Плазменная резка метала: раскрою поддаются материалы любой толщины

Плазменный раскрой с ЧПУ

ЗАО «Опытное машиностроительное производство» выполняет работы по раскрою листового проката черных, цветных, легированных металлов и их сплавов методом плазменной и кислородной газопламенной резки.

Заказать плазменную резку металла можно прямо сейчас по телефону (812) 326-56-47, 326-56-48, 380-17-12. Также возможна срочная плазменная резка.

Наши преимущества:

Суть процесса заготовительного раскроя листового проката, заключается в разделении целого исходного материала на части, или получении из него деталей определенной фигурной формы.

Далее возможна механическая обработка и получение конечного продукта из них.

Однако практика собственного сборочно-сварочного производства показывает, что в большинстве случаев дополнительная механическая обработка не требуется, и детали могут сразу использоваться в последующих этапах производственного процесса.

Понятие “термическая резка” знакомо каждому человеку, так или иначе связанному с металлоконструкциями либо изделиями из металла, а вот технологию процесса знают далеко не все.

Между тем, понимание процесса дает возможность точнее спланировать все этапы изготовления изделия, например необходимость и величину припусков на детали с последующей механической обработкой, а также время, требующееся на каждый этап изготовления.

Существует два основных способа разрезания металлических материалов термическим воздействием:

плазменная резка – плазменная струя (поток ионизированных частиц)

кислородная резка – струя кислорода (иногда с примесью порошка железа)

Плазменная резка

Промышленное применение плазменной дуги для резки началось в начале 50-х годов, и с течением времени плазменная резка завоевала все основные позиции, принадлежащие ранее другим способам термической резки.

Плазма – это полностью или частично ионизированный газ.

Иногда плазму называют четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества.

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.

В процессе плазменной резки поток воздуха, кислорода или какого-либо другого газа под давлением несколько атмосфер подается через сопло аппарата, где превращается электрической дугой в струю плазмы с температурой от 5000 до 30000 градусов и скоростью от 500 до 1500 м/с.

Высокотемпературная дуга позволяет резать металл быстро и точно, причем процесс эффективен при работе с материалами разной толщины (до 100 мм).

Для возбуждения рабочей дуги используется осциллятор, который сначала зажигает вспомогательную дугу между электродом и соплом, а затем дежурная дуга выдувается из сопла пусковым воздухом в виде факела длинно 20-40 мм.

При касании факела дежурной дуги металла возникает режущая дуга – рабочая, и включается режущий газ.

Поскольку температура плазмы высока, требуется постоянное охлаждение форсунок.

Существуют форсунки с воздушным или жидкостным охлаждением.

Форсунки с воздушным охлаждением проще по конструкции и в эксплуатации, однако, форсунки с жидкостным охлаждением используются в установках большей мощности и дают лучшее качество обработки. Именно поэтому наша технология предусматривает использование плазмотронов с жидкостным охлаждением.

В отличие от кислородной резки, плазменная технология позволяет разрезать как железосодержащие, так и не содержащие железа металлические материалы.

Грузовые плиты, толщины 20-100 мм,
изготовлены без механической обработки кромок

Кроме того, в процессе резки плазмой не нагреваются обширные участки разрезаемого металла, и металл, разрезанный плазменным резаком, охлаждается гораздо быстрее, чем тот, который подвергся кислородной резке.

Качественные показатели (точность и качество кромки) напрямую зависят от используемого плазменного газа.

При использовании воздуха, высокое насыщение поверхности разрезаемого материала азотом, приводит к образованию пор и внутренних дефектов при последующей сварке, поэтому мы избегаем возникновения этих проблем, используя кислород вместо воздуха, повышая тем самым качество конечных изделий.

Преимущества плазменного раскроя:

  • возможность обработки любых черных, цветных и тугоплавких материалов
  • скорость плазменного раскроя листов малой и средней толщины в несколько раз выше скорости газопламенной резки
  • небольшой и локальный нагрев заготовок, исключающий или снижающий их тепловую деформацию
  • возможность в большинстве случаев использовать заготовки и детали в технологических этапах сборки и сварки без дополнительной механической обработки

Кислородная (газопламенная) резка металла

Газоплазменная резка металла основана на сгорании металла в струе технически чистого кислорода.

При газоплазменной резке металл нагревается пламенем, которое образуется при сгорании какого-либо горючего газа в кислороде (например, ацетилен или пропанобутановая смесь).

Кислород, сжигающий нагретый металл, называется режущим.

В процессе резки струя режущего кислорода подается к месту реза отдельно от кислорода, идущего на образование горючей смеси для подогрева металла.

Процесс сгорания разрезаемого металла распространяется на всю толщину, образующиеся окислы выдуваются из места реза струёй режущего кислорода.

Особо важную роль при резке имеет чистота кислорода. Необходимо применять кислород с чистотой 98,5-99,5%.

С понижением чистоты кислорода очень сильно снижается производительность резки и увеличивается расход кислорода.

Так, при снижении чистоты с 99,5 до 97,5% (т.е. на 2%) – производительность снижается на 31%, а расход кислорода увеличивается на 68,1%.

У технологии газопламенной резки есть минусы – резка высокоуглеродистых сталей кислородом очень проблематична, а при наличии в составе углерода свыше 1% она невозможна без добавки специальных флюсов.

Высоколегированные стали, вообще не поддаются кислородной резке.

Однако, несомненным плюсом кислородной резки является качество реза на толщинах более 40мм, оно также остается высоким вплоть до 300мм.

Исходя из всего вышесказанного и подтвержденного многократной практикой, можно сделать выводы о том, что для резки толщин 2-60мм, черных и цветных металлов, наиболее целесообразно применять плазменную резку, т.к. это дает меньшую поводку деталей, вследствие меньшего нагрева. В свою очередь, металлы толщиной 60-300мм являются прерогативой кислородной резки.

