Вопросы, рассмотренные в материале:
- Основные виды плазменной резки металла
- Что нужно для плазменной резки из инструментов и расходников
- Какой компрессор нужен для плазменной резки
- Как выбрать плазморез
- Что нужно для плазменной резки помимо аппарата
Что нужно для плазменной резки? Это зависит не только от типа обрабатываемого металла, но и от выбранной технологии обработки. Для резки чистой плазменной струей понадобится один набор оборудования и расходников, при плазменно-дуговой резке будут необходимы совершенно другие инструменты.
Основной набор может выглядеть так: источник питания, компрессор, плазмотрон. А дальше все зависит от условий работы и факторов, описанных выше. Узнать больше о том, что понадобится для выполнения плазменной резки металла, вы сможете из нашего материала.
Основные виды плазменной резки металла
Важно представлять себе саму технологию такого раскроя металла, чтобы понимать, что нужно для плазменной резки. Начнем с того, что она позволяет работать с листами толщиной в пределах 220 мм.
В контуре электрической дуги между наконечником форсунки и неплавящимся электродом образуется искра, после чего воспламеняется поток поступающего газа. Когда горящий газ ионизируется, он превращается в управляемую плазму. Скорость ее выхода очень высока и составляет 800–1 500 м/с.
Выходное отверстие имеет сужение, которое позволяет повысить скорость потока плазмы и температуру до +20 000 °C. Настолько горячий узконаправленный поток плазмы при точечном воздействии на металл проплавляет его. Что немаловажно, при этом обеспечивается незначительное повышение нагрева области, прилежащей к месту реза.
Между двумя основными способами: плазменно-дуговой технологией и методом раскроя плазменной струей – существует одно серьезное отличие. Первый способ предполагает замыкание поверхности заготовки в проводящий контур. Тогда как при работе со струей плазмы прибегают к стороннему образованию высокотемпературного компонента в рабочей схеме плазмотрона. В таком случае лист металла не является составляющей проводящего контура.
- Резка плазменной струей.
Этот метод позволяет раскраивать материалы, которые не способны проводить электрический ток.
Горение дуги осуществляется между формирующим наконечником плазмотрона и электродом, тогда как разрезаемая при помощи струи плазмы заготовка не включается в электрическую цепь.
- Плазменно-дуговая резка.
При работе с токопроводящими материалами используют именно эту технологию. Суть состоит в том, что дуга горит между разрезаемой заготовкой и электродом, ее столб совмещен с потоком плазмы. Последняя формируется при нагреве, ионизации подаваемого газа. Он продувается через сопло, обжимает дугу, придает ей проникающие свойства, обеспечивая образование плазмы.
Благодаря сильному нагреву газа достигается высочайшая скорость его движения, повышается степень воздействия на заготовку. Газ не только выполняет основную функцию, обеспечивая раскрой, но и выдувает из зоны обработки частицы металла. Активизация процесса происходит за счет дуги постоянного тока прямой полярности.
К плазменно-дуговой резке прибегают во время:
- изготовления деталей с прямолинейных и фигурных форм;
- прорезания отверстий или проемов;
- производства заготовок, которые в дальнейшем должны пройти сварку, штамповку, механическую обработку;
- обработки кромок поковок;
- резки труб, полос, прутков и профилей;
- обработки литья.
Принято выделять три вида плазменной резки в зависимости от используемой в процессе работы среды. Это:
- Простая с использованием воздуха/азота в сочетании с электрическим током.
- С защитным газом, причем газ может быть плазмообразующий и защитный. Второй призван ограждать обрабатываемую область от внешнего воздействия, за счет чего удается значительно повысить качество реза.
- С водой, где жидкость играет ту же роль, что и защитный газ в описанном выше подходе. Но у нее есть дополнительные функции: она способствует снижению температуры элементов системы, вбирает в себя выделяющиеся в процессе работы вредные вещества.
Рекомендовано к прочтению
За счет использования плазменной резки, базирующейся на перечисленных выше принципах, удается добиться высокой производительности оборудования и полной пожарной безопасности. Последнее связано с тем, что применяемые при работе с данной технологией материалы не являются огнеопасными.
Что нужно для плазменной резки: инструмент и расходники
Что нужно для плазменной резки в первую очередь? Плазморез. То есть аппарат для раскроя материалов при помощи плазмы. Он формирует поток ионизированного воздуха высокой температуры, способного разрезать заготовку.
В основе технологии лежит свойство воздуха проводить электрический ток при его доведении до состояния ионизации. Плазморез создает в плазмотроне плазму (или ионизированный, разогретый до высокой температуры воздух) и сварочную дугу – вместе они позволяют раскраивать металлы.
В качестве источника электропитания может использоваться:
- Трансформатор.
