Станки плазменной резки – часть режущей установки и портативный аппарат

Станки плазменной резки

Станки плазменной резки - часть режущей установки и портативный аппарат

Главная » Станок » Станки плазменной резки

Станки плазменной резки предназначены для машинного раскроя с минимальным использованием ручного труда. Такие установки применяют на различных производствах. Они позволяют получать идеальное качество реза, когда дополнительная обработка получаемых деталей не требуется.

Станки, оснащенные ЧПУ, обеспечивают практически полную автоматизацию процесса раскроя изделий по заданному требуемому контуру, геометрическая форма которого может быть любой, даже очень сложной.

Все плазменные машины по мощности, способу применения и общей конструкции делят на два типа:

  • переносные – устанавливают непосредственно на обрабатываемое изделие (лист или трубу), во время работы перемещаются по направляющим, циркульному устройству, разметке либо гибкому копиру;
  • стационарные.

Стационарные по конструкции подразделяют на:

  • портальные;
  • портально-консольные;
  • шарнирные – осуществляют только вертикальный раскрой.

По типу движения или системы управления перемещением плазменного резака стационарные станки делят на:

  • линейные – для прямолинейного раскроя;
  • фотокопировальные (фотоэлектронные) – для фигурного резания по чертежу;
  • магнитно-копировальные (электромагнитные) – для фигурной обработки по стальному образцу или копиру;
  • установки с ЧПУ – резка по заданной программе.

По объему выполняемых одновременно работ, операций станки бывают:

  • для обработки одного изделия и пакетной резки нескольких;
  • производящие одновременно несколько резов (с несколькими плазматронами) и только один (с одним резаком).

Плазменная резка по производительности превосходит кислородную газопламенную. Но если раскраивают металл большой толщины либо титан, то предпочтение следует отдавать последней. Станки плазменной резки незаменимы при разрезании цветных металлов и сплавов на их основе (особенно алюминия). Применение этого оборудования экономически целесообразно в случаях обработки изделий из:

  • чугуна – до 90 мм;
  • углеродистых и легированных сплавов стали, толщина которых до 50 мм;
  • меди и ее сплавов – до 80 мм;
  • алюминия и сплавов на его основе – до 120 мм.

Одним из важных критериев, определяющих эффективность и качество работы станка с тем или иным металлом, сплавом, является выбор газа, используемого для получения плазменной струи.

Раскрой низкоуглеродистых сталей на плазменных станках наиболее эффективен в случае применения сжатого воздуха (в первую очередь для толщин изделий до 40 мм). Когда работают с толщинами деталей более 20 мм, резку также можно проводить с использованием азотно-водородных составов или чистого азота.

Для обработки углеродистых сталей применяют кислород и его смесь с азотом, сжатый воздух (обычно при толщине заготовок до 40–50 мм). Плазменный раскрой высоколегированных сплавов стали эффективен и используется только для изделий толщиной до 100 мм (при более толстых заготовках применяют кислородно-флюсовое разрезание).

Причем до толщины в 50–60 мм может проводиться воздушно-плазменное разрезание, а для более толстых изделий применяют смесь азота с кислородом. Нержавеющие стали до 20 мм, как правило, обрабатывают с помощью азота; толщиной 20–50 мм – используя азотно-водородный газ (смесь из 50 % объема водорода и 50 % – азота).

Также возможно применение сжатого воздуха.

Медь режут с помощью азота (толщина изделий 5-15 мм), смеси аргона с водородом, сжатого воздуха (при малых и средних толщинах).

Поскольку у этого металла высокие теплоемкость и теплопроводность, чтобы выполнить его обработку требуется электрическая дуга большей, чем для раскроя сталей, мощности.

В случае воздушно-плазменного разрезания меди на кромках деталей образуется грат (легко удаляемые наплавы металла). Раскрой латуни производят с большей (на 20-25%) скоростью, используя при этом для плазмообразования такие же газы, как и для меди.

Плазменный раскрой алюминия и сплавов из него с толщиной изделий 5-20 мм, как правило, выполняют с азотом, 20-100 мм – используя азотно-водородный газ (для получения нужной смеси необходимо азота 65-68%, а водорода – 32-35%), более 100 мм – аргоно-водородный газовый состав (водорода 35-50%) и с применением специальных плазматронов, в которых реализована дополнительная функция стабилизации электрической дуги потоком сжатого воздуха. Воздушно-плазменная обработка алюминия чаще всего используется при разделительной нарезке деталей, предназначенных для последующей обработки механическим способом. Хорошее качество раскроя обычно достигается только для толщин изделия до 30 мм, когда сила подаваемого тока составляет 200 А.

Чтобы установить плазменную резку для максимального использования всех ее преимуществ требуется точно и правильно выбирать режимы работы станка под каждый конкретный материал.

Чтобы достичь этого, необходимо учесть множество факторов, основными из которых являются:

  • свойства и толщина раскраиваемого материала;
  • скорость и температура плазменной струи;
  • скорость выполнения резки.

При правильном учете и подборе этих и некоторых дополнительных специфических параметров раскрой на плазменном оборудовании будет производиться быстро и с высоким качеством.

Чтобы получить чистый качественный разрез (ровный и практически без деформаций, окалины обрабатываемого металла) очень важно произвести правильный подбор силы тока и скорости резки.

Для этого нередко производят несколько пробных резов, начиная при заведомо более высоком значении тока, которое уменьшают по мере необходимости в зависимости от используемой скорости движения.

В случае слишком большого тока или маленькой скорости раскроя происходит перегрев обрабатываемого металла, а это может, в свою очередь, привести к деформации тонких изделий, образованию окалины.

Также следует помнить, что сопла плазматронов станков сменные, с различными диаметрами выходного отверстия для плазмы, что позволяет расширить круг решаемых задач по обработке для каждой отдельной установки. Благодаря этому сопла тоже подбирают, учитывая род материала и его толщину, а также силу тока, обеспечивая тем самым максимальные эффективность и производительность машины плазменной резки.

Область применения плазменных станков и их экономическая эффективность определяются преимуществами этой технологии обработки материалов.

Во-первых, стоит отметить универсальность в отношении раскраиваемых металлов, позволяющую выполнять обработку различных материалов на одном типовом оборудовании.