Кратко ознакомившись с технологией, применяемой у нас, перейдем к практике.

Главное в нашей работе – это качество и обеспечение выполнения требований заказчика, поэтому весь металл, поступающий на склад, проходит визуальный контроль для оценки качества поверхности металла и контроля отсутствия окалины.

Далее составляются карты раскроя с оптимальным размещением контуров деталей.

Использование специализированного программного обеспечения позволяет получить несколько вариантов раскладки деталей на листе, и выбрать тот вариант, в котором коэффициент использования материала лучше, это позволяет заметно экономить на материале. После раскроя на готовые детали наносится маркировка (возможна как ярким, устойчивым к влаге маркером, так и ударным способом).

Завершающий аккорд – проверка отделом технического контроля (ОТК) уже готовых деталей на соответствие требованиям заказчика, и на этом этапе работа участка плазменной резки завершается, детали уходят либо в дальнейшую обработку, сборку / сварку, либо отправляются к заказчику.

Дополнительно по желанию заказчика:

  • материалы могут проходить ультразвуковой контроль (УЗК), что позволяет определить скрытые дефекты в массе металла, не разрушая его
  • может проводиться зачистка деталей и заготовок от грата и наплавлений ,что позволяет экономить на времени и сразу после получения деталей использовать их в дальнейших этапах технологического процесса

Автор: начальник заготовительного участка Лукашев А.Н.

Плазменная резка металла

ОТЛИЧИЕ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ ОТ ЛАЗЕРНОЙ

Параметр сравненияЛазерПлазма
Точность резкиПостоянная ширина реза (0,2-0,375 мм)Плазменная дуга нестабильна, ширина реза не постоянна (0,8-3 мм)
Погрешность0,05 мм0,5 мм
ОкалинаМинимальнаяПрисутствует
Конусность0,05 01-3 0
Термическое воздействиеМинимальное, металл не нагреваетсяБолее выраженное

Ваш запрос успешно отправлен.
В ближайшее время наши менеджеры свяжутся с Вами.

Преимущества лазерной резки в сравнении с плазменной.

Лазерная обработка гораздо точнее плазменной и дает больше возможностей.

ДостоинствоОписание
Точность.Нет отклонений от линии реза. С помощью лазерного станка можно создавать изделия сложной конфигурации, делать отверстия любого диаметра и гравировать.
Универсальность.Можно работать с любыми металлами, вне зависимости от их теплофизических свойств.
Шероховатость (нет окалины).Металл остается гладким. С помощью этой технологии можно очень качественно обрабатывать углы или создавать перпендикулярную форму кромок.
Минимальное воздействие.Благодаря этому можно работать даже с очень тонкими листами, и металл не будет деформироваться.
Производительность.Лазерная резка отличатся своей производительностью. Полученный результат легко воспроизводится на многих изделиях.
Доступная стоимость.Особенно выгодно использовать резку лазером при обработке тонкого металлопроката и в том случае, если нужна высокая точность реза.

Плазменная резка – это вид термической обработки металлов, относящийся к высокотехнологичному и производительному методу разделения заготовок. Считается достаточно экономичным, но на практике это не всегда является верным предположением.

По соотношению цены, качества и скорости, лазерная резка значительно эффективнее и выгоднее, чем плазменная.

Достоинства и недостатки плазменной резки.

Недостатки:

Обычно сравнивают воздушно плазменную резку с газовой. Если провести такие параллели, то получается, что плазменная имеет большую точность, экологичность, скорость, экономичность, за счет использования обычного сжатого воздуха.

Недостатком такой резки является большое количество азота на месте реза, а также достаточно неровные края. При желании они, конечно, механически удаляются, но это дополнительные трудозатраты, что влияет на конечную стоимость. Цена плазменной резки может увеличиваться и за счет использования в качестве газа, например, кислород или азот.

Достоинства:

  • высокая скорость резанья;
  • приемлемая чистота шва;
  • минимальная деформация металла;
  • резка большого количества металлов;
  • небольшая зона нагрева в области резанья;
  • отсутствует эффект закалки в зоне реза.

Плазменную технологию целесообразно применять при грубых работах. Например, при раскрое листов с толщиной более 40 мм и в том случае, если качество реза не имеет принципиального значения. Во всех остальных случаях, в особенности в деликатных работах, лучший вариант – это лазерный рез.

Технология плазменной резки металлов.

Если сравнивать плазменную резку с близкой по характеристикам ей газосиликатной резкой, то по своей технологии первая имеет явные преимущества. Не требуется таскать с собой большие баллоны с газом, снижаются меры пожарной безопасности. Для осуществления реза необходима только электрическая энергия, воздух и инструмент с расходными материалами – сопла и электроды.

Плазменная резка металла производится потоком сжатого воздуха, который под воздействием электрической дуги превращается в плазму. Температура такой плазмы достигает 20000 К. Благодаря такой высокой температуре имеется возможность резать металл различных толщин. Процесс резки представляет собой следующее: под большим давлением подается сжатый воздух, электроды создают электрическую дугу, «поджигающую» воздух, в результате получается плазма. Под воздействием плазмы металл расплавляется, а струей воздуха выдувается из зоны реза.

Какие материалы можно резать с помощью плазмы?

Резанью плазмой поддаются большинство металлов, разница заключается лишь в том, какой они могут быть толщины. Основные материалы – это сталь, чугун, медь, бронза, титан, латунь, алюминий, а также сплавы этих металлов. При резанье плазмой не стоит забывать о том, что толщина листа разрезаемого металла напрямую зависит от его теплопроводности. То есть, чем выше теплопроводность материала, тем меньшей толщины лист удастся разрезать. Иначе шов получится слишком неровным и широким – металл будет быстро расплавляться.