Устройство особенно ценится специалистами, так как практически не реагирует на перепады напряжения в электросети, что нужно для качественной плазменной резки. Кроме того, с его помощью можно раскраивать даже толстые листы. Но нужно помнить о большом весе устройства и низком КПД.
- Инвертор.
У данного аппарата есть только один минус – он не справляется с заготовками большой толщины. Но эта особенность с лихвой перекрывается такими преимуществами:
- обеспечивает стабильное горение дуги;
- имеет на 30 % более высокий КПД, чем трансформатор;
- дешевле, экономичнее, отличается меньшим весом по сравнению с трансформатором;
- удобен во время работы в труднодоступных местах.
- Плазмотрон.
Он представляет собой плазменный резак для раскроя заготовок и основной узел плазмореза.
В конструкцию данного устройства входят:
- электрод;
- сопло;
- охладитель;
- колпачок.
- Компрессор.
Он обеспечивает тангенциальную или вихревую подачу сжатого воздуха, за счет чего катодное пятно плазменной дуги в процессе работы не смещается от центра электрода.
Если устройство не позволяет добиться подобного эффекта, можно ждать таких последствий:
- нестабильное горение плазменной дуги;
- параллельное формирование сразу двух дуг;
- поломка аппарата.
Кратко опишем принцип работы компрессора. С его помощью образуется поток ионизированного воздуха высокой температуры, причем электропроводность воздуха совпадает с электропроводностью обрабатываемой заготовки. Иными словами, воздух теряет изоляционные свойства, превращаясь в проводник электрического тока. Создается электрическая дуга, которая разогревает заготовку в месте запланированного реза, в результате чего металл плавится, происходит его раскрой. В процессе работы температура плазмы находится в пределах +25 000…+30 000 °С. На заготовке образуются капли расплавленного металла – их уносит из зоны реза потоком воздуха, поступающего из сопла.
Какой компрессор нужен для плазменной резки
При покупке компрессора для плазменной резки важно представлять себе список актуальных минимальных требований. В этом случае вы сможете не беспокоиться о корректности работе выбранного устройства.
Любой компрессор характеризуется двумя качественными показателями – производительностью и давлением. Минимальный уровень производительности компрессора для плазменной резки составляет 400 л/мин, тогда как для давления этот показатель находится на уровне от 4 бар.
Большинство компрессоров продаются с «преднастроенным» изготовителями давлением на уровне 8 или 10 бар. То есть данный показатель можно при необходимости понизить. Тогда как при оценке производительности компрессора существуют свои тонкости. Также не стоит забывать еще об одном минимальном требовании – наличии ресивера, рассчитанного не менее чем на 50 л.
Чтобы не ошибиться при выборе модели компрессора, рекомендуется изучить паспорт, прилагающийся к выбранному вами плазморезу. В нем прописывается необходимая для данной модели производительность компрессора. Также стоит отталкиваться от таких характеристик, как:
- Характер проводимых работ.
Если вы не используете плазменную резку в профессиональных целях, высока вероятность, что у вас любительский плазморез. А значит, нет необходимости в покупке дорогого компрессора. Вам будет достаточно и «поршневого китайца» для успешного выполнения кратковременных работ в течение нескольких лет.
Но в этом случае необходимо прибавлять примерно 50 % к указанной в документах производительности компрессора, поскольку обычно она не соответствует действительности. Нужно понимать, что существует разница в пределах 30 % по производительности на входе и на выходе сжатого воздуха. Также среди изготовителей считается нормальным завышать технические показатели в документации, чтобы опередить других представителей рынка.
При покупке профессионального плазмореза необходим промышленный компрессор. В противном случае работа устройства будет оставлять желать лучшего и вам придется обзавестись новым компрессором.
- Режим работы.
Если предполагается, что в процессе резки аппарат будет время от времени включаться и выключаться в течение одной рабочей смены, лучше остановить выбор на поршневом компрессоре. Он действует в повторно-кратковременном режиме, то есть нагнетает сжатый воздух в ресивер через определенные интервалы: если уровень давления в ресивере снижается до минимального, компрессор снова его повышает.
Для крупного производства, работа на котором предполагает практически непрерывный раскрой металла, больше подойдет винтовой компрессор. Дело в том, что такая модель может использоваться круглые сутки.
- Бюджет.
Может показаться, что выбор компрессора зависит от выделенной на эту цель суммы. Но, помимо самого устройства, придется приобрести хотя бы минимальную систему воздухоподготовки. Она позволит очищать воздух, в том числе удаляя из него избыток влаги, который вызывает износ сопла и катода горелки.
