Дуговая резка металла: суть процесса и его преимущества

Резка и сварка металла: технология :

Дуговая резка  металла: суть процесса и его преимущества

Сварка металла и резка сопровождаются его локальным расплавлением.Отличие способов заключается в том, что в последнем случае подводимая энергия на 30-40% больше, и металл проплавляется и прожигается до его разделения.

Виды сварки

Сварка может отличаться способами нагрева, который производится следующим образом.

  1. Электрическая дуга.
  2. Пламя газа, сжигаемого на выходе из горелки.
  3. Обработка соединения направленным потоком электронов.
  4. Подача электрического тока через шлаковый расплав.

Сварка электрической дугой

Сварка – это способ создания неразъемного соединения деталей посредством их общего нагрева или пластической деформации. Она производится преимущественно путем местного расплавления частей соединения при применении тепловой энергии.

1. Сварные соединения

Соединения бывают следующими:

  • стыковые – элементы соединяются в торцах;
  • нахлесточные – наложение одного листа на другой с перекрытием;
  • угловые – размещение деталей под углом друг к другу;
  • тавровые – приваривание торца одного элемента к боковой поверхности другого.

Участок примыкания сваренных деталей называется сварным узлом. Соединение образуется за счет расплавления металлов деталей. После их кристаллизации образуется сварной шов.

2. Сварочная дуга

Способ дуговой сварки основан на создании замкнутой электрической цепи. Между электродом и деталью создается дуга, расплавляющая ее кромки и конец прутка.

Электрическая цепь включает источник питания, сварочный кабель, электрод с держателем, зажим заземления, обратный кабель и обрабатываемую деталь. Ток начинает протекать через всю схему после образования дуги.

Важным является включение обрабатываемой детали в схему электрического контура в процессе сварки или резки. Температура дуги при этом составляет 60000С.

3. Сварочный ток

Для сварки применяется постоянный и переменный ток. Первый вариант предпочтительней, поскольку соединение получается с большей прочностью при меньшем расходе электродов. Сварка металла на постоянном токе производится проще, с большей производительностью. Его получают с помощью выпрямителя, установленного после трансформатора.

Присоединение электрода к отрицательному полюсу обеспечивает глубокое проникновение тепла в изделие (прямая полярность). Если подключить стержень к “+”, проникновение будет неглубоким. При этом большая часть энергии сосредоточится на конце электрода (обратная полярность). Корневые швы выполняют при минусовой полярности, а укрывочные – при положительной.

Переменный ток обеспечивает глубину провара на 20% меньше, чем постоянный. Но результат сварки приемлемый, дешево обходится, а область применения широка: от бытовых до производственных работ.

4. Электроды

Качественное сварное соединение достигается за счет обмазки электродов, выполняющей следующие функции:

  • защита металла от окисления в процессе нагрева;
  • ввод присадок в материал шва;
  • замедление процесса остывания деталей за счет шлакового покрытия.

Для сварки используют преимущественно плавящиеся электроды, хотя могут быть и неплавящиеся (графит, вольфрам). Материалом стержня может быть сталь, чугун, алюминий, медь. Чаще всего применяются стальные – для сварки углеродистых и легированных сталей.

5. Технология сварки металлов

Для получения качественного шва основной металл в местах соединения очищается от загрязнений на 20-30 мм. Процесс сварки включает следующие параметры:

  • диаметр электрода;
  • тип, сила и полярность тока (на его величину влияют диаметр стержня, марка стали и вид соединения);
  • скорость перемещения электрода;
  • положение электрода относительно шва.

Дуга образуется при касании или чирканьи электрода по металлу, после чего он отводится на интервал 0,5-1,1 мм от толщины стержня. Сварщик перемещает его в следующих направлениях:

  • к детали, по мере расплавления металла стержня;
  • в сторону проведения сварки;
  • поперек формируемого шва.

При нагреве детали образуется сварочная ванна. В ней перемешивается электродный и основной металлы и образуется шов, который соединяет детали.

Когда производится сварка тонкого металла, поперечные движения электрода можно не делать. При этом ширина шва получается небольшой.

Положение электрода в пространстве стараются не менять. Если сварка металла производится в горизонтальной плоскости, его наклоняют на 150 от вертикали в направлении ведения шва. Тогда проплавление металла происходит на максимальную глубину.

Ширина шва составляет 1,5 часть диаметра электрода. Ее создают за счет определенной скорости сварки. Шов будет качественным, если он хорошо проварен, а наплавленный металл переходит к основной поверхности плавно. Сварка заканчивается медленным отводом электрода.

Когда делается сварка металла, цена зависит от того, сколько стоит сантиметр шва. Ручная работа штучными электродами обходится в 15-20 руб/см. Высококвалифицированная работа стоит дороже. За 1 стык труб придется заплатить от 100 до 600 руб, а за декоративные решетки – 80-100 руб/см.