Сравнивая лист алюминия и лист стали, получается, что алюминий может иметь гораздо меньшую толщину, чем сталь. Температура плавления первого намного меньше, таким образом, при большой толщине плазма не будет успевать прожечь лист насквозь, когда края начнут оплавляться.

Услуги резки металла:

Лазерная резка металла

Гидроабразивная резка

Фрезерные работы

Характеристики плазменной и лазерной резки металла.

Лазерная резка – это высокотехнологичный, современный метод раскроя материалов. Имеется возможность резать практически все материалы: металлы, полимеры, резину, кожу. По сравнению с плазмой имеет большую точность, чистоту обработки поверхности. А самое главное преимущество лазера – это высокая степень автоматизации процесса. То есть имеется возможность запрограммировать лазерную установку с ЧПУ на автоматическую обработку и раскрой металла. Оператору останется только наблюдать за процессов и контролировать режимы резанья. Благодаря минимальному участию человека в процессе резки, снижается риск получения бракованных деталей.

Также, в отличие от плазмы, лазер способен выполнять такие операции как сверление, термическая обработка металла, гравировка. Все это возможно запрограммировать в один цикл обработки листа металла.

Стоимость плазменной резки металла.

Плазменная резка металла, цена на которую сравнительно доступна, уступает по характеристикам лазерной обработке металла. Технология обработки лазерной и плазменной резки в чем-то схожи, но в то же время принципиально разные. В лазерной установке главным режущим элементом является лазер, создаваемый специализированным генератором.

Казалось бы, что цена лазерной резки должна быть намного выше стоимость плазменной резки. Ведь и технология плазмы значительно проще, чем лазерная, и качество резанья плазмой чуть хуже. Однако, существую сегодня предприятия, которые предлагают лазерную резку, которая намного дешевле плазменной!

Для сравнения, средняя стоимость плазменной резки листа черной стали толщиной 10 мм равна 80 рублям за метр погонный, а стоимость лазерной резки в компании ПРОМЭКС равна 33,5 рублям за метр погонный! Неправда ли выгодное предложение? Вы получаете высококачественный раскрой металла по минимальной цене!

Все, что нужно знать о плазменной резке

Плазменная резка листового металла – разновидность термической обработки материалов, их разделение на части при помощи струи плазмы. В последние 15 лет плазморезы используются не менее интенсивно, чем гидроабразивные и лазерные устройства. Свидетельством этому – активный покупательский спрос и множество позитивных отзывов от профессионалов. Такие вопросы, как «что такое плазменная резка?» и «как она работает?» могут возникнуть у начинающего сварщика. Давайте найдем на них ответы и разберемся, почему резка металла плазмой так популярна.

Что задействовано при резке плазменной струей

Оборудование для плазменной резки металла включает в себя:

  • Источник питания. Чтобы плазменная дуга в процессе резки работала стабильно и не разбрызгивала металл, источник питания преобразует переменный ток в постоянный, а также регулирует его силу.
  • Плазмотрон. Генератор плазмы состоит из электрода, изолированного от него сопла и механизма, которое закручивает плазмообразующий газ. Для качественной работы плазмотрону нужен защитный кожух.
  • Систему розжига дуги. Ее назначение – образовывать искру в плазмотроне, которая нужна для поджига плазменной дуги.

Виды плазменной резки

Современное оборудование для плазменной резки металла бывает двух разновидностей: ручное и механизированное (высокоточное).

Ручные системы преобразуют в плазму обычный воздух. Сила тока такого устройства – от 12 до 120 А. Минимальная толщина металла, которую может разрезать прибор на самых низких токах, составляет 3,2 мм.

Более технологичной разновидностью традиционных плазменных станков являются ручные механизированные. Они оснащены числовым программным управлением и предназначены для работ, которые требуют высокой производительности – например, для изготовления тяжелого промышленного оборудования. Сила тока — от 130 до 1000 А. Максимальная толщина разрезаемого материала – до 159 мм.

Высокоточные станки используются для очень качественной и быстрой резки с минимальным износом расходников. Отверстие сопла в таких аппаратах маленькое, что позволяет получить дугу с силой тока 40 -50 тысяч А на квадратный дюйм. Для выработки плазмы, кроме очищенного воздуха, используются кислород, азот, смесь из аргона, азота и водорода. Максимальная толщина реза — 160 мм.

Как работает плазменная резка

Плазма представляет собой ионизированный газ, который обладает электропроводностью и содержит в себе заряженные частицы. В качестве плазмообразующих могут использоваться активные газы (кислород или смесь газов — воздух) и неактивные газы (водород, аргон, азот). Их нагревание и ионизация при помощи дугового разряда происходят в плазмотроне. Чем выше поднимется температура газа, тем больше он будет ионизирован. Температура плазменного потока достигает до 6000 градусов по Цельсию.

Чтобы осуществить плазменную резку пластин металла, сперва нужно их надежно закрепить на станке. Затем между обрабатываемым материалом и форсункой происходит короткое замыкание, в результате которого зажигается электрическая дуга. Чтобы зажечь основную дугу, может использоваться дежурная. Она образуется при помощи осциллятора и имеет силу тока 25-60 А. Затем под большим давлением в сопло подается газ, который под воздействием электричества превращается в плазму, которая выходит из аппарата со скоростью 500 – 1500 м/с. Технология плазменной резки металла предполагает, что металл в области разреза расплавляется и выдувается во время перемещения резака.

