Принцип работы плазменной резки: Принцип работы плазмореза: какой выбрать

Принцип работы плазмореза: устройство, виды, советы по выбору

Содержание

• Устройство и принцип работы плазморезов
• Виды плазморезов
• Виды и классификация плазмотронов
• Как выбрать плазморез и резак
• Где применяют плазменную резку и в чем её преимущества

Плазменная резка — универсальный процесс термической обработки, который подходит для прямолинейного и фигурного раскроя практически любого металла. Это углеродистые и нержавеющие стали, чугун, титан, алюминий, медь и сплавы на их основе. Нужно лишь правильно подобрать оборудование и режимы работы: диаметр сопла резака, ток реза, напряжение и скорость резки с учетом толщины заготовки.

Подробнее о сущности плазменной резки, о том, как устроен и работает плазморез, чем различаются модели оборудования и плазмотроны.

Устройство и принцип работы плазморезов

Система плазменной резки включает в себя трансформаторный или инверторный источник питания, компрессор или баллон со шлангом и регулятором давления для подачи сжатого воздуха и плазменный резак или плазмотрон.

В качестве источника энергии выступает электрическая дуга, которая формируется стенками сопла, стабилизируется плотным потоком плазмообразующего газа и подается в зону резки с помощью наконечника плазмотрона. Дуга горит между электродом с неплавящейся вставкой и заготовкой. Температура плазменного газа может достигать 250000С.

Принцип действия плазмореза основан на локальном нагреве и выдувании расплавленного жидкого металла потоком плазмы — ионизированного и нагретого до сверхвысокой температура газа, переносящего электрическую дугу к заготовке. За счет высокой плотности энергии и концентрации теплоты на малой площади металл быстро плавится. Благодаря высокой кинетической энергии потока плазмы расплав мгновенно удаляется из зоны резки, обеспечивая раскрой заготовки без шлака.

Ключевой элемент плазмореза — резак. Его основные элементы:

• электрододержатель с электродом — как правило, вольфрамовым, легированным оксидами лантана и иттрия;
• камера для образования плазмы и сопло, которое формирует сжатую электрическую дугу;
• изолятор, отделяющий электродный узел от сопла, и завихритель, помогающий стабилизировать сжатую дугу;
• каналы подачи плазмообразующего и защитного газа и система охлаждения электрода и сопла, подвергающихся высокотемпературному воздействию.

При включении плазмотрона между электродом и наконечником образуется вспомогательная или дежурная (пилотная) дуга. Она создает путь для рабочей или основной дуги. Рабочая дуга образуется при контакте вспомогательной дуги с заготовкой. После этого можно начинать резку.

Единый рабочий газ разделяется внутри плазмотрона на плазмообразующий и защитный поток, охлаждающий головку резака.

Виды плазморезов

Аппараты для плазменной резки делят на две основные группы. Это оборудование для ручного раскроя металла и системы для механизированной обработки.

Аппараты для ручной плазменной резки можно разделить на два вида:

• Бытовые. Это портативные модели с ПВ 50-60%, позволяющие работать от однофазной сети и на максимальной выходном токе реза до 60 А. С их помощью можно разрезать металл толщиной до 20 мм.
• Профессиональные. Это мощные аппараты, подключаемые к трехфазной сети и обеспечивающие максимальный рабочий ток реза до 160 А. С ними можно раскраивать заготовки толщиной до 55 мм.

Промышленные системы механизированной плазменной резки имеют диапазон регулировки тока реза от 5 до 800 А. Их используют на тяжелых производствах для работы с деталями толщиной до 90 мм, когда нужны высокая производительность, точность раскроя и чистые кромки.

Виды и классификация плазмотронов

Для работы с плазморезом и решения конкретных задач нужен предназначенный для этого плазменный резак. Плазмотроны различаются конструктивно, техническими характеристиками и технологическими возможностями.

Тип охлаждения

Плазменный резак может иметь воздушное или жидкостное охлаждение. В плазмотронах с воздушным охлаждением электрод и сопло охлаждает защитный газ, который подается по различным каналам: отверстиям в теле элементов или пространству, которое образуется при сопряжении отдельных деталей. Такие резаки используют для бытовых и профессиональных целей.

В плазмотронах с жидкостным охлаждением сопло и электрод резака охлаждает вода, подводимая к поверхностям по системе каналов с замкнутым контуром. Теплоемкость воды выше, чем у воздуха. Жидкостное охлаждение более эффективно и используют его в резаках, предназначенных для резки на высоких токах.

Тип поджига дуги

Поджиг плазменной дуги может быть пневмоконтактным и высокочастотным.

