Što je plazma rezanje metala - opis tehnologije. Što trebate znati o rezanju metala plazmom Temperatura rezanja metala plazmom

Plazma rezanje je nova izvrsna tehnologija koja vam omogućuje rezanje metala značajne debljine i bilo koje prirode, čak i najhirovitijih. Predmet za rezanje nije nož, već gusti mlaz plazme, koji vam omogućuje da oblikujete savršeno točan uzorak rezanja u određenoj vremenskoj jedinici.

Ova metoda rada s metalom ima mnoge prednosti, o kojima ćemo raspravljati u nastavku. Sada počnimo s fizikom - moramo razumjeti bit procesa.

Plazma tehnologija rezanja metala daje vodeću žensku ulogu našem voljenom električnom luku. Formira se između elektrode i mlaznice. Ponekad umjesto elektrode postoji metal koji treba rezati. Hajde da shvatimo što je rezanje plazmom.

Početak procesa - uključivanje izvora električno napajanje i trenutna opskrba visoka frekvencija u plazma rezač. Izvor struje se automatski uključuje nakon pritiska na prekidač za paljenje u uređaju.

Prvo se formira takozvani međuluk - on je privremen i povezuje elektrodu s vrhom mlaznice rezača. Ovaj pilot luk se zagrijava do temperaturne razine od oko 8000°C.

Ovaj važna točka opći proces rezanja plazmom - morate zapamtiti da se pravi luk između elektrode i metala ne formira odmah, već kroz njegovu međuverziju.

Sljedeća faza procesa je dovod zraka iz kompresora, koji je obično priključen na stroj za rezanje metala. Kompresor dovodi komprimirani zrak. Ovaj zrak ulazi u komoru plazma baklje, u kojoj se nalazi privremeni električni luk koji je već zagrijan.

Luk se zagrijava potisnut zrak, čiji se volumen povećava mnogo puta kada se zagrijava. Osim zagrijavanja i povećanja volumena, zrak se počinje ionizirati i pretvarati u pravi vodič električne struje. Pretvara se u tu istu plazmu

Mali promjer mlaznice omogućuje ubrzanje protoka ove vruće plazme do enormnih brzina kojima mlaz leti iz aparata. Brzina protoka može doseći tri metra u sekundi.

Shema operacije rezanja plazmom.

Temperatura zraka je previsoka, do 30.000°C. U tim uvjetima električna vodljivost zraka - plazme gotovo je jednaka vodljivosti metala koji se reže.

Pravi terminalni luk se pojavljuje odmah čim protok plazme dosegne i dotakne metalnu površinu. Privremeni luk se zauzvrat automatski isključuje. Metal se počinje topiti točno na mjestu rezanja.

Kapi tekućeg metala odmah se otpuhuju mlazom komprimiranog zraka. Ovo je princip rezanja plazmom. Kao što vidite, sve je jednostavno, logično i razumljivo.

Klasifikacija vrsta rezanja plazmom

Vrste rezanja plazmom ovisit će o okruženju u kojem se obavlja rad s metalom:

Jednostavan

Glavna razlika između metode je ograničenje električnog luka. Koristi se za rezanje struja i zraka. Ponekad se umjesto zraka koristi plin u obliku dušika. Ako je lim tanak - samo nekoliko milimetara - postupak se može usporediti s laserskim rezanjem.

Ovom metodom debljina metala ne smije biti veća od 10 mm. Metoda je izvrsna za niskolegirane čelike i druge meke metale. Rezni element je kisik, iz kojeg se formira komprimirani mlaz, koji se na kraju pretvara u plazmu.

Rezovi proizvode vrlo glatke rubove koji ne zahtijevaju daljnju doradu.

Korištenje zaštitnog plina

Ovom metodom umjesto zraka koriste se zaštitni plinovi koji se nakon pretvorbe u plazma plameniku pretvaraju u struju plazme. Kvaliteta rezova u ovom je slučaju značajno poboljšana zahvaljujući izvrsna obrana procesa od utjecaja okoline.

Plin za rezanje plazmom nije ništa neobično: može biti vodik ili argon - "klasični plin".

S vodom umjesto zrakom

Izvrsna metoda s brojnim prednostima, od kojih je jedna odsustvo potrebe za skupim i glomaznim sustavom hlađenja.

Postoje i drugi kriteriji klasifikacije za rezanje plazmom. Na primjer, vrste rezanja su odvajanje i površina. Prvi se koristi češće.

Drugi parametar je način rezanja. Jedna vrsta je lučno rezanje, u kojem metal koji se reže djeluje kao element strujni krug. Druga vrsta je rezanje mlazom, gdje električni luk povezuje elektrode umjesto metalnog obratka.

Plazma rezači su dostupni na tržištu u većini razne opcije, tako da se mogu klasificirati prema markama, proizvođačima i mnogim drugim tehničkim i komercijalnim parametrima.

Postoji, na primjer, ručno rezanje plazmom - najpristupačnija metoda i po cijeni i po jednostavnosti izvedbe. Postoje strojne automatske tehnologije, čiji su uređaji mnogo skuplji i složeniji.

Prednosti rezanja plazmom

Princip rada plazma rezanja.

