Плазменная резка металла это: Плазменная резка металла: технология, схема работы

alexxlab | 07.02.2023 | 0 | Разное

Что такое плазменная резка – CyberSTEP

• Home
• Статьи
• Что такое плазменная резка

Плазменной резкой называют процесс резки металла раскаленной струей плазмы. Первоначальным источником нагрева выступает электрическая дуга, но в отличие от дуговой сварки, где дуга горит абсолютно свободно между изделием и электродом, при плазменной резке дуга обжимается газом, чтобы на обрабатываемом предмете повысилась концентрация тепловой энергии.

Плазмотрон – это основной инструмент, который используется при плазменной сварке и резке.

В этих устройствах газ поступает в специальную разрядную камеру. В этой камере горит мощная дуга. Поступающий в камеру газ нагревается от горения мощной дуги. Так же газ ионизируется и выходит через специальное отверстие, называемое соплом, в виде струи плазмы, которая и используется как источник нагрева. Газ принято считать плазмой, когда он полностью или частично ионизирован.

Температура плазмы газового разряда зависит от состава среды и характеризуется температурами от 2 000 до 50 000 градусов Цельсия. Струя плазмы, выходящая из сопла объединена со столбом дуги. Следовательно теплопередача на воздействующий металл осуществляется, как за счёт тепла дуги, так и за счёт конвективного нагрева этого металла, плазменной струёй. Всё это повышает энергетический коэффициент полезного действия процессов резки и сварки.

Аппараты плазменной резки могут:

• резать любой материал, проводящий электричество
• резать с минимальной деформацией или с полным её отсутствием без необходимости последующей обработки
• осуществлять резку быстрее, чем другими методами
• выполнять строжку любого токопроводящего материала
• использоваться вместе с установками для прямой и фигурной резки
• эксплуатироваться в полевых условиях от генераторов с автономным двигателем

 

В середине пятидесятых годов двадцатого века использование плазмотронов плотно вошло в сварочную технику. Это произошло, тогда, когда аргонно-дуговая сварка с специальным неплавящемся электродом начала применяться для соединения тонких металлических листов. Само – собой разуметься, что первый сварочный плазмотрон был разработан на базе горелок, которые применялись в аргонно-дуговой сварке. Отличие первого плазмотрона от нынешнего заключалась в том, что в первом плазмотроне применялась водоохлаждаемая металлическая камера, а не керамическое защитное сопло, которое используется в нынешних плазмотронах. Камера, используемая в первоначальных плазмотронах, полностью охватывала вольфрамовый электрод и кончалась соплом, соединённым с электродом и такого же диаметра, как диаметр столба дуги. Газ, который проходил под давлением между столбом дуги и водоохлаждаемыми стенками камеры, воздействовал на столб, охлаждая и сжимая его при этом. Газ так же обеспечивал электрическую и тепловую изоляцию столба от стенок самого сопла.

За счёт исследований, которые проводились в Институте металлов имени Байкова и определялось применение в нашей стране плазменной резки и сварки. Исследования проводились под руководством Н.Н. Рыкалина. В проводимых исследованиях были изучены многие энергетические и физические свойства сжатой дуги, находящейся в аргоне. Так же были определены технологические возможности сжатой дуги. При проведении опытов, было выявлено то, что струя плазмы имеет отчётливо выраженные режущие свойства. Это и обусловило очень высокие темпы развития сварочного оборудования в этом направлении.

 

Оборудование для плазменной резки металла в нашем каталоге.

 

Плазменная резка листового металла

Наш завод производит плазменную резку листового металла. В данном разделе, мы хотели поделиться с Вами плюсами и минусами данным видом резки на машине с ЧПУ.

Начнем с определений:

Плазменная резка листового металла – это режущий инструмент, при резке которым используется струя плазмы. Плазма образуется за счет подачи газа под высоким давлением в сопло, между электродом и металлическим листом, или соплом и электродом зажигается электрическая дуга – это четвертая форма состояния вещества, плазма. Температура струи плазмы зависит от вольтажа и силы тока, и достигает от 5 тыс. до 30 тыс. градусов по цельсию. Сам механический, экранированный резак состоит из расходных деталей: завихритель, электрод, сопло, защитный колпачок, экран. Стоит отметить, что нужно часто менять расходные детали резака, иначе нужно будет проводить механическую обработку металла. Существуют таблицы, в которых в зависимости сплава металла, толщины листа, подбираются насадки, выставляется вольтаж на ЧПУ и ампераж на самом аппарате для дуговой плазменной резки и строжки. 

Рис. Конфигурация расходных деталей резака, механический, экранированный

Технологическая карта резки конфигурации резака 100А

Малоуглеродистая сталь

Дуговой ток	Дуговое напряжение	Задержка для	Толщина материала		Максимальная скорость проходки		Оптимальная скорость проходки
		перфорации	дюйм	мм	IPM	мм/мин	IPM	мм/мин
100	153	0,5	1/4”	6,4	208	5283	135	3429
	155	0,5	3/8”	9,5	119	3022	77	1955
	159	1,0	1/2”	12,7	88	2235	57	1447
	160	1,0	5/8”	15,9	61	1549	40	1016
	161	1,5	3/4”	19,0	47	1193	26	660
	163	2,0	1”	25,4	28	711	18	457
	167	2,5	1-1/4”	31,8	19	482	12	305

Преимущества плазменной резки:

• высокое качество разреза;
• резка любых сплавов металлов;
• скорость резания выше кислородной резки;
• небольшой нагрев при резке исключает деформацию металла;
• безопасность процесса, используется воздух, а не газ и кислород.

Недостатки:

• Приходится часто менять расходные детали резака.

Наш завод металлоконструкций производит опоры ЛЭП, для изготовления деталей для опор из листового металлопроката, нам требуется плазменная резка.

Использование плазменного резака для ручной резки металла или плазменного стола с ЧПУ

Будь то вывески, сложные ворота, металлические скульптуры, домашний декор или экраны для камина, талант и креативность художников по металлу не перестают удивлять. Когда дело доходит до дизайна плазменного резака, художники бесконечно вдохновляются. Эти творческие люди также отлично справляются с вторичной переработкой, о чем свидетельствуют художники, которые превращают то, что многие считают хламом — старые лопаты, ржавые пилы и выброшенные огнетушители — в потрясающие произведения искусства.

Хотите создать собственное произведение искусства с помощью плазменного резака? Если да, продолжайте читать, чтобы узнать ответы на распространенные вопросы, которые мы получаем от начинающих исполнителей метала.

Можно ли выполнять плазменную резку от руки или следует использовать шаблон или трафарет для плазменной резки?

Вам решать, какой тип стрижки вы хотите сделать. Некоторые художники создают свои произведения искусства с помощью плазменного резака, оснащенного ручным плазменным резаком. Их точная техника может варьироваться. Некоторые будут использовать шаблоны или трафареты для плазменной резки. Сначала они помещают шаблон или трафарет для плазменной резки на металл, а затем с помощью плазменной горелки обводят края. Вместо шаблона или трафарета для плазменной резки некоторые художники берут кусок мела и создают свои рисунки плазменной резки непосредственно на металле перед резкой. Другие предпочитают работать от руки — используя ручной плазменный резак, как маляр использует кисть — для создания своих рисунков плазменной резки. Есть также художники, которые создают свои работы на плазменном резаке с ЧПУ, а другие используют оба метода — плазменный стол с ЧПУ для одних деталей и ручную резку для других.

Неважно, какой плазменный резак вы предпочитаете — ручной, стол с ЧПУ или и то, и другое — нет никаких сомнений в том, что в последние годы большая доступность вариантов плазменного резака для легкой промышленности позволяет небольшим домашним предприятиям и любителям создавать сложные проекты.

Какой тип плазменной резки вам нужен для создания произведений искусства из металла?

Обычно художники по металлу режут относительно тонкий материал и предпочитают плазменный резак с меньшей силой тока. Плазменный резак, такой как Powermax30 ^® XP популярен среди художников, которые предпочитают резать с помощью ручного плазменного резака. Преимущество этих систем заключается в том, что они работают от обычной бытовой сети 120 В, что позволяет легко подключить ее в гараже, и, как и все системы Powermax, поставляются с легким, эргономичным фонариком. Powermax30 XP небольшой и легкий, что делает его очень портативным, однако есть одна деталь, о которой вы должны знать: он не предназначен для работы на столе с ЧПУ.

Художники или начинающие художники, желающие создавать проекты плазменной резки с ЧПУ, захотят выбрать Powermax45 от Hypertherm ^® ХР. Эта система немного больше, чем Powermax30 XP, но обладает тремя преимуществами, которые делают ее более универсальной:

1. Она более мощная и поэтому способна резать более толстый металл с рекомендуемой мощностью реза 16 мм (5/8″).
2. Он предназначен для работы на плазменном столе с ЧПУ, поэтому вы можете выполнять как ручные проекты, так и проекты плазменной резки с ЧПУ.
3. Он может маркировать и травить металл в дополнение к резке и строжке, поскольку уровень силы тока в этой системе снижается до 10 ампер.

Несмотря на то, что Powermax30 XP и Powermax45 XP являются двумя наиболее популярными системами среди художников по металлу, они ни в коем случае не являются единственным вариантом. Вы можете выбрать любую из наших систем Powermax ^® . На самом деле, мы знаем многих художников, которые используют Powermax30 ^® AIR в дополнение к своему основному плазменному резцу. Powermax30 AIR отличается от любого другого Powermax в нашей линейке тем, что содержит встроенный воздушный компрессор. Это делает Powermax30 AIR особенно подходящим для художественных инсталляций в полевых условиях, поскольку отдельный источник воздуха не требуется.

За исключением упомянутых выше Powermax30 AIR и Powermax30 XP, все наши системы Powermax предназначены как для ручной резки, так и для резки с ЧПУ. Такие системы, как Powermax65/85/105 SYNC™, позволят вам резать более толстый материал, чем это возможно с Powermax45 XP.

Какой металл можно резать?

Плазменная резка позволяет резать практически любой электропроводящий металл, поэтому выбор металла остается за вами! Мы видели произведения искусства, созданные из мягкой стали, нержавеющей стали, латуни, меди, алюминия, ржавого металла, окрашенного металла, металла, который больше не похож на металл, металлических решеток и многого другого. Некоторые художники даже комбинируют металл с совершенно другим материалом, например, деревом или стеклом.

Как насчет расходных материалов для плазменной резки?

Вам необходимо выбрать расходные материалы, рекомендованные в руководстве по эксплуатации вашего плазменного резака. Кроме того, художники часто предпочитают использовать расходные детали Hypertherm FineCut ^® . Расходные детали FineCut предназначены для получения более узкого пропила с более жесткой дугой, что идеально подходит для резки более тонкого материала толщиной 10 мм (3/16 дюйма и меньше) при силе тока 40 ампер и ниже. Эти расходные материалы предпочитают художники по металлу, потому что они обеспечивают больший контроль над детальной работой. Это, в свою очередь, облегчает вырезание сложных фигур с мелкими деталями.

 

Хотите увидеть больше произведений искусства, созданных с помощью плазмы?

Посетите другой наш пост, в котором рассказывается о некоторых работах разных художников, использующих плазму.

Это не система плазменной резки вашего дедушки| Производство и металлообработка

Перейти к содержимому

Мне нравится думать о себе как о человеке с открытыми взглядами. Но правда в том, что старые убеждения и прошлый опыт могут помешать магазину или любителю воспользоваться преимуществами усовершенствованных технологий.

Если бы полгода назад кто-нибудь сказал мне, что я буду хорошо отзываться о системах плазменной резки, я бы подумал, что они ударились головой. Мой предыдущий опыт плазменной резки имел место в начале 1980-х годов. Это было так ужасно, что я никогда больше не хотел им пользоваться: он был громким, горячим, повсюду летали искры, а края деталей, вырезанные плазмой, были настолько грубыми, что мне приходилось снимать заусенцы с каждой детали, что добавляло к работе неисчислимые часы. Я поклялся тогда и там никогда больше не использовать плазму. Не очень открытый.

В прошлом году на выставке SEMA я случайно остановился у стенда Hypertherm и решил попробовать их Powermax45. Я взял резак, начал резать и сразу понял, что плазменная технология значительно улучшилась за последние 25 лет. Это был невероятный опыт, когда плазма чисто и быстро прорезала металл толщиной 1/8 дюйма. И он был так же прост в использовании.

Эти новые устройства намного компактнее. Помимо того, что они намного лучше выполняют работу по резке, устройства меньше, легче и мощнее, но потребляют меньше ампер и, следовательно, более эффективны. Первые ручные машины были большими и тяжелыми, большинство из них весило до 250 фунтов, потому что требовалось больше мощности.

Вот демонстрация настройки Powermax45, самого универсального и портативного станка 1/2 дюйма (12 мм) на рынке с широким набором прикладных возможностей, которые делают его действительно многоцелевым инструментом. Он режет или долбит быстрее, проще и лучше, чем любой другой продукт этого класса.

Старый блок, сравнимый с Powermax45, требовал 100 ампер, а это означало, что блок питания должен был быть довольно большим. Использование меньшего количества энергии делает его намного тише, чем старые устройства, и гораздо более энергоэффективным. А расходные детали наконечника горелки и электрода нового устройства имеют гораздо более длительный срок службы, чем у более старых моделей.

Цена на Powermax45 намного доступнее, чем на старые устройства, и теперь она составляет менее 2000 долларов. И есть система меньшего размера — все еще мощная — под названием Powermax30, которую вы можете приобрести еще дешевле.

Универсальность использования плазменной резки была для меня важным фактором. Плазмой можно резать любой электропроводный металл, такой как нержавеющая сталь, мягкая сталь, алюминий и другие. И не надо было предварительно разогревать. Плазма также отлично подходит для резки окрашенного, грязного или даже ржавого металла — а кто не сталкивался с этим при работе с автомобилями и мотоциклами? У плазмы есть небольшая зона термического влияния (или ЗТВ), благодаря которой покрасочные работы выглядят великолепно, а мой Powermax45 имеет режим расширенного металла, который поддерживает вспомогательную дугу все время, даже если она сталкивается с отверстием в металле.

Меня также впечатлила способность системы к взлому. Это позволило мне очень легко удалить старые сварные швы и сбрить заклепки и головки болтов.

Потом факелы. В более старых подразделениях были фонари, которые просто не могли делать то, что могут делать фонари новой технологии. Старые устройства могли резать толщиной 3/8 дюйма, в то время как новое устройство рассчитано на ½ дюйма, но также может легко резать один дюйм. Одним из больших преимуществ Powermax45 является его способность идеально резать тонкий листовой металл, а также толстый материал. Люди даже использовали его для резки металла толщиной 1½, хотя он не рассчитан на такой толстый металл; система разрезает насквозь.

Плазменный станок достаточно прост в установке и использовании. Электрическая вилка 220 (или обычная 110 для Powermax30) и приличный воздушный компрессор — это все, что требуется. Шнур для фонарика имеет длину 20 футов, что достаточно для того, чтобы вы могли добраться до большинства рабочих зон в гараже среднего размера. Просто прикрепите заземляющий зажим к рабочей поверхности и установите простые элементы управления для разрезаемого материала.

Убедитесь, что вы надели сварочные перчатки и защитные очки с затемнением 5 или выше. Нажми на спусковой крючок и режь. К каждой машине прилагается удобный буклет и DVD-диск с очень подробными инструкциями по настройке и резке в большинстве ситуаций. Хотя я нашел систему очень простой в использовании и почувствовал, что освоил резку довольно быстро, на их веб-сайте есть отличный раздел «Обучение», в котором также есть видео для изучения.

До сих пор мой новый Powermax45 мог делать все, что я от него требовал. Резка и обрезка крыльев, создание деталей для изготовления по индивидуальному заказу и использование режима выемки для срезания ржавых головок болтов и гаек с рам и кронштейнов. Это сэкономило мне часы времени, а использование плазменного резака для резки металла доставляет больше удовольствия, чем использование отрезного круга или пилы. Разве удовольствие не является одной из причин, по которой мы работаем над проектами?

Джоанн Бортлз

Джоанн Бортлз — президент Crazy Horse Custom Paint, PO Box 623, Waxhaw, NC 28173, 704-843-3780, joann@crazyhorsepainting.