В первом случае при нажатии кнопки плазмотрона происходит замыкание электрода, сопла и заготовки, подача сжатого воздуха и поджиг пилотной дуги. Сжатый воздух поднимает подвижный подпружиненный шток и устанавливает сопло в рабочий режим, при котором основная дуга горит между электродом и заготовкой.

Во втором случае поджиг происходит без пилотной дуги, при помощи высокочастотного осциллятора в плазморезе. При нажатии кнопки плазмореза осциллятор подает импульс на электрод. Касаться заготовки не нужно, для поджига рабочей дуги достаточно поднести резак близко к поверхности.

Тип используемого газа

В качестве плазмообразующей и защитной среды используют не только сжатый воздух, но и другие газы и газовые смеси. Выбор зависит от особенностей технологического процесса, требований к качеству реза и обрабатываемого материала.

Существуют плазменные резаки, рассчитанные на работу одним газом, и двухгазовые модели, позволяющие использовать один газ в качестве плазмообразующего и другой для защиты зоны резки.

Применяемые газы и комбинации:

• Сжатый воздух. Универсальное решение и оптимальный выбор по качеству, экономичности и скорости раскроя углеродистой стали и сплавов, нержавейки и алюминия.
• Азот. Продлевает срок службы электрода и других деталей резака и обеспечивает чистый рез нержавеющей стали и цветных металлов, но скорость раскроя ниже, чем воздушной плазмой.
• Аргоно-водородная плазма и азот. Комбинацию используют для резки нержавейки и алюминия большой толщины, строжки стали, если нужна чистая кромка для хорошей свариваемости.
• Кислород. Подходит для высокоточной резки конструкционных сталей, когда необходимо получить идеальную кромку без грата, уменьшить угол и увеличить скорость раскроя.
• Водородно-азотная плазма и сжатый воздух. Комбинацию применяют исключительно для раскроя алюминиевых заготовок, чтобы повысить скорость и увеличить толщину металла.

Тип резки

Как и плазморезы, резаки различаются допустимой нагрузкой по току и ПН. Их разделяют на две группы:

• Для ручной резки. Используют сжатый воздух, предназначены для резки на токах до 60-80 А и раскроя металла толщиной до 20-25 мм.
• Для механизированной и автоматической резки. Могут использовать не только сжатый воздух, но и другие газы и смеси, и иметь водяное охлаждение, предназначены для резки на токах от 100 А.

Есть универсальные резаки, работающие на сжатом воздухе, азоте, смесях и токах до 300 А, которые можно использовать для ручной и механизированной резки.

Как выбрать плазморез и резак

Чтобы выбрать плазморез, нужно учитывать диапазон толщин металла, с которыми вы планируете работать, решаемые задачи и условия эксплуатации. Отталкивайтесь от таких характеристик, как:

• Диапазон тока реза. Для примерного расчета можно использовать зависимость 4 А на 1 мм углеродистой стали и 5-6 А на 1 мм алюминия и нержавейки.
• Продолжительность включения. От неё зависит, сможете ли вы раскраивать металл или вырезать деталь, не прерывая рабочий цикл.
• Параметры сети и потребляемая мощность. Плазморезы могут работать от бытовой однофазной и трехфазной сети, которая должна выдерживать планируемую нагрузку.

При выборе резака обращайте внимание на то, какой диапазон тока реза у плазмореза, с каким газом вы будете работать и с какими толщинами металла.

Важно! Производители могут указывать в характеристиках резака только максимальную толщину металла для разделительного реза или максимальную и рекомендуемую толщину, т.е. такую, при которой выполняется качественная чистовая резка. Разделительный рез отличает меньшая точность деталей, шероховатость кромки, наличие грата и сильного оплавления.

Если производитель не указал рекомендуемую толщину, вы можете рассчитать её сами. Нужно отнять от максимальной примерно 30%.

Для подбора плазмореза и сопла резака можно воспользоваться таблицей с примерными значениями

Металл	Толщина заготовки, мм	Ток реза, А	Диаметр сопла, мм
Углеродистые стали	до 5	20-35	1,1
	5-10	40-50	1,1-1,4
	10-15	50-65	1,4
	15-20	65-90	1,7
	20-30	90-100	1,9
Нержавейка	до 5	20-40	1,1
	5-10	40-60	1,4-1,7
	10-15	60-80	1,7
	15-20	80-90	1,9
Алюминий и сплавы	2-10	20-40	1,4
	10-20	40-75	1,7
	20-25	75-100	1,9
	25-40	100-150	1,9-3
Медь	10	300	3
	20
	30
	40

Где применяют плазменную резку и в чем её преимущества

Плазменную резку металла используют при кузовных работах, в строительстве и ремонте для раскроя листового металла и профилей для монтажа сварных и сборных конструкций, при устройстве систем вентиляции, на мелком и крупном производстве.

