Плазменная резка – востребованная, распространенная технология обработки металла, которая используется в разных сферах промышленности. Плазма в отличие от газа обеспечивает более высокое качество конечного результата, работает с разными металлами. Рассмотрим подробнее, в чем особенности технологии, какими она обладает преимуществами и недостатками.
Особенности технологического процесса
Главную роль при разрезании металла играет электрическая дуга, она формируется между соплом и электродом. В ряде случаев функции электрода выполняет сама металлическая заготовка, которую нужно разрезать. Технологический процесс обработки металла состоит из пяти этапов.
- Запуск инвертора или трансформатора и включение подачи высокочастотного тока.
- Образование дежурной дуги. Она отвечает за соединение электрода с соплом. Температура нагрева – до 8 000 градусов.
- Из компрессорной установки в плазморез поступает сжатый воздух. Воздушный поток поставляется в камеру плазмотрона, где уже раскалилась промежуточная дуга.
- Плазменная дуга нагревает воздушный поток, последний многократно увеличивается в объеме и наполняется ионами, вследствие чего обретает способность проводить ток, превращаясь в плазму, которая и будет резать металл.
- В плазморезках устанавливается сопло небольшого диаметра. Плазменный поток из него вылетает с большой скоростью (до 3 м/с).
Плазма оказывает температурное воздействие на заготовку, металл быстро плавится, в его структуре образуется аккуратный, ровный разрез.
Характеристики метода
Технология предполагает применение высокой температуры. Показатели находятся в диапазоне от 5 000 до 30 000 градусов. Точное значение зависит от того, какой металл подлежит обработке. Для цветных металлов достаточно 10 000 градусов, а вот при работе с тугоплавкими сталями приходится разогревать плазменный поток до максимальных показателей. Рассмотрим и другие характеристики технологии.
- Плазменный поток движется со скоростью от 500 до 1500 м/с. Она зависит от типа резки, толщины заготовки, особенностей распила.
- Плазменная резка требует использования газов. Для работы с черными металлами применяют сжатый воздух и кислород, а вот для разрезания цветных – водород, аргон, азот.
- Ширина реза. Эта характеристика зависит от толщины и структуры обрабатываемого металла, диаметра сопла плазмотрона, силы тока.
- Производительность. Данный показатель зависит от скорости резки. Модели, предназначенные для бытового применения, разрезают в среднем 0,11 метра в секунду. А вот мощные промышленные агрегаты режут быстрее, легко справляются с заготовками толщиной до 100 мм.
Плазменная резка предполагает применение специального оборудования. Высокотехнологичные установки оснащаются износоустойчивыми деталями, изготовленными из жаропрочных сплавов. Функциональные возможности и срок службы аппаратов зависит, в частности, и от качества сборки, поэтому при выборе модели рекомендуем отдавать предпочтение агрегатам, выпущенным под известными торговыми марками.
Классификация плазменной резки
Резка плазмой – универсальная, довольно распространенная технология, которая имеет широкую сферу применения, используется для работы с разными металлами. Существует несколько разновидностей плазменной резки. Классификация осуществляется с учётом того, в какой среде проводятся работы.
Простая резка
Используется ограниченная электродуга, которая состоит из тока и воздуха. В некоторых случаях вместо воздуха применяют азот. Для разрезания тонких полотен используют лазерные установки.
При простом способе максимальная толщина металлической детали – 10 мм. Оборудование эффективно режет заготовки из низколегированной стали. Кислород преобразовывается в плазму и аккуратно разрезает лист. Кромки получаются очень деликатными, их после не нужно дорабатывать.
С использованием защитного газа
Газообразное вещество, которое выполняет защитную функцию, поступает в плазмотрон и в нем превращается в плазму. Качество реза на высоте благодаря тому, что заготовка защищена от вредного воздействия внешних факторов. Для обработки металла чаще всего используют аргон или водород.
Плазменную резку классифицируют и по другим критериям. Так, например, она бывает поверхностной и разделительной. По способу распиливания металла резка делится на струйную и дуговую. Оборудование для обработки металла выпускают импортные и отечественные производители. При выборе модели внимательно изучите технические характеристики агрегата, оцените качество его сборки, почитайте о нем отзывы.
Газы и их смеси для плазменной резки
Для образования плазмы, которая разрезает металла, необходимы газы. Тепловая энергия рабочей дуги проплавляет заготовку локально, а также удаляет следы расплава, которые образуются на кромках. От плазмообразующей среды зависит качество реза, а также особенности физико-химических процессов, которыми сопровождается разрезание металла.
Для работы с цветными металлами (алюминий, медь) используются такие газы:
- кислород;
- азот;
- смесь азота и кислорода;
- водород;
- смесь азота и водорода.
Для продуктивной работы с режущим оборудованием необходимо знать, какие газы можно использовать для разрезания того или другого металла. Например, водород и азот нельзя применять для обработки титана.
Преимущества резки плазмой
Резка металлических деталей сегодня осуществляется разными способами. Выбор методики зависит от особенностей сырья, объёма работ. На ряду с плазменной широко применяется лазерная технология. Рассмотрим плюсы резки плазменной дугой по сравнению с обработкой металла лазером.
- Плазменная дуга эффективно разрезает заготовки из разных металлов, включая цветные, тугоплавкие и те, которые сложно обрабатывать. Работать можно даже с высоколегированными сталями и нержавейкой.
- Скорость обработки значительно выше, если сравнивать с традиционным газорежущим оборудованием.
- Аппараты способны выполнять не только прямые резы. С их помощью можно вырезать сложные геометрические орнаменты, фигуры.