Газовая сварка

Источником тепла является горючий газ, сжигаемый в кислороде. Максимальную температуру создает ацетиленокислородное пламя, поэтому оно чаще всего применяется.

Газовое пламя расплавляет кромки металлических изделий вместе с металлом, применяемым в качестве присадки.

Сварка с газовым нагревом применяется больше для создания соединений из тонкого стального листа, чугуна и цветных металлов.

Для сгорания горючих газов с большой скоростью и создания высокой температуры требуется кислород.

Ацетилен получают разложением водой карбида кальция или из жидкого горючего, воздействуя на него электродуговым разрядом. Газ является взрывоопасным. Не следует допускать его смешивания с воздухом и нагревания под давлением до температуры выше 4500С.

В промышленности применяют заменители ацетилена, например, метан или пропан. Их поставляют в газовых баллонах под давлением.

Сварка металла производится с применением проволоки из присадочного металла, близкого по составу к материалу обрабатываемой детали.

Ее не всегда можно найти. Когда делается сварка цветных металлов, в порядке исключения можно применять полоски, нарезанные из листов аналогичного материала.

Чтобы удалить окисные пленки с обрабатываемого металла, применяют флюсы, которые наносят на присадочную проволоку и кромки деталей в виде порошка или пасты. Их состав зависит от вида металла.

Резка металла

Резка производится тем же инструментом, что и сварка, но мощность источника тепла повышенная. Удаление расплавленного металла происходит путем его вытекания из рабочей зоны или выдувания газовой струей.

1. Электродуговая резка

Электродуговая резка плавящимся электродом производится от верхней к нижней кромке детали. Производительность процесса низкая, а качество реза получается хуже, чем другими способами.

Угольный или графитовый электроды применяются для резки низкого качества. Оплавляемая поверхность располагается наклонно, чтобы металл легче вытекал. Ток может быть постоянным или переменным.

Неплавящимся вольфрамовым электродом режут детали из цветных металлов или из легированной стали. Процесс осуществляется в защитной среде аргона и применяется крайне редко.

2. Газовая резка

При газовой резке металл нагревается газовым пламенем в среде кислорода, после чего он начинает сгорать в струе кислорода, которая также выдувает оксиды. Процесс облегчается при применении флюса, подаваемого в рабочую зону в виде порошка. При такой резке к термическому воздействию добавляется химическое и абразивное.

Заключение

Сварка и резка металлов сопровождаются локальным расплавлением участка детали. В зависимости от подводимой мощности образуется соединение или разделение деталей.

При сварке чаще всего применяется электрическая дуга. Лучшее качество соединения достигается при использовании постоянного тока. Резка металла при его сгорании в струе кислорода эффективней в плане производительности.

Источник: https://www.syl.ru/article/208934/new_rezka-i-svarka-metalla-tehnologiya

Плазменно дуговая сварка –

Главная страница » Плазменная сварка » Плазменно дуговая сварка

В настоящее время существует несколько разновидностей сварки металлов и стали. В последние годы все возрастающей популярностью пользуется дуговая плазменная сварка, позволяющая сваривать практически любые металлы.

Плазменная дуговая сварка что это такое?

Плазменной сваркой называют специализированный технологической процесс, во время которого металл или сталь локально расплавляются узко направленным плазменным потоком.

Поток раскаленной плазмы создается специальным устройством (плазменным аппаратом), а температура потока может колебаться от 5 000 и до 30 000 градусов Цельсия.

Именно благодаря высокой температуре данному виду сварки удается справляться практически с любыми материалами вне зависимости от их тугоплавкости и плотности.

Технология плазменно-дуговой сварки

Для того, чтобы разобраться в этой технологии необходимо четко понимать, что такое плазма.

Плазма – это особое агрегатное состояние вещества, представляющее собой ионизированный газ, который состоит из положительно заряженных электронов.

В технологическом плане сварка с помощью плазмы выглядит следующим образом. Для того, чтобы узко направить данное вещество на металл и параллельно максимально разогреть его используется два процесса: чрезвычайный разогрев дуги и принудительное вдувание газа.

Дуга разогревается до предельной температуры, что в свою очередь нагревает поток плазмы. Одновременно с этим, на дугу подается газ под высоким давлением, увеличивающийся в 50-70 раз. Энергия расширяющегося газа дополняется тепловой энергией, что усиливает плазму, делая ее крайне мощным источником энергии.

Для образования устойчивого плазменного потока используют либо чистый аргон, либо аргон с небольшими добавками гелия. В качестве защитного газа, отделяющего зону сварки от атмосферы, используют все тот-же аргон. Материалом для электрода служит вольфрам с торием или медью.