Najbliža tehnologija je lasersko rezanje metala, pa bi bilo logično navesti prednosti u usporedbi sa svojim "susjedom":

Plazma rezanje može obraditi metale bilo koje prirode, uključujući neželjezne, vatrostalne i druge teške za obradu.
Brzina procesa je puno veća od rezanja plinskim rezačem.
Jedna od značajnih značajki je mogućnost izrade rezova bilo kojeg oblika, uključujući i geometrijske uzorke i rezanje figure najveća poteškoća. Drugim riječima, plazma rezanje je realizacija najhrabrijih kreativne ideje na metalu i drugim materijalima koji se teško režu.
Plazma rezač ne mari za debljinu metala: brzina i kvaliteta ni na koji način nisu izgubljeni.
Ova metoda je pogodna ne samo za metale, već i za druge materijale: prilično je univerzalna.
Plazma rezanje je i brže i učinkovitije u kvaliteti rubova od bilo koje druge mehaničke metode rezanja.
Ovom metodom moguće je raditi ne samo okomito na metalnu površinu, već i pod kutom, što pomaže u svladavanju širokih listova metala.
S ekološkog gledišta, ovo je potpuno siguran način rada s metalom s minimalnim emisijama. štetne tvari ili zagađenje zraka.
Izvrsna ušteda vremena zbog nepostojanja potrebe za predgrijavanjem metala.
Budući da metoda ne koristi eksplozivne plinske boce, puno je sigurnija od ostalih metoda.

Nedostaci plazma rezanja

Nijedna metoda obrade metala nije bez nedostataka, a plazma rezanje nije iznimka.

Nedostaci plazma rezanja su sljedeći:

Visoka cijena svega asortiman modela strojevi za rezanje plazmom, uključujući i najjednostavnije ručne opcije.
Ograničenja debljine metala za plazma rezanje: maksimalna debljina je samo 100 milimetara.
Ovo je bučan način rada jer se komprimirani zrak ili plin dovodi velikom brzinom.
Oprema je složena, skupa i zahtijeva stručno i stalno održavanje.

Druga posebna pozitivna karakteristika metode je da se tijekom procesa zagrijava samo malo lokalno područje. I ovo se područje hladi mnogo brže nego kod laserskog ili mehaničkog rezanja.

Hlađenje je potrebno samo za dvije komponente - katodu i mlaznicu, jer su one najviše opterećene. To se može učiniti bez problema s radnom tekućinom.

Plazma luk i mlaz.

Luk počinje raditi stabilno kao rezultat radnog odnosa između katode i mlaznice s parom iz komprimiranog vrućeg zraka. Negativni naboj je lokaliziran na katodi, a odgovarajući pozitivni naboj je lokaliziran na vrhu mlaznice. Kao rezultat, formira se srednji luk.

Višak vlage apsorbira poseban materijal koji se nalazi u spremniku komore plazma plamenika.

Sigurnosna pravila za ovu metodu su najstrože prirode, jer svi uređaji za rezanje plazmom mogu biti vrlo traumatični za majstora. To se posebno odnosi na modele s ručnim upravljanjem.

Sve će biti u redu ako slijedite preporuke majstora za zaštitnu opremu: vizir, zatamnjena stakla, zaštitne čizme itd. U tom slučaju možete se zaštititi od glavnih čimbenika rizika ovu metodu– kapi rastaljenog metala, visoki napon i vrući zrak.

Još jedan sigurnosni savjet je da nikada ne udarate rezačem po metalu kako biste uklonili prskanje metala, kao što to rade neki majstori. Riskirate oštećenje uređaja, ali glavna stvar je uhvatiti komade rastaljenog metala, na primjer, licem ili drugim nezaštićenim dijelom tijela. Bolje se pobrini za sebe.

Spremanje Pribor ne zauzima posljednje mjesto u učinkovitom rezanju. Da bismo to učinili, ne palimo električni luk prečesto, ali točno i na vrijeme, kako ga ne bismo nepotrebno prekidali.

Ušteda resursa također se odnosi na trenutnu snagu i snagu. Ako to ispravno izračunate, dobit ćete ne samo uštedu, već i izvrstan rez bez neravnina, kamenca i deformacije metala.

Da biste to učinili, trebali biste raditi prema sljedećoj shemi: prvo primijenite struju velike snage, napravite par ili tri rezova uz njegovu pomoć. Ako su jakost i snaga struje preveliki, kamenac će se odmah formirati na metalu zbog značajnog pregrijavanja.

Nakon pregleda rezova, bit će jasno treba li ostaviti struju na ovoj razini ili je promijeniti. Drugim riječima, radimo eksperimentalno – u malim uzorcima.

Kako koristiti plazma rezač?

Električni krug generatora plazme.

Rezanje metala strujom plazme previše je ozbiljan zadatak da bi se njime bavili bez prethodnog proučavanja i pažljive pripreme. To će vam pomoći učinkovitije rezati sa svih točaka gledišta i, što je još važnije, minimizirati rizike povezane s industrijskim opasnostima.

Prije svega, morate znati princip rada plazma rezanja - vidjeti cjelovitu sliku fizikalnih pojava.

Plazma plamenik se mora držati vrlo blizu površine i ruba metala, za razliku od laserskog rezanja. Kada se uključi prekidač "start", prvo će zasvijetliti privremeni električni luk, a tek onda pravi, koji će biti glavni rezni element. Plamenik s reznim lukom mora se ravnomjerno i polako voditi preko materijala.

Brzina rezanja treba biti strogo kontrolirana. To se može učiniti promatranjem iskri sa obrnuta strana lim za rezanje. Ako nema iskrenja, to znači da je rezanje metala bilo nepotpuno.

To se može dogoditi iz više razloga: zbog prevelike brzine plamenika ili prolaza aparata, ili premale snage dovedene struje, ili neodržavanja pravog kuta od 90° između plamenika i metalne površine.

Činjenica je da do potpunog taljenja metala dolazi samo kada je plazma rezač nagnut na metalnu površinu pod pravim kutom i ni stupnja više ili manje.

Nakon završetka posla, rezač mora biti nagnut. Zrak će još kratko vrijeme izlaziti čak i nakon što se uređaj isključi.