Также очень важны диапазон разрезаемых толщин изделий, достигаемые скорости работы, превышающие в разы производительность газопламенного оборудования (для газовой резки кислородом) при раскрое тонких и средней толщины заготовок, другие особенности.

Примерно 90 % производственно-технологических потребностей по разрезанию металлоизделий заключаются в выполнении раскроя проката толщиной до 25 мм, а установка плазменной резки в этом диапазоне по сравнению с другими видами оборудования обладает значительными неоспоримыми преимуществами (при достаточно высоком качестве обработки обеспечивает быстрое выполнение различных операций, особенно при полной автоматизации процесса резки). Благодаря этому плазменные станки нашли широкое применение на различных металлообрабатывающих производствах (крупных, серийных, заготовительных и многих других), в машино-, автомобиле-, авиа- судостроении, масштабном строительстве, при массовом производстве однотипных сложных деталей, художественно-декоративной и 3D-обработке металлов.

Плазменный раскрой рекомендуется применять в первую очередь для вырезки отверстий и деталей различной сложной конфигурации, а также изделий, не требующих последующей обработки механическим способом; для подготовки соединяемых кромок под сварку, резки труб и разных профилей.

Станок плазменной резки металла обеспечивает раскрой заготовок с любой формой сечения, объемных объектов (отливок, прибылей и иных), применение разных видов разрезания (разделительного, поверхностного, копьевого, в сочетании с механическим обрабатыванием (плазма-пресс), под водой), а также выполнение таких способов обработки как финишная для литья, прожигание отверстий, плавка, нагрев материалов, нанесение рисунка, плавление, сварка после разрезания, поверхностная обточка и строжка, наплавка, закалка изделий, других. Это оборудование может использоваться вместо таких инструментов как болгарка, ножовочное полотно, токарный резец, паяльная лампа, термофен, газовая горелка, сварочный инвертор, лазерный резак и прочих.

Установка плазменной резки косвенного действия, работающая по принципу бесконтактного раскроя, позволяет обрабатывать не только металлические изделия, но и различные непроводящие ток материалы:

  • бетон;
  • кирпич;
  • керамику;
  • природный камень;
  • пластмассу;
  • другие – практически все известные.

tutmet.ru

Обзор станков и оборудования для плазменной резки

Существует большое количество самого разного оборудования, которое используется для различной обработки металлов, и одним из наиболее технологичных устройств данного класса являются станки плазменной резки.

Современное оборудование для плазменной резки разнообразного металла широко используется на многих промышленных предприятиях.

За счет своих конструктивных особенностей оно позволяет не только быстро, но и максимально точно резать абсолютно любой материал, который обладает свойством проводить ток.

Кроме этого, разработаны станки для плазменной резки, при помощи которых можно раскраивать пластик, деревянный материал, а также заготовки из камня.

Аппарат, который предназначен для ручной плазменной резки и может быть использован на небольших предприятиях, представляет собой компактное устройство, которое отдаленно напоминает агрегат для сварки, однако обладает огромными функциональными возможностями.

Выполнить необходимую работу на нем своими руками можно без предварительной подготовки, притом, что качество реза в любом случае будет на высоком уровне.

В свою очередь станки, предназначенные для резки плазмой, полностью автоматизируют весь рабочий процесс и дают возможность обрабатывать даже сложные материалы практически любой толщины.

Источник: http://i-perf.ru/stanok/stanki-plazmennoj-rezki.html

Плазменный резак: выбор аппарата для воздушно плазменной резки, станки и портативное оборудование

Договоримся-ка сразу. Если вас интересуют вопросы, касающиеся сварки в бытовых или кустарных условиях, то вам эту статью можно не читать. Плазменный резак – не детский сад и никоим образом не домашний инструмент. Если работы простые и разовые, можно поработать болгаркой.

Но уж если технические задачи стоят серьезные, а объемы работ огромные, то без резака для плазменной резки будет сложно. Это любимый инструмент в машиностроении всех профилей и многих других серьезных отраслях, где нужны «кройка и шитье» из металла.

Виды плазменных резаков

Все зависит от того, какие у вам планы, и где вы собираетесь работать. Дело в том, что плазморезы отличаются высокой вариативностью моделей. Они отличаются друг от друга не только эстетически, но и конструктивно: у них, к примеру, разные виды поджига электрической дуги и разные системы охлаждения.

Все резаки можно разделить следующим образом:

  • Аппараты для работы в среде инертных и защитных газов: водорода, гелия и, конечно же, аргона.
  • Резаки, функционирующие в среде окислительных газов – газов, которые насыщены кислородом.
  • Резаки для работы с различными смесями.
  • Для использования в стабилизаторах.
  • Резаки с магнитной стабилизацией.

Принцип работы плазменной резки.

Классификация по виду потребляемой энергии:

  • Бытовые резаки, которые подключаются к сети с напряжением 220 В.
  • Профессиональные или промышленные, работающие только от сети с напряжением 380 В.

Следует учитывать, что даже бытовой плазменный резак с самыми скромными показателями мощности нужно проверить с подключением к общей сети: нагрузка сети будет очень серьезной. К тому же к резаку часто подключается компрессор для охлаждения. Его совсем немаленькую мощность также нужно учитывать при подключении.

Еще один критерий делит плазморезы ровно на две группы:

Резаки инверторного типа

отличный инструмент эконом-класса, который способен резать металл толщиной до 30-ти мм. Их используют чаще в быту и в малых мастерских. Энергопотребление у них весьма скоромное, они компактны: небольшого веса и изящных габаритов.

Плазморезы трансформаторного типа

Они стоимостью подороже. Это больше походе на станок плазменной резки, как большой короб на колесиках. Режут металл с серьезной толщиной – вплоть до 80-ти мм. Они значительно тяжелее и больше по габаритам, чем инверторные.

Эти вес и размеры можно простить за большую надежность: обычно они не выходят из строя при скачках напряжения в сети, что чрезвычайно актуально для некоторых регионов. Продолжительность бесперебойного включения у этих аппаратов фантастическая – вплоть до 100%.

Это означает, что трансформаторный резак может работать весь день без перерыва. Кроме большого веса и крупных габаритов у этого вида аппаратов есть еще один недостаток: высокое потребление энергии. Как говориться, большому кораблю большое плавание.

