Плазморез: строение, принцип работы, выбор аппарата

Что нужно для плазменной резки: инструмент и расходники

Что нужно для плазменной резки в первую очередь? Плазморез. То есть аппарат для раскроя материалов при помощи плазмы. Он формирует поток ионизированного воздуха высокой температуры, способного разрезать заготовку.

В основе технологии лежит свойство воздуха проводить электрический ток при его доведении до состояния ионизации. Плазморез создает в плазмотроне плазму (или ионизированный, разогретый до высокой температуры воздух) и сварочную дугу – вместе они позволяют раскраивать металлы.

В качестве источника электропитания может использоваться:

Трансформатор.

Устройство особенно ценится специалистами, так как практически не реагирует на перепады напряжения в электросети, что нужно для качественной плазменной резки. Кроме того, с его помощью можно раскраивать даже толстые листы. Но нужно помнить о большом весе устройства и низком КПД.

Инвертор.

У данного аппарата есть только один минус – он не справляется с заготовками большой толщины. Но эта особенность с лихвой перекрывается такими преимуществами:

• обеспечивает стабильное горение дуги;
• имеет на 30 % более высокий КПД, чем трансформатор;
• дешевле, экономичнее, отличается меньшим весом по сравнению с трансформатором;
• удобен во время работы в труднодоступных местах.

Плазмотрон.

Он представляет собой плазменный резак для раскроя заготовок и основной узел плазмореза.

В конструкцию данного устройства входят:

• электрод;
• сопло;
• охладитель;
• колпачок.

Компрессор.

Он обеспечивает тангенциальную или вихревую подачу сжатого воздуха, за счет чего катодное пятно плазменной дуги в процессе работы не смещается от центра электрода.

Если устройство не позволяет добиться подобного эффекта, можно ждать таких последствий:

• нестабильное горение плазменной дуги;
• параллельное формирование сразу двух дуг;
• поломка аппарата.

Кратко опишем принцип работы компрессора. С его помощью образуется поток ионизированного воздуха высокой температуры, причем электропроводность воздуха совпадает с электропроводностью обрабатываемой заготовки. Иными словами, воздух теряет изоляционные свойства, превращаясь в проводник электрического тока. Создается электрическая дуга, которая разогревает заготовку в месте запланированного реза, в результате чего металл плавится, происходит его раскрой. В процессе работы температура плазмы находится в пределах +25 000…+30 000 °С. На заготовке образуются капли расплавленного металла – их уносит из зоны реза потоком воздуха, поступающего из сопла.

На что обратить внимание при выборе плазмореза

Назначение. Обычно выделяют два вида плазморезов:

• для ручной резки — лёгкие и компактные ручные модели бытового и полупрофессионального классов. Они стоят недорого, не занимают много места, но требуют твердой руки и определенного навыка;
• для автоматической резки — настоящие станки с числовым программным управлением, которые устанавливают на отдельные станины. Они очень точные и производительные, но цена, габариты и необходимость настройки превращают их в сугубо профессиональнык машины.

Тип охлаждения. Плазморезы используют два типа охлаждения:

• воздушное охлаждение — когда аппарат охлаждается естественным путём с помощью атмосферного воздуха. Так работают доступные, но не самые производительные модели;
• водяное охлаждение — здесь плазморез охлаждается с помощью технической жидкости, которая циркулирует по специальным каналам. Такое охлаждение используют в мощных промышленных моделях.

Используемый газ. В плазморезах используют:

• сжатый воздух — для работы плазмотрона достаточно компрессора и недорогих расходников вроде сопел и электродов. Это делает данный тип устройств относительно доступными для бытового применения, хотя по качеству реза им далеко до аналогов ниже;
• аргон, азот, кислород и газовые смеси — такие плазморезы используют на производстве. Стоят они дороже, требуют соответствующих газов и точной настройки, зато обеспечивают первоклассный и быстрый рез промышленного уровня.

Тип поджига. Разные плазморезы по-разному реализуют поджиг дуги, которая, собственно, и создаёт плазму. По этому признаку можно выделить плазморезы:

• контактные —ы чтобы поджечь дугу, нужно тронуть изделие соплом. Это недорого, но негативно сказывается на ресурсе сопла и встречается только в бюджетных моделях;
• пневматические — создают дугу, когда оператор начинает подачу газа: удобное и щадящее для сопел решение;
• высокочастотные — используют для поджига импульс высокой частоты между катодом и анодом сопла. Это наиболее современный и аккуратный вариант.

