Устройство плазмореза, как выбрать, разновидности

Плазморез: особенности и принципы работы

 

Плазменная резка – один из необходимых рабочих компонентов многих отраслей промышленности. Ее используют в коммунальной сфере, судо- и машиностроении, изготовлении различных металлоконструкций (в том числе и рекламных) и т.д. Незаменим плазморез и частной мастерской, поскольку он обязательно пригодится при порезке токопроводящих и нетокопроводящих (к примеру, камень, дерево или пластик) материалов.

 

Плазморез можно использовать не только для разрезания труб или металлических листов, с его помощью можно выполнять фигурный рез, изготавливать различные детали и т.д. При этом набор необходимых инструментов/расходников будет минимальным – источник питания, сам резак и воздух.

 

 

Если же говорить о видах плазменной резки, то стоит выделить следующие три:

 

• простая резка при использовании электротока и воздуха (иногда азота);

• резка с газом-защитой (просто защитным или плазмообразующим), который «ограждает» зону реза от любых воздействий извне (рез при этом получается максимально качественным);

• резка с водой, где вода работает также, как и защитный газ, плюс к этому охлаждает рабочие части плазмотрона и является сорбентом для вредных выделений.

 

Обращаем ваше внимание на то, что процессом резки можно правильно управлять только после более детального знакомства с общими принципами работы плазмореза.

 

Начнем с особенностей устройства данного аппарата. 

 

Устройство плазмореза

Устройство плазмореза

 

4 главные компоненты плазмореза – это:

• воздушный компрессор,

• плазмотрон с кабель-шланговым пакетом(или плазменный резак),

• источник питания и 

• массовый зажим.

 

Источник питания, подающий на плазмотрон ток определенных параметров, может быть трансформаторного или инверторного типа. Естественно, что трансформаторы – более громоздки и менее экономичны в потреблении электроэнергии. Однако именно они имеют низкий порог чувствительности к перепадам напряжения в сети. И именно трансформаторы могут легко справляться с толстостенными заготовками.

 

Источники питания инверторного типа имеют меньший вес, более экономичную стоимость, порог их энергопотребления значительно ниже, чем у трансформаторов, КПД на 30 % выше и дуга стабильнее, но при этом они могут разрезать только тонкостенные заготовки. Такие источники питания подходят более всего для небольших мастерских и производств. Также небольшие источники питания будут незаменимы при работе в труднодоступных местах. 

Резак для плазмы/плазмотрон – главный рабочий элемент плазмореза. Именно на его плечи ложиться основная работа по нарезке заготовок. Его главными комплектующими являются электрод, сопло и изолятор/охладитель (между соплом и электродом) и канал для подачи воздуха в зону резки.

 

Электрод, служащий для возбуждения электродуги, находится внутри корпуса плазмотрона. Электрод может быть циркониевый, гафниевый, бериллиевый или ториевый. Указанные металлы пригодны для работы плазмореза, поскольку на их поверхности в процессе работы образуются тугоплавкие оксиды, блокирующие разрушение электрода. Самыми популярными электродами являются гафниевые, так как они на 100 % безвредны для организма оператора плазмореза.

Сопло в плазморезе предназначено для обжима и формировки струи плазмы, разрезающей заготовки. Размер сопла непосредственно влияет на возможности и характеристики аппарата. Также от параметров сопла зависит технология работы с плазмотроном. Диаметр сопла – это показатель объема воздуха, который может пройти через него за единицу времени. От показателей объема же зависит ширина реза, скорость работы аппарата и скорость его охлаждения. Самый распространенный диаметр сопла – 3 мм. Если же говорить о длине сопла, то тут существует следующая закономерность: самый аккуратный и качественный рез получается при использовании самого длинного сопла. Однако стоит помнить, что слишком большая длина быстрее разрушает упомянутый расходник.

 

Компрессор при работе плазмотрона необходим для подачи воздуха, поскольку сама технология плазменной резки требует обязательного использования плазмообразующих и защитных газов. Плазморез промышленного типа потребует наличия гелия, аргона, кислорода, азота, водорода и их смесей. Небольшие же аппараты (сила тока которых не превышает 200 А) довольствуются сжатым воздухом, при этом, максимум их рабочих возможностей – разрезание заготовок толщиной 50 мм.

 

Кабель-шланговый пакет необходим для соединения компрессора, источника питания и плазмотрона. Кабель служит для передачи тока, шланг – для передачи сжатого воздуха.  

 

Основные принципы работы плазмореза

 

Старт работы данного аппарата – нажатие кнопки розжига. С этого начинается подача источником питания на плазмотрон токов высокой частоты, которые порождают внутри плазмотрона дежурную электродугу (ее температура – 6-8 тысяч градусов Цельсия). Начальный поджиг дежурной дуги происходит между наконечником сопла и электродом, затем столб она заполняет весь канал.

 

После поджига начинается подача сжатого воздуха в камеру. После прохождения патрубка и электрической дуги воздушный поток нагревается и увеличивает свой объем в 50-100 раз. Параллельно с этим воздушный поток ионизируется и приобретает токопроводящие свойства.