Читайте также:  Прогрев бетона сварочным аппаратом: процедурные тонкоссти

Плазменные резаки можно разделить по виду контакта:

  • Контактные, которые имеют контакт с металлом. Режут детали с толщиной не больше 18-ти мм.
  • Бесконтактные, которым под силу резка металлов практически любой толщины.

Контактная плазменная резка

Это выглядит следующим образом: электрическая дуга соединяет плазмотрон и поверхность разрезаемой металлической детали, иными словами – дуга прямого действия. Вектор этой дуги всегда совмещается с потоком плазмы, выходящим из сопла под большим давлением с высокой скоростью.

Схема режущего плазмотрона.

Раскаленный воздух представляет из себя плазму, он давит на дугу и сообщает ей режущие свойства. Если учесть высочайшую температуру на уровне 3000°С, происходит то самое механическое воздействие на металл, которое называется резкой.

Данный тип резки используется в работе с высокопроводными металлами. Преимущественно это детали с неправильными контурами, трубы, прутки, металлические полосы и уголки, различные отверстия в заготовках и т.д.

Бесконтактная плазменная резка

Здесь режущим инструментом является струя из плазмы, идущая из сопла с огромной скоростью. Что же касается дуги, то она формируется между наконечником плазмотрона и электродом.

Эта технология применяется в работе с материалами, которые плохо проводят ток. Это неметаллы, к примеру, камень.

Еще один принцип классификации резаков на аппараты ручной или машинной резки.

Ручные воздушно-плазменные резаки

Это самые демократичные модели и по цепне, и по сфере применения. Нельзя сказать, что они стали эдакими домашними котиками для резки новогодней фольги, но в автомастерских, к примеру, они стали широко использоваться для резки деталей самого разного калибра.

Производительность у них не бог весть какая прежде всего потому, что резак находится в руках у оператора, которому приходится держать его на весу и вести по линии разреза. Понятно, что об идеальной точности и ровности разреза говорить не приходится.

Чтобы исправить это, можно использовать специальный упор. Этот упор размещают на сопле, придавливают к поверхности заготовки и таким образом ведут резак по линии разреза.

На рынке появились чрезвычайно интересные универсальные модели, с помощью которых можно как резать, так и варить металлические детали. Стоят они недешево, но вполне приемлемо: около 500 USD. Заметить такие модели можно с помощью маркировки.

Аппараты плазменной резки машинного типа

Данные модели практически всегда снабжены программным обеспечением, благодаря которому участие оператора из процесса исключено. Понятно, что сразу же повышаются производительность и общая эффективность работы аппарата. Ну а главная фишка – идеальная точность резки.

Дополнительный бонус от машинного резака – отсутствие какой-либо необходимости обрабатывать края после резки, они и так идеальные.

Для начала работы вводится схема, по которой будет произведена любая форма или фигура резки.

Стоимость машинных устройств на несколько порядков выше, чем у ручных аппаратов плазменной резки. Данные аппараты состоят из мощных трансформаторов и технического стола в виде ровной поверхности с направляющими.

Цена зависит от комплектующих, габаритов и функциональности программного обеспечения. Так или иначе стоимость любой машинной модели будет находиться в диапазоне 3000 – 20000 USD.

Водно-плазменные резаки

Помимо аппаратов воздушно-плазменной резки существуют и модели водно-плазменного типа. В этом случае вода играет роль охладителя, а плазму образует не воздух, а водяной пар.

Устройства воздушно-плазменной резки – отличная опция благодаря низкой цене и компактности, но у них есть существенный недостаток – ограничения в толщине разрезаемого металла, этот лимит составляет всего 80 мм.

А вот мощность водно-плазменных резаков намного выше, и поэтому позволяет работать с массивными деталями. Если говорить о пресловутой стоимости, то да, эти модели дороже.

Дело в том, что по консистенции водяной пар значительно более вязкий, чем воздух. В результате этой «счастливой» вязкости водяного пара нужно намного меньше.

При прохождении через плазмотрон электрической дуги в него подается вода, которая мгновенно начинает испаряться. Пар ионизируется под действием загоревшейся электрической дуги и рабочей жидкости, которая поднимает катод полюса с минусом от катода полюса сопла с плюсом.

Одна из самых известных моделей водно-плазменного типа – аппарат «Горыныч» со стоимость примерно 800 USD.

Физика процесса плазменной резки

Чтобы аппарат плазменной резки работал, нужны всего лишь воздух и электрическая энергия. На режущую часть аппарата подается ток с высокой частотой. В результате в плазмотроне формируется дуга с очень высокой температурой: около 8000°С.

Разновидности плазменных резаков.

Туда же, в плазмотрон, поступает и проходит через раскаленную дугу воздух в сжатом состоянии, который впоследствии ионизируется. В результате этот воздух становится отличным проводником тока, он становится той самой плазмой.

Плазма под большим давлением выходит из сопла и разогревает металлическую деталь до начала плавления. Расплавленный металл частицами выдувается воздухом, выходящим из сопла под большим давлением. Это и есть та самая резка металла.

Скорость потока плазмы зависит от расхода воздуха: если его увеличить, скорость потока плазмы повысится. При силе переменного тока в 250 А скорость плазменного потока составляет примерно 800 м/сек.

Как устроен аппарат плазменной резки?

Главные элементы аппаратов плазменной резки металла – плазмотрон, источник электропитания и так называемый кабель-шланговый пакет для соединения с компрессором. В качестве источника питания могут быть использованы инвертор или трансформатор.

Плазмотрон

Это главная часть аппарата плазменной резки. В свою очередь, он состоит из сопла, электрода и изолятора. По своей форме это корпус с камерой цилиндрической формы и малым выходным каналом, в котором формируется дуга. Электрод находится с тыла камеры, его функция – возбуждение дуги.

Электроды

Это специальные расходники, сделанные именно для резки металла. Чаще их производят из циркония, тория или гафния. Самые распространенные – из гафния.

Все эти элементы отличаются тем, что на их поверхности формируются оксиды с тугоплавкими свойствами. Эти оксиды как раз и защищают электрод от разрушения.