Преимущества технологии:

• простота процесса, особенно с использованием мобильных инверторов и работе с сжатым воздухом;
• высокая скорость раскроя, благодаря которой тепловложение в металл небольшое, деформации минимальны, а кромки чистые;
• экономичность, которая обусловлена производительностью, использованием сжатого воздуха и отсутствием необходимости зачищать поверхность.

Возможности аппаратов можно расширить. Если установить на резак специальное сопло, то можно выполнять и быструю, точную плазменную строжку.

Как работает плазменная резка? Преимущества и недостатки

Резку металла можно разделить на две категории – механическую и термическую. Плазменная резка – это метод термической резки, при котором для резки металла используется ионизированный газ.

Это один из широко используемых методов резки толстых металлических листов, но также он может использоваться для листового металла. Прежде чем углубляться в преимущества и возможности плазменной резки, следует ответить еще на один вопрос.

Что такое плазма?

Вы определенно слышали о трех основных состояниях материи – твердом, жидком и газообразном. Но есть и четвертый. Да, это плазма.

Плазму можно найти в природе, но в основном в верхних частях атмосферы Земли. Знаменитое полярное сияние – результат солнечного ветра, созданного из плазмы. Освещение и высокотемпературный огонь тоже включает в себя плазму.

В общей сложности она составляет около 99% видимой Вселенной.

В повседневной жизни мы можем встретить плазму в телевизорах, люминесцентных лампах, неоновых вывесках и, конечно же, в плазменных резаках.

Плазма – это электропроводящее ионизированное газоподобное вещество. Это означает, что в некоторых атомах отсутствуют электроны, и также есть свободные электроны, плавающие вокруг.

Газ можно превратить в плазму, подвергнув его интенсивному нагреву. Вот почему плазму часто называют ионизированным газом.

Плазма похожа на газ, поскольку атомы не находятся в постоянном контакте друг с другом. В то же время она ведет себя аналогично жидкостям с точки зрения её способности течь под воздействием электрического и магнитного поля.

Как работает плазменный резак?

Процесс плазменной резки – это метод термической резки. Это означает, что для плавления металла используется тепло, а не механическая сила. Общая механика системы всегда одинакова. В плазменных резаках используется сжатый воздух или другие газы, например азот. Ионизация этих газов происходит с образованием плазмы.

Обычно сжатые газы контактируют с электродом, а затем ионизируются для создания большего давления. Когда давление увеличивается, поток плазмы направляется к режущей головке.

Режущий наконечник сужает поток, создавая поток плазмы. Затем он наносится на заготовку. Поскольку плазма электропроводна, заготовка соединяется с землей через стол для резки.Когда плазменная дуга контактирует с металлом, его высокая температура плавит его. В то же время высокоскоростные газы выдувают расплавленный металл.

Запуск процесса резки

Не все системы работают одинаково. Во-первых, есть обычно более бюджетная версия, называемая высокочастотным контактом . Это недоступно для плазменных резаков с ЧПУ, потому что высокая частота может мешать работе современного оборудования и вызывать проблемы.

В этом методе используется искра высокого напряжения и высокой частоты. Возникновение искры происходит при соприкосновении плазменной горелки с металлом. Это замыкает цепь и создает искру, которая, в свою очередь, создает плазму.

Другой вариант – метод пилотной дуги . Во-первых, искра создается внутри горелки цепью высокого напряжения и низкого тока. Искра создает вспомогательную дугу, которая представляет собой небольшое количество плазмы.

Режущая дуга возникает, когда вспомогательная дуга входит в контакт с заготовкой. Теперь оператор может начать процесс резки.

Третий способ – использование подпружиненной головки плазмотрона . Если прижать резак к заготовке, возникает короткое замыкание, в результате чего начинает течь ток.

При снятии давления образуется вспомогательная дуга. Следующее такое же, как и в предыдущем методе. Это приводит к контакту дуги с заготовкой.

Какие газы используются, их особенности

Плазменная резка металла представляет собой процесс проплавления и удаления расплава за счет теплоты, получаемой от плазменной дуги. Скорость и качество резки определяются плазмообразующей средой. Также, плазмообразующая среда влияет на глубину газонасыщенного слоя и характер физико-химических процессов на кромках среза. При обработке алюминия, меди и сплавов, изготовленных на их основе, используются следующие плазмообразующие газы:

• Сжатый воздух;
• Кислород;
• Азотно-кислородная смесь;
• Азот;
• Аргоно-водородная смесь.