плазмотрон

Знаете ли вы, что принцип плазменной резки металла несколько отличается для каждой из ее разновидностей? Это обстоятельство стоит учитывать, так как грамотный подбор инструментов и материала – залог энергоэффективности проводимых работ.

  • При ручной резке плазменной струей электрод и детали сопла, даже если источник питания отключен, соединены. Если нажать триггер, через этот контакт пойдет постоянный ток, который также запустит поток плазменного газа. Электрод и сопло разомкнутся только тогда, когда давление плазменного газа будет оптимальным. Затем возникнет электрическая искра, и под действием высоких температур образуется плазма. Электрический ток переместится на контур, охватывающий электрод и разрезаемый металл. Если триггер отпустить, подача тока и воздуха прекратится.
  • При высокоточной резке плазменной струей электрод и детали сопла не соприкасаются. Для их изоляции предназначен завихритель. Когда включается источник тока, начинается предварительная подача газа в плазмотрон. Вспомогательная дуга в это время служит для питания сопла (подключение к «+» потенциалу) и электрода (подключение к «-» потенциалу). Затем вырабатывается высокочастотная искра, и ток от электрода к соплу идет уже через образованную плазму. Плазменная струя начинает разрезание металла, и контур тока переходит от электрода на обрабатываемую поверхность. После этого источник тока устанавливает оптимальную силу тока, происходит регулировка потока газа.

Зная, как работает аппарат плазменной резки, а также специфику работ, которые вам предстоят, можно собрать устройство плазменной резки своими руками, благо инструкции для этого широко представлены на просторах интернета. Наиболее подходящий для преобразования механизм — сварочный инвертор. Бытовым плазморезом можно не только разрезать металл, но и произвести плазменную сварку.

Плазменная резка какого металла возможна

Плазменный резак может использоваться как для цветных металлов, так и для черных и их сплавов. В первом случае в качестве основы для плазмы используются неактивные газы, а во втором – активные. Толщина материалов, которые способен обработать плазменный резак, может достигать 220 миллиметров. С помощью плазмы можно резать и тонкие металлы.

Однако обратите внимание, что даже самые дорогостоящие плазморезы не могут гарантировать отсутствие скоса, конусность резки все равно будет составлять 2-4 градуса.

Аппарат плазменной резки может производить как раскраивание металлического листа по прямой линии, так и фигурную резку, в том числе сверление отверстий. Минимальный диаметр отверстий при этом не может быть меньше 1,5 – 2 толщин металлической заготовки.

Оборудование для плазменной резки металла

Механизмы для резки плазменной струей бывают двух типов. Инверторные эффективны в случае, если вам необходима высокая производительность, а толщина металла не превышает 30 мм. Трансформаторные имеют меньший КПД, однако с их помощью можно нарезать более толстые детали.

По степени мобильности оборудование можно условно разделить на три разновидности:

    Ручные. Такая установка универсальна и компактна, но при этом потребляет много электроэнергии. Представляет собой коробку, оснащенную шлангом и горелкой.

ручная плазменная резка
Портальные. Имеют вид станков с просторной рабочей поверхностью, на которой располагается разрезаемый материал. Для их размещения требуется много свободного пространства, а для работы – мощный источник электроэнергии.

портальная установка плазменной резки
Переносные. Разрезаемый металл укладывается в отсек, имеющий вид рамы с рейками.

переносная плазменная резка

Преимущества и недостатки резки плазмой

К очевидным преимуществам плазменно-дуговой резки можно отнести следующие:

  • Установки для плазменной резки имеют меньшую стоимость по сравнению с лазерными.
  • Плазморезка может справиться с толщиной металла, недостигаемой для лазера.
  • Нарезанию плазмой поддаются практически все металлы, проводящие ток (медь, сталь, латунь, чугун, титан и т.д).
  • Толщина реза плазменной установки зависит от типа станка и его наконечников. Аппараты с минимальной толщиной реза снижают процент потери металла и увеличивают концентрацию потока плазмы.
  • Дополнительная обработка реза не нужна.
  • Безопасность плазменной установки. Ее конструкция не предполагает баллонов со сжатым газом, которые могут стать причиной пожара или взрыва.
  • Вмешательство обслуживающего персонала при автоматической резке сводится к минимуму.

Минусов у плазморезов не так и много:

  • Если нужно разрезать металл толщиной более 200 мм, придется прибегнуть к другим видам резки.
  • Нужно обращать пристальное внимание на угол отклонения. Он не должен составлять более 50 градусов.
  • К одному аппарату невозможно подключить два резака.

Плюсы и минусы плазменного раскроя металла по сравнению с лазерным мы уже раскрывали в одной из статей.

Резка плазменной струей: примеры

Метод плазменной резки является довольно универсальным. Струей ионизированного газа можно разделять на части практически все металлы любых конфигураций. В строительстве и промышленности чаще всего к помощи плазмы прибегают в тех случаях, когда необходимо разделить на части тонкие листы металла, разрезать рулоны стали, изготовить металлические штрипсы или измельчить чугунный лом.

Оснащенные центраторами труборезы помогут вам разделить на фрагменты трубы любого диаметра. При этом функционал оборудования позволяет провести зачистку швов и разделывание кромок. С помощью плазмы осуществляют также сверление в металле отверстий.

художественная резка плазмой

Художественная плазменная резка широко распространена в строительстве. К этому методу прибегают при оформлении ограждений, уличных очагов, беседок, флюгеров, разнообразных элементов интерьера.

В заключение

Плазменная резка — быстрый и эффективный способ нарезать металл толщиной до 200 мм. Она может применяться для любых материалов, обладающих электропроводностью: меди, стали, латуни, чугуна, титана, алюминия, сплавов. Принцип действия плазменного резака основан на плавлении металла тонкой струей ионизированного газа и сдувании расплавленного материала с области реза.