Толщина металла. Чем выше сила тока, тем более толстый металл способен прорезать плазмотрон. Считается, что на каждый миллиметр черного металла необходимо четыре, а на каждый миллиметр цветного — шесть ампер. При этом не стоит забывать о некотором запасе, чтобы прибор не работал на износ. Скажем, для резки стали толщиной 7 мм лучше взять аппарат с силой тока на выходе не ниже 30 ампер. Кроме того, стоит учитывать, что агрегат, который прорежет 10-миллиметровый лист чисто, сможет справиться и с 15 миллиметрами, но во втором случае изделию уже понадобится дополнительная механическая обработка.

Продолжительность включения. Определяется в процентах от общего времени работы. Скажем, ПВ в 60% означает, что из 10 рабочих минут плазморез будет заниматься непосредственно резом только 6 — остальное время ему понадобится для отдыха. Домашние и полупрофессиональные модели редко имеют продолжительность включения выше 40-50%, а у промышленных она может достигать и 80%.

Производительность компрессора. В требованиях к плазморезу производители обычно указывают производительность компрессора (литров воздуха в минуту), рабочее давление (бар) и мощность (ватт). Если плазморезу нужны более высокие параметры, чем может обеспечить компрессор, то нужно заменить последний на что-то более производительное, иначе аппарат работать не будет или будет делать это из рук вон плохо.О запасе по производительности в 20-30% лучше подумать и здесь.

Длина шлангпакета. Речь идёт о шланге, который соединяет плазмотрон с компрессором. Здесь всё просто: короткий шланг дешевле, легче и удобнее, а длинный даёт больший простор для манёвра. Выбор нужно делать, исходя из конкретных условий работы.

BRIMA CUT-120

Аппарат для плазменной резки и сварки отличается небольшой массой основного трансформатора и компактными размерами, при этом он оптимально подходит для использования при демонтаже металлических конструкций. Применяется для работ с медью, цветным металлом, углеродистой и нержавеющей сталью с толщиной не более 35 мм. Состоит из газового редуктора, обратного силового провода и воздушного рукава.

Достоинства:

• экономичность;
• постепенное изменение основных параметров процесса;
• качественное отведение тепла благодаря наличию множества отверстий в корпусе;
• возможность регулировки дуги;
• эффективная резка материала;
• легкая и чистая обработка металлических элементов с большой толщиной;
• высокая скорость проведения работ.

Рекомендации по выбору

Вид заготовки

. Начать свой выбор лучше всего с назначения прибора. Нужно знать какие металлы будут обрабатываться, какая максимальная толщина будет у заготовок. Основной технической характеристикой, которая напрямую связана с производительностью аппарата, является максимальная сила режущего тока. Эксперты предлагают самостоятельно рассчитать этот показатель, приняв за основу две цифры. Для резки 1 мм нержавейки или углеродистой стали требуется сила тока 4 А, а для пропила миллиметрового слоя меди, алюминия, цветных сплавов понадобится ток величиной 6 А. Это значит, что плазморез с предельной силой режущего тока 40 А сможет резать стальные заготовки толщиной 10-12 мм.

Продолжительность включения

. Есть еще одна важная характеристика плазмореза, которая косвенно говорит о производительности аппарата. Это продолжительность включения (ПВ) на разных величинах режущего тока. Чаще всего в паспорте указывается ПВ при работе на максимальном токе. Эта величина указывается в процентах и бывает от 30 до 90. Расшифровывается показатель просто. Например, если ПВ равен 30%, то 10-минутный отрезок будет состоять из 3 минут резки на максимальном токе и 7-минутном отдыхе аппарата. В тоже время плазморез с продолжительностью включения 90% может работать 9 мин, для остывания ему хватит 1 мин.

Подача воздуха

. Для работы воздушно-плазменной резки требуется непрерывная подача сжатого воздуха под определенным давлением. Все плазморезы можно разделить на две группы.

1. Модели с встроенным компрессором удобны для перемещения, они не привязаны в стационарной пневмосистеме. Их сфера применения – домашние, гаражные или строительные работы. Слабой стороной таких устройств специалисты считают ограниченную мощность.
2. Многие профессиональные плазморезы необходимо подключать к внешнему компрессору. В этом случае важно, чтобы давление в пневмосистеме соответствовало величине указанной в паспорте плазмореза. Чаще всего воздух подается с максимальным давлением 5-6 бар.
3. Расход воздуха также указывается производителями плазморезов. Это делается для того, чтобы пользователь сопоставил производительность компрессора или емкость ресивера с потреблением сжатого воздуха режущим устройством. Например, профессиональные аппараты потребляют до 300 л сжатого воздуха в минуту, а многим бытовым моделям для резки хватает до 100 л.

