Как резать металл плазморезом — основные принципы работы, техника безопасности

Содержание
  1. Что нужно знать о безопасности?
  2. Как подготовить аппарат к работе?
  3. 2.3 Оборудование для плазменной резки
  4. 2.3.1 Источник питания для плазменной резки
  5. Какие газы используются, их особенности
  6. Оборудование своими руками
  7. Плазморезка ЧПУ: принцип работы в домашних условиях
  8. Параметры резака
  9. Преимущества и недостатки
  10. Схема работы плазмореза
  11. Как выбрать плазменный резак
  12. Технология
  13. Как работает плазменная резка металла автомат
  14. 2 Плазменная резка – принцип работы плазмотрона
  15. Стоимость станков для резки металла
  16. 2.2 Принцип плазменной резки
  17. Полезные советы и рекомендации
  18. Трансформаторные и инверторные аппараты
  19. Как вырезать заготовку круглой формы
  20. Виды и технологии плазменной резки
  21. Контактный и бесконтактный плазморез: для чего нужен и как он работает
  22. Устройство плазмореза
  23. Источник электропитания
  24. Как правильно подобрать силу тока?
  25. 3 Плазмообразующие газы и их влияние на возможности резки
  26. Характерные особенности процесса резки
  27. Какое оборудование применяют?
  28. Как разжигать плазменную дугу?
  29. 2.3.2 Электрод и сопло плазменного резака
  30. 2.3.3 Изделие
  31. 2.3.4 Подаваемый газ
  32. 2.3.5 Системы циркуляции охладителя
  33. 2.3.6 Система воспроизведения
  34. Достоинства и недостатки плазменной резки
  35. Типы плазмотронов
  36. Как работает аппарат водно-плазменной резки в отличие от воздушной

Что нужно знать о безопасности?

Сначала перечислим факторы, которые представляют опасность при работе со станком плазменной резки: электрический ток, высокая температура, ультрафиолетовое излучение, горячий металл. Чтобы обезопасить себя, нужно работать со специальной техникой. Глаза должны быть защищены очками или щитком сварщика (очки 4 или 5 класса затемнения), руки — перчатками, ноги — брюками из плотной ткани и закрытой обувью. Следует отметить, что при работе с горелкой образуется газ со смесями озона, водорода и металлических частиц. Наиболее опасны оксиды марганца, соединения кремния и хрома, оксид титана, которые представляют опасность не только для легких, но и для других внутренних органов. Чтобы не вдыхать эти вредные пары, необходимо обеспечить в помещении хорошую вентиляцию и надеть защитную маску на лицо.

Что касается электробезопасности, необходимо соблюдать несколько обязательных требований:

  • Плазменный резак должен быть подключен к сети с предохранителем или автоматическим выключателем.
  • Параметры тока в сети должны соответствовать характеристикам устройства.
  • Убедитесь, что электрические розетки, рабочая подставка машины и находящиеся поблизости металлические предметы должным образом заземлены.
  • Проверьте электрические и силовые кабели на предмет повреждений. Не используйте их, если изоляция повреждена.

Ответственный подход и соблюдение мер безопасности помогут избежать травм и снизить риск заражения профессиональными заболеваниями.

Как подготовить аппарат к работе?

Подробный алгоритм подключения плазменного резака к сети и источнику сжатого воздуха вы найдете в инструкции, поэтому мы не будем заострять внимание на этом шаге. Лучше всего обозначить наиболее важные аспекты, которые напрямую влияют на качество работы.

Внешний вид 1: Установите блок так, чтобы воздух мог поступать к корпусу для охлаждения. Это позволит работать длительное время и избежать простоев оборудования из-за перегрева. При этом не должно падать ни капли расплавленного металла, ни каких-либо жидкостей.

Аспект 2: Позаботьтесь о подаче качественного воздуха из пневматической системы или компрессора. Установите влагоотделитель / маслоотделитель, чтобы предотвратить попадание частиц масла и воды в резак. В противном случае износ расходных материалов увеличится, а сам плазмотрон также может выйти из строя. Убедитесь, что давление воздуха соответствует параметрам плазменного резака. При недостаточном давлении дуга будет нестабильной (на месте резки появятся проседания и шлаки), а при чрезмерном давлении важные рабочие элементы могут прийти в негодность.