Роль устройства минимальной воздухоподготовки может играть комплект фильтров для удаления влаги. Если есть такая возможность, стоит задуматься о покупке безмасляного компрессора, так как он сможет обеспечить более качественный сжатый воздух. Отметим, что в продаже есть безмасляные модели спирального и поршневого промышленного типа.
- Тип компрессора.
Поршневые и винтовые аппараты могут быть масляными и безмасляными. Грамотный выбор в данном случае является гарантией поступления качественного сжатого воздуха в устройство для плазменной резки. Здесь работает одно правило: чем выше качество воздуха, тем лучше функционирует плазморез и тем дешевле вам обойдется воздухоподготовка. Немаловажное достоинство безмасляного компрессора – относительно низкий уровень шума. А это может стать решающим фактором при выборе, если оператор вынужден весь рабочий день проводить около аппарата для плазменной резки.
Как выбрать плазморез
Перед покупкой данного устройства оцените такие его характеристики:
- Универсальность. Некоторые аппараты подходят как для раскроя металла, так и для сварки штучным электродом, аргонодуговой сварки. Однако нужно понимать, что многофункциональность часто негативно отражается на качестве операций и уровне производительности. Универсальные устройства для плазменной резки редко справляются с материалом, толщина которого превышает 11 мм.
- Сила тока. При большей силе тока сильнее нагревается дуга, а значит, на резку уходит меньше времени. Кроме того, можно раскраивать детали большей толщины. Поэтому перед покупкой важно понимать, что вы собираетесь делать при помощи данного устройства, с какими деталями работать.
Для обработки стали не толще 20 мм подойдет аппарат с силой тока 20 А. Для более толстых листов нужна большая мощность – в пределах 40–60 А. У используемых в промышленности устройств данный параметр составляет 200 А и выше.
- Тип электросети. Бытовые аппараты работают даже от сети 220 В, но нужно быть готовым к тому, что сила тока в них редко превышает 40 А. Промышленным устройствам требуется сеть 380 В.
- Продолжительность включения (ПВ). Данный показатель устанавливается в процентах и фиксирует время, в течение которого плазморез может работать. За основу берется рабочий цикл в 10 минут. То есть если ПВ равен 70 %, значит, устройство после 7 минут работы должно остывать 3 минуты. При показателе 40 % аппарат может работать до 4 минут, а потом ему понадобится 6 минут перерыва. Также можно встретить аппараты с ПВ, равным 100 %, они способны работать без остановки, так как в них используется водяное охлаждение.
- Компрессор. Данный элемент системы может быть встроенным или отдельно подключаемым. Для использования в быту более удобны аппараты со встроенным компрессором. Однако у них есть недостаток – низкая мощность. Для профессиональной работы придется обзавестись отдельным компрессором. Его задача состоит в том, чтобы обеспечивать плазмотрон постоянным давлением сухого воздуха. Не допускаются пульсации, а уровень давления должен быть подобран под требования устройства.
- Удобство. За это свойство отвечает достаточная длина кабель-шлангового пакета. Если устройство будет использоваться только в домашних условиях, для упрощения работы лучше выбрать модель небольших размеров.
Читайте также: Гибка алюминиевой трубы
Что нужно для плазменной резки помимо аппарата
- Сопла.
Это расходники, которые изнашиваются через каждые 400–500 резов и требуют замены. Сопло формирует поток плазмы, при этом характеристики последнего зависят от формы и размера такой насадки. В продаже есть сопла из разных материалов, наиболее предпочтительны медные варианты, так как данный металл хорошо отводит тепло. Увеличить рабочий ресурс можно, выбирая изделия с вольфрамовой вставкой.
Газ проходит через расположенное в середине насадки отверстие, диаметр последнего составляет 1-2 мм. Конкретные размеры зависят от необходимой ширины реза. Отметим, что любые расходники можно купить поштучно либо в наборе.
- Электроды.
Они отвечают за образование дуги, нагревающей плазмообразующий газ. Один электрод позволяет выполнить не более 800 резов. Для производства электродов используются вольфрам, медь, гафний – эти металлы способны справляться с высокими температурами. Чтобы продлить срок службы данного элемента установки, его могут легировать.
- Вспомогательные приспособления.
В процессе раскроя металла могут понадобиться защитные колпаки, направляющие, диффузоры, пр.
Осуществлять круговую и фигурную резку позволяют специальные магнитные направляющие и наборы оснастки.
Надеемся, что мы предоставили достаточно информации о том, что нужно для плазменной резки, и вы будете пользоваться этими знаниями на практике. Как работать с конкретным плазморезом, можно узнать из инструкции к нему. Если соблюдать все правила, вы быстро приноровитесь к такой работе и будете легко выполнять несложные операции, такие как нарезка профиля, металлических листов. Или даже перейдете к более сложным процессам, например, вырезанию отверстий и различных фигур в заготовках.