Prije rada nije štetno proučiti dijagram vašeg uređaja: u njemu možete pročitati najpouzdanije informacije o dopuštenoj debljini metala koji se može rezati ili u njemu napraviti rupu. Dizajn plazma rezača može varirati, sve ovisi o funkcijama njegove namjene.

Odabir stroja za rezanje plazmom

Kupnja bilo kojeg tehnička oprema- stvar za koju ne trebate štedjeti vremena i truda: rizik od neuspješne odluke i gubitka novca je prevelik. A novac je ovdje znatan, u principu nećete naći plazma rezač jeftiniji od 500 USD.

Prvo, pogledajmo parametre i tehničke karakteristike uređaja.

Dvije velike skupine plazma rezača su inverter i transformator. Imena govore sama za sebe.

Otvoreni i zatvoreni plazma mlaz.

Ako trebate kompaktni rezač za rad s tankim metalima, možete se odlučiti za rezač inverterskog tipa. Troše malo energije, lagani su i malih dimenzija.

Istodobno rade povremeno i lako otkazuju zbog promjena mrežnog napona. Cijena takvih uređaja je prilično razumna; ovo su najjeftiniji od svih plazma rezača.

Još jedna stvar su rezači transformatora. Ovdje su i dimenzije i težina “u redu”: ozbiljni uređaji u svakom pogledu.

Troše puno energije, ali mogu raditi gotovo bez prekida tijekom dana. I debljina metala može biti veća nego kod rezanja inverterskim modelom. Trošak takvih uređaja je visok - od 3.000 do 20.000 USD.

Odabir plazma rezača prema snazi

Naše razmišljanje započinjemo svojstvima i tehničke karakteristike dijelove koje planirate obraditi i rezati. To je ono što se izračunava snaga uređaja za rezanje, jer će se i mlaznica u svom promjeru i vrsta korištenog plina razlikovati.

Primjena plazma rezanja je izuzetno široka, tako da trebate govoriti samo o svojim specifičnim potrebama.

Na primjer, ako je debljina metalnih izradaka oko 30 mm, bit će vam dovoljan rezač snage 90 A. Lako se može nositi s vašim materijalom.

Ali ako je vaš metal deblji, potražite odgovarajući model u rasponu snage od 90 do 170A.

Odabir rezača na temelju vremena i brzine rezanja materijala

Brzina plazma rezanja metala mjeri se u centimetrima u minuti. Ta se brzina također razlikuje od stroja do stroja i ovisi o njihovoj ukupnoj snazi i prirodi metala koji se reže.

Primjerice, uz sve ostale uvjete najsporije se reže čelik, a nešto brže bakar i njegove legure. I još brže - aluminij sa svojim aluminijskim legurama.

Uređaj za plazma rezač.

Ako vam je brzina važna, ne zaboravite na takav pokazatelj kao što je trajanje rada bez pregrijavanja, odnosno bez prekida. Ako u tehničkoj specifikaciji stroja stoji da je vrijeme rada 70%, to znači da se nakon sedam minuta rezanja stroj mora isključiti na tri minute da se ohladi.

Među transformatorskim rezačima postoje prvaci sa radnim vremenom od 100%. Drugim riječima, mogu raditi cijeli dan bez gašenja. Koštaju puno, naravno. Ali ako vas čekaju dugi rezovi, razmislite o kupnji "šampionskih" transformatorskih plazma rezača.

Nekoliko riječi o plameniku

Opet, procjenjujemo prirodu metala ili drugog materijala koji planiramo rezati. O tome će ovisiti snaga plamenika za plazma rezač. Trebao bi biti dovoljan za kvalitetan rez.

Prilikom izrade kalkulacija morate uzeti u obzir činjenicu da se možete susresti s teškim uvjetima rada, koji se, srećom, moraju provesti u najkraćem mogućem roku. kratko vrijeme, odnosno rezanja treba biti izrazito intenzivnog karaktera.

Ne gubimo iz vida ručku plamenika; to je važan dio za udoban i samim tim kvalitetan rad. Može se fiksirati na ručku dodatni elementi, što će vam pomoći zadržati mlaznicu na istoj udaljenosti od metalne površine. Ovaj se savjet odnosi samo na ručne modele uređaja.

Ako ćete rezati tanki metal, odaberite model s gorionikom koji je dizajniran za protok zraka.

Ako vaši planovi uključuju masivne debele izratke, kupite rezač s gorionikom za primanje zaštitnog plina - dušika, na primjer.

Rezanje materijala pomoću protoka plazme je visoka tehnologija, učinkovit način njihovu kvalitetnu obradu. Ručno rezanje plazmom, koje se izvodi odgovarajućom opremom, proširuje opseg ove vrste posla.

2 Osnovna klasifikacija opreme za plazma rezanje

Svi uređaji za rezanje plazmom dijele se na:

neizravno djelovanje – za beskontaktno rezanje;
izravna akcija - za kontakt.

Prva vrsta rezača koristi se za obradu nemetalnih materijala. Ova tehnika je specifična i nije tražena izvan proizvodnje. Kod beskontaktne metode, električni luk se pali između elektrode i mlaznice plazma plamenika.

Uređaji izravnog djelovanja režu razne metale. Prilikom rada s njima uključen je i dio koji treba rezati električni dijagram plazma aparat, a između njega i elektrode koja se nalazi u mlaznici pali se električni luk. Teći ionizirani plin podvrgnut je zagrijavanju u cijelom području između svoje izlazne točke i površine obratka - mlaz plazme ima veću snagu nego u uređajima prvog tipa. Ručna plazma se izvodi samo uz pomoć opreme ove vrste, način kontakta.

