Какой аппарат выбрать для плазменной резки металла?

Аппарат плазменной резки – приспособление, позволяющее за короткий промежуток времени нарезать большое количество деталей из металла или других материалов. Без этой техники не обойтись, если предстоит масштабный объем работ. В последнее десятилетие плазма используется не менее часто, чем лазер. Если вы еще не определились, какому способу резки отдать предпочтение, то ознакомьтесь с полезной информацией.

Технология воздушно-плазменной резки

Воздушно-плазменная резка  предполагает раскрой материала при помощи плазмы — ионизированного газа, который подается под большим давлением и имеет высокую температуру. Устройство расплавляет металл в области реза и выдувает его. Также газовой струей выдуваются образовавшиеся наплывы и окалина. Если обрабатываются, например, дерево или пластик, то вещество под воздействием плазмы частично сгорает и испаряется.

В качестве  газов  для плазмореза могут быть использованы воздух, азот, водород, смесь из азота и водорода, аргоново-водородная смесь. Наибольший КПД имеет водород – до 80 %. При использовании же аргоново-аммиачной смеси можно достичь высокой скорости резки, однако поверхность реза будет шероховатой.

Для того чтобы газ превратился в плазму, используют ток высокой частоты, который придает электрической дуге температуру 6000-8000 градусов по Цельсию. Высокая скорость выхода плазмы из аппарата (до 800 м/с) достигается благодаря тому, что она под большим давлением проходит через зауженное сопло. При этом ее температура повышается до 30000°С.

Разрезать детали можно следующими способами:

• При помощи плазменной струи. Таким образом обрабатываются неметаллические изделия – пластик, бетон, плитка, дерево и т.д.

  

• С помощью плазменной дуги. Такой обработке подлежат металлы – листовые, в форме труб и прутьев. Плазменной дугой проводится фигурная резка, высверливание отверстий и всевозможных проемов.

  

Что можно резать при помощи плазмы

Высокоскоростная плазменная резка позволяет раскраивать практически любые материалы – как неэлектропроводящие, так и диэлектрики, и электропроводные металлы. Толщина изделия может составлять от 0,2 до 200 мм.

Металлические детали, подлежащие резке плазмой, могут быть из черного металла или его сплавов, а также из цветного металла. В первом случае для разрезания используются активные газы (кислород или воздух), а во втором — неактивные (водород, аргон, азот). Наиболее часто режут нержавеющую сталь, латунь,бронзу, чугун, алюминий и титан, причем металлы могут быть в форме листа, свернутого рулона, трубы. Листовой металл, имеющий толщину до 100 мм, можно подвергнуть художественной фигурной резке.

Плазмой отлично режутся высокопрочные изделия, в том числе изготовленные из камня, бетона или железобетона. Их толщина не должна превышать 100 мм.

Конструкция плазмотрона для раскроя металла

Аппарат для плазменной резки металла состоит из источника питания, системы розжига дуги и плазмотрона. Если первый компонент предназначен для преобразования переменного тока в постоянный, а второй – для образования разжигающей плазму искры, то плазмотрон выступает в роли генератора плазмы.

Плазматроны состоят из следующих компонентов:

• Электрод;
• Завихритель;
• Изолированное от электрода сопло.

Как правило, электрод изготавливается из циркония, гафния либо бериллия. Под воздействием генератора высокого напряжения между электродом и соплом образуется искровой разряд, поджигающий дежурную дугу плазмотрона. Эта дуга при соприкосновении с разрезаемой металлической поверхностью замыкается на ней, при этом не образуя с соплом контакт. Аппарат для резки металла плазмой начал работу.

Во время резки завихритель генерирует поток спиралеобразно закрученного воздуха, который охватывает и сжимает столб рабочей дуги. При этом происходит ее стабилизация. 

Плазмотрон может быть оснащен принудительным жидкостным охлаждением. Для этого используются непроводящие антифризы либо вода. Некоторые устройства имеют воздушное охлаждение.

Аппарат для ручной плазменной резки

Ручной воздушный плазмотрон пригодится там, где есть необходимость нарезать металл в бытовых целях, а также при небольшом производстве. Ручной плазмотрон имеет производительность 60-90 А и может раскроить металл толщиной до 3 см. В плазму преобразуется обычный воздух. Расстояние между соплом и разрезаемой поверхностью составляет до 40 мм.

Аппарат ручной плазменной резки используется на весу – им проводят над линией реза. Поэтому размеры этой техники компактные, а масса небольшая. Тем не менее, не всегда возможно провести идеально прямую линию, которая была бы равноудалена от разрезаемой поверхности. Чтобы свести к минимуму непроизвольные движения и улучшить качество реза, для аппарата ручной плазменной резки предусмотрены упоры, крепящиеся к соплу. Благодаря им можно качественно провести разрез на особо ответственных участках.

Ручной сварочный инвертор можно преобразовать в плазморез, добавив в электрическую схему осциллятор.

Аппарат для механизированной плазменной резки

Подойдет такой плазмотрон для использования при крупном производстве. Высокомощные приборы с производительностью 130 — 1000 А режут металлические поверхности с толщиной до 16 см. Плазма образуется при помощи азотно-водородно-аргоновой смеси, азота, кислорода или очищенного воздуха.

Управление таким резаком для плазменной резки осуществляется при помощи компьютера. Вмешательство оператора необходимо только на начальном этапе, когда нужно указать вид разрезаемого материала, его толщину и другие данные.

Механизированные плазморезы имеют большие габариты и массу, чем ручные. В их комплектацию входят раскройные столы, которые могут быть оснащены водяной ванной и различными приводами.

Типы плазменных устройств для резки металлов

Плазменные аппараты отличаются также по принципу подачи тока. Выделяют следующие типы оборудования:

• Плазморезы инверторного типа. Компактные, экономичные устройства, с помощью которых можно разрезать металлическую поверхность, имеющую толщину до 3 см. Резка проводится даже в труднодоступных местах. Учтите, что сила тока не превышает 70- 100 А.
• Трасформаторные плазморезы. Толщина разрезаемого металла может быть до 8 см, однако КПД таких аппаратов ниже. К плюсам такой техники можно отнести продолжительное время работы (вплоть до бесперерывного использования), высокую мощность и устойчивость к перепадам напряжения.

Аппарат для резки металла плазмой можно изготовить в домашних условиях, взяв за основу сварочный инвертор. Для этого необходимо включить в электрическую схему осциллятор. Затем к инвертору присоединяются кабель массы и шлангопакет, к которому крепится плазмотрон.

Преимущества и недостатки аппаратов плазменной резки

Плазменная резка металла имеет достаточно преимуществ:

• В отличие от пильных инструментов, плазменный резак по металлу оставляет после себя тонкий аккуратный разрез, не требующий дополнительной обработки.
• Высокая скорость обработки поверхностей из любого материала, в том числе толстых металлов.
• Резку плазмой можно осуществлять в любых условиях – на строительной площадке, в мастерской, в производственном цехе.
• Плазменные резаки не чувствительны к некоторым загрязнениям и следам краски, находящимся на обрабатываемой поверхности.
• Экологичность и безопасность. Установка воздушно-плазменной резки не производит токсичных выбросов в окружающую среду и совершенно не взрывоопасна.

Недостатков не так и много:

• Кромки реза имеют коническую форму.
• Оборудование не подойдет для нарезания листов металла, имеющих толщину более 200 мм.
• При неправильно заданных параметрах (во время механизированной резки) возможна местная закалка изделия.

Полезные советы. Как выбрать подходящий плазморез

При выборе плазмореза стоит учесть объемы предстоящих работ, специфику материала (его состав, толщину), предполагаемую силу тока. Обратите внимание на тип компрессора. Перед покупкой оборудования необходимо удостовериться, что сеть способна выдержать такой высокомощный прибор.

Скорость резки плазмой во многом зависит от таких параметров, как диаметр сопла и его протяженность. Кроме того, при большем диаметре сопла напряжение на выходе будет иметь большую величину.

Во избежание поломок оборудования не рекомендуется использовать его при минусовых температурах. Если планируется изготовление большого количества деталей в домашних условиях или же воспроизведение точной копии какой-либо детали, то полезным приобретением будет стол-копир.

Как вам статья?