Плазменная резка

Разделительные операции – одни из наиболее распространённых в металлообработке. При резке относительно обычных контуров однозначное преимущество получают технологии резки сдвигом на ножницах и в штампах. Но для реализации аналогичной технологии требуется иметь большое количество типоразмеров инструмента для работы, что не всегда имеет смысл при многих переналадках заготовок с одной формы на иную. В подобных условиях абсолютные преимущества получает плазменная резка.

Описание процесса

Что такое плазменная резка? Технология плазменной резки металла базируется на принципе локального источника тепла существенной мощности, который может, сродни сварке, с высокой скоростью расплавить материал в зоне обработки. В согласии с этим отличают следующие разновидности способа:

• Плазменно-воздушная/кислородная резка, где режим плазмообразования достигается вследствие ионизации воздуха, который с высокой скоростью нагревается до необходимой температуры.
• Плазменно-дуговая резка, где образование плазмы создает за счёт дугового разряда высокой мощности.
• Разрезка непрофилированным электродом, в основе которой лежит тезис электрического взаимные действия между заготовкой и проволокой из высокостойких к эрозии материалов – меди, латуни.
• Газоплазменная технология, аппараты которой создают плазму в потоке благородных газов большой плотности (к примеру, аргона).

Любой из перечисленных выше вармантов деления металла (по большей части – листового) имеет собственные положительные качества и ограничения. Общим считается одно – отсутствие потребности в специальной оснастке, возможность режима деления по сколь угодно сложному контуру и наличие технологических отходов в виде грата расплавленных, а потом застывших частиц, которые после потребуется удалять. По этому рассматриваемый в этой статье процесс (в особенности, даже ручными аппаратами) наиболее целесообразен и продуктивен в основном в условиях мелкосерийного и единичного производства, когда число резов за смену не превышает 2000 — 4000.

Деление непрофилированными электродами

Тепловым источником для образования плазмы в этом случае считается искровой разряд относительно небольшой скважности, который сформировывается при пробое межэлектродного промежутка между проволочным электродом и разрезаемым изделием.

Рабочий принцип плазмореза данного типа бывает так.
Латунная или проволока из меди с меньшим (не больше 1 мм) поперечным сечением перематываясь с одной катушки на иную, передвигается вдоль линии реза. При пробое межэлектродного промежутка (ручным или механизированным способом) в плазморезе возбуждается искровой разряд, который делает локальное расплавление. В момент накапливания энергии для следующего импульса специализированное устройство перемещает проволоку на определённое расстояние, расчёт величины которого делается в согласии с теплофизическими свойствами заготовки и её толщиной. Движение проволки в аппарате исключает опасность сварки и обеспечивает более одинаковый износ непрофилированного электрода.

Продуктивность и скорость с использованием такого плазмореза невелика. Это можно объяснить как небольшой мощностью источника, так и маленьким диаметром проволочного электрода, благодаря чему в территорию обработки невозможно ввести большую энергию: проволочка просто испарится. Бесспорными преимуществами способа считаются малые потери при резке, исключение сварки некоторых частей, а еще замечательное качество зоны деления материала листового типа. По этому такие аппараты применяются при выполнении разделительных работ очень высокой точности, для обработки тонких заготовок, и при сложной формы поверхности их раздела.

Принцип резки плазмой

Резка с применением кислорода или воздуха

Плазморезы, которые работают по этому принципу, применяют энергию сгорания кислорода (чистого или находящегося в составе воздуха). Плазменная резка происходит в силу следующих причин:

• Большой температуры, которая достигается при горении вещества в воздушно-кислородной обстановке (расчёт, впрочем, показывает, что температура не должна быть больше температуры плавления, иначе металл плавится, а не делится);
• Во время работы плазмореза этой конструкции происходит выделение дополнительного тепла, что помогает стабилизации процесса;
• Большой скорости прокачки газа в устройстве, благодаря чему уменьшается территория его влияния на материал, исключается самопроизвольная сварка, и становиться лучше качество поверхности раздела;
• Газовый поток в рабочий период аппарата по специализированной программе обеспечивает эффективное убирание частиц расплава из зоны обработки.