3 Uređaji za ručno plazma rezanje metala

Sastoje se od plazma plamenika, izvora napajanja, seta kabela i crijeva kojima se plazma plamenik spaja na izvor napajanja i plinska boca ili kompresor. Plazma plamenik (plazma rezač) glavni je element takve opreme. Ponekad se greškom cijeli aparat tako zove. To može biti zbog činjenice da se izvori energije koji se koriste za plazma rezače ne razlikuju od sličnih uređaja i mogu se koristiti zajedno s opremom za zavarivanje. A jedini element koji razlikuje plazma uređaj od drugog uređaja je plazmatron. Njegove glavne komponente:

mlaznica;
elektroda;
izolator otporan na toplinu koji se nalazi između njih.

Plazma baklja je oprema koja pretvara energiju električnog luka u Termalna energija plazma.Unutar njegovog tijela nalazi se cilindrična komora s izlaznim kanalom (mlaznicom) vrlo malog promjera. U stražnjem dijelu komore ugrađena je elektroda koja služi za stvaranje električnog luka. Mlaznica je odgovorna za brzinu i oblik protoka plazme. Ručni plazma rezač se koristi za ručno rezanje metala - operater drži plazma plamenik u rukama i pomiče ga preko linije rezanja.

Budući da je radni alat cijelo vrijeme ovješen, te stoga može biti podložan pomicanju zbog nevoljnih pokreta izvođača, to uvijek utječe na kvalitetu rezanja. Rez može biti neravnomjeran, s ugibima, tragovima trzaja i tako dalje. Kako bi se olakšao i poboljšao kvalitet rada, postoje posebni stalci i graničnici koji se postavljaju na mlaznicu plazma plamenika. Omogućuju vam postavljanje opreme izravno na obradak i vođenje duž linije rezanja. U tom će slučaju razmak između metala i mlaznice uvijek ispunjavati zahtjeve.

Na ručno rezanje Plin za stvaranje plazme i zaštitni plin (za hlađenje mlaznice i uklanjanje proizvoda rezanja) može biti zrak ili dušik. Napajaju se iz glavnog voda, cilindra ili kompresora ugrađenog u opremu.

4 Izvori energije za ručne strojeve za plazma rezanje

Svi izvori energije za ručne uređaje rade iz mreže izmjenične struje. Većina njih primljenu električnu energiju pretvara u istosmjerni napon, dok ostali služe samo za pojačanje izmjenične struje. Ova distribucija je zbog činjenice da plazma baklje rade na DC, veća učinkovitost. Izmjenična struja se koristi u nizu slučajeva - na primjer, za rezanje aluminija i njegovih legura.

Izvor energije može biti pretvarač ili transformator koji opskrbljuje plazmatron velikom strujom. Inverteri se obično koriste u malim industrijama i kod kuće. Manjih su dimenzija, težine i puno su energetski učinkovitiji od transformatora. Inverteri su najčešće dio ručnog aparata za. Prednosti inverterskih uređaja uključuju učinkovitost, koja je 30% veća od transformatorskih uređaja, i stabilno izgaranje električnog luka, kao i kompaktnost i mogućnost izvođenja radova na svim teško dostupnim mjestima.

Nedostaci su ograničenja snage (najveća struja je obično 70–100 A). U pravilu se inverterski strojevi koriste za rezanje obradaka relativno male debljine.

Transformatorski izvori napajanja dobili su svoje ime zbog niskofrekventnih transformatora korištenih u njihovom dizajnu. Oni imaju puno veće dimenzije i težinu, ali istovremeno mogu imati veću snagu od inverterskih izvora. Transformatorski uređaji služe za ručno i mehanizirano rezanje metala različitih debljina. Oni su pouzdaniji jer ne kvare tijekom strujnih udara. Trajanje njihove aktivacije je veće nego kod inverterskih uređaja i može doseći vrijednosti od 100%.

Trajanje prebacivanja (DS) ima izravan utjecaj na specifičnosti rada s opremom. Na primjer, ako je ručno rezanje metala plazmom, čija oprema ima radni ciklus od 40%, trajalo 4 minute bez pauze, tada se uređaju mora dati 6 minuta odmora kako bi se ohladio. U proizvodnji se koriste uređaji sa 100% radnim ciklusom, gdje uređaj radi tijekom cijelog radnog dana. Značajan nedostatak transformatorske opreme je velika potrošnja energije.

5 Princip rada ručnih strojeva za plazma rezanje

Nakon što je montirana instalacija za ručno plazma rezanje (svi spojevi i spojevi njenih elemenata), metalni izradak se za to predviđenim kablom spaja na uređaj (inverter ili transformator). Oprema se spaja na električnu mrežu, plazma baklja se dovodi do materijala koji se obrađuje na udaljenost do 40 mm i pali se pilot (pokretački ionizacijski) električni luk. Zatim se uključuje dovod plina.

Nakon primanja mlaza plazme, koji ima visoku električnu vodljivost, u trenutku njegovog kontakta s metalom nastaje radni (rezajući) električni luk. U isto vrijeme, poslužitelj se automatski isključuje. Radni luk održava kontinuitet procesa ionizacije dovedenog plina i formiranje protoka plazme. Ako se iz nekog razloga ugasi, tada morate zaustaviti dovod plina, ponovno uključiti plazma uređaj i zapaliti pilot luk, a zatim uključiti plin.

U U zadnje vrijeme Upotreba protoka plazme za rezanje materijala postaje sve popularnija. Opseg korištenja ove tehnologije dodatno se proširuje pojavom na tržištu ručnih uređaja koji se koriste za plazma rezanje metala.

Suština rezanja plazmom

Plazma rezanje uključuje lokalno zagrijavanje metala u zoni odvajanja i njegovo daljnje taljenje. Tako značajno zagrijavanje postiže se korištenjem mlaza plazme, koji se formira pomoću posebne opreme. Tehnologija za proizvodnju visokotemperaturnog mlaza plazme je sljedeća.

