Устройство и принцип работы плазмореза

Плазменная резка – отличная альтернатива традиционным способам разрезания металла. Технология нашла широкое распространение. Её применяют в производстве металлических конструкций, в машиностроении и приборостроении, в рекламной сфере и пр. Она позволяет эффективно и правильно разрезать токопроводящие материалы. Оборудование выполняет не только прямые резы. С его помощью можно проделывать отверстия, вырезать орнаменты, подрезать кромки.

Для резки металлических деталей и полотен применяются плазморезы, которые воздействуют на заготовки плазменной дугой. Модельный ряд оборудования довольно широкий. Производители выпускают аппараты с разными техническими характеристиками, показателями мощности. Чтобы подобрать наиболее оптимальное решение, а после обеспечить продуктивную эксплуатацию оборудования, ознакомьтесь, как устроен плазморез, по какой схеме он работает.

Устройство плазморезки

Начнём с рассмотрения конструктивных особенностей агрегатов. Устройство довольно сложное. Агрегат состоит из таких компонентов: источник питания (инверторного или трансформаторного типа), плазмотрон с соплом, компрессор, кабельно-шланговый пакет. Ознакомимся подробнее со строением и функциями этих элементов.

Источник питания

Этот агрегат отвечает за выработку нужной силы тока. Выполняется он в двух вариантах: инвертор и трансформатор. Инверторные плазморезы чаще используют в автомастерских, гаражах. Они экономно потребляют электрическую энергию, стоят дешевле, отличаются компактными габаритами и малым весом. Рабочая дуга горит без перебоев, работать можно даже в труднодоступных участках. Если говорить о недостатках, то он всего один – ограничение по толщине разрезаемого металла.

Если нужен мощный агрегат для применения в производственном цеху, лучше отдать предпочтение трансформаторному плазморезу. Модели этого типа габаритные, тяжелые, справляются с разрезанием толстых металлических заготовок. Они по сравнению с инверторами более устойчивы к перепадам напряжения.

Плазмотрон

Плазмотрон – главный конструктивный элемент. Именно он отвечает за разрезание металла. Состоит плазмотрон из таких частей:

Электрод помещен в корпус плазмотрона. Функция этого элемента – возбуждение рабочей дуги. Для изготовления расходников используют твердые, устойчивые к воздействию экстремальных температур металлы. В ходе разрезания деталей на их поверхности появляется слой оксидов, которые обеспечивают расходному элементу защиту от разрушения и увеличивают его рабочий ресурс.

Наиболее предпочтительный металл – гафний. Другие сплавы могут быть опасными. Так, например, при расплавлении тория образуются токсические вещества, а оксид бериллия характеризуется повышенным уровнем радиоактивности.

Сопло плазмотрона

Сопло отвечает за создание струи, которая выходит из основного канала и режет металл. Функциональные возможности и рабочие параметры плазморезок зависят от размера этого элемента. Чем больше диаметр сопла, тем больший объём сжатого воздуха сможет он пропустить. А от этого зависит продуктивность аппарата, скорость разрезания деталей, интенсивность охлаждения, характеристики реза. Самый востребованный диаметр – 3 мм. Значение имеет и длина сопла. Чем длиннее этот элемент, тем лучше качественные характеристики реза.

Компрессор

Для работы плазморезки необходимы газы. Одни отвечают за защиту механизмов от перегрева и преждевременного износа, другие – за образование плазмы. Если сила тока установки не более 200 А, целесообразно использовать сжатый воздух. Агрегаты справляются с заготовками, толщиной до 50 мм. Для работы в промышленных целях лучше выбрать станок, который функционирует и на других газах и смесях. Такие аппараты более производительны, могут выполнять поставленные задачи в течение продолжительного времени без перерыва.

Кабеля и шланги

Конструктивные элементы оборудования соединяются кабелями и шлангами. Электрический кабель обеспечивает подачу электротока от трансформаторной или инверторной установки. За счет этого происходит возбуждение режущей дуги. Шланг обеспечивает подачу сжатого воздуха на рабочие элементы.

Принцип работы

Принцип действия устройств понятный, но вести себя с этим оборудованием нужно предельно аккуратно, чтобы не получить травму и не испортить заготовку. Рассмотрим подробнее, как работает аппарат.

В процессе работы нужно учитывать некоторые нюансы. Катодное пятно режущей дуги находится по центру электрода. Для обеспечения этого требования поток сжатого воздуха подаётся вихрем. Смещение катодного пятна приводит к ухудшению качества реза. Есть вероятность одновременного образования двух режущих дуг. Если вовремя это не исправить, может сломаться плазмотрон, и тогда потребуется дорогостоящее восстановление.

При увеличении расхода сжатого воздуха увеличивается скорость резки. А вот если использовать сопло большего диаметра, ширина реза увеличится, а скорость снизится. При токе 250 А плазменный поток подаётся со средней скоростью 800 м/с.

Подготовка инструмента к работе

Подробную схему подключения оборудования к электрической сети и источнику сжатого воздуха найдете в руководстве по эксплуатации. Перед началом работы обязательно нужно ознакомиться с инструкцией. В документации содержится подробная информация, касающаяся подключения агрегата, особенностей его функционирования, обслуживания, устранения поломок.

Работа начинается с подготовки инструмента и заготовки. От того насколько грамотно выполнены подготовительные мероприятия, зависит работоспособность агрегата и качество конечного результата.