Оборудование для нарезки плазмой бывает ручное и механизированное; инверторное и трансформаторное; ручное, портальное и переносное. Несмотря на различия в тех или иных характеристиках, любое из перечисленных приспособлений состоит из источника питания, системы поджига дуги и плазмотрона. Зная принцип работы устройства, собрать генератор плазмы для резки металла можно в домашних условиях.

Режем металл плазменной технологией

Плазменная резка – новая великолепная технология, позволяющая разрезать металлы солидной толщины и любой природы, даже самой капризной. В качестве режущего предмета выступает не нож, а плотная струя плазмы, которая позволяет формировать идеально точный рисунок реза в единицу заданного времени.

Этот способ работы с металлом содержит множество достоинств, которые мы разберем ниже. А сейчас начнем с физики – нужно разобраться с сутью процесса.

Физика плазмы

Технология плазменной резки металла отдает главную женскую роль нашей любимой электрической дуге. Он формируется между электродом и соплом. Иногда вместо электрода выступает металл, который нужно разрезать. Разберемся, что такое плазменная резка.

Начало процесса – включение источника электрического питания и подача тока высокой частоты в плазменный резак. Источник питания включается автоматически после нажатия тумблера розжига в аппарате.

Сначала формируется так называемая промежуточная дуга – она имеет временный характер и соединяет электрод с наконечником сопла резака. Нагревается эта дежурная дуга до уровня температуры около 8000°С.

Это важный момент общего процесса плазменной резки – нужно помнить, что настоящая дуга между электродом и металлом образуется не сразу, а через ее промежуточный вариант.

Следующий этап процесса – поступление воздуха из компрессора, который обычно прилагается к аппарату резки металла. Компрессор подает воздух в сжатом виде. Этот воздух поступает в камеру плазмотрона, в котором находится и уже раскалена временная электрическая дуга.

Малый диаметр сопла дает возможность разгонять поток этой раскаленной плазмы до огромных скоростей, с которыми струя вылетает из аппарата. Скорость потока может достигать трех метров в секунду.

Температура воздуха – запредельная, вплоть до 30 000°С. При этих условиях электрическая проводимость воздуха – плазмы практически равна проводимости разрезаемого металла.

Настоящая конечная дуга появляется мгновенно, как только поток плазмы достигает и касается поверхности металла. Временная дуга, в свою очередь, автоматически выключается. Металл начинает плавится точно в месте среза.

Жидкие металлические капли сразу же сдуваются струей сжатого воздуха. Это и есть принцип плазменной резки. Как видите, все просто, логично и понятно.

Классификация видов плазменной резки

Виды плазменной резки будут зависеть от среды, в которой проводятся работы по металлу:

Простой

Главное отличие способа – ограниченность электрической дуги. Для резки используется электрический ток и воздух. Иногда вместо воздуха применяются газ в виде азота. Если металлически лист тонкий – всего несколько миллиметров, процесс можно сравнить с лазерным разрезанием.

При этом способе толщина металлов не должна превышать 10-ти мм. Способ отлично работает для низколегированных сплавов стали и других мягких металлов. Режущим элементом выступает кислород, из которого формируется сжатая струя, превращающаяся в итоге в плазму.

В разрезах получаются очень ровные кромки, не требующие дальнейшей доработки.

С применением защитного газа

При этом способе вместо воздуха используются защитные газы, которые превращаются в плазменный поток после преобразования в плазмотроне. Качество срезов в данном случае значительно повышается благодаря отличной защите процесса от воздействия окружающей среды.

Газ для плазменной резки не представляет из себя ничего необычного: это может быть водород или аргон – «газовая классика».

С водой вместо воздуха

Отличны способ со многими преимуществами, одно из которых – отсутствие необходимости в дорогостоящей и громоздкой системе охлаждения.

Существуют и другие критерии классификации плазменной резки. К примеру, виды резки бывают разделительными и поверхностными. Первый из них используется чаще.

Плазменные резаки представлены на рынке в самых разнообразных вариантах, так что их можно классифицировать по маркам, производителям и многим другим техническим и торговым параметрам.

Есть, например, ручная плазменная резка – самый демократичный способ и по цене, и по простоте исполнения. Есть машинные автоматические технологии, устройства для которых намного дороже и сложнее.

Преимущества резки плазмой

Самой близкой технологией является лазерная резка металлов, поэтому логично будет перечислить преимущества в сравнении с «соседкой»:

  • Плазменной резке по плечу металлы любой природы, в том числе цветные, тугоплавкие и другие, сложные для обработки.
  • Скорость процесса значительно выше, чем резка газовым резаком.
  • Одна из значительных особенностей – возможность производить резы любой формы, включающие и геометрические узоры, и фигурную резку самой высокой сложности. Иными словами, резка с помощью плазмы – это реализация самых смелых творческих идей по металлу и другим трудно поддающимся материалам.
  • Плазменному резаку нипочем любая толщина металла: скорость и качество никоим образом не теряются.
  • Этому способу поддаются не только металлы, но и другие материалы: он вполне универсальный.
  • Резка плазмой и быстрее, и эффективнее по качеству кромки, чем любые другие механические способы резки.
  • В данном методе возможна работа не только перпендикулярно к поверхности металла, но под углом, что помогает освоить широкие листы металла.
  • С экологической точки зрения это вполне благополучный вид работы с металлом с минимальным выбросом вредных веществ или загрязнений в воздух.
  • Отличная экономия времени из-за отсутствия необходимости предварительно нагревать металл.
  • Поскольку в методе не используются взрывоопасные газовые баллоны, он значительно безопаснее, чем другие способы.

Недостатки плазморезки

Ни один способ обработки металлов не обходится без недостатков, и плазменная резка здесь не исключение.