- Станок режет заготовки толщиной до 100 мм. Скорость при этом не теряется, качество не ухудшается.
- Методика универсальна, её применяют для резки не только металла, но и других токопроводящих и диэлектрических материалов.
- Плазменные резаки работают быстро и эффективно, обеспечивая отличное качество конечного результата.
- Резать металл можно не только перпендикулярно поверхности, но и под углом, что позволяет обрабатывать полотна любой ширины.
- В процессе работы в окружающую среду не выделяются токсичные компоненты, методика считается экологически безопасной.
- Не требуется предварительное разогревание металла. Сразу можно резать заготовку плазменной дугой.
Качественные характеристики реза зависят от параметров применяемого оборудования. При выборе агрегата для эксплуатации в автомастерских, гаражах обращайте внимание на модели любительского класса. А вот если предполагается интенсивная эксплуатация аппарата в сложных условиях, отдайте предпочтение модели профессионального класса.
Недостатки технологии
Как и все другие технологии, плазменная резка обладает не только преимуществами, но и недостатками. Главные минусы:
- высокая цена оборудования, стоимость даже самых простых аппаратов начинается от 25 000 рублей;
- максимальная толщина обрабатываемого металла – 100 мм, с более толстыми заготовками плазменные станки не справляются;
- процесс разрезания металлических деталей сопровождается сильными шумами, ведь плазма выходит из сопла с большой скоростью;
- устройства нуждаются в постоянном грамотном обслуживании, применении качественных расходных материалов.
Технология непростая, поэтому новичкам придётся сложно. Необходимо точно определить расстояние от металла до сопла, аккуратно и точно вести резак, уметь правильно подбирать скорость воздушного потока. Работать нужно осторожно, используя защитные приспособления, чтобы не получить травму.
Возможности технологии
Широкая сфера применения плазменного оборудования обусловлена отличными функциональными возможностями этой технологии. Важно понимать принцип работы аппарата. Разрезание металлической заготовки осуществляется за счет расплавления металла посредством тепловой энергии. Теплота вырабатывается плазменной дугой, выходит наружу из сопла плазмотрона. Универсальная технология позволяет работать с разными видами металлов и сплавов.
Применение плазменных резаков не требует серьёзных финансовых затрат. Производители выпускают модели для использования в разных целях. Вы можете купить ручной резак или автоматическую установку для применения на производственных площадках, в цехах, при изготовлении металлоконструкций. Рассмотрим, где применяется плазменная резка.
Резка трубных изделий
Для разрезания труб применяются специальные установки – труборезы. Они оснащаются центраторами. Плазменные аппараты точно и эффективно режут изделия. Перед тем как начинать работу, поверхность труб нужно очистить от лакокрасочного покрытия и грязи. После резки нет необходимости проводить тщательную механическую обработку, ведь резы получаются чистыми, аккуратными.
Резка листового металла
При помощи плазменных станков можно раскраивать тонкую листовую сталь. Если применять другую технологию, полотно может деформироваться, а вот при резке плазмой риск повреждения заготовок сведен к минимуму. Режут металл ручным или автоматизированным способом. Устройства для ручного применения лёгкие и компактные, их удобно держать в руке, они экономно потребляют электрическую энергию. Автоматизированные аппараты более габаритные, но отличаются высокими показателями производительности. Плазменная технология используется для обработки таких металлов: алюминий, титан, латунь, чугун и пр.
Фигурная резка
Вырезание узоров и сложных орнаментов на металле требует применения специализированных установок. Выполнять такие тонкие и точные работы можно при помощи плазменных станков. Модели с ЧПУ вырезают орнаменты любой сложности, формируют замысловатые контуры на полотнах, толщина которых не превышает 100 мм. Качество конечного результата зависит от правильности подготовки заготовок, а также от того, учитывает ли мастер в процессе работы все нюансы и особенности технологии. Перед разрезкой металла поверхность нужно тщательно зачистить, удалить из основания грязь, пыль, остатки облицовки.
Резка чугунных изделий
Плазменная резка считается наиболее эффективной методикой для резки чугуна. Она более удобная, практичная, экономичная, если сравнивать с газорежущим оборудованием и болгаркой. Плазменные установки используют для подготовки лома к утилизации, разрезания чугунных ванн и радиаторов, нарезания металла на детали нужной формы и размера. В чугуне можно проделывать глубинные выемки и отверстия.
Резка стальных полотен
Сталь относится к наиболее востребованным металлам, которые применяются в разных отраслях промышленности. Металл используют для изготовления металлоконструкций, деталей для различных приборов и машин.
Преимущества применения плазменной технологии для резки стальных изделий:
- повышенная степень безопасности;
- можно изготавливать детали любой формы и размера;
- в окружающую среду не выбрасываются токсичные компоненты;
- аппараты справляются с разрезанием тонкой листовой стали, не оставляют после себя неровностей, следов деформации;
- высокая скорость работы;
- быстрый прожиг;
- отличное качество реза, можно не проводить тщательную механическую обработку после разрезания.
Плазменные станки широко используются для резки бетона, камня и других высокопрочных материалов. Для работы с металлическими деталями применяется плазменная дуга, а для раскроя не токопроводящих оснований – струя плазмы. Плазменная резка – это удобный, практичный, высокопроизводительный способ разрезания металлов. Технология существенно упрощает работу мастерам, которые работают в сфере машиностроения, приборостроения, занимаются производством металлоконструкций и пр. Перед покупкой плазморежущего оборудования ознакомьтесь со всеми преимуществами и недостатками технологии, посмотрите видео, почитайте Википедию. Обязательно изучите правила безопасности, которые нужно соблюдать в процессе разрезания металла.