Розжиг или возбуждение дуги напрямую между электродом и металлической заготовкой произвести сразу трудно. Поэтому первым делом разжигается промежуточная дуга между электродом и плазмотроном. Затем воздух под давлением проходит чрез дугу, ионизируясь и нагреваясь.

Схема устройства плазменного резака.

В итоге объем этого воздуха повышается в объеме во много раз, он превращается в поток плазмы. Плазма вырывается из суженого конца сопла с огромной скоростью и высочайшей температурой вплоть до 30000°С.

Такому потоку все по силам, в дополнение ко всему он обладает очень высокой теплопроводностью – практически такой же, как у металла заготовки, которую нужно резать.

Настоящая дуга – та самая, которая нужна, формируется при выходе плазмы из сопла плазмотрона. Теперь именно эта рабочая дуга является главным режущим фактором.

Сопло плазмотрона

Различается по диаметру, от которого будут зависеть функциональные возможности всего аппарата. Прежде всего эта зависимость касается объема ионизированного воздуха, выходящего из сопла: именно им обусловлены главные характеристики резака – скорости работы и охлаждения, ширина шага реза.

Чаще встречаются сопла с малым диаметром, не превышающим 3-х мм. Зато длина сопла больше – около 10-ти мм.

Защитные газы

Прежде всего эти газы образуют плазму, их даже называют плазмообразующими. Такие газы используются только в мощных промышленных аппаратах для резки толстых металлов. Чаще это гелий, аргон, азот и их различные смеси. Кстати, кислород сам по себе также является защитным и плазмообразующим газом. Он используется в резаках небольшой мощности для резки металлов не толще 50-ти мм.

В плазмотроне расходными материалами являются сопло и электроды. Их нужно менять в положенных сроки.

Преимущества метода плазменной резки

Плюсы этих устройств нужно хорошо знать, равно как и минусы, без которых не обходится ни одно техническое приспособление.

Плазменный резак обладает следующими положительными свойствам:

  • Высокая скорость рабочего процесса. Если сравнить ее с газовой горелкой, то скорость резки выше в шесть раз. Быстрее в природе только лазерная резка.
  • Большая толщина металла, который он способен резать в отличие от болгарки.
  • Плазменному резаку под силу любой тип металла. Для этого важно знать и верно выставлять необходимые режимы согласно спецификациям.
  • Непродолжительные и несложные подготовительные работы. Не нужна зачистка поверхностей.
  • Уникальная точность и ровность среза. Нет никаких наплывов, не нужны специальные упоры.
  • Отсутствие каких-либо дефектов и деформаций металла благодаря невысокой температуре общего нагрева.
  • Способность аппарата производить срезы любой формы, включая фигурные.
  • Высокая безопасность процесса: нет баллонов с газом.

Чертеж устройства плазменного резака.

Недостатки плазменного резака:

  • Высокая стоимость аппарата.
  • Нет возможности резки одновременно несколькими резаками.
  • Строгие требования к положению инструмента: плазма должна быть строго перпендикулярной поверхности заготовки. Сегодня выпускаются продвинутые аппараты, способные работать под углом от 20-ти до 50-ти градусов, но они еще дороже.
  • Ограничение толщины разрезаемого металла – примерно до 10-ти с. В сравнении кислородная горелка режет металл толщиной в полметра.

При всех, казалось бы, значительных минусах плазморезы очень популярны. В небольших мастерских работают ручными моделями, которых предлагается на рынке огромное множество. Сегодня плазменная резка перестала быть недоступным элитарным методом работы.

Плазменный резак своими руками

Сразу заметим, что плазменной резки не обязательно быть профессиональным сварщиком, опыт в сварке здесь не нужен. Если вы задумали сделать такой аппарат своими руками, примите к сведению, что у вас появится возможность идеально резать кроме металла другие материалы: пластик, дерево, керамику и пр.

Единственное, что нужно купить – это источник питания и сопло. Если вы все сделаете правильно, ваш аппарат не будет уступать заводским экземплярам по своим рабочим качествам.

Для образования плазмы нужен воздух, а для системы охлаждения нужна вода или тосол, которые заливаются в специальную емкость.

Стержень нужно брать вольфрамовый., с его помощью будет формироваться электрическая дуга. Все комплектующие всегда имеются в хозяйственных магазинах. Собрав все необходимое оборудование для плазменной резки металла, аппарат производится по схемам, которые представлены в сети в большом количестве.

Какой резак выбрать

Начнем с факта, известного любому сварщику, который распространяется и на плазменную резку: чем выше сила тока, тем выше скорость рабочего процесса. Есть и другие параметры, которые следует учитывать при выборе инструмента для своей работы.

Важным правилом является обязательный «запас» силы тока: покупать резак помощнее, чем указывается в таблицах. Дело в том, что табличные параметры – это максимальные цифры, с этими значениями аппарат может работать лишь непродолжительное время.

Схема работы плазменного резака.

Грамотнее всего выбор по трем критериям: скорости рабочего процесса, времени резки и мощности.

  • Нужная рабочая мощность определяется с учетом толщины планируемого металла и его вида. К примеру, мощность в 90А позволит резать металл толщиной до 30-ти мм.
  • Если металл толще, нужно выбирать резак с мощностью в диапазоне 80 – 180А.
  • Диаметр сопла и выбор типа потока всегда зависит от типа разрезаемого металла.
  • Важными параметрами выбора станка плазменного резака являются также номинальное первичное напряжение и сила тока.
  • Нужно решить, какой тип аппарата вам нужен – универсальный или специального назначения.
  • Проверка адекватности аппарата к электрической сети обязательна: можно ли его подключать к общей сети или нужна профессиональная с другим напряжением. Аппараты попроще работают только при 220 или 380В, фазы питания могут быть одно- и трехфазными.
  • Скорость резки металла измеряется в см/мин.
  • Еще один важный и показательный критерий – способность резака работать непрерывно в течение долгого времени, иными словами – продолжительность работы без перерыва. Если она указана как 50%, это значит, что аппарат после 5-ти минут непрерывной резки должен быть выключенным также 5 минут.
Читайте также:  Автоген своими руками: особенности устройства

Полезные советы по покупке и уходу

Особенности выбора и ухода за резаком:

