История

Технология плазменной резки разработана более 50 лет назад. Первые установки плазменной резки появились в 60-е годы прошлого века. Громоздкие станки были настолько дороги, что приобретались только крупными предприятиями-промышленниками.

В начале XXI века плазменная резка стала более доступной и более распространенной. Станки совершенствовались, становились все более компактными, дешевыми и продуктивными. В результате плазменная резка получила широкое распространение в различных отраслях промышленности.

Технология плазменной резки

По сравнению с технологией газокислородной резки, технология плазменной резки гораздо проще.

Она не требует заправки и доставки газовых баллонов, присадок для резки ценных металлов или особого соблюдения мер пожарной безопасности.

Для плазменной резки необходимы только электроэнергия и воздух, а в качестве расходных материалов — сопла и электроды.

Плазменная резка производится за счет интенсивного расплавления металла вдоль линии реза теплом сжатой электрической дуги и последующего удаления жидкого металла высокоскоростным плазменным потоком.

Газ (азот, аргон) или сжатый воздух, выходящий на большой скорости из патрубка, превращается в плазму под воздействием электрической дуги, через которую проходит.

Собственная температура дуги составляет 6000 — 8000 К. Температура плазмы доходит до 20 000 К, что является достаточным для ионизации газа.

Ионизированный газ, обладающий токопроводящими свойствами, является фундаментальной основой работы плазменных систем.

Высокоскоростной плазменный потоr попадает на металл, который расплавляется под воздействием ее высокой температуры и удаляется из зоны плазменной резки разогретым газовым потоком.

Принципы газокислородной и плазменной резки похожи: местный нагрев с последующим выдуванием расплавленного металла из зоны резки. Однако плазменная резка обеспечивает гораздо более высокую температуру.

Поэтому и тонкие, и толстые листы металла режутся одинаково легко. Металлы, доступные для обработки плазменной резкой: сталь, чугун, медь, латунь, бронза, алюминий, титан и их сплавы.

Для ручных резок порог составляет 5 см, возможности более мощных станков с компьютерным управлением более широкие (до 30 см стали).

Станки плазменной резки

Станки для плазменной резки довольно разнообразны. Они различаются по мощности, размерам, системам управления.

Установки плазменной резки больших размеров управляются с помощью компьютера.

Существуют и компактные ручные плазменные резаки. Однако вне зависимости от размеров, типов, мощности, все установки плазменной резки имеют примерно одинаковую конструкцию и работают по одному принципу.

Станки для плазменной резки могут быть инверторными и аналоговыми.

Аналоговые плазменные аппараты требуют для работы тяжелый трансформатор и используют мощности выше 2 кВт.

Инверторные плазменные аппараты используют переменный ток. Они более распространены, поскольку обеспечивают непрерывную работу при неудовлетворительном состоянии сети.

Кроме того, инверторные аппараты плазменной резки способствуют экономии электроэнергии.

Плазменная резка металлов различной толщины

В процессе плазменной резки важны такие характеристики металла, как толщина и теплопроводность. При подборе оборудования необходимо учитывать простой факт: чем выше теплопроводность разрезаемого металла, тем больше теплоотвод, а следовательно, тем меньше возможная толщина листа металла, которая может быть успешно обработана плазменной резкой.

К примеру, толщина листа меди для плазменной резки должна быть сравнительно меньше, чем у сплавов железа. Еще одно важное правило: скорость резки при максимально возможной толщине металла намного ниже, чем бывает необходимо для производства. Поэтому при выборе оборудования для плазменной резки обращайте внимание на те аппараты, в которых паспортная максимальная толщина для необходимого металла наполовину больше, чем нужно.

Поскольку повышенная мощность аппарата для плазменной резки приводит к увеличению энергозатрат (если для вас это важно), то приобретайте оборудование, паспортные характеристики которого немного превышают требуемые для Вас.

Плазменная резка: характеристика газов

Кислород предпочтителен для резки мягких и низколегированных сталей.

Преимущества

• Достижение повышенной мягкости расплавленного железа
• Отсутствие заусенец
• Сравнительно небольшое количество азота на обработанных кромках.
• Низкая себестоимость

Недостатки

• Повышенное содержание азота на кромках
• Сокращение сроков службы электродов и сопел

Азот также используется в качестве газа для плазменной резки.

Преимущество:

• Экономия электроэнергии благодаря возможности подачи меньшей силы тока,
• Увеличение срока службы электрода за счет меньших термических нагрузок.

Плазменная резка: стартовый метод

Плазменные аппараты используют различные стартовые методы в зависимости от поколения установки. Старые модели обычно зажигают плазменную арку благодаря своему напряжению.

Риски:

• Электрошок
• Сильное электромагнитное излучение
• Сложности ремонта
• Проблема поддержания необходимого расстояния между анодом (электродом) и катодом (соплом, патрубком).

Новые аппараты, особенно рассчитанные на работу вблизи чувствительного оборудования, используют контактный стартовый метод — в начале электрод и сопло находятся в контакте, а по мере вдувания плазменного газа расходятся.

Срок службы расходных материалов аппаратов плазменной резки

Износ патрубков и электродов в аппаратах плазменной резки зависит не от процессов, а от числа резов и используемой мощности.

При нормальных условиях без замены патрубок может отработать до 400-600 резов. Электроды, как правило, служат в два раза дольше.