Внешний вид 3: Тщательно подготовьте кусок перед тем, как разрезать его. Если на поверхности есть краска или ржавчина, ее необходимо очистить, чтобы при нагревании металла не выделялись токсичные пары. Кроме того, не рекомендуется резать емкости и емкости, в которых находились легковоспламеняющиеся вещества, без предварительной очистки.

Помните, что правильная подготовительная работа — залог эффективного использования плазменной резки. Теперь перейдем к рассмотрению самого процесса резки металла.

2.3 Оборудование для плазменной резки

2.3.1 Источник питания для плазменной резки

Источник питания плазмы обеспечивает рабочее напряжение и ток отсечки для основной дуги и вспомогательной дуги. Напряжение источника питания вакуумной плазменной резки составляет от 240 до 400 В. Источник питания включает в себя систему зажигания вспомогательной дуги (вспомогательная плазменная дуга), предназначенная для зажигания основной плазменной дуги. Для этого сначала зажигается непрямая плазменная дуга с помощью импульсов высокого напряжения. Эта дуга предназначена для ионизации пространства между соплом и деталью, что позволяет зажигать основную плазменную дугу.

Рисунок 3: Пример установки плазменной резки

Источники питания для плазменной резки имеют резко падающую вольт-амперную характеристику (рисунок 6) или характеристику постоянного тока (рисунок 7), так что мощность резки незначительно изменяется или остается такой же, как и дуга.

Рис.6: Электропитание
для плазменной резки с
сильно падающая кривая напряжения и тока (нисходящая характеристика
Рисунок 7: Источник постоянного тока для плазменной резки (вертикальное падение)

Какие газы используются, их особенности

Плазменная резка металла — это процесс плавления и удаления расплава за счет тепла, полученного от плазменной дуги. Скорость и качество резки определяются плазмообразующей средой. Кроме того, плазмообразующая среда влияет на глубину газонасыщенного слоя и характер физико-химических процессов на кромках реза. При обработке алюминия, меди и сплавов на их основе для плазменного образования используются следующие газы:

  • Сжатый воздух;
  • Кислород;
  • Азотно-кислородная смесь;
  • Азот;
  • Смесь аргон-водород.

Важно! Для некоторых типов металлов использование определенных смесей для плазмообразования недопустимо (например, смеси, содержащие азот или водород, нельзя использовать для резки титана).

Все газы, используемые при проведении плазменной обработки, условно делятся на защитные и плазменные.

Для бытовых целей (толщина до 50 мм, ток дуги менее 200 А) используется сжатый воздух, который может быть использован в качестве защитного и плазмообразующего газа, а в более сложных промышленных условиях — другие газовые смеси, содержащие кислород, азот, аргон, гелий или водород.

Оборудование своими руками

гораздо безопаснее покупать устройство, тем более что сейчас оно продается по доступной цене. Но предлагаем мастерам посмотреть видео о самостоятельном изготовлении:

Плазморезка ЧПУ: принцип работы в домашних условиях

еще сложнее создать аппарат с компьютерным управлением. Обработка происходит намного быстрее, качество детали выше. Мастер этого видео занимался самопроизводством:

Параметры резака

Основное отличие для мастера — ручное или машинное. Первый находится в руках оператора, а второй программируется в машине. Это сложные устройства, которые в основном используются, когда требуется высокая точность. Поговорим о них подробнее ниже.

основы плазменной резки

Преимущества и недостатки

К плюсам можно отнести:

  • высокая мощность и производительность;
  • рентабельность;
  • качество и точность.

Обратной стороной является небольшая толщина реза, она сильно зависит от силы тока.

что такое плазменный резак

Схема работы плазмореза

Затем, когда кнопка питания нажата, источник электрического питания включается автоматически, и ток высокой частоты течет в фонарик. Это создает вспомогательную дугу между электродом и концом сопла. Температура дуги колеблется от +6000 до +8000 градусов. Следует отметить, что дуга между разрезанным металлом и электродом возникает не сразу, на это нужно время.

