Плазменная резка: плюсы и минусы

Плазменная резка – это способ резки твердых материалов, при котором в качестве инструмента используется струя разогретой плазмы. При помощи данного метода можно разрезать предметы толщиной до 200 мм включительно. Эта технология является одной из наиболее современных и эффективных, она подходит для обработки не только металлов, но и других твердых материалов, в том числе и не являющихся проводниками электричества. Однако резка диэлектриков все же имеет свои особенности, поэтому для этой цели используют аппараты с немного модифицированной конструкцией.

Преимущества плазменной резки металла

Аппарат плазменной резки имеет множество достоинств:

  • обрабатываемые изделия не подвергаются тепловой деформации;
  • надежность устройства;
  • высокая скорость резки;
  • нет ограничений по геометрической форме обрабатываемого объекта;
  • аккуратный и чистый рез – на резе нет перекаливания, наплывов и грата кромки, его ширина незначительна;
  • удобство работы оператора;
  • абсолютная безопасность, вероятность взрыва исключена;
  • с помощью аппарата можно производить не только разрезание по прямым линиям, но и сложную фигурную вырезку;
  • универсальность оборудования – подходит для обработки всех типов металлов и их сплавов;
  • низкий уровень загрязнения окружающей среды;
  • незначительная стоимость операции – при подборе правильной мощности возможно снизить затраты в 4-10 раз в сравнении с обычной кислородной горелкой.

Недостатки метода

В то же время данная технология постоянно развивается, поэтому новейшие образцы техники могут обладать еще более значимыми преимуществами. Однако методу свойственны и определенные недостатки:

  • небольшая средняя толщина реза (до 80-100 мм при использовании мощных аппаратов);
  • жесткие стандарты к отклонениям от перпендикулярности реза – не должны превышать 10-50 градусов в зависимости от толщины, при нарушении этого требования ширина реза значительно увеличивается, что ведет к ускоренному расходу материала;
  • обычно к аппарату удается подключить только один резак;
  • сложность оборудования требует от специалиста высокой квалификации.

Работа плазмотрона

В аппарате в качестве рабочего инструмента используется поток плазмы. В данном случае под плазмой понимается направленная под большим давлением струя ионизированного газа, которая разогрета до высокой температуры (приблизительно 25000 °C) электрической дугой.

Ионизированный газ в состоянии проводить электрический ток, благодаря чему он и разогревается под воздействием электродуги. В то же время плазма является проводником для тока. Поэтому, когда струя касается поверхности материала, ток и плазма совместно расплавляют его, а поток газа выдувает образующиеся частички. Данная технология наиболее эффективна для резки металлов.

Плазмотроном называется рабочая часть аппарата (резак), то есть сопло с соединительным кабелем. Нередко плазмотроном называют весь плазменный аппарат, но такое использование термина является ошибочным.

По форме образуемой дуги выделяют две разновидности плазмотрона: прямого и косвенного действия. В первом случае электрическая дуга образуется между обрабатываемым предметом и самим плазмотроном. Поэтому с помощью аппаратов такого устройства можно обрабатывать только проводящие электрический ток материалы. Именно эту разновидность чаще всего используют для работы с металлами. В устройствах косвенного действия дуга возникает между элементами самого резака, поэтому с их помощью можно разрезать и предметы из диэлектриков.

Наиболее важным элементом плазмотрона является сопло. Именно его параметры лимитируют многие возможности устройства, так диаметр сопла определяет количество воздуха, которое пропускает плазмотрон, что в свою очередь влияет на ширину реза. Длина же существенно повышает качество работы, чем она больше, тем более аккуратным получается рез. В то же время большая длина сопла способствует его быстрому износу и понижает надежность работы устройства. Обычно используют сопла длинной 9-12 мм с диаметром до 3 мм. В качестве электрода выступает гафниевый стержень. Основой для плазмы в большинстве случаев служит обычный сжатый воздух, в более дорогих аппаратах могут использоваться специальные смеси на основе аргона, водорода, гелия, кислорода и азота, что позволяет избежать окисления и азотирования обрабатываемых материалов.

Обработка различных металлов

Как уже говорилось выше, плазменная резка особо эффективна для обработки металлов, так как в этом случае можно применять устройства прямого действия, в которых само обрабатываемое изделие включается в электрическую дугу. Технология позволяет осуществлять резку любых типов металлов (черных, цветных) и их сплавов (прочных, тугоплавких, прочих). Устройства применяются и для обработки драгоценных и редкоземельных металлов, так компактные аппараты используются для разогрева ювелирных сплавов в тиглях.

Ряд особенностей имеет обработка различных разновидностей металлов. Эти особенности нужно обязательно учитывать, чтобы провести операцию на высоком уровне и не забраковать изделие. Большое значение имеет тип используемой газовой смеси. Так, обычный сжатый воздух рекомендуется использовать при обработке следующих металлов и сплавов на их основе:

  • медь;
  • железо (сталь);
  • алюминий.

В то же время рекомендуется не использовать данную смесь при работе с титаном и высокопрочными легирующими сталями.

Смесь аргона с азотом, наоборот, хорошо подходит для резки прочных марок стали, если толщина разрезаемых изделий не превышает 50 мм. В группу нежелательных металлов входят медь, алюминий и титан.

Титан поддается резке при использовании в качестве основы плазмы чистого азота, также этот газ отлично подходит для обработки множества других цветных металлов и их сплавов. Азот с водородом позволяет разрезать предметы из меди и алюминия, толщина которых превышает 10 см. Однако эту смесь нельзя задействовать при резке титана и стали. Аргоноводородная смесь отлично подходит для обработки предметов толщиной свыше 10 см, как из титана и стали, так и из различных цветных металлов и их сплавов.

Резка плазменной струей

После установки сопла на расстоянии приблизительно в 40 мм от обрабатываемого предмета оператор зажигает дежурную дугу, которая предназначена для ионизации газовой смеси. После этого в сопло подается газовая струя, последняя, ионизируясь, становится электропроводной. Теперь между электродом устройства и обрабатываемой поверхностью образуется рабочая дуга, она замыкается при помощи ионизированного потока газа. После формирования основной дуги дежурная отключается. Сформировавшаяся плазменная струя и электрическая дуга плавят металл. Одновременно струя газа выдувает из реза расплавившиеся частички металла.

Рекомендации

Аппараты плазменной резки металлов целесообразно применять для выполнения следующих задач:

  • для изготовления строительной арматуры (закладные детали, фланцы, другое);
  • в машиностроении для изготовления деталей с высокими требованиями к качеству обработки поверхностей;
  • при изготовлении декоративных металлических предметов (вывесок, логотипов, ограждений, указателей, различных деталей).


Возврат к списку


У нас покупают