U početku se formira električni luk koji se zapali između elektrode uređaja i njegove mlaznice ili između elektrode i metala koji se reže. Temperatura takvog luka je 5000 stupnjeva.
Nakon toga, plin se dovodi u mlaznicu opreme, što povećava temperaturu luka na 20 000 stupnjeva.
U interakciji s električnim lukom, plin se ionizira, što dovodi do njegove transformacije u mlaz plazme, čija je temperatura već 30.000 stupnjeva.

Rezultirajući mlaz plazme karakterizira svijetli sjaj, visoka električna vodljivost i brzina izlaza iz mlaznice opreme (500–1500 m/s). Takav mlaz lokalno zagrijava i topi metal u zoni obrade, zatim se reže, što je jasno vidljivo čak i na videu takvog procesa.

U posebnim instalacijama mogu se koristiti različiti plinovi za stvaranje mlaza plazme. To uključuje:

obični zrak;
tehnički kisik;
dušik;
vodik;
argon;
para proizvedena kipućom vodom.

Tehnologija rezanja metala pomoću plazme uključuje hlađenje mlaznice opreme i uklanjanje čestica rastaljenog materijala iz zone obrade. Ovi zahtjevi su osigurani protokom plina ili tekućine koji se dovodi u područje gdje se izvodi rezanje. Karakteristike mlaza plazme generiranog na posebnoj opremi omogućuju njegovu upotrebu za rezanje metalnih dijelova čija debljina doseže 200 mm.

Strojevi za rezanje plazmom uspješno se koriste u poduzećima u različitim industrijama. Uz njihovu pomoć, rezanje ne samo metalnih dijelova, već i plastičnih i prirodni kamen. Zahvaljujući takvim jedinstvenim mogućnostima i svojoj svestranosti, ova oprema je široka primjena u tvornicama za izgradnju strojeva i brodova, u poduzećima za oglašavanje i popravke, u sektoru javnih usluga. Velika prednost korištenja takvih instalacija je ta što vam omogućuju da dobijete vrlo gladak, tanak i točan rez, što je važan zahtjev u mnogim situacijama.

Oprema za rezanje plazmom

Na moderno tržište Postoje dvije glavne vrste uređaja za rezanje metala pomoću plazme:

uređaji za neizravno djelovanje - rezanje se izvodi na beskontaktni način;
uređaji za izravno djelovanje - kontaktno rezanje.

Za obradu se koristi oprema prvog tipa, u kojoj se luk pali između elektrode i mlaznice gorionika. metalni proizvodi. Takve se instalacije uglavnom koriste u raznim poduzećima, nećete ih naći u radionici kućnih majstora ili u servisnoj garaži.

U uređajima drugog tipa, električni luk se zapali između elektrode i samog dijela, koji, naravno, može biti izrađen samo od metala. Zbog činjenice da se radni plin u takvim uređajima zagrijava i ionizira kroz cijeli razmak (između elektrode i dijela), mlaz plazme u njima ima veću snagu. Ova vrsta opreme može se koristiti za ručno rezanje plazmom.

Svaki stroj za rezanje plazmom koji radi na kontaktnom principu sastoji se od standardnog skupa komponenti:

napajanje;
plazma plamenik;
kabeli i crijeva koji se koriste za spajanje plazma plamenika na izvor napajanja i izvor opskrbe radnim plinom;
plinski cilindar ili kompresor za dobivanje mlaza zraka potrebne brzine i tlaka.

Glavni element svih takvih uređaja je plazmatron, koji razlikuje takvu opremu od konvencionalne opreme za zavarivanje. Plazma baklje ili plazma rezači sastoje se od sljedećih elemenata:

radna mlaznica;
elektroda;
izolacijski element koji je vrlo otporan na toplinu.

Glavna svrha plazma baklje je pretvaranje energije električnog luka u toplinsku energiju plazme. Plin ili smjesa zrak-plin koja izlazi iz mlaznice plazma baklje kroz otvor malog promjera prolazi kroz cilindričnu komoru u kojoj je fiksirana elektroda. To je mlaznica plazma rezača koja osigurava potrebnu brzinu i oblik protoka radnog plina, a time i samu plazmu. Sve manipulacije s takvim rezačem operater opreme izvodi ručno.

Uzimajući u obzir činjenicu da operater mora držati plazma rezač obješenim, može biti vrlo teško osigurati visokokvalitetno rezanje metala. Često dijelovi proizvedeni ručnim rezanjem plazmom imaju neravne rubove, tragove ugiba i trzanja. Kako bi se izbjegli takvi nedostaci, koriste se različiti uređaji: stalci i zaustavljači, koji omogućuju glatko kretanje plazma baklje duž linije rezanja, kao i stalni razmak između mlaznice i površine dijela koji se reže.

Zrak ili dušik mogu se koristiti kao radni i rashladni plin kada se koristi ručna oprema. Ovaj zrak-plin mlaz također se koristi za ispuhivanje rastaljenog metala iz zone rezanja. Kada se koristi zrak, on se dovodi iz kompresora, a dušik dolazi iz plinskog cilindra.

Potrebni izvori napajanja

Iako svi izvori napajanja plazma rezača rade na izmjeničnu struju, neki je mogu pretvoriti u istosmjernu struju, dok je drugi mogu pojačati. Ali više visoka efikasnost imaju oni uređaji koji rade na istosmjernu struju. Instalacije rade na naizmjenična struja, koriste se za rezanje metala s relativno niskim talištem, na primjer, aluminija i legura na njegovoj osnovi.

U slučajevima kada nije potrebna prevelika snaga plazma mlaza, kao izvori energije mogu se koristiti konvencionalni inverteri. Ovi uređaji, koji se odlikuju visokom učinkovitošću i osiguravaju visoku stabilnost električnog luka, koriste se za opremanje malih industrija i kućnih radionica. Naravno, neće biti moguće rezati komad metala značajne debljine pomoću plazma baklje koju napaja pretvarač, ali je optimalan za rješavanje mnogih problema. Velika prednost invertera su njihove kompaktne dimenzije, što ih čini lakim za nošenje i korištenje za rad na teško dostupnim mjestima.

Napajanja tipa transformatora imaju veću snagu, pomoću koje se može izvesti ručno i mehanizirano rezanje metala pomoću plazma mlaza. Takvu opremu odlikuje ne samo velika snaga, već i veća pouzdanost. Ne boje se strujnih udara koji mogu oštetiti druge uređaje.

Svaki izvor energije ima jedan važna karakteristika, kao trajanje uključenosti (DS). Za transformatorska napajanja radni ciklus je 100%, što znači da se mogu koristiti cijeli radni dan, bez pauze za hlađenje ili odmor. No, naravno, takva napajanja imaju i nedostatke, od kojih je najznačajniji velika potrošnja energije.

Kako se izvodi ručno rezanje plazmom?

Prvo što trebate učiniti kako biste počeli koristiti stroj za plazma rezanje metala je sve to sastaviti. sastavni elementi. Nakon toga se pretvarač ili transformator spaja na metalni radni predmet i na mrežu izmjenične struje.

Plazma rezanje se vrlo često koristi u industrijama poput brodogradnje, strojarstva, kao iu proizvodnji metalnih konstrukcija, komunalnih usluga itd. Osim toga, plazma rezač se prilično često koristi u privatnoj radionici. Uz njegovu pomoć brzo i učinkovito se režu svi materijali koji provode struju, te neki nevodljivi materijali poput drveta, kamena i plastike.

Tehnologija rezanja plazmom omogućuje rezanje limova i cijevi, izvođenje figured cut ili napraviti dijelove. Rad se izvodi pomoću visokotemperaturni plazma luk. Da biste ga stvorili, potrebni su vam samo izvor energije, zrak i rezač. Da bi se posao obavio prilično lako, a rez bio gladak i lijep, trebali biste saznati kako se provodi princip rada plazma rezanja.

Kako radi plazma rezač?

Ovaj uređaj sastoji se od sljedećih elemenata:

napajanje;
kompresor za zrak;
plazma rezač ili plazma plamenik;
paket kabel-crijevo.

Izvor struje za stroj za plazma rezanje opskrbljuje plazma plamenik određenom jakošću struje. To je pretvarač ili transformator.

Inverteri su prilično lagani, ekonomični u pogledu potrošnje energije, jeftini u cijeni, međutim, sposobni su rezati izratke male debljine. Zbog toga se koriste samo u privatnim radionicama i malim industrijama. Inverterski plazma rezači imaju 30% veću učinkovitost od transformatorskih rezača i imaju bolje izgaranje luka. Često se koriste za rad na teško dostupnim mjestima.

Transformatori su puno teži, troše puno energije, ali istovremeno imaju manju osjetljivost na promjene napona, a uz njihovu pomoć režu izratke velike debljine.

Plazma rezač se smatra glavnim elementom plazma rezača. Njegovi glavni elementi su:

mlaznica;
hladnjak/izolator;
kanal potreban za dovod komprimiranog zraka;

Za dovod zraka potreban je kompresor. Princip rada plazma rezanja uključuje korištenje zaštitnih plinova i plinova koji stvaraju plazmu. Za uređaje koji dizajniran za struju do 200 A, za hlađenje i stvaranje plazme koristi se samo komprimirani zrak. Mogu rezati izratke debljine do 50 mm.

Paket kabel-crijevo služi za spajanje kompresora, izvora napajanja i plazma plamenika. Po električni kabel struja počinje teći iz pretvarača ili transformatora kako bi se pokrenuo električni luk, a komprimirani zrak se dovodi kroz crijevo, što je potrebno za pojavu plazme unutar plazma plamenika.

Princip rada

Kada pritisnete gumb za paljenje, počinje napajanje visokofrekventnom strujom iz izvora napajanja (inverter ili transformator). Kao rezultat, unutar plazma baklje formira se pilot električni luk, čija temperatura doseže 8 tisuća stupnjeva. Stupac ovog luka počinje ispunjavati cijeli kanal.

Nakon što se pojavi pilot luk, komprimirani zrak počinje teći u komoru. Izbijajući iz cijevi, on prolazi kroz električni luk, zagrijava, dok se volumen povećava za 50 ili 100 puta. Osim toga, zrak počinje ionizirati i prestaje biti dielektrik, stječući svojstva vodljive struje.

Mlaznica plazma plamenika, sužena prema dolje, komprimira zrak, stvarajući strujanje iz njega, koji počinje izlaziti odatle brzinom od 2 - 3 m / s. U ovom trenutku temperatura zraka često doseže 30 tisuća stupnjeva. Taj vrući ionizirani zrak je plazma.

U trenutku kada plazma počne izlaziti iz mlaznice, ona dolazi u kontakt s površinom metala koji se obrađuje, pilot luk se u tom trenutku gasi, a rezni luk svijetli. Ona počinje zagrijte obradak na mjestu rezanja. Kao rezultat toga, metal se topi i pojavljuje se rez. Male čestice rastaljenog metala stvaraju se na površini metala koji se reže i otpuhuje ih struja zraka. Ovako radi plazma baklja.