Впоследствии воздух, который был в компрессоре (сжатый), начинает поступать в камеру горелки. Воздух начинает нагреваться, проходя через камеру, в которой находится пилотная дуга, и становится в 100 раз больше. Кроме того, он начинает ионизоваться, фактически превращаясь в проводящую среду, хотя сам воздух является диэлектриком.

Узкое сопло 0,3 см создает поток плазмы, который выходит из резака с высокой скоростью (2–3 метра в секунду). Температура ионизированного воздуха достигает +30 000 градусов. При такой температуре проводимость воздуха становится равной проводимости металла. Как только плазма попадает на обрабатываемую поверхность, вспомогательная дуга гаснет, но вместо нее зажигается рабочая дуга. Плавление металлической детали выполняется в точке прерывания, откуда жидкий металл вытесняется из воздуха, который попадает в зону прерывания. Это схема раскроя.

Как выбрать плазменный резак

Главное условие выбора — это запись. Для домашнего использования удобнее инверторный блок питания. Не менее важен такой параметр, как сила тока — от него зависит скорость работы. При выборе используйте таблицу:

Вид Сила тока на 1 мм толщины
Чернить 4 А
Цвет 6 А

Из этого следует, что для резки двухмиллиметрового медного листа необходимо приложить 12 ампер.

Технология

При проведении работ необходимо придерживаться следующей технологии плазменной резки металла:

  1. Сопло, из которого будет отводиться воздушный поток, находится на краю листового металла.
  2. Мастер запускает устройство кнопкой питания. Загорается начальная дуга, которая постепенно переходит в острую.
  3. Горелка наклонена на 90 градусов. Срез делается медленно и аккуратно.
  4. Техник должен проверить появление брызг расплавленного металла. Если они не появляются, значит, чистый кусок металла не полностью прорезан.
  5. Не прикасайтесь к соплу и не направляйте его на другие предметы сразу после выключения, так как на некоторое время будет выходить горячий воздух.

Если разрезать листовой металл нет возможности, необходимо изменить угол наклона, снизить темп работы или увеличить натяжение.
Технология плазменной резки

Как работает плазменная резка металла автомат

Отличие от описанного процесса только в наличии статического стола, динамической насадки, перемещающейся по направляющим, и пульта управления. Особенность работы: программа действий задается дистанционно, оператор просто включает машину и наблюдает за процессом.

2 Плазменная резка – принцип работы плазмотрона

Плазмотрон представляет собой устройство плазменной резки, в корпусе которого размещена дуговая камера цилиндрической формы небольшого сечения. На выходе из него есть канал, создающий сжатую дугу. Паяльный стержень расположен в задней части этой камеры.

На фото - плазмотрон, plasmainfo.ru

Между кончиком устройства и электродом зажигается предварительная дуга. Эта фаза необходима, поскольку практически невозможно зажечь дугу между разрезаемым материалом и электродом, поток создается напрямую.

Фото плазматрона, ru.wikipedia.org

Далее формирующий канал полностью заполняется столбом плазменной дуги, плазмообразующий газ поступает в камеру плазмотрона, где нагревается, ионизируется и увеличивается в объеме. Описанная схема вызывает высокую температуру дуги (до 30 тысяч градусов Цельсия) и такую ​​же мощную скорость истечения газа из сопла (до 3 километров в секунду).

Стоимость станков для резки металла

Цена на оборудование для плазменной резки металла зависит от параметров работы и функциональности:

  • тип — ручной или автоматический с ЧПУ;
  • максимальный рабочий ток;
  • ПВ (продолжительность включения) — семейный (до 60%), полупрофессиональный (от 60 до 80%), профессиональный (80-100 %).

В категорию экономичных устройств входят инверторные станки для ручной резки с максимальной продолжительностью включения 60%. Модели, рассчитанные на более интенсивное использование, относятся к средней ценовой категории. Станки с ЧПУ самые дорогие, ими обычно оснащены крупные промышленные предприятия, на которых налажено серийное производство продукции. Поэтому важно изначально определиться с принципами выбора и дальнейшей эксплуатации машин.

2.2 Принцип плазменной резки

Плазменная резка — это процесс термической резки, при котором плазменная дуга сжимается, проходя через сопло. Прямая дуга, которая возникает, когда электрический ток течет от неплавящегося электрода (катода) к заготовке (аноду), используется для резки электропроводящих материалов. Этот вид плазменной резки наиболее распространен. В случае непрямой дуги она создается между электродом и соплом. Даже при использовании кислородсодержащего режущего газа преобладает тепловое воздействие плазменной дуги. Таким образом, этот метод считается не кислородным, а плавлением.

Плазменные газы в дуге частично диссоциируют и ионизируются, что делает их электропроводными. Благодаря высокой плотности энергии и температуре плазма расширяется и движется к продукту со скоростью, в три раза превышающей скорость звука.

Благодаря рекомбинации атомов и молекул на поверхности продукта потребляемая энергия немедленно высвобождается и улучшает тепловое воздействие плазменной дуги на продукт. В плазменной дуге температура достигает 30 000 К. В сочетании с высокой кинетической энергией плазменного газа эта температура обеспечивает чрезвычайно высокую скорость резки для всех материалов с электропроводностью, которая зависит от толщины материала.

Чтобы начать процесс резки, сначала зажигается пилотная дуга между соплом и электродом путем подачи высокого напряжения. Эта низкоэнергетическая вспомогательная дуга подготавливает пространство между плазменным резаком и деталью, вызывая частичную ионизацию. Когда вспомогательная дуга соприкасается с заготовкой (летучая резка), основная плазменная дуга зажигается за счет автоматического повышения мощности.

Рисунок 2: Принцип прямой дуговой плазменной резки

Металлический материал плавится и частично испаряется из-за тепловой энергии дуги и плазменного газа. Расплавленный металл выбрасывается из разреза за счет кинетической энергии плазменного газа. В отличие от газокислородного топлива, где около 70% тепловой энергии вырабатывается за счет сгорания железа, в процессе плазменной резки энергия, необходимая для расплавления материала в разрезе, создается только под действием электричества.

Выбор используемого плазменного газа зависит от разрезаемого материала. Например, одноатомный газ аргон и / или двухатомные газы, такие как водород, азот, кислород и смеси этих газов, а также очищенный воздух используются в качестве плазменного газа и газа для резки.

Горелки могут иметь как водяное, так и газовое охлаждение. В зависимости от того, где используются процессы плазменной резки, различают процессы, выполняемые над водой и на воде, а также процессы, выполняемые под поверхностью воды.

Полезные советы и рекомендации

Качество выполняемой обработки напрямую зависит от конфигурации и типа сопла, поэтому, в частности, его диаметр может влиять на скорость формирования и формирование самой дуги.

Кроме того, этот показатель влияет на объем пропущенного воздуха или газа, а также на ширину пропила.

Правильно подобранный диаметр обеспечивает чистый качественный рез с гладкими краями на выходе.

Следует отметить, что насадку можно в любой момент поменять на новую, а кроме того, можно увеличить ее длину, что немного улучшит режущие характеристики.

Перед началом работы с переносным устройством необходимо внимательно проверить всю схему подключения используемого оборудования, а также работоспособность кабелей и шлангов.

Не перегружайте устройство, так как это может привести к его выходу из строя.

Несмотря на то, что цена на этот вид оборудования довольно высока, оно достаточно быстро окупается. Однако цена не должна быть определяющим фактором при выборе оборудования.

На видео, которое размещено в нашей статье, вы можете увидеть все преимущества плазменной резки с использованием аппарата ручного типа.

Трансформаторные и инверторные аппараты

Если у вас есть трансформатор, вы получите следующие характеристики:

  • 100% рабочий цикл. То есть я работаю непрерывно, без перерывов.
  • Высокое потребление энергии.
  • Высокая цена.
  • Большая ширина нарезанных кусочков.

Они используются в производстве. Инверторы используются в быту. Они недорогие, имеют небольшие размеры и вес, поэтому могут иметь ручку для переноски.

машина плазменной резки как это работает

Как вырезать заготовку круглой формы

на плазменной резке с ЧПУ легко вырезать ровный круг. Но сделать это ручным резаком довольно сложно. Компас для плазменного резака решает эту проблему. Вы можете купить компас для плазменного резака, но если у вас есть токарный станок, вы можете сделать его самостоятельно.
В основе конструкции лежит магнит, который крепится к металлическому столу или непосредственно к детали (если она намагничена).

Магнит имеет шпонку с подшипником или втулкой. К подшипнику прикреплена подвижная направляющая со съемным стержнем на конце.

Стержнем размечаются детали будущей детали, затем на место съемного стержня вставляется плазменный резак и движение повторяется.

Компас плазменного резака также избавляет от необходимости поддерживать угол в 90 градусов. И плазменная резка своими руками уже не будет казаться такой сложной, как раньше.

Линейка для плазменного резака с магнитами имеет аналогичную конструкцию. Единственное отличие состоит в том, что он предназначен для прямых, не радиальных разрезов, как в случае с циркулем.

Виды и технологии плазменной резки

В зависимости от среды, в которой проводится процедура, существует три технологических подхода:

  • Воздух или азот в сочетании с электричеством. Самый простой аппарат.
  • Два защитных газа, защищающих зону возгорания от окружающих веществ. Благодаря этому появляется чистейшая атмосфера — в этом пространстве будет очень ровный срез.
  • С водой. Жидкость выполняет одновременно две функции: защитную и освежающую. Он не используется со всеми металлами, так как некоторые из них вступают в химическую реакцию или быстрее окисляются после такой обработки металла.

Особенность всех трех видов заключается в использовании безопасных и огнестойких материалов.

Контактный и бесконтактный плазморез: для чего нужен и как он работает

Эти два метода являются точным повторением двух типов: с образованием струи (в обход заготовки, когда она имеет низкую электропроводность) и с наличием дуги между электроном и металлами, тогда столбик образует контакт.

область применения плазменной резки

Устройство плазмореза

Аппарат плазменной резки - фото 2

Плазменный резак состоит из нескольких блоков:

  • источник питания;
  • плазмотрон (резак);
  • компрессор;
  • комплект кабелей-труб.

Источник электропитания

Источником питания может быть:

  • трансформатор. Его преимущество в том, что он практически нечувствителен к перепадам напряжения в ЛЭП и позволяет резать толстые куски, а его недостаток — значительный вес и низкий КПД;
  • инвертор. Единственный его недостаток в том, что он не позволяет резать толстые куски. Есть много преимуществ:
  • при питании от него постоянно горит дуга;
  • КПД на 30% выше, чем у трансформатора;
  • дешевле, дешевле и легче трансформатора;
  • удобно использовать в труднодоступных местах.

Как правильно подобрать силу тока?

Чтобы рез был ровным и чистым, без окалины, провисания и образования шлаков, необходимо правильно установить силу тока на приспособлении, необходимую для резки конкретной детали. Для этого нужно знать, какая сила тока приходится на расплав 1 мм материала. Для разных видов металла будет значение:

  • При работе с чугуном и сталью — 4 А.
  • При работе с цветными металлами и их сплавами — 6 А.

Например, для обработки стального листа толщиной 20 мм на устройстве необходимо выставить силу тока не менее 80 А, а для работы с алюминиевым листом такой же толщины — 120 А. Но это не так все, что нужно учитывать при работе. Чтобы металл успел расплавиться на месте резки, но при этом не деформировался под тепловым воздействием плазмы, важно выбрать оптимальную скорость резки. Она может составлять от 0,2 до 2 м / мин, в зависимости от установленной силы тока, толщины заготовки и типа металла.Конечно, поначалу новичку будет сложно измерить скорость и выбрать наиболее подходящую, это придет с опытом. И впервые запомните простое правило: водите горелкой так, чтобы искры были видны с тыльной стороны разрезаемой детали. Если они не видны, значит, металл не полностью разрезан, скорость высокая. Но слишком медленное вращение резака, особенно при высокой силе тока, может вызвать образование шлака, гашение дуги и плохое качество резки.

3 Плазмообразующие газы и их влияние на возможности резки

Среда плазмообразования, пожалуй, является ключевым параметром процесса, определяющим его технологический потенциал. Состав этой среды зависит от способности:

  • регулирование показателя теплового потока в зоне обработки металла и плотности тока в ней (изменением отношения поперечного сечения сопла к току);
  • варьировать количество тепловой энергии в широком диапазоне;
  • регулирование показателя поверхностного натяжения, химического состава и вязкости разрезаемого материала;
  • контроль глубины газонасыщенного слоя, а также характера химических и физических процессов в зоне обработки;
  • защита от появления провисаний на металлических и алюминиевых листах (по нижним краям);
  • формирование оптимальных условий удаления расплавленного металла из полости резания.

На фото: процесс плазменной резки, mosweld.ru

Кроме того, многие технические параметры оборудования, используемого для плазменной резки, также зависят от состава окружающей среды, которую мы описываем, в частности следующие:

  • конструкция механизма охлаждения устройства форсунок;
  • возможность крепления катода в плазмотроне, его материала и уровня интенсивности подачи к нему теплоносителя;
  • схема управления установкой (ее циклограмма точно определяется расходом и составом газа, используемого для образования плазмы);
  • динамические и статические (внешние) характеристики блока питания, а также показатель его мощности.

Фото аппарата плазменной резки, strport.ru

Недостаточно знать, как работает плазменная резка, более того, необходимо выбрать правильную комбинацию газов для создания плазмообразующей среды с учетом стоимости используемых материалов и прямых затрат на операцию резки.

Обычно азотная среда используется для полуавтоматической и ручной обработки коррозионно-стойких сплавов, а также для ручной и экономичной обработки меди и алюминия. Но уже низколегированную углеродистую сталь лучше всего резать в кислородной смеси, которую категорически нельзя использовать для обработки алюминия, коррозионно-стойкой стали и изделий из меди.

Характерные особенности процесса резки

Ручная плазменная резка, при которой используется ручной плазменный аппарат, можно отнести к термической обработке, при которой материал плавится.

В данном конкретном случае основным режущим инструментом является поток низкотемпературной плазмы высокого давления, который формируется за счет определенных процессов.

Используемое для работы плазменное оборудование обязательно имеет специальный электрод, который с помощью сопла и рабочего металла создает электрическую дугу, внешняя температура которой в некоторых случаях достигает нескольких тысяч градусов Цельсия.

В определенный момент в сопло высокого давления начинает поступать специальный газ, что способствует тому, что рабочая температура увеличивается во много раз, а это, в свою очередь, приводит к ионизации газа и, как следствие, к превращение его в плазму, которую называют низкотемпературной.

См. Также: Описание технологического процесса гибки листового металла

Также следует отметить, что ионизация имеет тенденцию к увеличению при нагреве дугой, что делает температуру газового потока еще выше. Сам рабочий процесс ярко светится и становится токопроводящим.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Выбирайте торцовочную пилу по металлу

Принцип работы

Устройство, используемое для обработки металла с помощью плазмы, способно локально нагреть кусок металла и расплавить его прямо в нужной точке резания.

Для получения плазмы необходимо смешивать определенные виды газа в определенных пропорциях.

Он основан на атмосферном воздухе, который смешан с кислородом, азотом, водородом и аргоном. Плазма также содержит водяной пар.

Чтобы сопло не плавилось при работе под воздействием высоких температур, предусмотрено его специальное охлаждение за счет протекания жидкости или газа.

Конечно, использование станка плазменной резки в быту довольно проблематично, так как для его работы требуются определенные условия, но это оборудование установлено на многих промышленных предприятиях.

Стоит отметить, что цена такого устройства довольно высока, и для многих домашних умельцев она просто не поднимается.

В настоящее время такое оборудование активно используется в различных сферах и позволяет добиться не только плавного, но и точного среза.

Подробнее о возможностях станков ручной плазменной резки вы можете узнать из видео ниже.

Какое оборудование применяют?

Обычно используются два типа оборудования:

  1. Трансформатор. Они могут резать металлы толщиной до 40 мм.
  2. Инвертор. КПД выше, чем у трансформаторных устройств, однако невозможно разрезать заготовку толщиной более 30 мм.

Принцип работы этих механизмов одинаковый. Они состоят из компрессора, источника питания и плазмотрона.

Выбирая инструмент, необходимо изучить маркировку устройства. Некоторые устройства предназначены только для резки. Другое оборудование позволяет выполнять дуговую сварку. В продаже есть универсальные устройства, но по качеству они уступают специализированным.

Положение компрессора может отличаться. В некоторых моделях этот встроенный элемент есть. Эти модели обладают малой мощностью. Модель со встроенным компрессором используется в гаражах, небольших мастерских. Для промышленного производства необходимо использовать устройства с внешним компрессором.

Как разжигать плазменную дугу?

Перед началом резки резак необходимо продуть газом. Для этого нажмите и отпустите кнопку питания на резаке, плазменный резак перейдет в режим продувки. Подождите не менее 30 секунд, прежде чем зажигать дугу, чтобы конденсат и мусор вышли из резака. После этого можно нажать кнопку включения — появится дежурная или, как ее еще называют, пилотная дуга. Обычно пилотная дуга горит не более 2 секунд. Поэтому в этот период должна загореться рабочая дуга. Для разных моделей плазменных резаков это происходит по-разному, в зависимости от типа зажигания. Различать:

  • Контакт — для получения рабочей дуги требуется короткое замыкание, которое происходит следующим образом: после зажигания пилотной дуги при нажатии кнопки подача воздуха перекрывается — контакт замыкается. Когда воздушный клапан открывается автоматически, контакт размыкается и поток воздуха выбрасывает искру из сопла. Плазменная дуга образуется между отрицательным электродом и положительным металлом. Помните, что контактное зажигание не означает, что сопло необходимо упирать в металл.
  • Бесконтактный — этот вид зажигания используется в устройствах, сила тока которых превышает 50А (его еще называют осцилляторным или высокочастотным зажиганием). Пилотная дуга имеет высокую частоту тока и высокое напряжение, возникает между электродом и соплом. По мере приближения сопла к поверхности заготовки образуется рабочая дуга.

После включения рабочей дуги вспомогательная дуга гаснет. Если у вас не получилось получить рабочую дугу с первого раза, нужно отпустить кнопку на фонарике и нажать ее еще раз — это будет новый цикл. Дуга может не загореться из-за недостаточного давления воздуха в пневмосистеме, неправильной сборки плазмотрона или сбоев в работе электрических элементов. Выключите машину, проверьте правильность подключения и давление на входе. Попробуй еще раз выстрелить.

Также стоит помнить, что рабочая дуга может погаснуть в процессе резки. Это может произойти из-за износа электродов, но чаще всего проблемы возникают, когда расстояние между горелкой и заготовкой не выдерживается. Конечно, это влияет на скорость работы и качество реза.

2.3.2 Электрод и сопло плазменного резака

Повышение эффективности плазменной резки во многом зависит от конструкции плазменного резака. Чем выше степень сжатия плазменной дуги, тем выше скорость резки и выше качество кромки.

Наиболее важными частями плазменного резака являются плазменное сопло и электрод. И плазменное сопло, и электрод изнашиваются. Неправильный выбор или неправильное использование сопла или электрода может значительно сократить срок его службы и повредить горелку.

Срок службы электрода во многом определяется силой тока резки, количеством ходов и типом используемого плазменного газа. Кроме того, ключевую роль также играет контроль газа и мощности в начале и конце резки, а также отвод тепла от электрода. Обычно используются электроды в форме вольфрамовых стержней, а также циркониевые или гафниевые электроды в форме пальцев, которые могут быть острыми или плоскими. Поскольку они подвержены эрозии, вольфрамовые электроды могут использоваться только с инертными плазменными газами и их смесями, а также с газами с низкой реактивностью и восстанавливающими плазменными газами. При использовании чистого кислорода или плазменного газа, в состав которого входит кислород, электроды прослужат намного дольше, если они сделаны из циркония или гафния. Эти материалы естественным образом образуют защитный слой, плавящийся при более высокой температуре (Таблица 1), и, кроме того, они заключены в основную оболочку с очень высокой теплопроводностью, которая интенсивно охлаждается. Когда плазменная резка использует кислород, срок службы электрода может быть продлен за счет подачи двух газов: процесса зажигания, в котором используется газ с низким уровнем окисления, и процесса резки, в котором используется кислород.

Ключевые факторы, влияющие на срок службы сопла:

  • выходной диаметр сопла
  • масса и теплопроводность материала сопла
  • выход (продукт сокращения тока путем снижения напряжения)
  • время плазменной дуги
  • количество воспламенений
  • последовательность сжигания
  • и интенсивность охлаждения.

Водяное охлаждение более интенсивное. Для воздушного охлаждения требуется больше газа.

Таблица 1: Типичные значения расходных материалов, используемых с плазменными резаками

Материал CONV.
обозначение
Температура
плавление ° C
Использовал
газ
Теплопроводность
при 20 ° C Вт / м K
Вольфрам W 3400 Ar 174
Оксид вольфрама WO3 1473 Ar / H2
Цирконий Zr 1852 г O2 22
Оксид циркония ZrO2 2700 Воздух 2,5
Нитрид циркония ZrN 2982
Гафний ВЧ 2227
Оксид гафния HfO2 1700 O2
Нитрид гафния HfN 3305 Воздух 29
Медь Cu 1083
Оксид меди Cu2O 1235 Все 400
Серебряный Ag 961 Все 429

(Источник: информационный бюллетень DVS 2107)

2.3.3 Изделие

При плазменной резке с использованием прямой плазменной дуги разрезаемый материал должен быть электропроводным, поскольку продукт является частью электрической цепи. Заземление подключенного продукта должно быть спроектировано таким образом, чтобы обеспечить непрерывный ток.

2.3.4 Подаваемый газ

Установки плазменной резки работают с инертными газами, восстановительными газами или газами с низкой реактивностью, а также с химически активными газами и их смесями. Подробное описание систем газоснабжения и информация по выбору газа, а также рекомендации по качеству используемого газа приведены в главе 4.

2.3.5 Системы циркуляции охладителя

Поскольку плазменная резка требует больших затрат тепла, необходимо эффективное охлаждение. Различают интегрированные и внешние схемы с водяным и газовым охлаждением. Резаки, которые работают при токе около 100 ампер или более, обычно имеют водяное охлаждение.

2.3.6 Система воспроизведения

Требования к точности и производительности систем воспроизведения указаны в стандарте ISO 8206.

Достоинства и недостатки плазменной резки

Металлообработка с помощью устройств или станков для плазменной резки дает ряд преимуществ в работе.

  1. По сравнению с кислородной горелкой, плазменный резак имеет более высокую мощность и, как следствие, производительность, и по этому параметру уступает только лазерным установкам в промышленных масштабах.
  2. Плазменная резка экономически выгодна при толщине металла до 60 мм. Oxyfuel рекомендуется для резки материалов толщиной более 60 мм.
  3. Современные плазменные резаки отличаются высокой точностью и качественной обработкой металла. Срез «чистый» с минимальной шириной, благодаря чему дальнейшая шлифовка практически не требуется.
  4. Кроме того, плазменная дуговая обработка отличается универсальностью, безопасностью и низким уровнем загрязнения окружающей среды.

Из недостатков можно отметить скромную толщину реза (до 100 мм), а также невозможность одновременной работы двух плазменных резаков и соблюдение жестких требований по отклонениям от перпендикулярности реза.

Типы плазмотронов

Плазменные горелки можно условно разделить на три типа:

  1. электрическая дуга;
  2. высокая частота;
  3. комбинированный.

Как работает аппарат водно-плазменной резки в отличие от воздушной

Устройство отличается тем, что среда, в которой образуется плазма, представляет собой жидкость. Это охладитель, а пар образует плазму. Это выгодно, поскольку одно вещество заменяет два газовых потока. К достоинствам можно отнести невысокую стоимость и компактность, но есть существенный недостаток — обрабатывать можно только тонкие листы, не более 80 мм. Конструкция значительно упрощена, так как нет необходимости в компрессоре или газовом баллоне. А паровой бак нужен более компактный, потому что он имеет вязкую структуру.

Оцените статью
Блог про металлы и сплавы