В зависимости от силы электрического тока подаваемого на дугу плазмотрона, сварка подразделяется на следующие виды:

  • Небольшие токи (до 25 Ампер). Наиболее распространенный вид плазменной сварки. Столь высокое распространение сварка на малом токе получила за счет того, что она позволяет нагревать лишь локальные участки металла и не повреждать все изделие целиком.Как правило, дуга на небольшом токе имеет форму цилиндра, и это дает возможность полностью избежать сквозных прожогов стали или металла. Кроме того, с помощью небольших токов можно варить металлы в разных режимах, включая непрерывный и прямой режим с разными видами полярности. К примеру, алюминий можно варить только на малом токе, так как это позволяет разрушать оксидную пленку этого металла.
  • Средние токи (до 150 Ампер). Подобный вид сварочных работ очень похож на сварку аргоном, но в отличии от нее характеризуется повышенной мощностью и точечной направленностью. Фактически, именно средние токи используют все преимущества, которые предоставляет раскаленная плазма.Ток средней мощности гарантирует достаточно глубокое и узкое расплавление металла, без повреждения незапланированных участков детали. В случае необходимости, ток средней мощности позволяет не только сваривать металлы и стали, но и резать их, а также прорезать необходимые отверстия.
  • Высокие токи (свыше 150 Ампер). Ток такой силы образует очень широкую дугу, с помощью которой происходит сквозное проплавление заготовки. Подобный вид сварки весьма специфичен, ведь в процессе деталь или заготовку фактически разрезают, а потом сваривают вновь.С помощью высоких токов принято сваривать особо прочные стали, такие как титан, легированные стали и сплавы с большим содержанием алюминия. В большинстве случае, такая сварка используется в промышленности, когда необходима высокая производительность труда.
Читайте также:  Полярность при сварке предоставляет все возможности качества

Сварка плазменной дугой прямого действия

Технологически сварка с помощью раскаленной плазмы может быть осуществлена двумя способами.

Первый способ – это прямое воздействие дуги на деталь, так называемый метод прямого действия. В этом случае, высокотемпературная дуга возникает непосредственно между электродом и материалом из которого изготовлена деталь.

Второй способ – косвенное воздействие дуги на деталь (метод непрямого воздействия). В этом случае, дуга находится между электродом и соплом сварочного аппарата.
Первый вариант получил более широкое распространение, так как с его помощью можно и сваривать твердые материалы, и резать их.

Основные преимущества плазменной сварки

Имеется несколько основных преимуществ, которые и сделали данную процедуру очень популярной и распространенной по всему миру. Причем преимущества настолько значительные, то сварка при помощи плазмы практически полностью вытеснили некоторые другие виды сварочных работ.

  1. Высокая скорость резки металлов и сплавов.
    Достаточно сказать, что металл толщиной в 200 миллиметров узконаправленный поток плазмы разрежет в 3-4 раза быстрее, чем устаревшая газовая сварка.
  2. Универсальность.
    С помощью качественного сварочного оборудования можно варить абсолютно все виды металлов, включая алюминиевые и медные сплавы, а также чугун и титан.
  3. Высокая точность резки и сварки.
    Шов получается настолько точным и аккуратным, что практически не требует дополнительной обработки. Если речь идет о массовом производстве деталей, то дальнейшей обработки не происходит вовсе.
  4. Нет необходимости в дополнительных материалах.
    Используя данный вид сварки нет необходимости в применении аргона, кислорода или ацетилена. Более того, не нужно даже подготавливать металл перед операцией. Резать или сваривать можно даже грязную поверхность или изделие, покрытое ржавчиной.
  5. Абсолютная сохранность деталей.
    Поскольку плазменная дуга узко направлена не происходит нагрева всей детали, то она не деформируется и не меняет своих форм. Не придется даже перекрашивать изделие целиком, так как краска останется неповрежденной.
  6. Полная безопасность работ.
    Во время сварочных работ не используются баллоны с газом или другие взрывчатые вещества. Все это делает процедуру не только безопасной, но и экологически чистой.

Видео

Предлагаем посмотреть небольшой ролик, который демонстрирует автоматическую плазменную сварку, обратите внимание на качество сварного шва:

Ручная дуговая плазменная сварка

Ручная плазменная сварка – наиболее простая разновидность сварочного процесса. Вся работа проводится вручную, без применения автоматизированных средств. Сварщик самостоятельно выбирает и силу тока, и температурный режим, и электрод. Естественно, что качество работы зависит от опыта сварщика и от качества плазменного генератора.

Конечно-же, данный вид работы имеет свои достоинства и недостатки. К преимуществам ручного вида работы можно отнести:

  • Возможность работы в любом положении (вертикальном или горизонтальном).
  • Возможность работы на ограниченном пространстве, куда невозможно поместить автоматический аппарат.
  • Легкий переход от одного свариваемого материала к другому. Достаточно сменить режим работы и электрод.
  • Простота и доступность используемого оборудования.

Однако, имеются и недостатки:

  • Низкая скорость работы (особенно по сравнению с автоматическими линиями).
  • Уровень сварки целиком и полностью зависит от опыта и умений сварщика.
  • Достаточно вредные условия работы.