Воздух

Основными составляющими воздуха являются азот (78,18%) и кислород (20,8%). Сочетание этих двух газов представляет собой очень богатую энергией смесь. Воздух применяется в качестве плазменного газа для резки нелегированных, низколегированных, высоколегированных сталей и алюминия. Обычно воздух используется для ручной резки, а также для резки тонкого листа. Если резка нелегированной стали выполняется с применением в качестве плазменного газа воздуха, то кромки реза получаются прямыми и достаточно гладкими. Однако, как газ для резки, воздух повышает содержание азота на поверхностях реза. Если такие кромки реза далее не подвергаются механической обработке, в сварном шве могут создаться поры.

Кислород

Кислород применяется в качестве плазменного газа для резки нелегированных и низколегированных сталей. Когда кислород смешивается с расплавом, понижается его вязкость, благодаря чему расплав приобретает большую текучесть. Это обычно даёт возможность получить кромки реза без грата и верхние края без скруглений. Появляется возможность достичь более высоких скоростей резки, чем в случае с азотом и воздухом. В отличие от азота или воздуха, при использовании кислорода поверхности реза не насыщаются азотом, а значит, риск возникновения пор при последующей сварке сводится к минимуму.

Аргон

Аргон является единственным инертным газом, который может производиться для коммерческих целей с использованием метода воздушной сепарации при объёмном проценте 0,9325. Будучи инертным газом, он химически нейтрален. Благодаря своей большой атомной массе (39,95), аргон способствует вытеснению расплавленного материала из зоны реза посредством высокой плотности импульсов создаваемой плазменной струи. Из-за своей относительно низкой теплопроводности и энтальпии, аргон не является совершенно идеальным газом для плазменной резки, так как он позволяет достичь только лишь относительно небольшой скорости резки, в результате чего получаются скругления, поверхности имеют чешуйчатый вид.

Водород

По сравнению с аргоном, водород имеет очень маленькую атомную массу и характеризуется относительно большой теплопроводностью. Водород имеет чрезвычайно высокую максимальную теплопроводность в температурном диапазоне диссоциации, что обусловливается процессами диссоциации и рекомбинации. Первоначально при рекомбинации и ионизации двухатомного водорода из дуги высвобождается большое количество энергии. Это приводит к обжатию вытекающей дуги. Из приведенного описания физических свойств следует, что водород, сам по себе, настолько же не подходит в качестве плазменной среды, насколько и аргон. Однако, если положительные свойства водорода, касающиеся тепловых показателей совместить с большой атомной массой аргона, то получаемая в результате газовая смесь даёт возможность быстро передавать кинетическую энергию, а также достаточное количество тепловой энергии разрезаемому материалу.

Азот

В отношении физических свойств азот занимает приблизительно промежуточное положение между аргоном и водородом. Теплопроводность и энтальпия у азота выше, чем у аргона, однако меньше, чем у водорода. Азот и водород ведут себя сходным образом в смысле возможности обжатия дуги, а также в отношении тепла рекомбинации, создающего текучий расплав. Таким образом, азот может использоваться сам по себе как плазменный газ. Азот, используемый в качестве плазменного газа, обеспечивает быструю резку изделий с тонкими стенками без образования оксидов. Недостатком является относительно большое количество бороздок. Практически невозможно добиться реза с полностью параллельными сторонами. Угол получаемого скоса в большой степени зависит от установленного настройкой объёма газа и скорости резки. Насыщение поверхности реза азотом отрицательно сказывается на свариваемости. Повышенное содержание азота при поверхностях реза является причиной пористости свариваемого металла.

Преимущества и недостатки плазменной резки:

Преимущества:

• Может резать все токопроводящие материалы. Газовая резка, хотя она также подходит для резки толстых металлов, ограничивается только черными металлами;
• Хорошее качество для толщины до 50 мм;
• Максимальная толщина до 150 мм;
• Может резать в воде, что приведет к уменьшению ЗТВ. Также снижает уровень шума;
• Меньший пропил по сравнению с газовой резкой;
• Более высокая скорость резки, чем при резке кислородом.

Недостатки:

• Большая ЗТВ по сравнению с лазерной резкой;
• Качество с более тонкими листами и пластинами хуже, чем при лазерной резке;
• Допуски не такие точные, как при лазерной резке;
• Не достигает такой толщины, как гидроабразивная или газовая резка;
• Оставляет ЗТВ, которой нет при гидроабразивной струе;
• Более широкий пропил, чем при лазерной резке;
• Кроме того, сам процесс довольно сложный и требует высокой квалификации оператора;
• Заготовку необходимо располагать строго перпендикулярно.
• Во время резки металла в воздух выбрасывается большое количество вредных газов.

Что такое плазменная резка? Принцип работы и его преимущества

Существует несколько преимуществ плазменной резки как метода изготовления металла по сравнению с другими. Эти преимущества включают экономическую эффективность, более широкий диапазон резки металла, высокую точность и повторяемость.

