В последнее время использование плазменного потока для раскроя материалов набирает все большую популярность. Еще более расширяет сферу использования данной технологии появление на рынке ручных аппаратов, с помощью которых выполняется плазменная резка металла.
Плазменная резка металла значительной толщины
Суть плазменной резки
Плазменная резка предполагает локальный нагрев металла в зоне разделения и его дальнейшее плавление. Такой значительный нагрев обеспечивается за счет использования струи плазмы, формируют которую при помощи специального оборудования. Технология получения высокотемпературной плазменной струи выглядит следующим образом.
- Изначально формируется электрическая дуга, которая зажигается между электродом аппарата и его соплом либо между электродом и разрезаемым металлом. Температура такой дуги составляет 5000 градусов.
- После этого в сопло оборудования подается газ, который повышает температуру дуги уже до 20000 градусов.
- При взаимодействии с электрической дугой газ ионизируется, что и приводит к его преобразованию в струю плазмы, температура которой составляет уже 30000 градусов.
Полученная плазменная струя характеризуется ярким свечением, высокой электропроводностью и скоростью выхода из сопла оборудования (500–1500 м/с). Такая струя локально разогревает и расплавляет металл в зоне обработки, затем осуществляется его резка, что хорошо видно даже на видео такого процесса.
В специальных установках для получения плазменной струи могут использоваться различные газы. В их число входят:
- обычный воздух;
- технический кислород;
- азот;
- водород;
- аргон;
- пар, полученный при кипении воды.
Технология резки металла с использованием плазмы предполагает охлаждение сопла оборудования и удаление частичек расплавленного материала из зоны обработки. Обеспечивается выполнение этих требований за счет потока газа или жидкости, подаваемых в зону, где осуществляется резка. Характеристики плазменной струи, формируемой на специальном оборудовании, позволяют произвести с ее помощью резку деталей из металла, толщина которых доходит до 200 мм.
Устройство и принцип действия плазменной резки
Аппараты плазменной резки успешно используются на предприятиях различных отраслей промышленности. С их помощью успешно выполняется резка не только деталей из металла, но и изделий из пластика и натурального камня. Благодаря таким уникальным возможностям и своей универсальности, данное оборудование находит широкое применение на машиностроительных и судостроительных заводах, в рекламных и ремонтных предприятиях, в коммунальной сфере. Огромным преимуществом использования таких установок является еще и то, что они позволяют получать очень ровный, тонкий и точный рез, что является важным требованием во многих ситуациях.
Оборудование для плазменной резки
На современном рынке предлагаются аппараты, с помощью которых выполняется резка металла с использованием плазмы, двух основных типов:
- аппараты косвенного действия — резка выполняется бесконтактным способом;
- аппараты прямого действия — резка контактным способом.
Оборудование первого типа, в котором дуга зажигается между электродом и соплом резака, используется для обработки неметаллических изделий. Такие установки преимущественно применяются на различных предприятиях, вы не встретите их в мастерской домашнего умельца или в гараже ремонтника.
Аппарат для плазменной резки Ресанта ИПР-25
В аппаратах второго типа электрическая дуга зажигается между электродом и непосредственно деталью, которая, естественно, может быть только из металла. Благодаря тому, что рабочий газ в таких устройствах нагревается и ионизируется на всем промежутке (между электродом и деталью), струя плазмы в них отличается более высокой мощностью. Именно такое оборудование может использоваться для выполнения ручной плазменной резки.
Любой аппарат плазменной резки, работающий по контактному принципу, состоит из стандартного набора комплектующих:
- источника питания;
- плазмотрона;
- кабелей и шлангов, с помощью которых выполняется соединение плазмотрона с источником питания и источником подачи рабочего газа;
- газового баллона или компрессора для получения струи воздуха требуемой скорости и давления.
Главным элементом всех подобных устройств является плазмотрон, именно он отличает такое оборудование от обычного сварочного. Плазмотроны или плазменные резаки состоят из следующих элементов:
- рабочего сопла;
- электрода;
- изолирующего элемента, который отличается высокой термостойкостью.
Резак для ручной плазменной резки
Основное назначение плазмотрона состоит в том, чтобы преобразовать энергию электрической дуги в тепловую энергию плазмы. Газ или воздушно-газовая смесь, выходящие из сопла плазмотрона через отверстие небольшого диаметра, проходят через цилиндрическую камеру, в которой зафиксирован электрод. Именно сопло плазменного резака обеспечивает требуемую скорость движения и форму потока рабочего газа, и, соответственно, самой плазмы. Все манипуляции с таким резаком выполняются вручную: оператором оборудования.
Учитывая тот факт, что держать плазменный резак оператору приходится на весу, бывает очень сложно обеспечить высокое качество раскроя металла. Нередко детали, для получения которых была использована ручная плазменная резка, имеют края с неровностями, следами наплыва и рывков. Для того чтобы избежать подобных недостатков, применяют различные приспособления: подставки и упоры, позволяющие обеспечить ровное движение плазмотрона по линии раскроя, а также постоянство зазора между соплом и поверхностью разрезаемой детали.
В качестве рабочего и охлаждающего газа при использовании ручного оборудования может использоваться воздух или азот. Такая воздушно-газовая струя, кроме того, применяется и для выдува расплавленного металла из зоны реза. При использовании воздуха он подается от компрессора, а азот поступает из газового баллона.
Виды резки белой пищевой жести
Резку листового металла можно осуществить двумя основными способами: ручным и автоматическим. Ручной метод направлен на разрезание полос, заготовок по контуру, пазов с помощью ножниц или ножовочных станков. Такой процесс очень трудоемкий, занимает много физических усилий. Во время резки следует придерживаться техники безопасности, во избежание попадания в глаза осколков.
Резка на автоматических линиях является приоритетной и более востребованной. Оборудование состоит из нескольких устройств:
- Подающего;
- Разматывающего;
- Режущего блока;
- Пульта управления.
Все операции проводятся в автоматическом режиме без привлечения работников, что очень удобно. Управляет только один оператор. Готовые заготовки после резки складываются в пачки до 2 тонн и отправляются оптовым, розничным покупателям.
Необходимые источники питания
Несмотря на то что все источники питания для плазменных резаков работают от сети переменного тока, часть из них может преобразовывать его в постоянный, а другие — усиливать его. Но более высоким КПД обладают те аппараты, которые работают на постоянном токе. Установки, работающие на переменном токе, применяются для резки металлов с относительно невысокой температурой плавления, к примеру, алюминия и сплавов на его основе.
В тех случаях, когда не требуется слишком высокая мощность плазменной струи, в качестве источников питания могут использоваться обычные инверторы. Именно такие устройства, отличающиеся высоким КПД и обеспечивающие высокую стабильность горения электрической дуги, используются для оснащения небольших производств и домашних мастерских. Конечно, разрезать деталь из металла значительной толщины с помощью плазмотрона, питаемого от инвертора, не получится, но для решения многих задач он подходит оптимально. Большим преимуществом инверторов является и их компактные габариты, благодаря чему их можно легко переносить с собой и использовать для выполнения работ в труднодоступных местах.
Более высокой мощностью обладают источники питания трансформаторного типа, с использованием которых может осуществляться как ручная, так и механизированная резка металла с использованием струи плазмы. Такое оборудование отличается не только высокой мощностью, но и более высокой надежностью. Им не страшны скачки напряжения, от которых другие устройства могут выйти из строя.
Резка по шаблону
У любого источника питания есть такая важная характеристика, как продолжительность включения (ПВ). У трансформаторных источников питания ПВ составляет 100%, это означает, что их можно использовать целый рабочий день, без перерыва на остывание и отдых. Но, конечно, есть у таких источников питания и недостатки, наиболее значимым из которых является их высокое энергопотребление.
Как выбрать плазмотрон?
Чтобы производить резку металла плазморезкой своими руками, важно купить оборудование. Перед тем как совершить покупку, рекомендовано учесть свойства и параметры прибора
Они будут оказывать большое влияние на функции плазмотрона. Цена также будет отличаться
Перед тем как совершить покупку, рекомендовано учесть свойства и параметры прибора. Они будут оказывать большое влияние на функции плазмотрона. Цена также будет отличаться.
Резка с помощью плазмы может производиться двумя видами плазморезки:
- Инвенторная — имеет компактные размеры, для ее работы необходимо малое количество энергии, аппарат легкий с привлекательным дизайном. В то же время у него непродолжительное включение, перепады напряжения негативно скажутся на аппарате;
- Трансформаторная — высокая длительность включения, если напряжение будет скакать, плазморезка не выходит из строя. Размер, вес агрегата достаточно большие, энергии такая плазморезка также потребляет много.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Газовая (кислородная) резка металла
При выборе плазмотрона для резки своими руками, рекомендуется обратить внимание на параметры. Такая плазморезка сможет максимально удовлетворить потребности мастера и выполнить работу
Такая плазморезка сможет максимально удовлетворить потребности мастера и выполнить работу.
Мощность
В зависимости от того, каковы характеристики изделия, которое необходимо разрезать, выбирается мощность. Будет отличаться и размер сопла, тип газа.
Так, при мощности 60-90А плазморезка сможет справиться с металлом толщиной 30 мм.
Если необходимо разрезать большую толщину, то рекомендуется купить плазморезку с мощностью 90-170А.
Выбирая агрегат, учтите силу тока, напряжение, которое он сможет выдержать.
Время, скорость разрезания материала
Этот показатель меряют в см, которые аппарат сможет разрезать за 1 минуту. Одни плазморезки смогут разрезать металл за 1 минуту, а другие за 5.
При этом толщина материала будет одинаковая.
Если важно сократить время на резку, то стоит учесть скорость разрезания. Аппараты отличаются временем работы — длительность разрезания металла, не перегреваясь
Если указано, что длительность работы составляет 70 процентов, то это значит, что плазморезка будет работать 7 минут, после чего 3 минуты она должна остывать.
Если необходимо сделать длинные разрезы, то рекомендуется выбирать агрегаты с высокой продолжительностью работы.
Горелка плазморезки
Стоит оценить материал, который придется разрезать. Горелка плазморезки должна обладать мощностью, чтобы качественно его разрезать.
При этом стоит учесть, что условия работы могут быть сложными, резка — интенсивной.
На рукоятки таких плазморезок можно закрепить дополнительные элементы, поддерживающие наконечник сопла на определенном расстоянии. Это во много раз облегчает работу.
Если плазморезкой будет проводиться разрезание тонкого металла, то можно выбрать агрегат, в горелку которого поступает воздух.
Если планируется плазменная резка толстого металла, нужно предпочесть плазмотрон, в горелку которого будет подаваться азот.
Внешние характеристики
При плазморезке своими руками чаще всего выбирают переносные плазморезки, которые отличаются компактными размерами.
Ими не сложно управлять, не имея достаточного опыта, доступна фигурная резка.
Видео:
Стационарные агрегаты имеют большой вес, предназначены для разрезания более толстых материалов, их цена соответственно будет больше.
Как выполняется ручная плазменная резка?
Первое, что необходимо сделать для того чтобы начать использование аппарата для плазменной резки металла, — это собрать воедино все его составные элементы. После этого инвертор или трансформатор подсоединяют к заготовке из металла и к сети переменного тока.
Далее технология резки предусматривает приближение сопла устройства к заготовке на расстояние порядка 40 мм и зажигание так называемой дежурной дуги, за счет которой будет осуществляться ионизация рабочего газа. После того как дуга загорелась, в сопло подается воздушно-газовый поток, который и должен сформировать плазменную струю.
Когда из рабочего газа сформируется плазменная струя, обладающая высокой электропроводностью, между электродом и деталью создается уже рабочая дуга, а дежурная автоматически отключается. Задача такой дуги состоит в том, чтобы поддерживать требуемый уровень ионизации плазменной струи. Случается, что рабочая дуга гаснет, в таком случае следует перекрыть подачу газа в сопло и повторить все описанные действия заново. Лучше всего, если нет опыта выполнения такого процесса, посмотреть обучающее видео, где подробно показана ручная резка металла.