  1. Если есть выбор, всегда останавливайтесь на тех моделях, у которых есть евроразъем.
    В этих моделях не будет никаких проблем с подключением или удлинением кабель-шлангового пакета и других элементов между собой.
  2. На расходных материалах не экономим.
    Только качественные будут работать на идеальный рез и долговечность резака. Быстрее всего изнашиваются сопло и катод, следовательно, за стоянием этих элементов нужно следить с особой тщательностью.
  3. Резак – это резак, поэтому правила безопасности в данном случае имеют железобетонный характер.
    Нужно иметь защитный щиток, специальные очки. Имейте в виду, что плазменная резка – это брызги расплавленного металла. Поэтому вам не помешают и перчатки, и даже защитная обувь.
  4. Работа на максимальной мощности предопределяет последующую остановку в работе.
    Одна из важнейших технических характеристик станков плазменной резки металла – продолжительность их работы без перерыва.
  5. Если в вашем доме старая проводка, обязательно проверьте, как «подружится» ваш новый резак с вашей старой сетью.
    Скорее всего, дружбы не выйдет, это нужно принять во внимание.

Источник: https://tutsvarka.ru/oborudovanie/plazmennyj-rezak

Плазменная резка металла с ЧПУ: строение и принцип работы, плюсы

Среди множества способов раскроя, плазменную резку металлов называют в числе наиболее популярных. Технологию поддерживает специальное оборудование –  плазморезы с числовым программным управлением.

Их широко используют во многих отраслях. При помощи этой машины точно, эффективно производятся элементы строительных металлоконструкций, детали для различного оборудования, компоненты сельхозмашин, металлические двери, стеллажи учреждений торговли; вентиляционные устройства в промышленности, множество другой продукции.

Строение и принципы работы

Плазменный станок с ЧПУ представлен различными моделями, которые отличаются по типу устройства, схемой управления и методом подачи материала. Но у них обязательно наличие таких составляющих:

  • плазмотрон с системой подачи газового вещества;
  • поворотная поверхность рабочего стола для облегчения установки металлолистов;
  • механизм передвижения резака и система магнитных креплений;
  • датчик контроля для управления высотой горелки над поверхностью заготовки;
  • профильная рельса и по обе стороны от нее две зубчатые рейки;
  • системы ЧПУ.

Плазморез отличается простым принципом работы. Поступивший на резак поток воздуха с определенным давлением, соприкоснувшись с электродом, приобретает температуру, максимум, до 30 000˚ С. У ионизированного воздуха возрастает электропроводность.

Как итог, металл расплавляется от контакта с направленным потоком раскалившегося воздуха или газовой смеси (это и есть плазма), и отрезанная часть отбрасывается, благодаря давлению. Так проходят процессы плазменной резки металла с ЧПУ.  Обработав программу, заданную оператором агрегата, аппарат, используя плазму, режет листы металла самостоятельно, а участие людей в процессе – минимальное.

Эксплуатационные преимущества аппарата

Станок плазменной резки металла с ЧПУ владеет некоторыми преимуществами:

  • рабочие операции по раскрою металлических листов сложной конфигурации выполняются с уникальной точностью;
  • плазморез отличается низким потреблением электроэнергии, не нуждается в дополнительных устройствах и финансовых затратах. Производственные издержки снижаются, а рентабельность возрастает;
  • аппарат имеет высокую производительность плазменной резки ЧПУ. Ни одно устройство, занимающееся раскроем металлов (кроме лазера) неспособно достичь аналогичной скорости, какая есть у плазмореза. Этим обусловлено его промышленное применение для выпуска массовой продукции;
  • аппарат удобен в эксплуатации и прост в обслуживании;
  • устройство способно разрезать плазмой листы всех металлов, низколегированных и углеродистых сталей, чугуна толщиной от 0,5 до 150 мм, обеспечивая чистоту среза. Дополнительная обработка торцов раскроенных заготовок не нужна;
  • плазморезы, работающие без выделения газа и открытого огня, — безопасны;
  • есть функция автоматического определения толщины листа металла.

Недостатков у данного оборудования практически нет. Но их не используют для раскроя листов высоколегированной стали с толщиной, превышающей 10 см, а также титана.

При грамотном регулярном обслуживании, можно гарантировать плазморезу большой срок службы. О специфике, периодичности его выполнения можно узнать из видео материалов.

Особенности процесса резки

Пользуясь плазморезами, надо учитывать их технические характеристики, химсостав применяемых смесей, параметры изделий, особенность их обработки.

Если у листов небольшая толщина (до 1см), достаточно будет иметь температуру маломощной плазменной дуги. Заготовки с большей толщиной можно кроить, добавочно стабилизировав дугу. Когда же толщина превышает 10 см, нужны плазменные установки, которые в состоянии сформировать дугу с более мощным воздействием.

Много значат виды источника. Для тонколистовой стали до 6 мм достаточно иметь небольшой ток. Чтобы обрабатывать листы, вдвое толще, понадобится источник с высоким уровнем тока. Когда же источник тока окажется более слабым, участки срезов будут иметь отложения шлака.

Ответственного подхода требует выбор составов, которыми обрабатывают заготовки, готовят их к раскрою. Обычно это смеси, содержащие аргон, азот и водород, в случае с медными сплавами, предпочтение отдают водороду. А вот при разрезании изделий из латуни, алюминия наиболее приемлемо сочетание таких элементов, как азот и водород.

Существуют модели плазморезов, которые способные разрезать несколько листов за один прогон. Когда же настрой на особое качественное резание, применяются плазмотроны на кислороде.

Что касается стола машины, под ним расположена система удаления частиц дыма, отходов металла. За резкой металлических листов осуществляется контроль со стороны ЧПУ блока. ПО (в корректном русском переводе) отслеживает процесс укладки их на стол в оптимальном режиме, производит расчет затрат времени, количества деталей, составляет отчеты.

А что в обзоре плазморезов

На предприятиях различных отраслей используют:

  • стационарные модели, среди них есть машины портального; шарнирного; консольного типа для резки металла при помощи плазмы;
  • мобильные или переносные такого же предназначения (вертикальная плазменная резка), оборудованные системами ЧПУ.

