Плазменная резка металла

Плазменная резка является одним из эффективных современных способов резки листового металла, плит, сортового проката и труб. Она заключается в расплавлении металла плазменной дугой и выдувании расплава струей плазмы. Для работы установок требуется электрический ток и сжатый воздух.

Плазменная резка металлаДля работы установок требуется электрический ток и сжатый воздух
 

Технология плазменной резки

Для осуществления резки плазменной струей используются установки, состоящие из таких элементов:

  • Преобразователь электрического тока;
  • Компрессор или пневматическая магистраль;
  • Горелка-плазмотрон;
  • Зажим;
  • Рукава и кабели.

Сжатый воздух, нагнетаемый компрессором, проходит через рукава, и попадает в горелку. Она имеет цилиндрическое строение, в её центре находится электрод, при помощи которого зажигается электрическая дуга. При прохождении воздуха через дугу он ионизируется и превращается в плазму. Маленький диаметр сопла и высокая температура, которая находится в пределах 10000—25000°С, способствуют высокой скорости движения плазменной струи. За счет этого она удаляет расплавленный металл.

Существует два способа создания плазменной струи. Первая заключается в зажигании электрической дуги между электродом и наконечником сопла. В этом случае зажим не требуется закреплять на обрабатываемом металле. Такая схема позволяет создать независимую плазменную струю, которую можно использовать для обработки различных материалов. Её недостатком выступает низкий КПД из-за рассеивания струи.

Более эффективным способом выступает включение обрабатываемого металла в электрическую цепь посредством зажима. В этом случае плазменная струя выступает проводником тока между электродом и заготовкой. Благодаря этому энергии используется более направлено. Резка металла осуществляется плазменной струей и электрической дугой. Для точечного воздействия газ в горелке закручивается, что позволяет удерживать центр струи под серединой сопла.

Преимущества плазменной резки

Существует большое количество способов резки металл – дисковыми пилами, токарным и фрезерным инструментом, газовым пламенем, водным раствором абразива, электрической дугой, лазером и т. д. У плазменной резки выделяются такие преимущества:

  • Высокая скорость реза. По этому параметру плазменная резка превосходит все способы раскроя металла. Высокая скорость достигается благодаря значительной температуре плазменной струи, намного превышающей температуру плавления даже наиболее тугоплавких сплавов.
  • Универсальность. Большая часть плазменных установок рассчитана на толщину металла до 50 мм, что позволяет использовать этот вид резки для основной массы заготовок. Он не подходит только для крупных валов, плит и толстостенных труб.
  • Возможность обработки цветных и черных сплавов. Плазменной резкой можно обрабатывать любой материал, проводящий электрический ток. Обработку разных металлов можно выполнять на одной установке, достаточно установить требуемые расходные материалы. В отличие от механической резки, на скорость плазменной обработки не влияет твердость материала.
  • Локальное температурное воздействие. По сравнению с газопламенной резкой, при плазменном раскрое металла окружающий материал слабо нагревается. За счет высокой температуры струя быстро проходит через металл, нагревая только узкую зону вдоль линии реза. Это позволяет обрабатывать тонкие листовые заготовки с минимальным короблением. Также это снижает до минимума такие неприятные явления, происходящие с нагретым металлом, как отпуск с потерей твердости и др.
  • Высокая точность. Плазменная резка, выполняемая на промышленных установках, уступает по точности только лазерной обработке.
  • Возможность использования на удаленных площадках. Небольшие аппараты имеют встроенный компрессор, и для их работы требуется только электрическая сеть.
  • Низкая цена расходных материалов. В отличие от газопламенной резки, для плазменного раскроя не нужны горючие газы.

Из недостатков следует отметить высокую стоимость оборудования. Цена на плазменные установки выше, чем на большинство устройств, выполняющие аналогичные функции.

Оборудование для плазменной резки

Установки, используемые для плазменной резки, можно разделить на бытовые и промышленные. Бытовые устройства обладают малой мощностью, а горелку должен перемещать работник вручную. Для промышленности используются более эффективные установки. Помимо большей мощности, они обладают механическим приводом для перемещения горелки. Оснащение такого станка числовым программным управлением позволяет значительно повысить производительность, особенно при однотипном раскрое многочисленных листов.

Промышленные станки для плазменного раскроя листов имеют большой горизонтальный рабочий стол. Над ним перемещаются по направляющим плазменные горелки. Для перемещения горелки может использоваться консольная или портальная рама. Портальная конструкция, состоящая из двух стоек и горизонтальной траверсы, более эффективна, она обладает высокой жесткостью и позволяет точно расположить горелку.

Статья носит ознакомительный характер.
Не забывайте консультироваться со специалистами.