Что такое плазменная резка? Как работает этот процесс? Какой газ идеально подходит для использования в этом процессе? С какими материалами работают плазменные резаки? Мы подробно ответим на эти вопросы и предоставим вам другую важную информацию о плазменной резке.

Обзор плазменной резки

Плазменная резка — это процесс изготовления металла, в котором для плавления металлических материалов используются ионизированные газы, нагретые до температуры выше 20 000 ⁰ C. Этот газ, выбрасываемый под высоким давлением, расплавляет материал и удаляет его из разреза.

Важно отметить, что этот процесс работает только с электропроводящими материалами, такими как нержавеющая сталь, медь, алюминий и другие металлы. Другими словами, плазменная резка не может резать камень, бумагу, стекло и другие плохие проводники электричества.

Этот метод не имеет себе равных по экономичности, когда речь идет о резке толстых металлов. Кроме того, он универсален и требует низких затрат на обслуживание инструмента. Он также обладает высокой точностью резки, что делает его идеальным для резки деталей со сложной геометрией.

Кратко познакомившись с тем, что такое плазменная резка, давайте узнаем немного об ее истории.

История плазменной резки

Процесс плазменной резки существует с 1957 года. Он начался как расширение процесса GTAW (дуговая сварка вольфрамовым электродом). Первоначально его основным применением была резка стальных и алюминиевых пластин толщиной от половины дюйма до шести дюймов.

Плазменные резаки, использовавшиеся в ту эпоху, были непредсказуемы и не обладали точностью, присущей современным резакам. Кроме того, используемые электроды и сопла быстро выходили из строя из-за воздействия тепла во время процесса. Замена сопла и электродов часто делала плазменную резку в то время дорогой.

Конец 1960-х годов

Однако в конце 1960-х и начале 1970-х годов в этой технике произошел прорыв, когда инженеры создали двухпоточную горелку. Этот резак помог увеличить срок службы электродов и сопел, а также повысить качество и точность резки.

1970-е годы

Инженеры использовали 1970-е годы для контроля паров и дыма, первоначально возникающих в процессе резки, с помощью водяного глушителя и стола. Они также разработали более совершенные сопла, которые помогли повысить точность дуги, предоставив операторам и машинистам возможность тонкой настройки.

1980-е

1980-е годы были периодом экспериментов для инженеров, когда они разработали и внедрили несколько новых функций. Эти функции включают плазменные резаки на основе кислорода и обеспечивают лучший контроль резки за счет различных уровней мощности. Они также сосредоточились на портативности блока плазменной резки, сделав его более эргономичным.

С 1990-х годов по настоящее время

К 1990-м годам плазменные резаки высокого разрешения появились на рынке благодаря использованию долговечных кислородных процессов. Эти долговечные кислородные процессы в сочетании с новой системой сопел дали плазменным резакам той эпохи возможность в четыре раза увеличить плотность энергии по сравнению с предыдущими периодами.

С 1990-х годов по сегодняшний день в центре внимания инженеров находятся варианты питания и управления, а также повышение эффективности. Они также повысили точность плазменных резаков: сегодня модели предлагают более острые края и точные разрезы. Портативность и автоматизация — другие аспекты плазменного резака, которые инженеры значительно улучшили по мере того, как в обращении появилось больше портативных устройств.

Теперь, когда мы знаем, как развивалась плазменная резка, как она работает?

Как работает плазменная резка

Процесс плазменной резки включает использование тепла для плавления металла вместо механической резки. Плазменные резаки работают, посылая электрическую дугу через газ. Затем этот газ проходит через суженное отверстие (сопло). Ограниченное отверстие заставляет газы проталкиваться через него с высокой скоростью, образуя плазму. Резка заготовки влечет за собой контакт режущего наконечника плазменного резака с заготовкой. Также обратите внимание, что из-за проводимости плазмы необходимо соединить заготовку с землей через режущий стол.

Не все системы плазменной резки работают одинаково. Однако существует три типа процессов резки.

Три типа процесса резки

• Высокочастотный контакт : Это малобюджетная форма. Также из-за риска помех современному оборудованию из-за его высокой частоты этот процесс недоступен для плазменных резаков с ЧПУ. Высокочастотная контактная резка включает использование высокочастотной искры и высокого напряжения — искра образуется, когда плазменная горелка соприкасается с разрезаемым металлом. Контакт замыкает цепь, инициирует искру и создает плазму, используемую для резки.
• Пилотная дуга:  В этом процессе резки искра возникает внутри резака за счет комбинации слаботочной цепи и высокого напряжения. Эта искра способствует созданию вспомогательной дуги, небольшого количества плазмы. При соприкосновении с заготовкой плазменный резак создает режущую дугу, которая позволяет машинисту или оператору начать процесс резки.
• Подпружиненная головка плазменной горелки:  Чтобы создать короткое замыкание, операторы прижимают резак к заготовке. При возникновении короткого замыкания начинает течь ток. Для создания вспомогательной дуги операторы сбрасывают давление.