Рабочее напряжение

. В продаже встречаются плазморезы с двумя типами питания.

1. Профессиональные модели рассчитаны на подключение к трехфазной электросети (380 В), они выгодно отличаются мощностью и производительностью.
2. Бытовые устройства подключаются к розетке 220 В. Но функциональные возможности у таких аппаратов ограничены.

Комплектация

. При ограничении ценового диапазона плазмореза необходимо учесть комплектацию прибора.

1. Модели с встроенным компрессором стоят дороже, но если в доме или гараже нет источника сжатого воздуха, то следует иметь в виду еще и стоимость дополнительного оборудования.
2. Плазмотрон и кабель заземления имеются в комплекте у большинства плазморезов.
3. Дисплей считается полезной дополнительной опцией. Он позволяет сварщику видеть текущие настройки и контролировать процесс резки.

Мы отобрали в обзор 12 лучших плазморезов. Все они реализуются в торговой сети нашей страны. При распределении мест редакция журнала expertology опиралась на мнение экспертов, учитывая отзывы российских потребителей.

Топ-5 лучших плазморезов

Cebora Power Plasma 3035/M CNC ЧПУ 279-01

Профессиональный плазморез — надёжный, дорогой и производительный. Цены на этот агрегат начинаются от 141 000 рублей, однако он стоит каждой копейки от этой суммы. Аппарат оснащён высокочастотной системой поджига дуги и обеспечивает высокое качество реза в любых условиях и в течение любого времени. Максимальная потребляемая мощность составляет 2400 ватт, максимальный ток — 30 ампер, что позволяет обеспечить толщину реза до 15 мм. Для работы плазморезу нужен компрессор с производительностью до 60 литров в минуту и давлением в 3,5 бар.

Цена: ₽ 141 474

Cebora Power Plasma 3035/M

Fubag PLASMA 40

Ручной инвертор для плазменной резки полупрофессионального класса с полуавтоматическим управлением. Для поджига дуги используется высокая частота. Продолжительность включения при максимальном токе достигает 60%. Максимальный сварочный ток при непрерывной работе — 30 ампер. Режущий ток может настраиваться в пределах 20-40 ампер, что позволяет резать металл толщиной до 15 мм. Для работы плазморезу нужен компрессор, способный обеспечить подачу воздуха не менее 100 литров в минуту при давлении от 3,5 до 6 бар. Цена устройства — около 39 000 рублей.

Цена: ₽ 39 170

Fubag PLASMA 40

РЕСАНТА ИПР-40

Профессиональный ручной инвертор для плазменной резки. Выпускается под известным и заслуживающим доверия отечественным брендом. Оснащён высокочастотным поджигом дуги. Обеспечивает продолжительность включения при максимальном токе до 35%. Режущий ток может настраиваться в диапазоне от 15 до 40 ампер, что позволяет резать с помощью этого плазмотрона металл толщиной до 12 мм. Система воздушного охлаждения отличается простотой и надёжностью. Очень достойный и надёжный аппарат, отдать за который придётся относительно немного — менее 31 000 рублей.

Цена: ₽ 30 780

РЕСАНТА ИПР-40

Сварог REAL CUT 45 (L207)

Инвертор для плазменной резки полупрофессионального класса от российского бренда. Инструмент ручного типа, с воздушным охлаждением. Оснащён высокочастотной системой поджига дуги. Продолжительность включения при максимальном токе в 30 ампер составляет 60 %. Способен резать металл толщиной до 12 мм. Требует компрессора с расходом воздуха не менее 100 литров в минуту и давлением в пределах 4 бар. Корпус металлический, устойчивый к повреждениям. Отдать за такой производительный аппарат 23 500 рублей совершенно не жалко.

Цена: ₽ 23 590

Сварог REAL CUT 45

DGM CUT-40

Недорогой плазморез с высоковольтным контактным поджигом. Способен выдавать силу тока от 15 до 40 ампер, что позволяет ему резать черные металлы толщиной до 15 мм и цветные — до 9 мм. Работает с компрессором производительностью не ниже 150 литров в минуту и рабочим давлением в пределах 4,5-6 бар. Оснащён эргономичной рукоятью и складной ручкой для переноски. Продолжительность включения при 20 градусах составляет 60%. При цене в районе 16 500 рублей — один из наиболее доступных бытовых аппаратов для плазменной резки металлов.

Цена: ₽ 16 470

плазморез DGM CUT