Недостатки плазменной резки следующие:

  • Дороговизна всего модельного ряда аппаратов для плазменной резки, включая даже самые простые ручные варианты.
  • Пределы толщины металла для резки плазмой: предельная толщина всего 100 миллиметров.
  • Это шумный способ работы, потому что сжатый воздух или газ подаются с огромной скоростью.
  • Оборудование непростое, дорогое и требующее грамотного и постоянного технического обслуживания.

Советы и нюансы

Еще одной отличительной положительно характеристикой метода является то, что во время процесса происходит нагрев лишь небольшого локального участка. Да и остывает этот участок намного быстрее, чем при лазерной или механической резке.

Охлаждение необходимо только для двух составных элементов – катода и сопла, как самых нагруженных. Это без проблем производится с помощью рабочей жидкости.

Дуга начинает работать стабильно в результате рабочего соотношения катода и сопла с паром из сжатого раскаленного воздуха. На катоде локализуется отрицательный заряд, на наконечнике сопла – соответственно положительный. В результате этого образуется промежуточная дуга.

Лишняя влага впитывается специальным материалом, который находится в резервуаре камеры плазмотрона.

Правила безопасности при данном методе имеют строжайший характер, потому что все аппараты плазменной резки могут быть очень травматичными для мастера. Особенно это касается моделей с ручным управлением.

Все будет в порядке, если вы будете соблюдать рекомендации по защитной амуниции мастера: щиток, затемнённые очки, защитные ботинки и т.д. В этом случае вы сможете уберечься от главных факторов риска данного метода – капель расплавленного металла, высокого напряжения и раскаленного воздуха.

Экономия расходных материалов занимает не последнее место в эффективной резке. Для этого зажигаем электрическую дугу не слишком часто, а точно и в срок, чтобы не обрывать ее без надобности.

Экономия ресурсов также распространяется на силу и мощность тока. Если рассчитать его правильно, вы получите не только экономию, но и отличный срез без заусениц, окалины и деформации металла.

Для этого следует работать по следующей схеме: сначала подать ток высокой мощности, сделать пару – тройку разрезов с его помощью. Если сила и мощность тока великоваты, на металле сразу же будет образовываться окалина из-за значительного перегрева.

После осмотра срезов будет ясно, оставить ток на этом уровне или изменить его. Иными словами, работаем экспериментально – малыми пробами.

Как работать плазморезкой?

Резка металлов с помощью плазменного потока – слишком серьезное дело, чтобы заниматься им без предварительного изучения и тщательной подготовки. Это поможет вам сделать резку эффективнее со всех точек зрения, и, что весьма немаловажно, минимизировать риски, связанные с производственными опасностями.

Прежде всего нужно знать принцип работы плазменной резки – видеть картинку физических явлений целиком.

Плазменную горелку следует держать очень близко к поверхности и краю металла, в отличие от лазерной резки. Когда тумблер с «пуском» включится, первой загорится временная электрическая дуга, и только затем – настоящая, которая будет главным режущим элементом. Горелку с режущей дугой нужно вести по материалу ровно и медленно.

Скорость резки следует строго контролировать. Это можно делать, наблюдая за искрами с обратной стороны листа разрезаемого металла. Если этих искр нет, то это значит, что разрезка металла произошла неполная.

Такое может произойти по нескольким причинам: из-за слишком большой скорости ведения горелки или прохождения аппарата, либо слишком недостаточной мощности подаваемого тока, либо несоблюдения прямого угла в 90° между горелкой и поверхностью металла.

Дело в том, что полная проплавка металла происходит лишь при наклоне плазморезки к поверхности металла под прямым углом и ни градусом больше или меньше.

Перед работой невредно изучить схему вашего аппарата: именно в ней можно прочитать самую достоверную информацию по допускаемой толщине металла, который можно прорезать или сделать в нем отверстие. Устройство плазменного резака может различаться, все зависит от функций его назначения.

Выбор аппарата для плазменной резки

Покупка любого технического оборудования – дело, для которого не нужно жалеть времени и усилий: слишком высок риск неудачного решения и потери денег. А деньги здесь немалые, вы не найдете плазменного резака дешевле 500 USD в принципе.

Сначала разбираемся с параметрами и техническими характеристиками прибора.

Две большие группы плазморезов – это инверторные и трансформаторные. Названия говорят сами за себя.

Если вам нужен компактный резак для работы с металлами небольшой толщины, вы можете остановить свой выбор на резаке инверторного типа. Они забирают немного энергии, легкие и с небольшими габаритами.

Вместе с тем работают они с перерывами и легко выходят из строя при перепадах сетевого напряжения. Цена на такие приборы вполне умеренная, из всех плазморезов это самые недорогие.

Другое дело – трансформаторные резаки. Здесь и с габаритами, и с весом «все в порядке»: серьезные аппараты по всем параметрам.

Энергии потребляют много, зато работать они могут практически без перерыва в течение целого дня. И толщина металла может быть побольше, чем при резке инверторной моделью. Стоимость таких устройств высокая – от 3000 до 20000 USD.

Выбор плазменного резака по мощности

Рассуждения начинаем со свойств и технических характеристик деталей, которые вы планируете обрабатывать и резать. Именно это этого рассчитывается мощность режущего прибора, потому что в нем будут различаться и сопло по своему диаметру, и тип используемого газа.

Применение плазменной резки – область чрезвычайно широкая, поэтому говорить нужно только о ваших конкретных нуждах.

А вот если ваш металл потолще, ищите подходящую модель в диапазоне мощности от 90 до 170А.

Выбор резака по времени и скорости разрезания материала

Скорость плазменной резки металла измеряют в сантиметрах за одну минуту. Эта скорость у разных аппаратов тоже разная и зависит от их общей мощности и природы разрезаемого металла.