Газ, используемый в процессе

Тип газа, используемого в процессе, зависит от метода резки, режущего материала и толщины. Помимо обеспечения формирования плазменной струи, используемый газ также должен способствовать удалению расплавленного материала и оксида из реза. Наиболее распространенные газы, используемые для плазменной резки, включают:

Аргон

Аргон — инертный газ, и его плазменная дуга стабильна. Стабильность означает, что этот газ почти не реагирует с любым металлом при высоких температурах. Электроды и сопла, используемые для резки аргоном, часто имеют более длительный срок службы, чем те, которые используются с другими газами.

Газ аргон имеет ограничения при резке из-за его низкой плазменной дуги и энтальпии. Кроме того, при резке с использованием аргона в среде с защитой от аргона неизбежно возникнут проблемы со шлаком. Это в первую очередь связано с тем, что поверхностное натяжение расплавленного металла примерно на 30% выше, чем в азотной среде. Эти проблемы являются одной из причин, по которой аргон редко используется для плазменной резки.

Азот

Азот имеет лучшую стабильность плазменной дуги и более высокую энергию струи, чем аргон, особенно при более высоком напряжении питания. Кроме того, он образует минимальное количество шлака на нижних краях разреза даже при резке таких металлов, как сплавы на основе никеля и нержавеющая сталь с высокой вязкостью.

Газообразный азот работает как самостоятельный газ или в сочетании с другими газами. Это также облегчает высокоскоростную резку углеродистой стали.

Воздух

Воздух содержит 78 % азота и 21 % кислорода по объему, что делает его подходящим газом для плазменной резки. Кислородная составляющая воздуха делает его одним из самых быстрых газов, используемых при резке низкоуглеродистой стали. Кроме того, поскольку воздух повсюду, это экономичный газ для работы.

С другой стороны, электрод и сопло, используемые для этого процесса, обычно имеют короткий срок службы, что увеличивает затраты на резку и снижает эффективность. Кроме того, использование воздуха в качестве автономного газа проблематично, так как это приводит к зависанию шлака и снижению окисления.

Кислород

Как и воздух, кислород увеличивает скорость резки низкоуглеродистой стали. Использование высокоэнергетической плазменной дуговой резки и высокой температуры кислорода увеличивает ее скорость. Однако для использования кислорода лучше всего сочетать его с электродами, устойчивыми к высоким температурам и окислению.

Водород

Водород часто используется в качестве вспомогательного газа для смешивания с другими газами для плазменной резки. Одной из наиболее распространенных комбинаций является водород и аргон, который производит один из самых мощных газов при плазменной резке.

Смешивание аргона с водородом значительно увеличивает напряжение дуги, энтальпию и режущую способность струи аргоновой плазмы. Режущая эффективность этой комбинации также увеличивается при сжатии струей воды.

При плазменной резке обычно используются несколько газов. В таблице ниже показаны эти газы, разрезаемые материалы и преимущества газа по отношению к материалу.