Видео

В следующем ролике демонстрируется ручная сварка плазмой, точечная и шовная:

Плазменно-дуговая наплавка

Данный процесс представляет собой нанесения покрытия на изделие с отличной плотностью и в несколько слоев. При этом, толщина покрытия составит всего лишь несколько миллиметров.

Таким образом, удается получать детали с отличными защитными характеристиками и отменной коррозийной стойкостью.

Кроме того, с помощью дуговой наплавки можно восстанавливать износ изделий и придавать им новые свойства.

Можно ли своими руками?

Конечно можно! Несмотря на то, что самодельный сварочный аппарат будет не столь качественным и универсальным, как заводской, создать его самостоятельно все-же можно.
Простейший плазменный генератор состоит из следующих деталей:

• Источник тока. • Плазмотрон.

• Баллон (или компрессор) необходимый для подачи газа.

Имея три эти устройства и правильно рассчитанную электрическую схему можно собрать свой собственный сварочный аппарат. Эта работа не такая простая, как может показаться на первый взгляд, но справится с ней самостоятельно можно.

Это же относится к сварочным работам своими руками. Варить самостоятельно не сложно, главное регулярно практиковаться и не боятся браться за работу, какой бы сложной она не казалась.

Источник: http://plazmen.ru/plazmenno-dugovaya-svarka/

Воздушно-дуговая резка – Газовая резка

Сущность воздушно-дуговой резки заключается в выплавлении металла по линии реза угольной дугой (горящей между концом угольного электрода и металлом) и принудительном удалении расплавленного жидкого металла струей сжатого воздуха.

Воздушно-дуговой резке лучше поддаются стали, хуже цветные металлы. Чаще всего этот способ используется при обрезке прибылей литья, а также для зачистки литья, удаления дефектных участков сварных швов, прожигания отверстий и т. д.

Недостаток воздушно-дуговой резки — неуглероживаяие поверхностного слоя металла.

Для воздушно-дуговой резки кироваканский завод «Автоген-маш» выпускает резак РВДм-315 и комплект аппаратуры РВДл-1000 с резаком такого же типа.

Для воздушно-дуговой резки используют угольные, графитовые или графнтированные электроды. В резаке РВДм-315 в зависимости от силы тока применяют электроды диаметром от 6 до 10 мм.

При токе 250—270 А диаметр электрода 6 мм, при токе 300—380 А —8 мм, при токе 380—480 А—10 м,м. Резак РВДл-1000 в отличие от резака РВДм-315 работает на электродах прямоугольного сечения 15Х:25 мм, длиной 250 мм.

Для питания мощных резаков переменным током промышленностью выпускается специальный трансформатор ТДР-1601УЗ с номинальным током 1600 А.

Способ воздушно-дуговой резки основан на расплавлении металла в месте реза теплом электрической дуги и непрерывном удалении его струей сжатого воздуха. Дуга горит между разрезаемым изделием и угольным электродом.

Сжатый воздух под давлением 0,5 МПа подается от передвижного компрессора или заводской сети сжатого воздуха.

Этот способ применяется для разделительной и поверхностной резки листового и профильного проката, удаления дефектных участков сварных швов, трещин, разделки корня с обратной стороны шва и для снятия фасок.

При поверхностной резке обработке подвергается большинство черных и цветных металлов, при разделительной — углеродистые и легированные стали, чугун, латунь и трудноокисляемые сплавы. Воздушно-дуговую разделительную резку рекомендуется использовать для металла толщиной не более 30 мм.

При разделительной и поверхностной резке расстояние от губок элетрододержателя до конца электрода не должно превышать 100 мм. По мере обгорания электрод постепенно выдвигают из губок.

Поверхность реза получается ровной и гладкой. Ширина канавки реза больше диаметра электрода на 1—3 мм. Резка производится на постоянном токе обратной полярности.

Количество выплавляемого из полости реза металла пропорционально силе тока.

Воздух в ряде случаев заменяется кислородом, который подается на расплавленный металл на некотором расстоянии от дуги. Кислород окисляет расплавленный металл и удаляет его из полости реза. При воздушно-дуговой резке вместо угольного можно применять металлический электрод, для чего на обычный электрододер-жатель крепится кольцевое сопло, через которое к месту реза подается сжатый воздух.

—-

Сущность воздушно-дуговой резки заключается в выплавлении металла из линии реза электрической дугой, горящей между концом угольного электрода и металлом, и удалении расплавленного жидкого металла струей сжатого воздуха. Недостатком этого способа

флюса и добавочная энергия струи на удаление большого количества шлаков из места реза обусловливает в 2 раза большую мощность пламени, чем при резке без флюса. Режущая насадка также должна быть на один номер больше. Резку начинают от края листа или от заранее сделанного отверстия. Начало реза предварительно нагревают до температуры белого каления.

После этого на половину оборота открывают вентиль режущего кислорода, включая одновременно подачу кислородно-флюсовой смеси. Когда расплавленный шлак дойдет до нижней кромки разрезаемого изделия, резак начинают передвигать вдоль линии реза, а вентиль подачи режущего кислорода открывают полностью.