Работа плазморезов с использованием продольного газового потока прекрасно выделяется высокой удельной мощностью, и по этому используется при программах деления листового металла существенной толщины (до 60…80 мм), труб, иных профилей металлического проката. Одновременно с тем есть и ряд ограничений:

• При обработке на поверхности всегда происходит активное окислообразование. Расчёт этого процесса сложен, но важен, потому как иначе качество ухудшается из-за возникновения толстой оксидной плёнки (как при сварке). По этому аппараты, реализующие этот способ резки, снабжены узлами подачи флюсов – веществ, связывающих оксиды в легкоплавкие вещества, которые дальше убираются. Состав флюсов устанавливается расчётом. В результате исключается опасность сварки некоторых частиц на разрезаемом контуре, что предоставляет эксплуатационникам дополнительные преимущества. Плазменная резка алюминия, меди и прочих сплавов, обладающих большой проводимостью тепла, без флюсов вообще невозможна.
• Увеличения точности действия плазмореза можно достигнуть исключительно за счёт увеличения скорости потока газа, по этому эти аппараты отличительны очень высоким параметром шума. Расчёт шумозащитных заборов под такие плазморезы не выделяется особенной точностью
• Технология деления с применением плазмы в горючих газах по показателям собственной фактической продуктивности аппаратов и скорости реза считается неэффективной для обработки нержавейки, выделяющейся большой температурой плавления.
• Плазморезы данного типа просят очень высоких организационных мер по собственной пожаробезопасности.

Но все таки, простота схемы устройств, а еще доступная автоматизация плазменной резки во время работы подобных аппаратов предоставляют относительно маленькую удельную мощность оборудования. При отсутствии больших требований к качеству обработки плазморезы газовой резки выгодно отличительны маленькой стоимостью, а поэтому получили достаточное распространение. Известны, к примеру, модели ручных и переносных плазморезов рассмотренного типа.

Деление в струя благородного газа

Плазменная резка нержавейки очень часто делается собственно таким вариантом. Если толщина листового металла не превышает 50 мм, используют азот, а при большей толщине – аргон. Принцип выполнения операции аналогичен сварке под флюсовым слоем. Он заключен в том, что территория реза локализуется потоком благородного газа, который мешает возгоранию металла, и благодаря этому повышает продуктивность устройства. Особенно чистый рез достигается при введении в ключевой газ до 15…20% водорода. При расчёте экономичной полезности применяется и автоматическая плазменная резка.

Аппараты этого типа управляются по параметру скорости. С её увеличением уменьшается толщина зоны деления, и увеличивается температура. Рез выходит более чистым, а беспрерывный подогрев кромки теплом отработанной плазмы стабилизирует процесс во времени, и исключает вероятность образования узлов сварки, потому как поддержание температуры плазмы на достаточном уровне происходит автоматично. По этому программы управления такими процессами отличительны обычностью и надёжностью.

Плазменно-дуговая резка просит подробных расчётов. Расчёт её показателей сводится к определению скорости перемещения инструментальной головки станка и регулированию температурные значения в зоне реза, чтобы убрать потенциальную сварку. Взамен расчётов большинство производителей подобных аппаратов приводят в руководствах пользователя практические номограммы. Они дают возможность по толщине исходной заготовки, коэффициенту её теплопроводимости и нужной продуктивности устройства подобрать длину столба плазмы, а еще кол-во подаваемого благородного газа.

Рабочая схема воздушно-плазменной резки

Деление дуговым разрядом

Метод считается самым прогрессивным и многофункциональным. Характерными характерностями плазморезов этого типа считаются:

• Упрощение устройства инструментальной головки, потому как тут нет надобности включения дуги в общую электрическую цепь аппарата.
• Многосторонность метода, потому как завершальная конфигурация линии или поверхности реза устанавливается только формой электрода по результатам расчёта (он может быть медным, из тугоплавких металлов – к примеру, вольфрама, либо графитовым).
• Высокие продуктивность и скорость обработки вследствие того, что объёмная плотность мощности тепла дуги – самая высокая из допустимых.
• Относительно небольшой стоимостью аппаратов, потому как как источник формирования дугового разряда используются обыкновенные преобразователи, которые применяются для сварки.
• Лучшим качеством кромки, которая, к примеру, для сварки не просит повторной обработки
• Процесс с применением тепла электрической дуги легко управляется по программе благодаря изменению тока дугового разряда и продуктивности прокачки рабочей диэлектрической среды через территорию обработки. Знаменитые программы предоставляют хорошую регулировку скорости резки, межэлектродного зазора и качества готовой кромки листового металла.

Процесс плазменной резки подходит для реализации относительно всех проводящих ток материалов, независимо от их теплофизических критериев. Аппараты популярных моделей удобные и просты в управлении, хотя и просят добавочной защиты от шума.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.