Например, при всех прочих равных медленнее всего режется сталь, чуть быстрее – медь и ее сплавы. И еще быстрее – алюминий со своими алюминиевыми сплавами.

Если для вас важна скорость, не забывайте о таком показателе, как длительность работы без перегрева, то есть без перерыва. Если в технической спецификации к аппарату написано, что длительность работы 70%, это означает, что после семи минут резки аппарат должен быть выключенным в течение трех минут, чтобы остыть.

Среди трансформаторных резаков встречаются чемпионы с продолжительностью работы в 100%. Иными словами, они могут работать целый день без отключения. Стоят они, конечно, немало. Но если у вас впереди длинные разрезы, думайте о покупке «чемпионских» трансформаторных плазменных резаков.

Пара слов о горелке

Снова оцениваем природу металла или другого материала, который планируем разрезать. От этого будет зависеть мощность горелка плазмореза. Она должна быть достаточной для качественного реза.

При расчетах нужно учитывать факт, что вы можете встретиться со сложными условиями работы, которая, как назло, должны быть произведена в самые короткие сроки, то есть резка должна носить выраженных интенсивный характер.

Рукоятку горелку не упускаем из зоны внимания, это важная часть для комфортной, а значит качественной работы. На рукоятке можно зафиксировать дополнительные элементы, которые помогут держать сопло на одинаковом расстоянии от поверхности металла. Данный совет распространяется только на ручные модели аппаратов.

Если вы собираетесь резать тонкий металл, выбирайте модель с горелкой, которая предназначена для поступления воздуха.

Если же ваши планы связаны с массивными толстыми заготовками, покупайте резак с горелкой для приема защитного газа – азота, например.


Сравнение лазерной и плазменной резки металла

Применяются на предприятиях металлообрабатывающей, пищевой, автомобильной, судостроительной, строительной и энергетической промышленностях, в составе машин термической резки (МТР) с ЧПУ. Резать можно как листовой металл, так и трубы. В данной статье, хочется затронуть основные плюсы и минусы данных технологий резки металла. Начнем с плазмы.

Плазменная резка

Осуществляется плазменной дугой, с температурой до 30 000 градусов Цельсия. Сама физика данного процесса не позволяет резать металл без скоса (без конуса) даже в самых дорогостоящих источниках плазмы ( Hypertherm , Termal Dynamics и Kjellberg) с применением так называемой «узко-дуговой резки» не удастся достичь конусности менее 2-4˚.

Зато станок плазменной резки с ЧПУ (в простонародье «плазмарез», «плазморезка», «резак», «плазма», «портальная плазменная резка») может резать недостижимые для лазера толщины металлов – до 160 мм для углеродистых («черных») сталей. Фактически плазменная установка позволяет резать любой токопроводящий металл (все виды сталей, чугун, медь, алюминий, латунь и т.д.).

Есть некоторые ограничения по резке отверстий, например, минимальный диаметр отверстия должен быть больше или равен полутора – двум толщинам метала.

То есть, если у нас стальной лист толщиной 12 мм, то минимальный диаметр отверстия (с сохранением круглой формы) будет равен 18-24 мм. Конечно здесь есть приятные исключения в виде запатентованной технологии True Hole от компании Hypertherm, позволяющей вырезать отверстия диаметром, равном толщине листа, причем отменного качества с конусностью не более 2˚. Технология применима на толщинах до 25 мм при использовании системы HyPerfomance Plasma HPRXD и XPR с автоматической системой управления газом.

Машины термической резки , оснащенные источником плазменной резки , дешевле станков лазерной резки металла , себестоимость реза – дешевле, обслуживание дешевле (часто необходимо только электричество, сжатый воздух и «расходники»).

Из минусов хочется отметить худшее качество реза, конусность реза, более высокое потребление электроэнергии, большее потребление расходных материалов («расходки») и сложность при резке тонких металлов (менее 1 мм), вызванную более толстой дугой (ширина реза 0,8-1,5 мм). А также в несколько раз меньшую скорость реза тонких металлов, в сравнении с лазером.

Прожиг на не качественной плазме толщина лист 0,9 мм
Качественная плазма, лист толщиной 0,9 мм
Прямолинейная резка лист толщиной 0,7 мм. Плазма.

Лазерная резка

Осуществляется лазерным лучом, который в разы тоньше плазменной дуги (0,2-0,3 мм), поэтому качество реза заметно выше, чем при плазменной резке, так как уменьшается термическое воздействие на кромку разрезаемого материала.

Установка лазерной резки отличается высокими скоростями резки, что является более рентабельным решением в сравнении с плазмой. Например, оптоволоконный иттербиевый лазер IPG Photonics мощностью 4 кВт( Lasercut Professiona M2 способен резать углеродистую сталь толщиной 2 мм со скоростью до 12 100 мм в минуту, в то время как источник плазмы Hypertherm HPR 130XD режет данный лист со скоростью не более 1 490 мм в минуту (30 А, кислород/кислород). Резкое падение скорости реза у лазера наблюдается на толщинах более 3-6 мм, а максимальная толщина ограничена 24 мм для углеродистой стали (для оптоволоконного лазера IPG Photonics, мощностью 4 кВт). Кромки реза у листов до 14 мм – остаются ровными и гладкими, без образования окалины.

Минимальный диаметр вырезаемого отверстия равен 0,3 толщины металла, края – ровные и с минимальным скосом (не более 1° при толщинах более 10-12 мм). Это позволяет вырезать отверстия диаметром 4 мм в 12 мм листе. Точность станка лазерной резки металла заметно выше станка плазменной резки и составляет, как правило, +/- 0,05 мм.