Резак должен перемещаться равномерно, в конце реза его следует задержать, чтобы прорезать металл на всю толщину. Перед резкой стали мартенситного класса ее подогревают до 250—350 °С, а для сталей ферритного и аустенитного классов подогрев не требуется.

Читайте также:  Чугунная сварка: способы и приемы, применяемые при сварке чугуна

Мощность подогревающего пламени и расстояние от конца мундштука до поверхности разрезаемого металла больше, чем при обычной кислородной резке. При прямолинейной разделительной резке высоколегированных сталей резак устанавливают перпендикулярно поверхности металла или под углом.

На процесс кислородно-флюсовой резки влияет правильный выбор давления и расхода режущего кислорода, мощность подогревающего пламени, скорость резки, марка и расход флюса. Расход кислорода и его давление определяются в зависимости от толщины разрезаемого металла и скорости резки. Оптимальный расход флюса устанавливают визуально.

Большой или недостаточный расход флюса замедляет процесс резки. Стабильный процесс резки возможен в том случае, если скорость перемещения резака соответствует количеству подаваемых в зону реза кислорода и флюса. Ширина реза зависит от толщины разрезаемого металла.

В отличие от резки на воздухе при подводной резке металл интенсивно охлаждается водой, водолазное снаряжение стесняет движение резчика, видимость ограничена.

Необходимый для резки нагрев металла удается обеспечить благодаря созданию в месте реза газового пузыря, оттесняющего воду от пламени и от нагреваемого участка, и благодаря пламени в 10—15 раз мощнее, чем для аналогичных работ на воздухе. Применяется газопламенная, электродуговая и кислородно-дуговая подводная резка.

Существует водородно-кислород-ная и бензино-кислородная резка. Пламя резака зажигают над водой, затем в мундштук подают сжатый воздух и резак опускают под воду. При работе на больших глубинах используют подводное зажигание с помощью аккумуляторной батареи или «зажигательной дощечки».

Водородно-кислородное пламя не имеет ярко выраженного ядра, что усложняет его регулировку, поэтому более удобным в качестве горючего является бензин. Разрезаемый металл нагревают до появления оранжевого светящегося пятна. Затем включают режущий кислород и прорезают металл на всю толщину. После этого резак перемещают вдоль линии реза.

При электродуговой по сравнению с газопламенной резкой необходимо принимать дополнительные меры. Весь токоподвод вплоть до электрода должен быть надежно изолирован, чтобы сократить до минимума бесполезную утечку тока.

В основном резку ведут металлическим плавящимся электродом, обеспечивающим узкий рез при большой производительности. Электроды изготовляют из низкоуглеродистых сталей диаметром 6—7 мм длиной 350—400 мм, с покрытием толщиной 2 мм.

Покрытие защищено от воды пропиткой парафином, целлулоидным лаком или другими влагостойкими материалами. Сила постоянного тока прямой полярности должна быть на 10—20 % больше, чем при резке на воздухе из-за сильного охлаждения основного металла и электрода.

Резку выполняют методом опирания. Можно применять также угольные или графитовые электроды.

Разновидностью электродуговой резки является электрокислородная резка, при этом дуга горит между изделием и трубчатым стальным электродом, через который подается режущий кислород. Используют металлические, угольные и графитовые электроды.

Для электродов применяют стальные цельнотянутые трубки с наружным диаметром 5—7 мм. В угольных или графитовых электродах в осевой канал вставляют медную или кварцевую трубсчку.

Для увеличения электропроводности и повышения механической прочности электрода стержни покрывают снаружи металлической оболочкой, на которую наносят водонепроницаемое покрытие. К. недостаткам этих электродов относится их большой диаметр (15—18 мм), не позволяющий вводить электрод в полость реза.

Применяются также карборундовые электроды со стальной оболочкой и водонепроницаемым покрытием. Электрокислородную резку осуществляют на постоянном токе прямой полярности на глубине до 100 м.

Воздушно-дуговая резка основана на выплавлении металла по линии реза электрической дугой с интенсивным удалением расплавленного металла потоком воздуха, Воздушно-дуговую резку применяют для поверхностной обработки, но можно использовать при разделительной резке. При разделительной резке электрод углубляется на всю толщину разрезаемого металла.

Для поверхностной и разделительной воздушно-дуговой резки применяют резаки конструкции РВД-1-58, разработанные ВНИИАвтогенмашем (рис. 54).

В настоящее время разработан и выпускается резак РВД-4А-66.

Резак снабжен рукояткой 5 с вентилем 4 для подачи сжатого воздуха. Угольный электрод 1 зажимается между неподвижной 3 и подвижной 2 губками. Сжатый воздух выходит через два отверстия, имеющиеся в‘губке 3. Он подводится в резак по шлангу через ниппель 6 под давлением 4—5 кгс/смг и выдувает расплавленный металл из места реза.