Сегодня несложно сделать выбор плазменного станка, — есть много производителей, специализирующихся на изготовлении устройств подобного рода. Ассортимент представлен отечественными и зарубежными моделями. Назовем и кратко охарактеризуем хотя бы некоторые из них:

  • Установка PlasmaCut от российской компании Юнимаш ориентирована на то, чтобы ее применяли на предприятиях среднего и малого бизнеса. Источник плазмы Hypertherm – из числа наиболее технологичных, в наличии механизм FOCUT, осуществляющий контроль за высотой резака, мощные ШД. Управлять ним можно дистанционно, посредством USB и Ethernet, со стойки, на которой смонтирован пульт управления.
  • Станок IGNIS для плазменной резки с ЧПУ (Россия) представляет несколько модификаций – IGNIS 2500, 3000 и 6000 с разными габаритами, мощностью плазмообразующего источника и грузоподъемностью. Все они рассчитаны на применение при толщине металла 28 мм, имеют стабильный спрос и применимы в техническом оснащении небольших по масштабу работы мастерских, предприятий.
  • Powermax считается машиной уникальных свойств, способной выполнять плазменный раскрой изделий, различных по виду и форме.
  • PlasmaBox – отличный станок из серии многокоординатных, имеет четыре ШД, работающих с разными мощностями.
  • РВ 6000, РМ 3000, PS 2500 – агрегаты, выполняющие нарезку заготовок с разной длиной и толщиной.

Все эти высокопроизводительные станки пользуются системой ЧПУ фирмы AMN.  В некоторых моделях для применения в промышленности, плазмотрон охлаждается принудительно под воздействием жидкости, у остальных охлаждение – естественное воздушное.

Замолвим слово и о труборезах

Очень популярны и труборезные станки, которые можно отнести к группе портальных.  Например, для резки труб применяют Автом-3 с плазменным резаком.

Его скорость в несколько раз превышает аналогичный показатель газового резака. Наиболее востребованы станки плазменной резки, рассчитанные на раскрой стальных труб, с толщиной стенок 38-40 мм.

Они способны резать трубу достаточно быстро, и ее отрезки будут с ровными краями.

Если нужно разрезать трубы диаметром от 100 до 315 мм из нержавейки или малоуглеродных сортов стали (при толщине до 2 мм), которые будут применяться в монтаже систем промвентиляции, наиболее эффективен труборез ТВ-30.

Он способен работать в режиме ручного управления или автоматического, имея систему ЧПУ. Плазменным оборудованием этого типа можно пользоваться от сети с напряжением 380 В, с давлением подаваемого сжатого воздуха выше 0.

6 МПа.

Достижения высокой точности послужит труборез с ЧПУ Vanad Miron. Технологические операции по резке труб выполняются автоматически, обязательно наличие температуры +5 – + 40˚С и вытяжной вентиляции.

Труборезный станок способен выполнять некоторые подготовительные действия при подготовке поверхности: зачищать сварочные швы, снимать фаску и разделывать кромки. У него есть возможность резать, помимо круглых, трубы квадратного или прямоугольного сечения.

Труборезную установку переносного типа использую при выполнении работы в труднодоступном месте в случае малосерийных заказов. Например, у плазменных станков Титан ПИПР 15-5 есть однофазный инвертор, выполняющий воздушно-плазменную резку, здесь применяется контактный способ дугового зажигания.

А если сделать плазменный станок самому

На станке с ЧПУ для плазменной резки металла можно сделать много полезных вещей. В нем заинтересованы небольшие мастерские по изготовлению металлических дверей. Но стоит это оборудование (особенно импортные варианты) — недёшево, поэтому некоторые домашние мастера стремятся его собрать самому из частей труб квадратных сечений.

Важно знать, что агрегат, несложный по конструкции, сделать без знаний и умений невозможно. Особенно сложно собрать сам плазмотрон. Но составляющие части аппарата и ЧПУ для управления станком реально приобрести отдельно в специализированных онлайн-магазинах.

Хотя возможны варианты электромагнитной и фотоэлектронной систем управления, но именно плазменные станки с ЧПУ способны обеспечить наиболее точную и быструю работу.

Домашнему умельцу, заинтересованному в оборудовании, предстоит также собрать систему подачи газа, добиться высокой точности позиционирования, чтобы в полной мере пользоваться возможностями этого аппарата, предусмотренными его техническими характеристиками.

Заключение

Плазомрез с программным управлением для раскроя металла в листах и труб, работающий в бесперебойном цикле, — с очень большими возможностями. К станку у многих особое трепетное отношение.

Но все модели, которые поставляются российским потребителям, — весьма просты в эксплуатации и обслуживании.

И научиться работать на них смогут люди, имеющие спецподготовку по профилю металлообработка.

Источник: https://VseOChpu.ru/plazmennaya-rezka-metalla-s-chpu/

Устройство аппарата плазменной резки | Строительный портал

Технология плазменной резки крайне редко применяется в быту, зато в промышленной сфере получила очень широкое распространение.

Благодаря тому, что с помощью плазмореза можно легко, быстро и качественно разрезать практически любой токопроводящий металл, а также другие материалы – камень и пластик, его используют в машиностроении, судостроении, коммунальной сфере, изготовлении рекламы, для ремонта техники и многого другого. Срез всегда получается ровным, аккуратным и красивым. Тех, кто только собрался освоить данную технологию, может интересовать резонный вопрос, что собой представляет аппарат плазменной резки, каков принцип его работы, а также какие разновидности плазморезов бывают и для чего используется каждый из них. Все это даст общее понимание технологии плазменной резки, позволит сделать правильный выбор при покупке и освоить работу с аппаратом.

Принцип работы аппарата плазменной резки металла

Как работает плазморез? И что подразумевается под словом «плазма»? Для работы плазмореза необходимо только две вещи – электричество и воздух. Источник энергии подает на резак (плазмотрон) токи высокой частоты, благодаря чему в плазмотроне возникает электрическая дуга, температура которой 6000 – 8000 °С.

Затем в плазмотрон направляется сжатый воздух, который на большой скорости вырывается из патрубка, проходит через электрическую дугу, нагревается до температуры 20000 – 30000 °С и ионизируется. Воздух же, который ионизировался, теряет свойства диэлектрика и становится проводником электричества.

Плазмой как раз и является этот воздух.