Используйте агрегат для плазменной резки по назначению. Оборудование нельзя применять для разогревания металла перед сгибанием или выполнения других технологических процессов, не указанных в руководстве по эксплуатации.

Сила тока

В идеале рез должен быть аккуратным, без окалины. Чтобы достичь такого результата, необходимо грамотно настроить силу тока для обработки металла. Сначала определяем, какая сила тока приходится на разрезание 1 мм материала. Например, для стальных сплавов – 4 А, а для цветных металлов – 6 А. Чтобы разрезать стальной лист толщиной 20 мм, понадобится сила тока не менее 80 А, а для такого же полотна алюминия – уже 120 А.

Важно подобрать не только силу тока, но и скорость резки металлических заготовок. Это необходимо для равномерного расплавления металла в месте воздействия плазменной дуги. Если скорость подобрана неправильно, заготовка может деформироваться под воздействием повышенной температуры. Диапазон скоростей – от 0,2 до 2 м/мин. При ведении горелки с обратной стороны детали должны быть видны искры. Если их нет, вероятно, скорость слишком большая, заготовка разрезается не насквозь. А вот при низкой скорости ухудшается качество реза, образовываются окалины.

Разжег плазменной дуги

Перед тем как начинать резать металл, необходимо продуть режущий элемент газом. Чтобы это сделать, нажмите кнопку поджига и опустите её. Подождите секунд 30, теперь можно приступать к зажиганию дуги. Этого времени достаточно для удаления конденсата и других посторонних частиц из резака. После нажатия кнопки расжига возникает пилотная дуга, которая горит около 2 секунд, затем зажигается рабочая. По способу расжига плазменной дуги оборудование для плазменной резки классифицируется на две большие группы.

Как только режущая дуга зажглась, пилотная угасает. Если не удалось получить дугу, попробуйте сначала еще раз. Проблемы при получении плазменной дуги могут возникать вследствие поступления в систему некачественного воздуха, ошибок, допущенных при сборке плазмотрона. Если не соблюдать расстояние между заготовкой и резаком, рабочая дуга будет гаснуть.

Поддержка расстояния

Производители выпускают устройства двух типов. Первые режут металл, располагаясь вплотную к заготовке. Соблюдать расстояние в данном случае не нужно. Другие разрезают металлические детали, находясь на расстоянии 1,6-3 мм от её поверхности. Большинство моделей работает именно по такой схеме. Чтобы облегчить себе задачу, мастера используют специальные приспособления, которые устанавливаются на резак. Инструмент опирается на этот элемент, а не на сопло. Резак аппарата должен располагаться перпендикулярно поверхности обрабатываемой детали. Иногда допустимо отклонение угла на 10-50 градусов.

Электрод и сопло – главные рабочие органы агрегатов для плазменной резки. Именно они подвергаются наибольшему износу и требуют регулярной замены. Чтобы достичь высокого качества реза, соблюдайте рекомендации производителя касательно периода замены расходных материалов и их типа.

Преимущества плазменной резки

Для разрезания заготовок применяются различные технологии. Почему именно плазменная резка? Рассмотрим ключевые преимущества оборудования.

Эксплуатационные свойства инструментов зависят от надёжности сборки. Если вы хотите купить производительное, долговечное оборудование, при выборе обращайте внимание на модели известных брендов. Да, они стоят дороже по сравнению с продукцией китайских торговых марок, но зато и качество не вызывает сомнений.

Работать с плазменными станками нужно крайне аккуратно. Используйте специальные приспособления, чтобы защитить себя от травм, работайте строго по алгоритму. Даже незначительные отклонения от оптимальной скорости, перпендикулярности, расстояния от сопла к заготовке приводят к снижению качества резки.

Сфера применения оборудования

Для чего используются плазморезки? Плазменная резка – высокотехнологичный способ обработки деталей из металла, который широко применяют для разрезания изделий из высоколегированных сталей. Эти материалы используют в различных отраслях промышленности, соответственно, популярность оборудования для резки металла тоже возрастает. Сфера применения технологии включает:

В небольших гаражах и мастерских применяют ручные плазморезы. Они отличаются компактными габаритами и эргономичной конструкцией. Для эксплуатации на заводах и производственных площадках выбирают автоматические модели, они более удобны в применении. Плазморез работает с разными материалами. Его можно использовать для обработки не только токопроводящих, но и диэлектрических полотен. Благодаря воздействию высокой температуры на заготовки становится возможным разрезать различные жаропрочные сплавы с содержанием титана, молибдена.

Плазморез относится к высокопроизводительным, дорогостоящим инструментам. Цена на агрегаты начинается от 20 000 рублей. Покупать оборудование для применения в домашних условиях нецелесообразно. Разовые работы можно проводить при помощи болгарки. Ручная плазменная резка используется в тех случаях, если нужно получить деталь со сложными геометрическими контурами. Устройства способны работать с тонколистовой статью, не деформируя заготовки.

Заключение

Перед тем как начать работать с оборудованием для плазменной резки, обязательно изучите устройство, конструктивные особенности и принцип действия плазморезки. Это поможет предупредить ошибки в ходе обработки металлических элементов, получить детали с аккуратными, качественными срезами, защитить аппарат от поломок и избежать необходимости дорогостоящего восстановления.