Показано положение резака при разделительной поверхностной резке. Вылет электрода не должен превышать 100 мм. При резке угольным электродом ширина канавки должна быть на 1—3 мм больше диаметра электрода. Для повышения стойкости в работе угольные электроды покрывают слоем меди толщиной 0,06—0,07 мм (электроды марки ВД).

Производительность воздушно-дуговой резки на переменном токе ниже, чем на постоянном.

Воздушно-дуговую резку успешно применяют для вырезки дефектных мест сварных швов на изделиях большой толщины (цементные печи, шаровые и цилиндрические емкости и т. д.).

Нержавеющие стали, чугун, латунь и другие сплавы толщиной до 20—25 мм можно резать этим способом.

Рис. 54. Резак для воздушно-дуговой резки РВД-1-58

Рис. 55. Схема процесса плазменно-дуговой резки

итать далее:

Эксплуатация газосварочной и газорезательной аппаратуры и оборудования
Эксплуатация переносных ацетиленовых генераторов
Качество сварных соединений
Технология резки
Механизированная резка
Ручная резка
Cварочные деформации и напряжения
Cварка чугуна
Cварка цветных металлов и сплавов
Сварка низкоуглеродистой стали

Источник: http://stroy-server.ru/notes/vozdushno-dugovaya-rezka

Плазменная резка металла: виды, преимущества и недостатки

Плазменная резка металла представляет собой относительно инновационную технологию, позволяющую разрезать металлопрокат струей плазмы.

Разновидности способов плазменной обработки

Сегодня существует несколько разновидностей плазменной резки, среди которых можно выделить:

  • простой способ – резка осуществляется на основе электротока и воздуха (иногда, азота) при ограниченной длине электрической дуги. Эту технологию целесообразно применять при работе с низколегированной и мягкой сталью, толщиной 10 мм, поскольку, в этом случае резка плазмой обеспечивает такой же идеальный результат, как лазерная обработка, без заусениц на обрезной кромке, содержащей пониженное количество азота;
  • на основе защитного газа – вместо стандартного газа применяется плазмообразующее вещество, благодаря чему место среза автоматически защищается от воздействия атмосферных факторов;
  • на основе воды – при формировании среза вода охлаждает место среза, поглощая все токсины, выделяющиеся в воздух, а также защищает его от природных негативных воздействий.

Еще одна классификация подразделяет процесс на:

  • поверхностную резку;
  • разделительную резку (она применяется значительно чаще).

Некоторые специалисты предпочитают основывать классификацию на способах резки, выделяя:

  • дугообразную резку – металл используется в качестве части электрической цепи;
  • струйную резку – дугу образовывают электроды, сам металлопрокат в процессе не участвует.

Плазменная резка: ее преимущества и недостатки

До недавнего времени лучшим видом резки считалась лазерная резка, но специалисты доказали, что плазменная обработка имеет ряд преимуществ перед ней. К ним относится:

  • возможность обработки любого черного, легированного, тугоплавкого и цветного металла, а также материалов, не содержащих железа;
  • более высокая скорость резки, а также возможность выиграть дополнительное время, поскольку металл не требует предварительной обработки, например, прогревания;
  • возможность осуществлять художественную обработку повышенной точности и сложности, а также работать с материалом, расположенным под разными углами;
  • быструю и точную работу с металлом различной толщины;
  • получение максимально чистой поверхности, без деформационных стыков, швов, дефектов;
  • максимальная степень экологической чистоты процесса резки и безопасность его выполнения, поскольку в процессе не применяются взрывоопасные газовые баллоны;

К недостаткам плазменной резки можно отнести:

  • дороговизну процедуры;
  • ограниченную толщину металлических пластин (до 10 сантиметров);
  • высокую шумность установки;
  • необходимость иметь квалифицированных специалистов, которые будут обслуживать установку.

Установка, производящая резку металла плазменным методом, называется плазмотрон. Ее можно использовать не только для работы с металлом, а например, с деревом или керамогранитом, кроме того, ее применение позволяет сваривать, закаливать, зачищать и отжигать металлические поверхности.

Принцип работы плазменной установки прост: между металлом, электродом и соплом агрегата формируется электрическая дуга (катод образовывает отрицательный, а сопло – положительный заряд). Далее преобразовывается вырывающийся из сопла газ в плазму, t° от 3000°С до 6000°С, которая и режет металлическую основу.

Благодаря наличию охлаждающей жидкости, катод и сопло не нагреваются до предела, а значит, их эксплуатационный период не ограничивается несколькими операциями, а влага, выделяемая в работе, впитывается специальным резервуаром, помогающим перемещать рабочую жидкость к нагревателям.

Технология плазменной резки

Резка осуществляется следующим образом:

  1. Агрегат включается и через пару минут зажигается дежурная, а затем режущая дуга, которой нужно вести по металлу.
  2. Регулирование скорости резки контролируется – если с другой стороны металлопроката появляются искры, работа осуществлена правильно, если искр нет, это означает, что металл не до конца разрезан. Это может произойти из-за высокой скорости резки или неправильного расположения горелки к металлическому листу.
  3. После окончания резки, горелку следует наклонить и выключить.

Выбор плазмотрона

Существуют два вида плазморезок:

  • инверторные – требуют минимального количества энергии, обладают компактными габаритами, легкостью и внешней эстетикой. Но напряжение в плазмотроне является непродолжительным, что может помешать его работе;
  • трансформаторные агрегаты – долго работают, причем, даже при перепадах напряжения, имеют большие габариты и удельный вес, к тому же потребляют много энергии.
Читайте также:  Машина контактной точечной сварки сфера применения, особенности конструкции

Выбирая плазморезку, нужно учитывать мощность агрегата – от этого параметра будет зависеть размер сопла, а также тип используемого газа. Так, например, для выполнения резки металла толщиной до 30 мм, достаточно приобрести агрегат с мощностью 60-90А, для работы с металлом большей толщины, лучше использовать установку, мощность которой достигает 170А.

Также нужно обратить внимание на:

  • силу тока;
  • возможное напряжение;
  • скорость работы (сколько сантиметров поверхности агрегат обрабатывает за минуту);
  • длительность работы (время, на протяжении которого агрегат работает, не нагреваясь);
  • мощность горелки.

И последнее. Работать с агрегатом нужно в защитном костюме и очках, иметь щиток со стеклами затемнения. Кроме того, перед работой необходимо проверить закрепление установки и ее готовность к работе, и только, когда все в порядке, тогда можно приступать к рабочему процессу.

Источник: http://postroy-prosto.ru/plazmennaya-rezka-metalla-vidyi-preimushhestva-i-nedostatki/

Плазменная резка – все нюансы технологии резки металла плазмой

В последнее время использование плазменного потока для раскроя материалов набирает все большую популярность. Еще более расширяет сферу использования данной технологии появление на рынке ручных аппаратов, с помощью которых выполняется плазменная резка металла.

Плазменная резка металла значительной толщины

Суть плазменной резки

Плазменная резка предполагает локальный нагрев металла в зоне разделения и его дальнейшее плавление. Такой значительный нагрев обеспечивается за счет использования струи плазмы, формируют которую при помощи специального оборудования. Технология получения высокотемпературной плазменной струи выглядит следующим образом.

  • Изначально формируется электрическая дуга, которая зажигается между электродом аппарата и его соплом либо между электродом и разрезаемым металлом. Температура такой дуги составляет 5000 градусов.
  • После этого в сопло оборудования подается газ, который повышает температуру дуги уже до 20000 градусов.
  • При взаимодействии с электрической дугой газ ионизируется, что и приводит к его преобразованию в струю плазмы, температура которой составляет уже 30000 градусов.

Полученная плазменная струя характеризуется ярким свечением, высокой электропроводностью и скоростью выхода из сопла оборудования (500–1500 м/с). Такая струя локально разогревает и расплавляет металл в зоне обработки, затем осуществляется его резка, что хорошо видно даже на видео такого процесса.

В специальных установках для получения плазменной струи могут использоваться различные газы. В их число входят:

  • обычный воздух;
  • технический кислород;
  • азот;
  • водород;
  • аргон;
  • пар, полученный при кипении воды.

Технология резки металла с использованием плазмы предполагает охлаждение сопла оборудования и удаление частичек расплавленного материала из зоны обработки.

Обеспечивается выполнение этих требований за счет потока газа или жидкости, подаваемых в зону, где осуществляется резка.

Характеристики плазменной струи, формируемой на специальном оборудовании, позволяют произвести с ее помощью резку деталей из металла, толщина которых доходит до 200 мм.

Устройство и принцип действия плазменной резки

Аппараты плазменной резки успешно используются на предприятиях различных отраслей промышленности. С их помощью успешно выполняется резка не только деталей из металла, но и изделий из пластика и натурального камня.

Благодаря таким уникальным возможностям и своей универсальности, данное оборудование находит широкое применение на машиностроительных и судостроительных заводах, в рекламных и ремонтных предприятиях, в коммунальной сфере.

Огромным преимуществом использования таких установок является еще и то, что они позволяют получать очень ровный, тонкий и точный рез, что является важным требованием во многих ситуациях.

Оборудование для плазменной резки

На современном рынке предлагаются аппараты, с помощью которых выполняется резка металла с использованием плазмы, двух основных типов:

  • аппараты косвенного действия — резка выполняется бесконтактным способом;
  • аппараты прямого действия — резка контактным способом.

Оборудование первого типа, в котором дуга зажигается между электродом и соплом резака, используется для обработки неметаллических изделий. Такие установки преимущественно применяются на различных предприятиях, вы не встретите их в мастерской домашнего умельца или в гараже ремонтника.

Аппарат для плазменной резки Ресанта ИПР-25

В аппаратах второго типа электрическая дуга зажигается между электродом и непосредственно деталью, которая, естественно, может быть только из металла.

Благодаря тому, что рабочий газ в таких устройствах нагревается и ионизируется на всем промежутке (между электродом и деталью), струя плазмы в них отличается более высокой мощностью.

Именно такое оборудование может использоваться для выполнения ручной плазменной резки.

Любой аппарат плазменной резки, работающий по контактному принципу, состоит из стандартного набора комплектующих:

  • источника питания;
  • плазмотрона;
  • кабелей и шлангов, с помощью которых выполняется соединение плазмотрона с источником питания и источником подачи рабочего газа;
  • газового баллона или компрессора для получения струи воздуха требуемой скорости и давления.

Главным элементом всех подобных устройств является плазмотрон, именно он отличает такое оборудование от обычного сварочного. Плазмотроны или плазменные резаки состоят из следующих элементов:

  • рабочего сопла;
  • электрода;
  • изолирующего элемента, который отличается высокой термостойкостью.

Резак для ручной плазменной резки

Основное назначение плазмотрона состоит в том, чтобы преобразовать энергию электрической дуги в тепловую энергию плазмы.

Газ или воздушно-газовая смесь, выходящие из сопла плазмотрона через отверстие небольшого диаметра, проходят через цилиндрическую камеру, в которой зафиксирован электрод.

Именно сопло плазменного резака обеспечивает требуемую скорость движения и форму потока рабочего газа, и, соответственно, самой плазмы. Все манипуляции с таким резаком выполняются вручную: оператором оборудования.

Учитывая тот факт, что держать плазменный резак оператору приходится на весу, бывает очень сложно обеспечить высокое качество раскроя металла.

Нередко детали, для получения которых была использована ручная плазменная резка, имеют края с неровностями, следами наплыва и рывков.

Для того чтобы избежать подобных недостатков, применяют различные приспособления: подставки и упоры, позволяющие обеспечить ровное движение плазмотрона по линии раскроя, а также постоянство зазора между соплом и поверхностью разрезаемой детали.

Необходимые источники питания

Несмотря на то что все источники питания для плазменных резаков работают от сети переменного тока, часть из них может преобразовывать его в постоянный, а другие — усиливать его.

Но более высоким КПД обладают те аппараты, которые работают на постоянном токе.

Установки, работающие на переменном токе, применяются для резки металлов с относительно невысокой температурой плавления, к примеру, алюминия и сплавов на его основе.

В тех случаях, когда не требуется слишком высокая мощность плазменной струи, в качестве источников питания могут использоваться обычные инверторы. Именно такие устройства, отличающиеся высоким КПД и обеспечивающие высокую стабильность горения электрической дуги, используются для оснащения небольших производств и домашних мастерских.

Конечно, разрезать деталь из металла значительной толщины с помощью плазмотрона, питаемого от инвертора, не получится, но для решения многих задач он подходит оптимально.

Большим преимуществом инверторов является и их компактные габариты, благодаря чему их можно легко переносить с собой и использовать для выполнения работ в труднодоступных местах.

Более высокой мощностью обладают источники питания трансформаторного типа, с использованием которых может осуществляться как ручная, так и механизированная резка металла с использованием струи плазмы. Такое оборудование отличается не только высокой мощностью, но и более высокой надежностью. Им не страшны скачки напряжения, от которых другие устройства могут выйти из строя.

Резка по шаблону

У любого источника питания есть такая важная характеристика, как продолжительность включения (ПВ). У трансформаторных источников питания ПВ составляет 100%, это означает, что их можно использовать целый рабочий день, без перерыва на остывание и отдых. Но, конечно, есть у таких источников питания и недостатки, наиболее значимым из которых является их высокое энергопотребление.

Как выполняется ручная плазменная резка?

Первое, что необходимо сделать для того чтобы начать использование аппарата для плазменной резки металла, — это собрать воедино все его составные элементы. После этого инвертор или трансформатор подсоединяют к заготовке из металла и к сети переменного тока.

Далее технология резки предусматривает приближение сопла устройства к заготовке на расстояние порядка 40 мм и зажигание так называемой дежурной дуги, за счет которой будет осуществляться ионизация рабочего газа. После того как дуга загорелась, в сопло подается воздушно-газовый поток, который и должен сформировать плазменную струю.

Когда из рабочего газа сформируется плазменная струя, обладающая высокой электропроводностью, между электродом и деталью создается уже рабочая дуга, а дежурная автоматически отключается.

Задача такой дуги состоит в том, чтобы поддерживать требуемый уровень ионизации плазменной струи. Случается, что рабочая дуга гаснет, в таком случае следует перекрыть подачу газа в сопло и повторить все описанные действия заново.

Лучше всего, если нет опыта выполнения такого процесса, посмотреть обучающее видео, где подробно показана ручная резка металла.

Источник: http://met-all.org/obrabotka/rezka/plazmennaya-rezka-vse-nyuansy-tehnologii-rezki-metalla-plazmoj.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector