плазменная резка

Развитие плазменной резки

Плазменная резка получила наибольшее распространение среди всех видов плазменной обработки материалов, так как в современной технике широко применяются специальные сплавы, нержавеющие стали, цветные металлы и их сплавы, для которых газокислородная резка неприемлема. Плазменная резка обеспечивает более высокую производительность и при резке черных металлов по сравнению с газокислородной.

Плазменная резка - эффективный процесс, используемый в различных отраслях промышленности для резки чёрных и цветных металлов и сплавов с высокими производительностью, точностью и качеством реза.

Сущность процесса плазменной резки

Процесс плазменной резки основан на использовании воздушно-плазменной дуги постоянного тока прямого действия (электрод-катод, разрезаемый металл - анод). Сущность процесса заключается в местном расплавлении и выдувании расплавленного металла с образованием полости реза при перемещении плазменного резака относительно разрезаемого металла.

Плазменная резка обеспечивает получение высококачественных заготовок из листового материала, труб, проката; выборка дефектов; создание отверстий в заготовках; поверхностная строжка; уменьшение габаритов изделий при их утилизации; отрезка литниковых прибылей; снятие фасок под сварку и др. Высока эффективность процесса достигается за счет максимальной производительности, универсальности процесса и обеспечения высокого качества реза любых металлов и сплавов.

Преимущества воздушно-плазменной резки по сравнению с механизированной кислородной и плазменной резкой в инертных газах следующие: простота процесса резки; применение недорогого плазмообразующего газа - воздуха; высокая чистота реза (при обработке углеродистых и низколегированных сталей); пониженная степень деформации; более устойчивый процесс, чем резка в водородосодержащих смесях.

  • возможность резки на одном и том же оборудовании различных электропроводных материалов, что делает процесс резки универсальным
  • большая (в 2-3 раза) скорость резки металлов малых и средних толщин (до 50 мм) по сравнению с другими термическими способами резки;
  • беспроблемная резка загрязненного, окрашенного, гальванизированного и оцинкованного материалов.
  • высокие качество и чистота реза. вертикальный рез практически без грата, дополнительная механическая обработка не требуется.
  • пониженная степень деформации;
  • применение недорогого и недефицитного газа - сжатого воздуха;
  • значительное уменьшение термических деформаций разрезаемого изделия;
  • мобильность при использовании малогабаритных установок с воздушным охлаждением для ручной плазменной резки;
  • простота в эксплуатации;
  • более устойчивый процесс, чем резка в водородосодержащих смесях

Основные требования безопасности определяются применением источников тока с повышенным напряжением холостого хода, выделением при резке вредных для человека соединений, высоким уровнем шума, большой яркостью режущей дуги и мощным ультрафиолетовым и тепловым излучением.

Технологический процесс

Процесс плазменной резки основан на использовании воздушно-плазменной дуги постоянного тока прямого действия (электрод-катод, разрезаемый металл - анод).

Для возбуждения рабочей дуги (электрод - разрезаемый металл), с помощью осциллятора зажигается вспомогательная дуга между электродом и соплом - так называемая дежурная дуга, которая выдувается из сопла пусковым воздухом в виде факела длиной 20-40 мм.

Ток дежурной дуги 25 или 40 А, в зависимости от источника плазменной дуги. При касании факела дежурной дуги металла возникает режущая дуга - рабочая; дежурная дуга при этом автоматически отключается.

Применение способа воздушно-плазменной резки, при котором в качестве плазмообразующего газа используется сжатый воздух, открывает широкие возможности при раскрое низкоуглеродистых и легированных сталей, а также цветных металлов и их сплавов.

Для обеспечения нормального процесса воздушно-плазменной резки необходим рациональный выбор параметров режима. Параметрами режима являются: диаметр сопла, сила тока, напряжение дуги, скорость резки, расстояние между торцом сопла и изделием и расход воздуха. Форма и размеры соплового канала обуславливают свойства и параметры дуги. С уменьшением диаметра и увеличением длины канала возрастают скорость потока плазмы, концентрация энергии в дуге, её напряжение и режущая способность. Срок службы сопла и катода зависят от интенсивности их охлаждения (водой или воздухом), рациональных энергетических, технологических параметров и величины расхода воздуха.
При воздушно-плазменной резке сталей диапазон разрезаемых толщин может быть разделён на два - до 50 мм и выше. В первом диапазоне, когда необходима надёжность процесса при небольших скоростях резки, рекомендуемый ток до 200 А. Увеличение силы тока до 300 А и выше приводит к возрастанию скорости резки в 1,5-2 раза. Повышение силы тока до 400 А не даёт существенного прироста скоростей резки металла толщиной до 50 мм. При резке металла толщиной более 50 мм следует применять силу тока от 400 А и выше. С увеличением толщины разрезаемого металла скорость воздушно-плазменной резки быстро падает.

В комплект оборудования для воздушно-плазменной резки входит режущий плазматрон (резак), источники питания дуги электрическим током. Источники тока для плазменной резки имеют крутопадающую внешнюю характеристику, повышенное напряжение холостого хода (более 100 В), естественное охлаждение, возможность ступенчатого или плавного регулирования тока. Плазмотроны в зависимости от мощности имеют воздушное или водяное охлаждение, снабжены кабель-шлангом длиной до 6 м (иногда до 20м). Ручной плазмотрон состоит из режущей головки и пластмассового корпуса с подходящими к нему воздухотокоподводом и проводами. На рукоятке размещёна кнопка включения процесса. Плазмотроны для механизированной резки до 150 Ампер имеют воздушное охлаждение, при токах выше 150 Ампер проточное водяное охлаждение. Механизированный плазмотрон может быть размещен на стационарных установках портального, портально-консольного, шарнирно-пантографического типа с использованием различных систем управления перемещением: с ЧПУ, фотоэлектронной, линейной с ручным регулированием скорости, с магнитным копированием. Основными расходуемыми элементами плазмотрона являются специальный электрод и сопло. В процессе работы зажигание режущей плазменной дуги производится с помощью вспомогательной дуги малой мощности, которая возбуждается искровым разрядом от осциллятора установки.