Толщина материала	Плазменный газ	Вторичный газ	Замечание
Структурная сталь от 0,5 до 8 мм	кислород	кислород или кислород/ азот или азота	Без серда. 50 мм	Кислород	Кислород/азот или азот или воздух	Без заусенцев до 20 мм, поверхность разреза выглядит гладкой, допуск на прямоугольность до 25 мм, аналогично лазерной резке
Высоколегированная сталь от 5 до 45 мм	Аргон/водород/азот	Азот или азот/водород	Без заусенцев до 20 мм, гладкие резы, плохая устойчивость к прямоугольности
16 мм	Сжатый воздух	Азот или азот/водород	Резка без заусенцев, поверхность может быть шероховатой или зернистой, что позволяет выполнять почти вертикальную резку
Алюминий от 5 до 40 мм	Аргон/водород/азот	Азот или азот/водород	Без заусенцев до 20 мм, зернистая или шероховатая поверхность, позволяет резать почти вертикально Это в первую очередь потому, что этот процесс может разрезать любой проводящий материал. Ниже представлены наиболее распространенные материалы для этой техники. Алюминий Алюминий обладает электропроводностью, что делает плазменную резку идеальным процессом для его изготовления. Кроме того, этот процесс дает преимущества при работе с более толстыми металлами по сравнению с другими методами изготовления алюминия, такими как лазерная резка. Он может резать алюминий толщиной до 160 мм. Кроме того, производство алюминия с помощью плазменной резки более рентабельно из-за более низких эксплуатационных расходов и затрат на оборудование. Мягкая сталь Мягкая сталь — это тип стали с низким содержанием углерода, обычно не более 2,1%. Это одна из наиболее часто используемых форм стали из-за ее свойств, которые подходят для многих целей. Кроме того, мягкая сталь недорога в приобретении, и ее свойства, такие как высокая ударная вязкость, свариваемость и пластичность. Нержавеющая сталь Нержавеющая сталь представляет собой сплав железа, устойчивый к коррозии и ржавчине. Плазменная резка является одним из наиболее эффективных способов изготовления этого металла, так как позволяет получить толщину реза до 30 мм. Марки нержавеющей стали, идеально подходящие для резки, включают: 304, 304L, 316, 316L, 321, 310S, 317 и т. д. Латунь Латунь — еще один металл, который легко изготавливается с помощью плазменной резки. Это связано с его высокой проводимостью. Однако при изготовлении латуни этим методом лучше всего это делать в хорошо проветриваемых помещениях. Это связано с тем, что латунь содержит цинк, а вдыхание паров, содержащих горящий цинк, вредно для здоровья. Медь Медь обладает тепло- и электропроводностью всех материалов, кроме драгоценных металлов. Важные качества этого металла включают в себя; коррозионная стойкость, высокая пластичность и свариваемость. Эти свойства, в том числе высокая проводимость, делают медь идеальным металлом для плазменной резки. Однако, как и латунь, этот металл важно резать в местах с хорошей вентиляцией. Чугун Этот металл популярен благодаря своей низкой стоимости и пластичности. В незначительных количествах он содержит такие элементы, как марганец, сера, фосфор и кремний. Чугун обладает высокой электропроводностью, высокой прочностью на сжатие и низкой температурой плавления, что делает его идеальным для плазменной резки. Преимущества плазменной резки Существует несколько преимуществ использования плазменной резки для изготовления металлов по сравнению с другими методами, начиная от экономической эффективности и заканчивая более высокой производительностью и лучшим качеством резки. Вот некоторые другие преимущества. Высокое качество резки По сравнению с другими процессами обработки металлов, такими как газовая резка или гидроабразивная резка , резка плазменными резаками обеспечивает более высокое качество резки металлов. Это связано с отсутствием остаточной накипи на кромке реза металла и меньшей площадью околошовной зоны. Универсальность и гибкость Этот процесс позволяет резать любой проводящий электричество металл, что делает его очень универсальным. Он может легко резать такие металлы, как алюминий и высоколегированную сталь средней и большой толщины. Он отлично подходит для нарезания канавок, строгания или маркировки металлов. Кроме того, этот процесс позволяет резать металлы в воде с пониженным уровнем шума. Высокая скорость Плазменная резка в 100 раз быстрее лазерной и примерно в 10 раз быстрее кислородной. Другими словами, он повышает производительность и сокращает время, затрачиваемое на изготовление металла, по сравнению с другими методами. Более высокая точность и повторяемость Вырезанные детали имеют более высокую точность и качество поверхности благодаря нагреву в процессе. Кроме того, скорость изготовления улучшает воспроизводимость при одновременном сокращении времени, затрачиваемого на механическую обработку металлов. Вы хотите производить металл с помощью плазменной резки? Зачем подвергать себя риску, связанному с процессом, если вы можете передать его более умелым рукам, таким как RapidDirect? RapidDirect — одна из лучших компаний по плазменной резке в мире, предлагающая широкий спектр Услуги по плазменной резке . Наши передовые плазменные резаки могут резать широкий спектр металлов толщиной до 15 мм. Компания RapidDirect гордится тем, что производит детали для плазменной резки с высокой точностью и постоянством, используемые в различных отраслях промышленности. Итак, зачем ждать? Свяжитесь с RapidDirect, чтобы получить детали для плазменной резки уже сегодня. Попробуйте RapidDirect прямо сейчас! Вся информация и загрузки защищены и конфиденциальны. Недостатки плазменной резки Несмотря на то, что обработка металлов с помощью плазменной резки имеет множество преимуществ, существуют и недостатки. Режет только токопроводящие материалы Не идеально подходит для толщины более 150 мм Яркие вспышки, возникающие во время процесса, могут отрицательно повлиять на глаза человека с расходными материалами с малым сроком службы, такими как сопло и электрод Заключение Плазменная резка — это процесс, который включает использование четвертой стадии материала для резки проводящих металлов. Этот процесс предлагает множество преимуществ, включая более высокую производительность, универсальность, точность и качество поверхности. Чтобы получить максимальную отдачу от плазменной резки как процесса производства металла, вам нужен RapidDirect. Мы предлагаем одну из лучших услуг плазменной резки в мире, а также предоставляем другие услуги по резке, такие как гидроабразивная резка и лазерная резка.  