Читайте также:  Сварка в углекислом газе: высокая производительность и простота

Вырываясь из сопла, плазма локально разогревает заготовку, в которой необходимо выполнить рез, металл плавится. Образованные на лобовой поверхности реза частички расплавленного металла сдуваются потоком воздуха, вырывающимся на огромной скорости. Так происходит резка металла.

Скорость плазменного потока (разогретого ионизированного воздуха) возрастает, если увеличить расход воздуха. Если же увеличить диаметр сопла, через которое плазма вырывается, то скорость уменьшится. Параметры скорости плазмы примерно таковы: на токе 250 А она может быть 800 м/с.

Чтобы рез получился ровным, плазмотрон необходимо держать перпендикулярно плоскости реза, максимальное допустимое отклонение 10 – 50 °. Также большое значение имеет скорость реза. Чем она меньше, тем ширина реза становится больше, а поверхности реза становятся параллельными. То же самое происходит при увеличении силы тока.

Если увеличить расход воздуха, то ширина реза уменьшится, зато кромки реза станут непараллельными.

Устройство аппарата плазменной резки

Аппарат плазменной резки состоит из источника питания, плазмотрона и кабель-шлангового пакета, с помощью которого соединяются источник питания и компрессор с плазмотроном.

Источником питания для аппарата плазменной резки может служить трансформатор или инвертор, которые подают на плазмотрон большую силу тока.

Плазмотрон, собственно, и является главным элементом аппарата – плазменным резаком. Иногда по ошибке весь аппарат называют плазмотроном.

Возможно, это связано с тем, что источник питания для плазмореза не отличается никакой уникальностью, а может быть использован вместе со сварочным аппаратом.

А единственным элементом, отличающим плазморез от другого аппарата, и является плазмотрон.

Основные составляющие плазмотрона – электрод, сопло и изолятор между ними.

Внутри корпуса плазмотрона находится цилиндрическая камера малого диаметра, выходной канал из которой довольно мал и позволяет формировать сжатую дугу. В тыльной стороне дуговой камеры располагается электрод, служащий для возбуждения электрической дуги.

Электроды для воздушно-плазменной резки могут быть изготовлены из бериллия, гафния, тория или циркония. На поверхности этих металлов образуются тугоплавкие оксиды, предотвращающие разрушение электрода.

Но для образования этих оксидов нужны определенные условия. Самыми распространенными являются электроды из гафния. А вот из бериллия и тория их не делают, и виной тому те самые оксиды: оксид бериллия – крайне радиоактивен, а оксид тория – токсичен.

Все это может крайне негативно сказаться на работе оператора.

Так как возбуждение электрической дуги между электродом и заготовкой обрабатываемого металла напрямую затруднительно, сначала зажигается так называемая дежурная дуга – между электродом и наконечником плазмотрона. Столб этой дуги заполняет весь канал.

После этого в камеру начинает подаваться сжатый воздух, который, проходя сквозь электрическую дугу, нагревается, ионизируется и увеличивается в объеме в 50 – 100 раз. Сопло плазмотрона сужено книзу и формирует из разогретого ионизированного газа/воздуха поток плазмы, вырывающийся из сопла со скоростью 2 – 3 км/с.

При этом температура плазмы может достигать 25 – 30 тыс. °С. В таких условиях электропроводимость плазмы становится примерно такой же, как и у обрабатываемого металла.

Когда плазма выдувается из сопла и касается факелом обрабатываемого изделия, образуется режущая плазменная дуга – рабочая, а дежурная дуга гаснет. Если вдруг по какой-то причине рабочая дуга тоже погасла, необходимо прекратить подачу воздуха, снова включить плазмотрон и сформировать дежурную дугу, а затем пустить сжатый воздух.

Сопло плазмотрона может иметь различные размеры и от этого зависят возможности всего плазмотрона и технология работы с ним. Например, от диаметра сопла плазмотрона зависит количество воздуха, которое может проходить сквозь этот диаметр за единицу времени.

От количества расхода воздуха зависит ширина реза, скорость работы и скорость охлаждения плазмотрона. В плазморезах используют сопла не больше 3 мм диаметром, зато довольно длинные – 9 – 12 мм. Длина сопла влияет на качество реза, чем длиннее сопло, тем качественнее рез.

Но здесь нужно быть осторожным, везде важна мера, так как слишком большое сопло будет быстрее изнашиваться и разрушаться. Оптимальной считается длина, в 1,5 – 1,8 раз больше диаметра сопла.

Крайне важно, чтобы катодное пятно фокусировалось строго по центру катода (электрода). Для этого используют вихревую подачу сжатого воздуха/газа.

Если вихревая (тангенциальная) подача воздуха нарушена, то катодное пятно будет смещаться относительно центра катода вместе с дугой.

Все это может привести к нестабильному горению плазменной дуги, образованию двойной дуги и даже выходу плазмотрона из строя.

В процессе плазменной резки используются плазмообразующие и защитные газы.

В аппаратах плазменной резки с силой тока до 200 А (можно разрезать металл толщиной до 50 мм) используют только воздух. В таком случае воздух является плазмообразующим газом и защитным, а также охлаждающим.

В сложных промышленных портальных аппаратах используют другие газы – азот, аргон, водород, гелий, кислород и их смеси.

Сопло и электрод в аппарате плазменной резки являются расходными материалами, которые необходимо своевременно заменять, не дожидаясь их полного износа.

В основном плазморезы принято покупать в готовом виде, главное – правильно подобрать нужный агрегат, тогда не придется ничего «доделывать напильником». Хотя в нашем отечестве есть «Кулибины», которые могут сделать аппарат плазменной резки своими руками, закупив некоторые детали отдельно.

Разновидности аппаратов плазменной резки

Плазморезы различают по нескольким различным параметрам.

Аппараты плазменной резки могут представлять собой переносные установки, портальные системы, шарнирно-консольные машины, специализированные конструкции и установки с координатным приводом.

Особенно выделяются машины плазменной резки с ЧПУ (числовым программным управлением), которые минимизируют вмешательство человека в процесс резки. Но помимо этих существуют и другие градации.

Аппараты для ручной и машинной резки

Ручной аппарат плазменной резки используется для резки металла вручную, когда плазмотрон держит в руках оператор-человек и ведет его по линии реза.

