывают разных видов, но чаще всего речь идет о тех, которые служат для организации систем водоотведения. Причем эти конструкции подходят как для наружного, так и внутреннего применения. Под последним имеются в виду различные технические и бытовые помещения. Именно этот тип лотков позволяет организовать отведение воды даже в таких условиях, где критически важно поддержание высокого уровня санитарно-гигиенических норм. В нашей статье мы расскажем про функции таких лотков, поговорим об их разновидностях и особенностях выбора и монтажа.
  • Качество лазерной резки: определение оптимальных параметров

    Качество лазерной резки: определение оптимальных параметров

    Высокое качество лазерной резки является одним из основных параметров, определяющих выбор данного типа оборудования для обработки металлических изделий. Лазер позволяет совмещать высокую скорость работы с качественными характеристиками обработки детали: ровность края и углов реза, точность. Качество реза определяется рядом параметров: толщиной обрабатываемой заготовки, мощностью излучателя, типом металла. Из нашего материала вы узнаете, как эти факторы влияют на результат работы и что можно сделать, чтобы повысить качество изготовления деталей с помощью лазерной установки.
  • Сварные соединения металлоконструкций: виды и контроль качества

    Сварные соединения металлоконструкций: виды и контроль качества

    Сварные соединения металлоконструкций должны отвечать строгим нормам качества, чтобы итоговое изделие было прочным и надежным. В зависимости от назначения и материала конструкции используются различные соединения, к каждому из которых предъявляются свои требования. Не менее важны способы контроля качества сварных швов. Только после необходимых процедур и заполнения документации изделие можно эксплуатировать. В нашей статье мы расскажем, какие бывают сварные соединения и как проверить их на прочность и соответствие нормам и требованиям.
  • Оптимальное размещение стеллажей на складе: несколько полезных советов

    Оптимальное размещение стеллажей на складе: несколько полезных советов

    Организовать оптимальное размещение стеллажей на складе – задача не из простых, и в большинстве случаев с ней могут справиться только профессионалы. Слишком многое тут приходится учитывать: и параметры помещения, и особенности складируемой продукции, и многочисленные требования безопасности. С другой стороны, правильное расположение стеллажей позволяет без проблем находить нужный товар, быстро выполнять погрузочно-разгрузочные работы, оптимизировать работу сотрудников. А чем меньше трудозатраты персонала, тем выгоднее для бизнеса. Этот закон еще никто не отменял.
  • Популярные материалы для изготовления ворот: преимущества и недостатки

    Популярные материалы для изготовления ворот: преимущества и недостатки

    Материалы для изготовления ворот напрямую влияют на долговечность всей конструкции. Сегодня каждый владелец дачи, частного дома или личного гаража не только озадачен вопросом сохранности имущества, но и мечтает установить максимально прочные ворота, чтобы они служили долго. В зависимости от выбранного материала существуют особые тонкости изготовления ворот и их монтажа. Кроме того, сырье для их производства наделяет конструкцию своими преимуществами и недостатками. На чем же остановить свой выбор? Наша статья поможет вам определиться.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Акция