Prednosti rezanja plazmom

Radovi na rezanju metala često se izvode na gradilištu, u radionici ili radionici. Za to možete koristiti autogen, ali nisu svi zadovoljni s ovim. Ako je količina rada uključena u rezanje metala prevelika, a zahtjevi za kvalitetom reza vrlo visoki, tada biste trebali razmisliti o upotrebi plazma rezača koji ima sljedeće prednosti:

Nedostaci plazma rezanja

Postoje i nedostaci plazma rezanja. Prva od njih je da je najveća dopuštena debljina rezanja prilično mala, a za najjače jedinice rijetko je veća od 80 - 100 mm.

Sljedeći nedostatak su prilično strogi zahtjevi za odstupanje od okomitosti reza. Kut otklona ne smije biti veća od 10 - 50 stupnjeva a ovisi o debljini dijela. Ako se ove granice prekorače, dolazi do prilično značajnog širenja reza, što rezultira brzim trošenjem potrošnog materijala.

Osim toga, radna oprema je prilično složena, što potpuno onemogućuje istovremenu upotrebu dva rezača koji su spojeni na jedan stroj.

Zaključak

Princip rada plazma rezanja je vrlo jednostavan. Osim toga, aparat koji se koristi u tu svrhu ima veliki broj prednosti koje su nekoliko puta veće od postojećih nedostataka. Ako ga pravilno koristite, možete značajno uštedjeti vrijeme i dobiti visokokvalitetne rezultate.

Rezanje metala - tehnološki proces dijeljenje monolitnog dijela na zasebne dijelove. Operacija u tijeku mehanički(rezanje, piljenje), vodeni mlaz (suspenzija vode i abrazivnog materijala) ili toplinski (grijanje).

Posljednja vrsta je plinsko, lasersko i plazma rezanje metala.

Što je rezanje plazmom? Ovo je obrada metalnih proizvoda, gdje plazma mlaz služi kao rezač.

Plazma je struja ioniziranog plina zagrijana na nekoliko tisuća stupnjeva. Sadrži čestice s pozitivnim i negativnim nabojem. Ima kvazi-neutralna svojstva. To jest, u infinitezimalnom volumenu, ukupni naboj je uravnotežen i jednak nuli.

Međutim, prisutnost slobodnih radikala znači da je plazma vodič električne energije. Kombinacija visoke temperature, električne vodljivosti i velike brzine protoka ( više brzine zvuk) omogućio je u prošlom stoljeću razvoj i stvaranje plazma opreme za rezanje metala.

Princip rada

Kako radi plazma - koriste se dvije metode obrade metalnih dijelova:

rezanje direktnim djelovanjem ili rezanje metala plazma lukom;
neizravnim utjecajem.

Izravni rezač

Između rezača (katodne jedinice) i proizvoda (anode) pali se električni luk. Katoda (elektroda) je smještena unutar kućišta koje ima mlaznicu. Plin se pod pritiskom, prolazeći pored elektrode, zagrijava do visokih temperatura i ionizira. Velika brzina protoka stvara se pri prolasku mlaznice. Električni luk topi metal. Vrući plin osigurava uklanjanje iz zone grijanja.

Indirektni rezač

Ova metoda omogućuje vam obradu običnih metala, ali i s niskim električna provodljivost, i dielektrici. Za razliku od prethodne sheme, izvor električne iskre nalazi se u rezaču. Dakle, samo protok plazme ima utjecaj na prerađene proizvode. Takva oprema košta mnogo više od modela s izravnim djelovanjem.

Obje vrste rezača imaju zajednički znanstveno-tehnički naziv - plazmatron (doslovno, generator plazme).

Prednosti tretmana plazmom

U usporedbi s drugim vrstama obrade metala, ova metoda ima niz potrošačkih svojstava:

sposobnost obrade izradaka od raznih metala, kao i nemetalnih proizvoda;
brzina obrade malih debljina (do 50 mm) je 25 puta veća nego kod;
lokalno zagrijavanje dijela događa se samo na mjestu udara, što pridonosi odsutnosti toplinskog naprezanja i deformacije proizvoda;
visokokvalitetno i čisto rezanje metala, - niska hrapavost površine na mjestu obrade;
odsutnost eksplozivnih tvari i predmeta - zapaljivih plinova, tlačnih cilindara i sl.;
Metoda vam omogućuje izradu složenih geometrijskih rezova.

Koja se oprema koristi

Jedinice za industrijsku i kućnu upotrebu proizvode se za rezanje metala plazmom. Prvi su složeni višenamjenski kompleks s automatiziranim procesom (CNC strojevi). Drugi su mali uređaji koji rade iz mreže od 220 V ili 380 V.

Izvor rezanja plazmom u kućanskim aparatima je pretvarač (generator za zavarivanje) ili transformator. Prvi tip je manje veličine i praktičniji za korištenje. Drugi ima visoku pouzdanost i dug radni vijek. Radna tekućina je pripremljeni atmosferski zrak.

Vlast ručna jedinica dovoljno za rezanje metala do 15–20 mm debljine. Neki modeli opremljeni su beskontaktnom funkcijom paljenja luka. Paket uključuje plazma plamenik i uređaj za pripremu zraka.

Koristi se u kućnim radionicama, profesionalnoj proizvodnji i građevinskim okruženjima:

plazma rijeka lim;
obrada cilindričnih proizvoda, uključujući čelične cijevi;
rezni kompleks geometrijski oblici, uključujući rupe;
obrada proizvoda od keramike i kamena i druge vrste zanata.

Ova vrsta opreme značajno je bolja u funkcionalnosti i jednostavnosti korištenja od konvencionalnog rezanja s kisikom. Ne samo u smislu veličine, već i u smislu sigurnosti.

Na fotografiji je prikazan model kućanskog plazmatrona.