В связи с тем, что плазмотрон все время находится на весу над обрабатываемой заготовкой, рука человека может слегка дрогнуть даже в процессе обычного дыхания, все это отражается на качестве реза. На нем могут быть наплывы, неровный рез, следы рывков и т.д. Чтобы облегчить работу оператору, существуют специальные упоры, которые надеваются на сопло плазмотрона.

С помощью него можно поставить плазмотрон непосредственно на заготовку и аккуратно вести его. Зазор между соплом и обрабатываемой заготовкой всегда будет одинаковым и соответствующим требованиям.

Аппараты машинной резки представляют собой плазморезы портального типа и аппараты автоматического раскроя деталей и труб. Такие аппараты используются на производстве.

Качество реза таким плазморезом получается идеальным, дополнительная обработка кромок не требуется. А программное управление позволяет делать резы различной фигурной формы в соответствии с чертежом без страха дернуть рукой в неподходящий момент. Рез выполняется точно и гладко.

На подобные аппараты плазменной резки металла цена на порядок выше, чем на ручные аппараты.

Трансформаторные и инверторные аппараты плазменной резки

Существуют трансформаторные и инверторные плазморезы.

Трансформаторные плазморезы тяжелее инверторных и больше по размеру, зато они более надежны, так как не выходят из строя в случае скачков напряжения. Продолжительность включения таких аппаратов выше, чем у инверторных, и может достигать 100 %.

Такой параметр, как продолжительность включения, напрямую влияет на специфику работы с аппаратом. Например, если ПВ равна 40 %, это означает, что 4 минуты резак может работать без перерыва, а затем ему необходимо 6 минут отдыха, чтобы остыть. ПВ 100 % используется в производстве, там, где работа аппарат продолжается весь рабочий день.

Недостатком трансформаторного плазмореза является высокое энергопотребление.

С помощью трансформаторных плазменных резаков можно обрабатывать заготовки большей толщины. На подобный аппарат воздушно-плазменной резки цена выше, чем на инверторный. Да и представляет он собой короб на колесиках.

Инверторные аппараты плазменной резки используются чаще в быту и на маленьких производствах. Они намного экономнее в энергопотреблении, обладают меньшим весом и габаритами и чаще всего представляют собой ручной аппарат. Достоинством инверторного плазмореза является стабильное горение дуги и КПД на 30 % выше, компактность и возможность вести работы в труднодоступных местах.

Аппарат воздушно-плазменной резки и водно-плазменной резки

Стоит отметить, что существуют не только аппараты воздушно-плазменной резки, принцип действия которых и устройство были описаны выше, но и аппараты водно-плазменной резки.

Если в воздушно-плазменных резаках воздух выступает и как плазмообразующий, и как защитный, и как охлаждающий газ, то в водно-плазменных резаках вода выступает в качестве охладителя, а водяной пар плазмообразователя.

Достоинствами воздушно-плазменной резки являются низкая цена и небольшой вес, зато недостаток – ограничена толщина разрезаемой заготовки, зачастую не более 80 мм.

Мощность водно-плазменных резаков позволяет разрезать толстые заготовки, зато их цена несколько выше.

Принцип работы аппарата водно-плазменной резки заключается в том, что вместо сжатого воздуха в нем используется водяной пар. Это дает возможность отказаться от использования компрессора для воздуха или газовых баллонов.

Водяной пар более вязкий по сравнению с воздухом, поэтому его необходимо намного меньше, запаса в баллончике хватает примерно на месяц-два. Когда в плазмотроне протекает электрическая дуга, в него подается вода, которая испаряется.

Одновременно с этим рабочая жидкость поднимает катод отрицательного полюса от катода положительного полюса сопла. В результате загорается электрическая дуга, пар ионизируется.

Еще до того, как плазмотрон приблизится к обрабатываемой заготовке, загорается плазменная дуга, которая выполняет резку. Ярким представителем данной категории плазморезов является аппарат Горыныч, на такой аппарат плазменной резки цена около 800 у.е.

Контактные и бесконтактные аппараты плазменной резки

В зависимости от того, включен разрезаемый материал в электрическую схему плазменной резки или нет, зависит тип резки – контактный и бесконтактный.

Контактная плазменная резка или резка плазменной дугой выглядит так: дуга горит между электродом плазмотрона и обрабатываемой деталью. Это еще называется дугой прямого действия.

Столб электрической дуги совмещен с плазменной струей, которая вырывается из сопла на большой скорости. Продуваемый через сопло плазмотрона воздух обжимает дугу и придает ей проникающие свойства.

За счет высокой температуры воздуха 30000 °С, повышается скорость его истечения и плазма оказывает сильной механическое воздействие на выдуваемый металл.

Контактный тип резки применяется при работах с металлами, которые могут проводить электричество. Это изготовление деталей с прямолинейными и криволинейными контурами, резка труб, полос и прутков, выполнение отверстий в заготовках и многое другое.

Бесконтактная плазменная резка или резка плазменной струей выглядит так: электрическая дуга горит между электродом и формирующим наконечником плазмотрона, часть плазменного столба выносится за пределы плазмотрона через сопло и представляет собой высокоскоростную плазменную струю. Именно данная струя и является режущим элементом.

Бесконтактная резка используется при работе с нетокопроводящими материалами (неметаллами), например, камнем.

Работа с аппаратом плазменной резки и технология воздушно-плазменной резки – это целое искусство, требующее знаний, терпения и соблюдения всех правил и рекомендаций.

Знание и понимание устройства плазмореза помогает выполнять работу качественно и аккуратно, так как оператор понимает, какие процессы происходят в плазмотроне и за его пределами в тот или иной момент, и может ими управлять.

Также немаловажно соблюдать все меры предосторожности и технику безопасности, например, работать с плазморезом необходимо в костюме сварщика, в щитке, перчатках, в закрытой обуви и плотных штанах из натуральной ткани.

Некоторые окислы, выделяемые в процессе резки металла, могут нанести непоправимый вред легким человека, поэтому необходимо работать в защитной маске или хотя бы обеспечить хорошую вентиляцию в рабочей зоне.

Источник: http://strport.ru/instrumenty/ustroistvo-apparata-plazmennoi-rezki

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector