Плазма металл: Металл и плазма – принципы работы и выбор оборудования

alexxlab | 29.04.2023 | 0 | Разное

Металл и плазма – принципы работы и выбор оборудования

Главная Статьи Металл и плазма – принципы работы и выбор оборудования

Что такое плазменная резка металлов?

Это один из самых востребованных на сегодняшний день методов резки металлических листов. Благодаря новым технологиям и современному оборудованию, резка металла осуществляется с высокой точностью, а заказы исполняются в кратчайшие сроки, что благоприятно отражается на общем проценте производительности.

Плазменная  резка металла представляет собой сложный технологический процесс. Поток плазмообразуещого газа локально выдувает частицы металла в месте среза. Электрическая дуга, горящая между деталью и плазмотроном, оказывает воздействие и образует плазму при постоянной подаче плазменного газа.  Во время плазменной резки при получении плазменной струи применяются газы двух видов: активные – воздух и кислород, и неактивные – водород, азот, аргон, водяной пар. Как правило, активные газы используются при плазменной резке черных видов металла, а неактивным отдают предпочтение при работе с цветными металлами и их сплавами.

Плазменная резка металла позволяет разрезать материал, толщиной до 200 мм. Дуга зажигается при воздействии высокочастотного импульса или посредством короткого замыкания, создаваемого между форсункой и рабочим металлом. Для охлаждения форсунок используют поток газа (воздушное охлаждение), а также применяют жидкостное охлаждение. Воздушные форсунки при плазменной резке считаются более надежными, хотя форсункам с жидкостным охлаждением отдают предпочтение при эксплуатации установок большой мощности и при повышенных требованиях к качеству обработки.

Эффективность метода плазменной  резки металла зависит от нескольких составляющих. Основными из них являются техническое состояние электрода, перпендикулярность направления дуги, изношенность сопла плазмотрона. При выборе метода раскроя, следует учитывать тот факт, что плазменная  резка  металла эффективна  для раскроя горячекатаного проката и металлов, проводящих ток.  Использование данного метода имеет ряд преимуществ, которые ценятся на современном производстве.

Во-первых, имеет высокие показатели экономичности. Благодаря предварительному раскрою, удается максимально эффективно использовать всю площадь металлического листа, за счет чего в несколько раз уменьшается процент отходов.

Основные преимущества плазменной резки

•  Применяется при обработке практически всех видов металла – черных, цветных, тугоплавких сплавов и др.;
•  Скорость плазменной резки метала малых и средних толщин превышает скорость газопламенной резки в несколько раз;
•  При работе имеет место локальный и небольшой по размеру нагрев разрезаемой детали, что исключает ее тепловую деформацию;
•  Плазменная резка отличается высокой чистотой и качеством поверхности разреза;

•  Безопасность, выполняемой работы – отсутствует необходимость в применении баллонов со сжатым кислородом, горючими газами или другими легковоспламеняющимися веществами;
•  Возможность выполнения сложной фигурной вырезки;
•  Не существует ограничений в смысле геометрического решения процесса резки.
•  Рентабельность, поскольку плазменная резка в качестве расходных материалов подразумевает использование всего лишь электродов и сопел. •  Технология не требует доставки специальных присадок, необходимы для обработки ценных металлов;
•  Точность раскроя, что продиктовано изменением скорости в зависимости от толщины металла. В результате получается идеально точный и ровный разрез;
•  Быстрая окупаемость аппаратов для плазменной резки – высокое исполнительное качество работы позволяет избегать брака.

Как подобрать оборудование для плазменной резки?

Итак, вы хотите приобрести плазменную резку. К проблеме выбора следует подойти рационально. И прежде, чем заказать конкретную модель, ответьте для себя на несколько вопросов:

•  Сколько часов в день Вы планируете эксплуатировать установку плазменной резки? Другими словами, какова будет длительность рабочего цикла станка?
•  Портативная или стационарная установка Вам нужна? Планируете ли Вы использовать установку плазменной резки только в цеху или еще и на строительной площадке?
•  Раскрой какого материала и какой толщины требуется выполнять?
•  Каким бюджетом располагаете?
•  В общем случае, чем выше выходной ампераж плазменного резака, тем дольше может быть рабочий цикл с меньшим амперажем. Таким образом, если Вы планируете использовать машину постоянно, то следует выбрать установку с более мощным источником, чем подошел бы для резки требуемых материалов.

Если установку плазменной резки необходимо использовать часто, но рабочие циклы будут непродолжительными, то следует рассмотреть источник, подходящий для резки материалов самых больших толщин, с которыми планируется работать.