Tehnološka svojstva

Industrijski i Uređaji ujediniti generalni principi rad plazma rezanja:

stvaranje električnog luka;
stvaranje ioniziranog plina;
stvaranje protoka plazme velike brzine;
učinak ovog aktivnog medija na materijal koji se obrađuje.

Rezanje plazma lukom karakterizira:

Temperatura polaza. Vrijednosti su u rasponu od 5000–30000°C. Određuje se prema vrsti materijala koji se obrađuje: niže vrijednosti koriste se za obojene metale, gornje vrijednosti koriste se za vatrostalne čelike.
Protok. Vrijednosti se kreću od 500–1500 m/s. Konfigurirano za određenu vrstu obrade:
- debljina obratka;
- vrsta materijala;
- vrsta reza (ravna ili zakrivljena);
- trajanje rada plazmatrona.
Plin koji se koristi za rezanje plazmom. Pri obradi željeznih metala (čelika) aktivna skupina je kisik (O2) i zrak. Za obojene metale i legure, - neaktivno: dušik (N2), argon (Ar), vodik (H2), vodena para. To se objašnjava činjenicom da se obojeni metali oksidiraju kisikom (počinju gorjeti), pa se koristi zaštitno plinsko okruženje. Osim toga, kombiniranjem sastava plinske smjese može se poboljšati kvaliteta obrade.
Širina rezanja. Ovdje postoji izravan slijed: kako se indikatori povećavaju, širina rezanja se povećava. Na njegovu vrijednost utječu:
- debljina i vrsta metala;
- promjer mlaznice;
- jakost struje;
- potrošnja plina;
- brzina rezanja.
Izvođenje. Određeno brzinom obrade. Na primjer, za kućanske jedinice i prema GOST-u vrijednost ne prelazi 6,5–7 m/min (~0,11 m/s). Ovisi o debljini, vrsti metala, brzini mlaza plina. Naravno, kako se veličina povećava, brzina obrade se smanjuje.

Kvaliteta obrade

Kvaliteta reza je bitan faktor kod obrade metala, pogotovo ako se radi o plazma rezanju cijevi. Određeno načinom rada i vještinom izvođača. Rezanje plazma lukom regulirano je GOST 14792-80. Međunarodni standard kvaliteta - ISO 9013-2002.

Dokumenti definiraju glavne kriterije:

Tolerancija za okomitost ili kutnost. Prikazuje odstupanja od okomice i ravnine rezanja prema površini izratka.
Taljenje gornjeg ruba. Pukotine na mjestima obrade nisu dopuštene. Gornji rub može biti oštar, otopljen, otopljen-nadvijen.
Hrapavost. Prema GOST-u podijeljen je u tri klase, 1, 2 i 3.

Vrste rezanja plazmom

Tehnologija rezanja metala plazmom je skup nekoliko metoda. Rezanje plazma lukom dijeli se na:

zračno-plazma metoda rezanja metala;
plinska plazma;
metoda lasersko-plazma rezanja.

Prva dva tipa slična su po principu rada - električni luk plus ionizirani tok vrućeg plina. Razlika je u radnoj tekućini. U prvom slučaju - zrak, u drugom - neka vrsta plina ili vodene pare.

Prema načinu obrade obradaka debljine do 200 mm koristi se kombinirana oprema. Moderno industrijska instalacija kombinira toplinsku obradu s plinskim mlazom ili korištenjem plazma plamenika. Strojevi za rezanje opremljeni su CNC (Computer Numerical Control) modulom. Režu lim po ravnoj ili zakrivljenoj stazi.

Ručno plazma rezanje je klasično rezanje plazma lukom. Prijenosne jedinice (razina kućanstva) režu željezni metal pomoću mlaza ioniziranog zraka. Proširenje asortimana plinova podrazumijeva značajno kompliciranje opreme i povećanje njezine cijene.

Laser-plazma

To je kombinacija na jednom stroju. Rezanje laserom koristi se za rad s debljinama do 6 mm. Veći limovi se obrađuju rezanjem plazma lukom.

Lasersko i plameno rezanje, kombinirano na jednom CNC stroju, povećava produktivnost. Omogućuje stvaranje različitih linija rezanja, uključujući rupe za rezanje.

Lasersko ili plazma rezanje, kombinirano na jednom uređaju, značajno štedi proizvodni prostor. Rezanje plazma lukom koristi se na velikim radnim komadima. Laser - tijekom obrade male dijelove s povećanim zahtjevima za točnost rezanja.

Temeljna razlika između laserske metode i metode plazme je izvor grijanja. U laseru je to fokusirana zraka svjetlosti. Kontaktna površina je izuzetno mala, tako da je moguće dobiti lokalni udar na dio. Zahvaljujući tome, širina rezanja je mala, a kvaliteta rezanja veća nego kod plazmatrona.

Zbog toga plazma rezanje cijevi postupno gubi tlo gdje je potrebna visoka točnost rezanja i veća kvaliteta za rub proizvoda.

Obrada titana

Titan i njegove legure stječu veliku popularnost u svemirskoj, zrakoplovnoj, medicinskoj i drugim industrijama. Kombinacija snage i niske gustoće glavne su prednosti ove tvari. Ali ovaj metal je kemijski aktivan i vatrostalan.

Zbog ovih karakteristika teško se podvrgava mehaničkoj i toplinskoj obradi. Ne možete koristiti alat za rezanje - metal će izgorjeti. Dakle, rezanje titana je dobro savladano plazmatronskom i laserskom metodom.

Uz konvencionalno izravno rezanje, metoda plazma-lasera omogućuje prostornu obradu složenih geometrijski oblici, na primjer, parenje nekoliko rupa.

Primjer plazma rezanja metala pomoću plazmatrona možete vidjeti u videu.