 

Скорость ионизированного воздушного потока, обжатого соплом, - 2-3 м/с. Его температура при выходе из сопла может достигать 25-30 тысяч градусов. Это и есть плазма, электропроводимость которой приблизительно равна электропроводимости обрабатываемого металла.

 

В момент, когда плазменный поток касается поверхности металлического расходника, зажигается дуга-резчик (рабочая дуга), при этом дежурная дуга уходит. Именно с помощью рабочей дуги мастер делает рез. Обработка металла происходит локально – только в рабочей зоне, куда направлен поток плазмы.     

Поток воздуха из сопла в момент резки сдувает с поверхности обрабатываемой заготовки частички раскаленного металла.  

Главные вопросы начинающего оператора плазмореза

 

Где ж должно располагаться катодное пятно рабочей дуги? Его место – строго по центру катода/электрода. Для того чтобы пятно не сбивалось, используют специальную подачу сжатого воздуха – вихревую или тангенциальную. Если эту подачу нарушить, то пятно «уходит» от центра электрода, а с ним смещается и плазменная дуга. Последствиями такого «ухода» может стать нестабильность дуги, образование двух одновременных дуг и, наконец, поломка плазмотрона.

Что произойдет, если расход воздуха увеличится? Увеличится скорость резки за счет увеличения скорости плазменного потока.

 

Что происходит при увеличении диаметра сопла? Рабочая скорость уменьшится и рез станет шире. При этом стоит учитывать, что скорость потока плазмы равна приблизительно 800 м/с при рабочем токе 250 А.

 

Обратите внимание, что большая скорость потока дает тонкий рез, снижение же скорости его расширяет.

разновидность аппаратов плазменной резки

Немного о параметрах плазморезов

 

Существует только два вида аппаратов плазменной резки:

• ручные;

• аппараты машинной резки.

 

Первая категория плазмотронов используется для решения различных бытовых задач, их часто можно увидеть на небольших производствах и в мастерских. Основная отличительная чертах таких аппаратов – ими управляет оператор вручную. При этом руки мастера держат резак на весу, поэтому рез не всегда получается идеальным. Для улучшения качества реза часто используют спецупор, надеваемый на сопло. Такой «помощник» прижимается к металлической детали и блокирует любые изменения расстояние «заготовка-сопло», а оператору остается только направлять резак.

 

Производительность ручных плазморезов – невелика. И стоимость их также довольно приемлема. Цена такой техники зависит от ее основных характеристик (рабочих возможностей, максимальной силы тока, толщины разрезаемого металла и т.д.).

Кроме ручных аппаратов плазменной резки, существуют также станки-плазморезы с ЧПУ (числовым программным обеспечением), которые используются исключительно в промышленных целях. С их помощью изготавливают различные детали и обрабатывают заготовки.

 

Такие станки работают при минимальном участии мастера. Ими управляет заданная программа. При этом производительность увеличивается в разы, качество реза становится идеальным, точность – максимальной, ПВ достигает 100 %. Кроме того, появляется возможность делать фигурные резы.

 

Из дополнительной аппаратуры к станку понадобятся спецстол, направляющие, портал и мощный большой трансформатор.

 

Естественно, что при таких технических характеристиках цена на станки плазменной резки значительно выше, чем стоимость ручных плазморезов.

выбор плазмореза

Как выбрать плазморез?

 

Основные параметры для выбора аппаратуры такого типа – толщина заготовок, с которой способен справится плазморез, и сила тока.

 

Начнем с силы тока. Чем она больше, тем мощнее плазмодуга, расплавляющая металл. Для того чтобы выбрать «правильный» плазморез, вам необходимо знать металл (его вид и тощину), с которым придется работать. Исходя из этих знаний, вы сможете легко подобрать плазменный резак. К примеру, для разрезания 1 мм меди и ее сплавов, латуни или алюминия необходима сила тока в 6 А. Для реза нержавейки и черных металлов подойдет ток в 4 А.

 

При покупке плазмореза учитывайте то, что в его технических данных указана толщина разрезаемой заготовки из чермета. Для цветмета лучше рассчитывать силу тока самостоятельно. К примеру, для разрезания медного куска тощиной 2 мм, вам необходимо двойная доза 6 А, то есть плазморез должен выдавать 12 А.

 

Обратите также внимание на то, что в технических характеристиках плазморезов указываются не номинальные характеристики силы тока, а максимальные. Поэтому аппаратуру нужно выбрать «с запасом».

 

 

Достоинства/недостатки использования плазморезов

 

Среди преимуществ можно выделить:

• высокие мощность и производительность;

• экономичность при резке металла с толщиной до 60 мм (если толщина превышает данный параметр, то экономичнее использовать кислородную резку);

• высокую точность и качество обработки (нет необходимости в дополнительной обработке края реза) металлических деталей;

• универсальность;

• безопасность и практически безвредность для окружающей среды.  

Если же говорить о недостатках, то их значительно меньше: 

• незначительная толщина реза;

• необходимость постоянного удержания реза в перпендикулярном положении;

• невозможность параллельной работы двух плазморезов.


Отзывы, рекомендации о статье о плазморезах:

Оставить комментарий

Комментарии: 0

В группу вступай - скидку получай↓↓↓