Ошибка большинства при выборе установки для резки металла сводится к их уверенности в том, что чем больше мощность источника, тем лучше. На самом же деле считается, что кислородная резка превосходит плазменную при раскрое металлов с толщиной более 13 мм. Это связано с небольшой конусностью (всего около 4-6 градусов), производимой плазмой. На малых толщинах это незаметно, а с увеличением толщины обрабатываемого материала может стать существенным недостатком. Также при резке материалов с толщиной более 13 мм плазма теряет свои преимущества в скорости резки перед кислородной.

Если Вы планируете использовать установку плазменной резки вне цеха, то следует рассмотреть современные переносные машины.

Как правило, они весят около 70 кг и обладают способностью качественной резки плазмой металлов толщиной 10-12 мм.

Как известно, скупой платит дважды. На просторах всемирной паутины, несомненно, найдутся дешевые аппараты плазменной резки. Однако, как показывает практика, расходники таких машин быстро выходят из строя, и поэтому стоимость 1 м реза на такой машине будет выходить дороже, чем на более дорогих и качественных установках. Особая технология изготовления позволяет продлить срок службы быстроизнашивающихся частей.

Плазменная резка осуществляется посредством прохождения электрической дуги через газ, выходящий из узкого отверстия. В качестве этого газа может использоваться воздух, азот, аргон, кислород и т.д. Температура газа увеличивается до тех пор, пока он не перейдет в состояние плазмы — четвертое состояние материи. Обрабатываемый с помощью плазмы металл, обладающий проводимостью, является частью электрической цепи, и благодаря создаваемой разности потенциалов плазменная дуга опускается на металл, и начинается резка.

Узкое отверстие сопла необходимо, чтобы скорость проходящего через него газа увеличилась (эффект Вентури). Такая высокая скорость газа позволяет резать металл. Газ также направляется по периметру зоны резки, изолируя ее “холодный” газ).

В большинстве современных машин плазменной резки предусмотрена так называемая “дежурная дуга” которая зажигается между электродом и соплом и используется в качестве первоначальной дуги при опускании режущей головки к обрабатываемому металлу. Как только пламя дежурной дуги касается металла, зажигается основная (рабочая) дуга, а дежурная отключается.

Также для поджигания дуги могут использоваться методы:

•  прикосновение кончика режущей головки к рабочему материалу, которое создает искру зажигания;

•  использование высокочастотной цепи стартера.
Однако оба этих метода несовместимы с использованием системы ЧПУ для автоматизации процесса резки, т.к. при электрическом пробое воздушного промежутка возникают сильные помехи работы электроники, которые могут полностью вывести оборудование из строя.

Рабочие газы плазменной резки:

Сжатый воздух обычно используется при плазменной резке с низким током и для работы с тонкими листовыми металлами. При резке нелегированной стали с использованием в качестве рабочего газа сжатого воздуха кромки реза получаются гладкими. Азот часто используется для плазменной резки с высоким амперажем и резки материалов толщины до 80-90 мм. Резка с использование азота подходит для большинства материалов и характеризуется отличным качеством реза. Кислород используется для высококачественной резки листа углеродистой стали небольшой толщины. Кромки реза отличаются высокой гладкостью поверхности. Кислород также можно использовать для резки нержавеющей стали и алюминия, но кромка резки будет более грубой. Смесь аргона и водорода, как правило, используется для резки нержавеющей стали и алюминия. При этом получается чистая кромка высокого качества. Эта смесь также используется и для резки других материалов толщиной более 80 мм.

Особенности машин плазменной резки:

Установки плазменной резки с ЧПУ полностью автоматизируют производственный процесс по вырезанию деталей различных форм. Сегодня машины с ЧПУ используют либо специальные промышленные компьютеры, изготовленные для управления машинами плазменной резки, либо ПК, адаптированные под управление этими машинами. Оба вида обеспечивают одинаковое качество и скорость. Перед началом резки необходимо расположить все необходимые детали на экране монитора, и машина сама вырежет их из металла. Программное обеспечение позволяет делать паузы для перфорации, осуществлять ускорение и замедление резки (в перекрестиях и углах), а также другие функции.

Менеджеры  компании Мир ISO всегда рады ответить на все интересующие вопросы и предоставить консультацию о товаре  по телефону  +7 (8482) 999-111. С нами так же можно связаться, заполнив форму вопроса или напрямую сделать заказ продукции с сайта.

Вся суть плазменной резки металлов | Центр сварки

Плазменная резка – это вид термической обработки металлов, относящийся к высокотехнологичному и производительному методу резки.

 

 

ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛОВ.

 

 

Если сравнивать плазменную резку с близкой по характеристикам ей газосиликатной резкой, то по своей технологии первая имеет явные преимущества. В процессе резки не требуется таскать с собой большие баллоны с газом, до минимума снижаются нормы по пожаробезопасности помещения. По большому счету для осуществления процесса резки необходимы только электрическая энергия, воздух и расходные материалы – оригинальные сопла и электроды – по мере износа.