Кроме того, у нас одни из самых быстрых сроков поставки при конкурентоспособных ценах. Хотите работать с нами? Просто загрузите свой дизайн на нашу онлайн-платформу , чтобы мгновенно рассчитать стоимость! Как работает плазменный резак Что такое плазма? Чтобы правильно объяснить, как работает плазменный резак, мы должны начать с ответа на основной вопрос «Что такое плазма? Проще говоря, плазма — это четвертое состояние вещества. Мы обычно думаем, что материя имеет три состояния: твердое, жидкое и газообразное. Материя переходит из одного состояния в другое за счет введения энергии, например тепла. Например, вода переходит из твердого состояния (льда) в жидкое состояние при приложении определенного количества тепла. Если уровень тепла увеличится, он снова превратится из жидкости в газ (пар). Теперь, если уровень тепла снова увеличится, газы, составляющие пар, станут ионизированными и электропроводными, превратившись в плазму. Плазменная резка будет использовать этот электропроводный газ для передачи энергии от источника питания к любому проводящему материалу, что приведет к более чистому и быстрому процессу резки, чем при кислородном топливе. Формирование плазменной дуги начинается, когда газ, такой как кислород, азот, аргон или даже воздух из цеха, нагнетается через небольшое отверстие сопла внутри горелки. Затем в этот поток газа под высоким давлением вводится электрическая дуга, генерируемая внешним источником питания, что приводит к тому, что обычно называют «струей плазмы». Плазменная струя сразу же достигает температуры до 40 000°F, быстро прокалывая заготовку и сдувая расплавленный материал. Компоненты плазменной системы Источник питания. Плазменный источник питания преобразует однофазное или трехфазное сетевое напряжение переменного тока в плавное постоянное напряжение постоянного тока в диапазоне от 200 до 400 В постоянного тока. Это постоянное напряжение отвечает за поддержание плазменной дуги на протяжении всего разреза. Он также регулирует выходной ток, необходимый в зависимости от типа и толщины обрабатываемого материала. Консоль запуска дуги — схема ASC создает переменное напряжение приблизительно 5000 В переменного тока на частоте 2 МГц, что создает искру внутри плазменной горелки для создания плазменной дуги. Плазменный резак. Функция плазменного резака заключается в правильном выравнивании и охлаждении расходных материалов. Основными расходными деталями, необходимыми для создания плазменной дуги, являются электрод, завихритель и сопло. Для дальнейшего улучшения качества резки можно использовать дополнительный защитный колпачок, а все детали удерживаются вместе внутренним и внешним удерживающими колпачками. Подавляющее большинство современных систем плазменной резки можно разделить на обычные или прецизионные. В обычных плазменных системах в качестве плазменного газа обычно используется воздух цеха, а форма плазменной дуги в основном определяется отверстием сопла. Приблизительная сила тока плазменной дуги этого типа составляет 12-20К ампер на квадратный дюйм. Во всех портативных системах используется обычная плазма, и она до сих пор используется в некоторых механизированных приложениях, где допуски деталей менее строгие. Прецизионные плазменные системы (высокая плотность тока) спроектированы и спроектированы для получения самых четких и качественных резов, которые достижимы с помощью плазмы. Конструкция горелки и расходных материалов более сложна, и в комплект входят дополнительные детали для дальнейшего сужения и придания формы дуге. Прецизионная плазменная дуга составляет приблизительно 40-50К ампер на квадратный дюйм. Несколько газов, таких как кислород, воздух высокой чистоты, азот и смесь водорода/аргона/азота, используются в качестве плазменного газа для получения оптимальных результатов на множестве проводящих материалов. Работа в ручном режиме В типичной портативной системе плазменной резки, такой как наша воздушно-плазменная система Tomahawk®, расходуемые части электрода и сопла находятся в контакте друг с другом внутри резака, когда он находится в выключенном состоянии. При нажатии на спусковой крючок источник питания вырабатывает постоянный ток, протекающий через это соединение, а также инициирует поток плазмообразующего газа. Как только плазменный газ (сжатый воздух) создает достаточное давление, электрод и сопло расходятся, что вызывает электрическую искру, которая превращает воздух в струю плазмы. Затем поток постоянного тока переключается с электрода на сопло, на путь между электродом и заготовкой. Этот ток и воздушный поток продолжаются до тех пор, пока не будет отпущен курок. Прецизионная плазменная операция Внутри прецизионной плазменной горелки электрод и сопло не соприкасаются, а изолированы друг от друга завихряющим кольцом с небольшими вентиляционными отверстиями, которые превращают предварительный поток/плазменный газ в завихряющийся вихрь. Больше новостей Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт