г. Новосибирск +7 (383) 233 71 71
27 Фев

Плазменная резка металла

Современные способы изготовления деталей не ограничиваются лишь использованием жестких резцов. Более того, можно сказать, что такой подход уже остался в прошлом. Сейчас для резки металла применяют различные нетвердые среды, в том числе, плазму. Такая технология широко используется не только для обработки металла, но и для резки камня, керамики и пр. В нашей статье мы рассмотрим особенности этого технологического подхода, его преимущества и недостатки.

Что такое плазменная резка металла?

Это процесс обработки материала, при котором происходит локальный нагрев участка и его последующее плавление. Частицы металла удаляются потоком плазмы, оставляя чисты и ровный срез.

Плазменная струя образуется специальным оборудованием – плазморезом. Сейчас есть не только массивные станки, но ручные устройства, которые компактны и могут использоваться практически в любой мастерской.

Вкратце принцип плазменной резки выглядит так: между соплом, электродом и поверхностью металла образуется мощная электрическая дуга, которая подпитывается потоком газа. Струя плазмы имеет высочайшую температуру, благодаря чему происходит эффективное разделение металла на части.

Этапы плазменной резки металла

  1. Подключение оборудования к источнику питания. Ручные плазморезы обычно работают от сети 220 В, промышленные установки рассчитаны на 380 вольт. К агрегату подается требуемое напряжение.
  2. Ток передается непосредственно на плазмотрон – горелку, туда, где расположены катод и анод (2 электрода, между которыми появляется электрическая дуга).
  3. Далее компрессором нагнетается поток газа (воздуха). Он проходит через специальные завихрители, благодаря которым закручивается струя. Она подается прямо в электродугу, наполняя ионами и повышая температуру в десятки раз. Эта стадия называется предварительной, так как в результате образуется так называемая дежурная дуга плазмы. Она необходима для поддержания работы всей системы резки. В ней плазма разогревается «всего» до 5 000°C.
  4. Перед началом работ к заготовке из металла подключают кабель массы. Непосредственно резка происходит тогда, когда к материалу подносят плазмотрон и из-за замыкания дуги появляется уже рабочая струя плазмы. Подающийся поток газа нагревается до 20 000 градусов. Он соприкасается с электрической дугой, и получается плазма, температура которой достигает 30 000 градусов по Цельсию.

    Визуально плазменный поток представляет собой струю с ярким свечением. Она имеет высокую электропроводность. Попадая на металл, плазма локально разогревает его, плавит в нужном месте, разрезает, попутно удаляя лишние частицы. Скорость струи при этом достигает от 500 до 3000 м/с. Благодаря высочайшему нагреву и большому давлению струя оставляет тонкий рез и небольшие наплывы металла, которые легко удаляются простым постукиванием заготовки.

  5. После окончания работ останавливают работу плазмотрона. Отключаются все виды электрических дуг. Осуществляется продувка воздухом аппарата, чтобы удалить мусор и охладить электроды.

Плазменная среда, образуемая при резке металла

Плазморез образует сжатую электродугу, которая позднее дополняется струей высокотемпературного ионизированного газа. Такой поток называют плазмой. В данной технологии именно она является режущим элементом. Кстати, с ее помощью можно не только осуществлять резку металла, но и сварку. Для этого понадобится специализированная присадочная проволока.

Газы, необходимые для образования плазмы:

  • Воздух;
  • Азот;
  • Водород;
  • Технический кислород;
  • Аргон;
  • Водяной пар.

Один из этих газов используется при плазморезке металла. Следует отметить, что плазмообразующая среда влияет на множество параметров процесса. От того, что входит в состав плазменного потока, зависит возможность:

  • Варьировать объем тепловой энергии в расширенных пределах;
  • Регулировать показатели поверхностного напряжения, вязкости металла или другого материала, который подвергается резке;
  • Настраивать параметры теплового потока в зоне резки металла и плотность тока;
  • Контролировать глубину насыщенности газом, характер химических и физических процесс на участке резки;
  • Защищать от появления значительных наплывов на листах металла;
  • Формировать оптимальные условия для удаления из полости резки частиц плавленого металла.

Поэтому для успешной работы с технологией плазменной резки металла нужно не только уметь пользоваться оборудованием, но и знать, как подобрать нужную комбинацию газов для создания плазмы. При этом обязательно учитывается цена применяемого сырья и себестоимость резки.

Виды плазменной резки металла

В зависимости от среды, в которой происходит процесс плазморезки:

  • Простая резка. В большинстве случаев применяется воздух в качестве плазмообразующего газа, иногда вместо него берут азот. В этом случае длина электрической дуги имеет ограничения, поэтому максимальная толщина металлического листа – 10 мм. Чаще всего этот тип плазморезки используют для обработки низколегированной и мягкой стали.
  • Плазморезка с использованием защитного газа. Этот метод дает свои преимущества. Срез металла в процессе обработки защищается от воздействия внешней среды. Это способствует улучшению качества получившейся детали.
  • Резка плазмой с использованием воды. Жидкость в этом случае также играет защитную роль. Она оберегает металл от воздействия окружающих факторов, охлаждает плазмотрон, а также поглощает вредные испарения.