Пример реза стали толщиной 12мм. Слева – «узкодуговым» источником плазмы 130Ампер. Справа – лазером мощностью 1КВт. Пример реза стали толщиной 25 мм, оптоволоконным лазером мощностью 4 кВт.

Один из важных моментов, на который стоит обратить внимание при выборе станка лазерной или плазменной резки – стоимость и стойкость расходных материалов. Наиболее часто заменяемая часть на лазере – сопло стоит от 140 до 750 руб. за 1 шт. и служит оно до 1,5 месяцев, в то время как на плазменную резку меняется сопло и электрод (катод), общей стоимостью от 250 до 4500 руб. (в зависимости от модели плазматрона), которых хватает примерно на 0,5-1 смену работы станка плазменной резки.

Резюмируя данную статью, давайте подведем итоги:

Лазерную резку целесообразнее применять, если нужны очень высокие скорости резки, высокое качество обработки металла, высокая точность, хорошая повторяемость при резке сложных изделий, высокое качество резки углов (особенно внутренних), низкая стоимость расходных материалов, но обслуживание установки лазерной резки должно осуществляться только высококвалифицированными специалистами.

В то время как плазменная резка славится большими толщинами разрезаемых металлов, неприхотливостью, большей гибкостью в широком диапазоне толщин и типов материалов, меньшей стоимостью установки. В настоящее время приобретать оборудование в лизинг становится выгоднее, в том числе из-за экономии по НДС.

Что такое плазменная резка металлов – описание технологии

К последним относится плазменная резка металлов. Эффективность плазменного раскроя ограничивается опытом мастера и правильным выбором установки.

  • Что такое плазменная резка металла?
  • На чем основан принцип проведения работ?
  • Какие сферы применения имеет этот способ раскроя материалов?

Основы резки металлов плазмой

Еще один важный момент, который следует учитывать, это то, что плазменная резка толстого металла практически не выполняется, так как это ведет к увеличенным материальным затратам и малоэффективно.

Характеристики и принцип резки металла плазмой

Плазменная резка металла работает как обычная дуговая, но без использования привычных электродов. Но эффективность способа обработки прямо пропорциональна толщине обрабатываемого материала.

Скорость и точность резки металла плазмой

От профессионализма мастера во многом зависит качество выполнения работ. Чистый и точный рез с минимальным отклонением от необходимых размеров может выполнить только работник с профильным образованием. Без соответствующей подготовки выполнить фигурную резку вряд ли получится.

Плазменная резка цветных металлов

Где применяется плазменный раскрой металла

Использование плазмотронов не зря пользуется такой большой популярностью. При относительно простой эксплуатации и незначительной стоимости ручной установки (по сравнению с другим оборудованием для резки) удается достичь высоких показателей относительно качества реза.

Применение плазменной резки металла получило распространение в следующих сферах производства:

    Обработка металлопроката – с помощью плазмы удается разрезать практически любой тип металла, включая цветной, тугоплавкий и черный.

  • Изготовление металлоконструкций.
  • Художественная ковка и обработка деталей. С помощью плазменного резака можно сделать деталь практически любой сложности.
  • Различные виды промышленности, машиностроение, капитальное строительство зданий авиастроение и др. – во всех этих сферах деятельности не обойтись без использования плазменных резаков.
  • Применение станков с плазменной резкой не заменило ручных установок. Так художественная резка металла плазмой позволяет сделать уникальные детали точно соответствующие замыслу художника, для использования их в качестве декоративных украшений для заборов и лестниц, а также перил, ограждений и т. д.

    Резка металла плазмой – преимущества и недостатки

    Без резки металла не может обойтись практически ни одно промышленное предприятие, так или иначе связанное с металлопрокатом. Быстрое разрезание листового материала на заготовки, декоративная фигурная резка металла плазмой, вырезание точных отверстий – все это можно выполнить достаточно быстро с помощью плазмотрона. Плюсы, которые имеет метод, заключаются в следующем:

    • Высокая производительность и скорость обработки деталей. По сравнению с обычным электродным методом можно выполнить объемы работ от 4 до 10 раз больше.
    • Экономичность – плазменный метод намного выигрывает на фоне стандартных способов обработки материалов. Единственные ограничения связанны с толщиной металла. Нецелесообразно и экономически невыгодно разрезать с помощью плазмы сталь толще 5 см.
    • Точность – деформации от тепловой обработки практически незаметны и не требуют дополнительной обработки впоследствии.
    • Безопасность.

    Все эти преимущества плазменной резки металла объясняют, почему метод пользуется настолько широкой популярностью не только в промышленных, но и бытовых целях.

    Но говоря о плюсах необходимо заметить и некоторые отрицательные стороны:

    • Ограничения, связанные с толщиной реза. Даже у мощных установок максимальная плотность обрабатываемой поверхности не может быть выше, чем 80-100 мм.
    • Жесткие требования относительно выполнения обработки деталей. От мастера требуется четко придерживаться угла наклона резака от 10 до 50 градусов. При несоблюдении этого требования нарушается качество реза, а также ускоряется износ комплектующих.

    Сравнение плазменной и лазерной резки металла

    Отличие лазерной резки металла от плазменной заключается в методах воздействия на поверхность материала.

    Лазерные установки обеспечивают большую производительность и скорость обработки деталей, при этом после выполнения операции наблюдается меньший процент оплавленности. Минусом лазерного оборудования является его высокая стоимость, а также то, что толщина разрезаемого материала должна быть меньше 20 мм.

    По сравнению с лазером плазмотрон имеет меньшую стоимость, более широкую сферу применения и функциональные возможности.

    Читайте также:  Диван-кровать в интерьере
    Добавить комментарий