Плазменная резка металла производится потоком сжатого воздуха, который под воздействием электрической дуги превращается в плазму с колоссальной температурой, достигающей температур до 20000 Кельвинов. Благодаря столь высокой температуре имеется возможность резать любые металлы различных толщин. Под воздействием струи плазмы металл расплавляется, а поток воздуха выдувает расплав из зоны резки.

 

 

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.

 

 

ПЛЮСЫ И МИНУСЫ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ

 

НЕДОСТАТКИ:   Обычно сравнивают плазменную резку с газовой. Если провести такие параллели, то получается, что плазменная имеет значительно большую точность, экологичность, скорость, экономичность, за счет использования обычного сжатого воздуха при работе. Недостатком такой резки является выделение в больших количествах азота на месте реза, при выгорании кислорода из рабочего газа, а также не всегда ровные края при использовании обычных расходных частей. При желании облой почти всегда легко механически удаляется, но это темнеменее это хоть и не значительные, но дополнительные трудозатраты, что влияет на конечную стоимость. Цена плазменной резки в специфичных задачах может увеличиваться и за счет использования дополнительной подачи вспомогательного газа, например, кислорода или чистого азота, но использование дополнительных газов на больших толщинах или при резке цветных металлов оправданно – для получения ровного реза и минимальных отклонений кромки металла от заданных в чертеже.

ДОСТОИНСТВА:   ● более высокая скорость резки листового металла; ● не требуется предварительный нагрев металла; ● приемлемая чистота кромки реза, не требующая обработки, снижая тем самым трудозатраты; ● минимальная термическая деформация металла при резке; ● резка почти любых металлов без специфичных расходных частей; ● небольшая зона нагрева (термической деформации) в области резки; ● отсутствует эффект закалки металла в зоне реза. ● значительно меньшие эксплуатационные расходы;

 

• Главная
• Каталог
• Дилерам
• Сервис
• Автоматизация
• Заказ списком
• О компании
• Контакты

Ручная резка

Механизированная резка

Роботизированная резка

Расходные материалы

Системы модернизации

• Расходные детали Hypertherm
• Системы плазменной резки
• Модифицированные резаки Duramax
• Вспомогательные детали продуктов

*Цены, указанные на сайте не являются публичной офертой. Уточняйте актуальную цену у менеджеров компании.

8 800 775 08 50 

 

[email protected]

 

Красноярск, ул.Калинина 92”Г”

Пн-Пт, 9:00 — 18:00 Сб, 9:30 — 16:00

ОГРН: 1132468015624

ИНН: 2463245040

КПП: 246301001

Банковские реквизиты:

БАНК “ЛЕВОБЕРЕЖНЫЙ”
(ПАО) г Новосибирск

Р/с 40702 810 609530000871

К/с 30101 810 400000000225

БИК 045004850

Исследователи превращают жидкий металл в плазму

Извергающиеся плазменные петли видны над поверхностью Солнца. Плазма — самая распространенная форма материи во Вселенной, и ученые из Рочестера находят новые способы наблюдения и создания плазмы. Предоставлено: НАСА/SDO.

Большинство неспециалистов знакомы с тремя состояниями вещества: твердым, жидким и газообразным. Но существуют и другие формы. Плазма, например, является самой распространенной формой материи во Вселенной, встречающейся в нашей Солнечной системе на Солнце и других планетарных телах. Ученые все еще работают над пониманием основ этого состояния материи, которое становится все более важным не только в объяснении того, как работает Вселенная, но и в использовании материала для альтернативных форм энергии.

Впервые исследователи из Лаборатории лазерной энергетики (LLE) Университета Рочестера нашли способ превратить жидкий металл в плазму и наблюдать температуру, при которой жидкость в условиях высокой плотности переходит в плазму. состояние. Их наблюдения, опубликованные в Physical Review Letters , имеют значение для лучшего понимания звезд и планет и могут помочь в реализации управляемого ядерного синтеза — многообещающего альтернативного источника энергии, реализация которого ускользала от ученых в течение десятилетий.

Что такое плазма?

Плазма состоит из горячего супа из свободно движущихся электронов и ионов — атомов, потерявших свои электроны, — которые легко проводят электричество. Хотя плазма в природе не распространена на Земле, она составляет большую часть материи в наблюдаемой Вселенной, например на поверхности Солнца. Ученые могут создавать искусственную плазму здесь, на Земле, обычно нагревая газ до тысяч градусов по Фаренгейту, что лишает атомы их электронов. В меньшем масштабе это тот же процесс, который позволяет «светиться» плазменным телевизорам и неоновым вывескам: электричество возбуждает атомы неонового газа, заставляя неон переходить в состояние плазмы и излучать фотоны света.

От жидкости к плазме

Однако, как заметил Мохамед Загу, научный сотрудник ЛЛЭ, и его коллеги, существует и другой способ создания плазмы: в условиях высокой плотности нагреть жидкий металл до очень высокой температуры. высокие температуры также будут производить плотную плазму. «Переход к последнему ранее не наблюдался с научной точки зрения, и это именно то, что мы сделали», — говорит Загу.

Ученые LLE преобразовали жидкие металлы в плазму в условиях высокой плотности. Увеличение плотности до экстремальных условий привело к переходу жидкости в состояние, в котором она проявляла квантовые свойства. Нижняя панель показывает квантовое распределение электронов в плотном жидком металле, где только два электрона могут находиться в одном и том же состоянии. Однако при повышении температуры до 0,4. Температура Ферми (примерно

градусов по Фаренгейту), электроны перестраиваются случайным образом, что напоминает горячий суп из плазмы, и электроны теряют свою квантовую природу и ведут себя классически (верхняя панель). Предоставлено: Лаборатория лазерной энергетики / Хизер Палмер.

Одним из уникальных аспектов этого наблюдения является то, что жидкие металлы при высокой плотности проявляют квантовые свойства; однако, если им позволить перейти в состояние плазмы при высоких плотностях, они проявят классические свойства. В 19В 20-х годах Энрико Ферми и Поль Дирак, два основателя квантовой механики, ввели статистическую формулировку, описывающую поведение материи, состоящей из электронов, нейтронов и протонов — обычной материи, из которой состоят объекты Земли. Ферми и Дирак предположили, что при определенных условиях — чрезвычайно высокой плотности или чрезвычайно низкой температуре — электроны или протоны должны приобретать определенные квантовые свойства, которые не описываются классической физикой. Однако плазма не следует этой парадигме.

Чтобы наблюдать переход жидкого металла в плазму, исследователи LLE начали с жидкометаллического дейтерия, который проявлял классические свойства жидкости. Чтобы увеличить плотность дейтерия, они охладили его до 21 градуса Кельвина (-422 градуса по Фаренгейту). Затем исследователи использовали лазеры LLE OMEGA, чтобы вызвать сильную ударную волну через ультрахолодный жидкий дейтерий. Ударная волна сжала дейтерий до давления, в пять миллионов раз превышающего атмосферное давление, а также повысила его температуру почти до 180 000 градусов по Фаренгейту. Сначала образец был полностью прозрачным, но по мере повышения давления он превращался в блестящий металл с высокой оптической отражательной способностью.

«Контролируя отражательную способность образца в зависимости от его температуры, мы смогли наблюдать точные условия, при которых этот простой блестящий жидкий металл превращается в плотную плазму», — говорит Загу.

Понимание материи в экстремальных условиях

Исследователи заметили, что жидкий металл первоначально проявлял квантовые свойства электронов, которые можно было бы ожидать при экстремальных температурах и плотностях. Однако «при температуре около 90 000 градусов по Фаренгейту коэффициент отражения металлического дейтерия начал расти с наклоном, который ожидается, если электроны в системе больше не квантовые, а классические», — говорит Загу. «Это означает, что металл превратился в плазму».

То есть исследователи LLE начали с простой жидкости. Увеличение плотности до экстремальных условий привело к переходу жидкости в состояние, в котором она проявляла квантовые свойства. Дальнейшее повышение температуры заставило ее превратиться в плазму, после чего она продемонстрировала классические свойства, но все еще находилась в условиях высокой плотности, говорит Сусин Ху, старший научный сотрудник LLE и соавтор исследования. «Что примечательно, так это то, что условия, при которых происходит это пересечение между квантовым и классическим, отличаются от того, что ожидало большинство людей, основываясь на учебниках по плазме. Более того, такое поведение может быть универсальным для всех других металлов».

Понимание этих основ жидкостей и плазмы позволяет исследователям разрабатывать новые модели для описания того, как материалы с высокой плотностью проводят электричество и тепло, и может помочь объяснить материю в крайних точках Солнечной системы, а также помочь в получении энергии синтеза, Zaghoo говорит. «Эта работа — не просто лабораторный курьез. Плазма включает в себя обширные внутренние части астрофизических тел, таких как коричневые карлики, а также представляет состояния материи, необходимые для достижения термоядерного синтеза. Эти модели важны для нашего понимания того, как лучше планировать эксперименты для достижения термоядерного синтеза. .”

Дополнительная информация: М. Загу и др. Нарушение вырождения Ферми в простейшем жидком металле, Physical Review Letters (2019). DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.085001

Предоставлено Университет Рочестера

Цитата : Исследователи превращают жидкий металл в плазму (2019 г., 7 марта) получено 23 апреля 2023 г. с https://phys.org/news/2019-03-liquid-metal-plasma.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Плазменная резка металла – Etsy.de

Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных. Пожалуйста, обновите до последней версии.