В зависимости от способа резки

  • Плазморезка дугой. Металл становится частью электроцепи. Дуга горит между сварочным электродом и обрабатываемым материалом. Плазменная струя совмещается с электрическим потоком, в результате чего получается высокая энергия. Такой принцип чаще всего применяют на промышленных предприятиях, так как он высокоэффективный.
  • Плазморезка струей. В этом случае заготовка не включается в электрическую цепь, а это значит, что можно использовать неметаллические материалы. Дуга образуется между наконечником плазмотрона и сварочным стержнем. Из устройства выходит определенный объем плазменного столба. Его энергии достаточно для того, чтобы обработать камень, пластик и пр.

Также плазменную резка может быть разделительной и поверхностной. В первом случае части целого отделяются друг от друга по всей линии резки, во втором – удаляется только верхний неглубокий слой.

Какие материалы можно обрабатывать плазменной резкой

  • Легированные и углеродистые стали – заготовки толщиной не более 50 мм;
  • Чугун – до 90 мм;
  • Алюминий и сплавы из него – до 120 мм;
  • Медь – толщиной до 80 мм.

Используется способ плазменной резки не только для обработки металлов. Подходит он и для пластиковых изделий, заготовок из натурального камня, керамики.

Сфера применения технологии

Строительство и производство, машино- и судостроение, рекламная и ремонтная сфера, коммунальные предприятия – это лишь небольшой перечень направлений, где плазменная резка помогает решать самые разнообразные задачи. Главным преимуществом технологии является то, что она дает возможность получать точный и очень аккуратный срез, что важно при совершении определенных производственных операций. Поэтому цена такой услуги полностью оправдывает себя.

Варианты обработки с помощью плазменной резки:

  • Рассечение листовых металлов;
  • Обработка заготовок в форме цилиндра, в том числе, стальных труб;
  • Вырезка сложных геометрических деталей, отверстий, фигурная резка;
  • Обработка каменных и керамических изделий и пр.

Преимущества плазменной резки металла

  1. Универсальность. Можно обработать не только металлы, стальные сплавы, но и практически все известные материалы. Кроме того, плазменная резка отлично справляется со всеми видами металлов: черные, тугоплавкие, цветные. Это могут быть заготовки из чугуна, меди, холоднокатаные листы стали и многое другое.
  2. Высокая скорость резки. Благодаря особенностям технологии, струя плазмы вылетает из плазмореза с огромным давлением, что повышает производительность работы. По этому параметру плазменная резка в несколько раз превосходит газовую.
  3. Не требуется предварительный нагрев. Металл перед началом резки не нужно нагревать. Это, во-первых, экономит время на совершение операции, а во-вторых, это исключает деформацию заготовки.
  4. Высокое качество. Плазменную резку металла часто сравнивают с лазерной. Но здесь плазморезка заслуженно лидирует. Данная технология позволяет обрабатывать листовые металлы большой ширины, толщины и под разным углом. В результате изделия почти не имеют дефектов и загрязнений.
  5. Широкие возможности. Плазменная резка металла может быть фигурной и высокохудожественной. Скорость и точность, а также аккуратность дают возможность создавать необычные изделия, уникальные, с любой геометрической формой и объемами. Прекрасно подходит для создания художественных фигур высокой сложности.
  6. Сокращение отходов. По сравнению с газовой резкой количество отходных частиц уменьшается в несколько раз.
  7. Безопасность работы. При работе методом газовой резки металла нужно обязательно иметь баллон с газом под высоким давлением. Это потенциально опасный источник взрыва и пожара. Для плазменной резки такого не требуется, так как в большинстве случаев агрегат нагнетает воздух.
  8. Экологичность. При плазменной резке в окружающую среду выбрасывается минимально возможное количество вредных веществ.
  9. Высокая эффективность. Плазморезка дает в результате точный и ровный срез. Работа происходит оперативно, цена услуги вполне обоснована, потому что после плазменной резки вам не понадобится дополнительно механически обрабатывать металл, затирая неровности или «заусенцы».

Недостатки плазменной резки металла

  1. Относительно небольшая толщина металла (до 10 см – это максимум);
  2. Очень громкий шум при работе плазмотрона. Связано это с тем, что из сопла плазмообразующий газ вылетает на околозвуковой скорости;
  3. К одному устройству (плазмотрону) нельзя подключить два или более резаков для ручной обработки;
  4. Сама конструкция устройства для плазменной резки металла сложная. Поэтому на обслуживание оборудования будет уходить немало денег и времени, так как потребуется профессиональная и грамотная работа;
  5. Цена плазмотрона достаточно высокая, поэтому не каждая мастерская может позволить себе установить такой агрегат;
  6. При применении в качестве плазмообразующего газа азота возрастает экологический риск, так как выделяется больше токсичных частиц.

Оставьте заявку и мы свяжемся с вами в ближайшее время

Мы свяжемся с вами в ближайшее время

Оставьте нам сообщение и мы свяжемся с вами в ближайшее время

Мы свяжемся с вами в ближайшее время

Оставьте заявку и мы свяжемся с вами в ближайшее время

Мы свяжемся с вами в ближайшее время

Оставьте заявку и мы свяжемся с вами в ближайшее время

Мы свяжемся с вами в ближайшее время

Оставьте заявку и мы свяжемся с вами в ближайшее время

Мы свяжемся с вами в ближайшее время