Фигурная резка металла плазмой

Обновлено: 19.04.2024

Плазменная резка осуществляется аппаратом под названием плазморез. Он создаёт поток высокотемпературного ионизированного воздуха (плазмы), который разрезает заготовку.

Принцип плазменной резки основан на свойстве воздуха в состоянии ионизации становиться проводником электрического тока.

Плазморез создаёт в плазмотроне плазму (ионизированный воздух, разогретый до высокой температуры) и сварочную дугу, которые осуществляют раскрой материала.

Устройство плазмореза

Плазморез состоит из нескольких блоков:

источник электропитания; ;
компрессор;
комплект кабель-шлангов.

Источник электропитания

Источником электропитания может быть:

трансформатор. Достоинством его является то, что он практически не чувствителен к перепадам напряжения электросети и позволяет резать заготовки большой толщины, а недостатком – значительный вес и низкий КПД;
инвертор. Единственным его недостатком является то, что он не позволяет резать заготовки большой толщины. Достоинств много:
- при питании от него стабильно горит дуга;
- КПД на 30 % выше, чем у трансформатора;
- дешевле, экономичнее и легче трансформатора;
- его удобно использовать в труднодоступных местах.
Плазмотрон

Плазмотрон – это плазменный резак, с помощью которого разрезается заготовка. Он является основным узлом плазмореза.

Конструкция и схема подключения плазмотрона

Конструкция плазмотрона состоит из следующих составляющих:

Компрессор

Компрессор в плазморезе требуется для подачи воздуха. Он должен обеспечивать тангенциальную (или вихревую) подачу сжатого воздуха, которая обеспечит расположение катодного пятна плазменной дуги строго по центру электрода. Если этого не будет обеспечено, то возможны неприятные последствия:
- плазменная дуга будет гореть нестабильно;
- могут образоваться одновременно две дуги;
- плазмотрон может выйти из строя.
Принцип работы

Результат работы плазмотрона

Принцип действия плазмотрона заключается в следующем. Создаётся поток высокотемпературного ионизированного воздуха, электропроводность которого равна электропроводности разрезаемой заготовки (т.е. воздух перестаёт быть изолятором и становится проводником электрического тока).

Образуется электрическая дуга, которая локально разогревает обрабатываемую заготовку: металл плавится и появляется рез. Температура плазмы в этот момент достигает 25000 – 30000 °С. Появляющиеся на поверхности разрезаемой заготовки частички расплавленного металла будут сдуваться с нее потоком воздуха из сопла.

Технология

Технология плазменной резки металла вкратце может быть описана следующим образом. Плазменной обработке поддаются все виды металлов толщиой до 220 мм.

Эффект появляется после воспламенения плазмообразующего газа при образовании искры в контуре электрической дуги (между наконечником форсунки и неплавящимся электродом. От искры загорается поток газа, здесь же он ионизируется, превращаясь в управляемую плазму (с крайне высокой, 800 и даже 1500 м/с скоростью выхода).

В выходном отверстии, от сужения, происходит ускорение потока плазмообразующего носителя. Высокоскоростная плазменная струя позволяет получить температуру на выходе около 20 0000с. Узконаправленная струя в тысячи градусов буквально проплавляет материал в точечной области воздействия, нагрев вокруг места обработки незначительный.

Плазменно-дуговой способ используется с замыканием обрабатываемой поверхности в проводящий контур. Другой вид резки (плазменной струей) — работает при наличии стороннего (косвенного) образования высокотемпературного компонента в рабочей схеме плазмотрона. Нарезаемый металл не включен в проводящий контур

Резка плазменной струей

Раскрой заготовок плазменной струей применяется для обработки материалов, не проводящих электрический ток. При резке этим методом дуга горит между формирующим наконечником плазмотрона и электродом, а сам разрезаемый объект в электрической цепи не участвует. Для разрезания заготовки используется струя плазмы.

Плазменно-дуговая резка

Плазменно-дуговой резке подвергаются токопроводящие материалы. При выполнении резки этим методом дуга горит между разрезаемой заготовкой и электродом, её столб совмещен со струей плазмы. Последняя образуется за счет поступления газа, его нагрева и ионизации. Газ, продуваемый через сопло, обжимает дугу, придает ей проникающие свойства и обеспечивает интенсивное плазмообразование. Высокая температура газа создает высочайшую скорость истечения и увеличивает активное воздействие плазмы на плавящийся металл. Газ выдувает из зоны реза капли металла. Для активизации процесса используется дуга постоянного тока прямой полярности.

Плазменно-дуговая резка применяется при:
- производстве деталей с прямолинейными и фигурными контурами;
- вырезании отверстий или проемов в металле;
- изготовлении заготовок для сварки, штамповки и механической обработки;
- обработке кромок поковок;
- резке труб, полос, прутков и профилей;
- обработке литья.
Виды плазменной резки

В зависимости от среды, существуют три вида плазменной резки:
- простой. Этот метод подразумевает использование только воздуха (или азота) и электрического тока;
- с защитным газом. Применяются два вида газа: плазмообразующий и защитный, который сохраняет зону реза от влияний окружающей среды. В результате повышается качество реза;
- с водой. В этом случае вода выполняет функцию, аналогичную защитному газу. Кроме того, она охлаждает компоненты плазмотрона и поглощает вредные выделения.
Основанная на указанных принципах плазменная резка обеспечивает не только высокопроизводительное производство, но и совершенно пожаробезопасное: применяемые в технологии материалы не огнеопасны.

Видео

Посмотрите ролики, где наглядно объясняется, как происходит плазменная резка:

Принцип работы воздушно-плазменной резки металла

Воздушно-плазменная резка: на чем основан принцип осуществления. Плазма, производящая резку, является разогретым газом с высоким значением электропроводности . Его еще называют ионизованным. Генерируется плазма специальным дуговым элементом. Принято называть этот способ резки плазменным.

Обычная дуга сжимается плазмотроном. Ионизованный газ вдувается в нее, с помощью чего она может генерировать горячий воздух. Она способна производить обработку, при помощи повышенной температуры. Металл разрезается, плавясь при этом.

Осуществление обработки металла происходит благодаря, как плазменной дуге, так и струе. В первом варианте на металлическое изделие оказывается прямое воздействие, во втором — косвенное. Наиболее распространенным и действенным является метод резки с помощью действия напрямую. Для материала, который не обладает электропроводностью (как правило это неметаллические изделия) применяют способ непрямого влияния. При любом из вариантов разрезаемый материал не теряет агрегатного состояния и его конструкция слабо подвергается деформации.

Принцип работы плазменного резака

Плазмотрон – это техническое устройство, которое образует электрический разряд между электродом (катодом) и поверхностью обрабатываемого изделия (анодом), это происходит в потоке газа который образует плазму.

Принцип работы устройства: для охлаждения применяется вода или газ, для получения плазмы используется плазмообразующий газ. Поток входящего в камеру газа подвергается нагреванию до высоких температур после чего ионизируется, тем самым приобретает свойства плазмы. Плазмообразующий газ и охлаждающий подаются в различные каналы плазматрона. При подаче питания между катодом и соплом образуется так называемый вспомогательный разряд, визуально её можно видеть как небольшой факел.

Основная (рабочая дуга) образуется при касании второстепенного разряда обрабатываемой поверхности, которая в данном случае выполняет роль анода (плюс). Стабилизация разряда может осуществляться магнитным полем, водой либо газом, зачастую стабилизирующий газ является и плазмообразующим. После этого можно проводить резку материала, нанесение покрытий, сварку, наплавку или даже добычу полезных ископаемых, путём разрушения горных пород.

Условно конструкцию плазмотрона можно представить как несколько основных элементов:
1. изолятор;
2. электрод;
3. сопло;
4. механизм для подвода плазмообразующего газа;
5. дуговая камера.
Конструкция и принцип работы плазмотрона с совмещенным соплом и каналом

Особенностью плазмотрона, использующего воздушно-плазменную резку является совмещение канала и сопла. Воздух проходит через канал сопла наружу. Принцип работы схож, при подаче электропитания промеж катодом и соплом образуется вспомогательный разряд. Воздух закрученный по спирали, стабилизирует и сжимает столб рабочего разряда. Он же предотвращает соприкосновение электрической дуги стенок соплового канала.

Типы плазмотронов

Плазмотроны можно условно разделить на три глобальных типа
1. электродуговые;
2. высокочастотные;
3. комбинированные.
Устройства работающие на основе электрической дуги оснащены одним катодом, который подключен к источнику питания постоянного тока. Для охлаждения применяют воду, которая находится в охладительных каналах.

Можно выделить следующие виды электродуговых аппаратов
- с прямой дугой;
- косвенной дугой (плазмотроны косвенного действия);
- с использованием электролитического электрода;
- вращающимися электродами;
- вращающейся дугой.
Автомат: принцип работы

Станок плазменной автоматической резки имеет:
1. пульт управления,
2. плазмотрон
3. рабочий стол для заготовок.
На пульте управления происходит корректировка предварительно установленных программ, если резка отклоняется от установленных параметров. Для оперативного исправления в процессе работы и выбора оптимальных режимов резания.

Через установленный на рабочем столе лист, пропускается электрический ток. Между поверхностью листа и плазмотроном пробегает первичная электродуга. В которой сжатый воздух, разогревается до состояния плазмы. Первичная дуга скрывается в раскаленной ионизированной струе, которая и режет металла.

Резка начинается с середины или с края. Чем чаще происходит прерывание дуги и зажигание новой искры, тем меньше становится ресурс сопла и катода. Грамотный оператор автоматической резки выбирает режимы резания по таблице и отталкиваясь от конкретных условий (толщина металла, диаметр сопла). Благодаря чему можно добиться значительного сокращения расходов. По окончанию операции, автомат самостоятельно оповестит оператора, выключит и отведет плазмотрон от материала.

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.
Важно! Для некоторых марок металла недопустимо применение определенных плазмообразующих смесей (к примеру, для резки титана нельзя использовать смеси, содержащие в составе азот или водород).

Все газы, используемые при выполнении плазменной обработки, условно делятся на защитные и плазмообразующие.

В целях бытового назначения (толщина до 50 мм, сила тока дуги – менее 200 А) применяется сжатый воздух, который может использоваться как защитный, так и плазмообразующий газ, а в более сложных условиях промышленного назначения применяются другие газовые смеси, которые содержат кислород, азот, аргон, гелий или водород.

Достоинства и недостатки плазменной резки

Обработка металлов аппаратами или станками плазменной резки дает в работе целый ряд преимуществ.
1. По сравнению с кислородной горелкой, плазморез обладает более высокой мощностью, и соответственно, производительностью, и по данному параметру уступает только лазерным установкам промышленного масштаба.
2. Плазменная резка выгодна с экономической точки зрения при толщине металла до 60 мм. Для резки материалов с толщиной более 60 мм рекомендуется использовать кислородную резку.
3. Современные плазморезы отличаются высокоточной и качественной обработкой металлов. Срез получается «чистый», с минимальной шириной, благодаря чему, практически не требует дополнительной шлифовки.
4. Также, плазменно-дуговая обработка характеризуется универсальностью применения, безопасностью и низким уровнем загрязнения окружающей среды.
Из недостатков можно отметить скромную толщину среза (до 100 мм), а также невозможность одновременной работы двух плазморезов и соблюдение жестких требований к отклонениям от перпендикулярности среза.

Возможности плазменной резки

Сфера применения плазменной резки очень разнообразна, благодаря своей универсальности и диапазону обрабатываемых металлов и металлических сплавов. Автоматизированная и ручная плазменная резка материалов широко применяется на предприятиях и во многих отраслях промышленности для выполнения обработки:
- Труб;
- Листового металла;
- Чугуна;
- Стали (в т.ч. нержавеющей);
- Бетона;
- Отверстий;
- Фигурной и художественной резки.
Характеристики плазморезов позволяют выполнять обработку нержавеющей стали, что недоступно кислородным горелкам. Плазморезы практически незаменимы для обработки тонкой листовой стали. Особого внимания заслуживают ручные устройства, которые отличаются компактными размерами и экономичным потреблением электроэнергии. Технология плазменно-дуговой резки особенно ценится за выполнение чистого среза без «наплывов», что положительно влияет на скорость и точность выполнения работ, а также на производственные возможности предприятий.

Что нужно знать о плазменной резке металла

Что такое плазменная резка? Это обработка металлических изделий, где резцом служит струя плазмы. На чем основана технология, виды оборудования - далее.

Резка металла — технологический процесс разделения монолитной детали на отдельные части. Операция выполняется механическим способом (рубка, распиливание), гидроабразивным (суспензия из воды и абразивного материала) или термическим (нагрев).

Последний вид — это газокислородная, лазерная и плазменная резка металла.

Плазменная резка — что это

Что такое плазменная резка? Это обработка металлических изделий, где резцом служит струя плазмы.

Плазма, представляет собой поток ионизированного газа, разогретого до нескольких тысяч градусов. Содержит частицы с положительным и отрицательным зарядом. Имеет квазинейтральные свойства. То есть, в бесконечно малом объёме, суммарный заряд уравновешивается и равен нулю.

Тем не менее, наличие свободных радикалов, означает, что плазма является проводником электричества. Сочетание высокой температуры, электропроводности и высокой скорости потока (больше скорости звука) позволило в прошлом веке разработать и создать для резки металла плазменное оборудование.

Принцип действия
- рез прямого действия, или плазменно-дуговая резка металлов;
- рез косвенным воздействием.
Резак прямого действия

Между резаком (катодный узел) и изделием (анод) зажигают электрическую дугу. Катод (электрод) помещён внутрь корпуса, имеющего сопло. Газ, под давлением, проходя мимо электрода, разогревается до высоких температур и ионизируется. Высокая скорость потока создаётся при прохождении сопла. Электродуга плавит металл. Раскалённый газ обеспечивает вывод из зоны нагрева.

Резак косвенного действия

Этот метод позволяет обрабатывать обычные металлы, но, и с малой электрической проводимостью, и диэлектрики. В отличие от предыдущей схемы, источник электроискры помещён в резаке. Поэтому, воздействие на обрабатываемые изделия оказывает только поток плазмы. Стоит такое оборудование значительно дороже, нежели модели прямого действия.

Плазмотрон прямого действия

Оба вида резаков имеют общее научно-техническое название, — плазматрон (буквально, — генератор плазмы).

Преимущества плазменной обработки
- возможность обработки заготовок из различных металлов, а также неметаллических изделий;
- скорость обработки небольших толщин (до 50 мм) в 25 раз выше, нежели посредством газопламенной резки;
- локальный разогрев детали происходит только в месте воздействия, что способствует отсутствию тепловых напряжений и деформации изделия;
- качественный и чистый распил метала, — в месте обработки малая шероховатость поверхности;
- отсутствие взрывоопасных веществ и предметов, — горючих газов, баллонов под давлением и т.п.;
- способ позволяет производить сложные геометрические резы.
Какое оборудование применяют

Для резки металла плазмой выпускаются агрегаты промышленного и бытового назначения. Первые представляют собой сложный многофункциональный комплекс с автоматизированным процессом (станки с ЧПУ). Вторые — небольшие аппараты, работающие от сети 220V или 380 V.

Источник плазменной резки в бытовых приборах, — инвертор (сварочный генератор) или трансформатор. Первый вид меньше по габаритам, удобнее в обращении. Второй — обладает высокой надёжностью, длительным сроком эксплуатации. Рабочее тело — подготовленный атмосферный воздух.

Мощности ручного агрегата хватает для распила металла толщиной до 15–20 мм. Отдельные модели оснащены функцией бесконтактного зажигания дуги. В комплектацию входит плазмотрон и устройство подготовки воздуха.

Используются в домашних мастерских, условиях профессионального производства и строительства:
- плазменная река листового металла;
- обработка цилиндрических изделий, в том числе стальных труб;
- вырезка сложных геометрических фигур, в том числе отверстий;
- обработка керамических и каменных изделий и другие виды промысла.
Этот вид оборудования существенно превосходит по своему функционалу и удобству пользования обычную газокислородную резку. Не только по габаритам, но и по технике безопасности.

Модель бытового плазматрона показана на фото.

Свойства технологии
- создание электродуги;
- образование ионизированного газа;
- создание высокоскоростного потока плазмы;
- воздействие этой активной средой на обрабатываемый материал.
Для плазменно-дуговой резки характерны:
- Температура потока. Величины находятся в диапазоне 5000–30000°C. Определяется видом обрабатываемого материала: нижние значения используют для цветных металлов, верхние — для тугоплавких сталей.
- Скорость потока. Значения в пределах 500–1500 м/с. Настраивается под определённый вид обработки:
  - толщина заготовки;
  - вид материала;
  - тип распила (прямой или криволинейный);
  - длительность работы плазматрона.
  - толщина метала и его вид;
  - диаметр сопла;
  - сила тока;
  - расход газа;
  - скорость реза.
  Качество обработки
  
  Качество реза — важный фактор при обработке металла, особенно, если это плазменная резка труб. Определяется режимом работы, мастерством исполнителя. Плазменно-дуговая резка регламентируется ГОСТ 14792-80. Международный стандарт качества — ISO 9013-2002.
  
  Документами определяются основные критерии:
  1. Допуск на перпендикулярность или угловатость. Показывает отклонения от перпендикуляра и плоскости реза к поверхности обрабатываемого изделия.
  2. Оплавление верхнего края. Трещины в точках обработки не допускаются. Верхний край может быть острым, оплавленным, оплавленно-нависающим.
  3. Шероховатость. По ГОСТ делится на три класса, 1, 2 и 3.
  Виды плазменнй резки
  
  Технология плазменной резки металла — это набор нескольких способов. Плазменно-дуговая резка подразделяется:
  1. воздушно-плазменный способ резки металла;
  2. газоплазменная;
  3. лазерно-плазменный способ резки.
  Первые два вида схожи по принципу действия, — электродуга плюс ионизированный поток раскалённого газа. Отличие в рабочем теле. В первом случае — воздух, во втором — какой-либо газ или водяной пар.
  
  По способу обработки заготовок толщиной до 200 мм, применяется комбинированное оборудование. Современная промышленная установка сочетает термообработку газовой струёй или использование плазмотрона. Станки для резки оснащены модулем ЧПУ (числовое программное управление). Выполняют раскрой листового металла по прямой или криволинейной траектории.
  
  Ручная плазменная резка — это классическая плазменно-дуговая резка. Переносные агрегаты (бытового уровня) режут чёрный металл с помощью воздушной ионизированной струи. Расширение ассортимента газов, влечёт значительное усложнение оборудования и рост его стоимости.
  
  Лазерно-плазменная
  
  Представляет собой комбинацию способов раскроя металла на одном станке. Лазерная резка применяется для работ с толщинами до 6 мм. Более размерные листы обрабатываются с помощью плазменно-дуговой резки.
  
  Лазерная и пламенная резка, в сочетании на одном станке с ЧПУ, повышает производительность. Позволяют формировать различные линии раскроя, в том числе, рез отверстий.
  
  Лазерная или плазменная резка, совмещённые на одном устройстве, значительно экономят производственные площади. Плазменно-дуговая резка используется на габаритных заготовках. Лазерная — при обработке мелких деталей с повышенными требованиями к точности раскроя.
  
  Принципиальное отличие лазерного метода от плазменного, — источник нагрева. В лазере — это сфокусированный световой луч. Зона контакта чрезвычайно мала, поэтому удаётся получить локальное воздействие на деталь. Благодаря этому, ширина распила мала, качество раскроя выше, нежели плазматроном.
  
  Из-за этого, плазменная резка труб постепенно сдаёт позиции там, где требуется высокая точность раскроя и предъявляется повышенное качество к краю изделия.
  
  Обработка титана
  
  В космической, авиационной, медицинской и других видах промышленности большую популярность завоёвывает титан и его сплавы. Сочетание прочности, малой плотности — основные плюсы этого вещества. Но, этот металл химически активен и тугоплавок.
  
  Вследствие таких характеристик, его трудно подвергать механической и термической обработке. Режущий газовый резак применять нельзя, — металл сгорит. Отсюда, резка титана хорошо освоена на плазматроне и лазерным способом.
  
  Кроме обычного прямого раскроя, плазменно-лазерный способ позволяет выполнять пространственную обработку сложных геометрических форм, например, сопряжение нескольких отверстий.
  
  Пример плазменной резки металла, посредством плазматрона, можно увидеть на видео.
  
  Способы художественной резки металла
  
  Художественная или фигурная резка металла способна создавать уникальные предметы интерьера и экстерьера. Мы рассмотрим плазменную и лазерную резку.
  
  Художественная резка металла (другое часто встречающееся название — фигурная) — это создание или нанесение на листы материала оригинальных рисунков, надписей или других изобразительных элементов. Она может быть выполнена при помощи специального оборудования, чаще всего станков, позволяющего обрабатывать прочный и твердый материал как сталь и другие металлы и сплавы. Для работы на подобном оборудовании, как правило, не требуются профессиональные навыки, достаточно внимательно изучить инструкцию и приемы обработки.
  
  Виды художественной резки металла
  
  Фигурная резка металла выполняется одним из четырех основных способов, в основе которых лежат следующие технологии:
  - лазерная;
  - плазменная;
  - гидроабразивная;
  - гильотинная.
  Каждая из технологий имеет достоинства и недостатки. Наиболее современными и потому прогрессивными и широко используемыми считаются первые две.
  
  Лазерная резка
  
  При лазерной резке по металлу для обработки и раскроя материала используется мощный лазер. Чаще данная технология используется в промышленных масштабах, где лазерный луч управляется специальной компьютерной программой. В результате узконаправленного воздействия происходит быстрое нагревание, плавление, а затем испарение или выдувание материала на участке, подвергаемом резке. При этом технология позволяет получать узкий рез с крайне малой зоной воздействия на обрабатываемую поверхность.
  
  Лазерная резка имеет ряд преимуществ:
  - относительно невысокий уровень затрат (по сравнению с большинством альтернативных технологий, за исключением плазменной резки) при обработке твердых сплавов;
  - возможность работы с хрупкими сплавами, которые легко деформируются;
  - безопасность технологических процессов (при использовании исправного оборудования);
  - отсутствие или крайне малая деформация материала, которая достигается за счет узконаправленной обработки;
  - возможность создания самых разнообразных и сложных контуров;
  - отсутствие необходимости последующей отделки или обработки поверхности.
  Благодаря особенностям технологии, с использованием лазерной резки можно выполнять рисунки любой сложности, не требующие при этом дополнительной обработки, так как кромки и края сразу получаются гладкие и ровные.
  
  К недостаткам лазерной резки относится невозможность работы с алюминием и его сплавами с нержавеющей сталью. Это вызвано отражающими свойствами материала. Он может быть обработан только с использованием особо мощного лазерного оборудования.
  
  Художественная лазерная резка металла является качественным способом создать узор с наименьшими затратами материала и времени.
  
  Плазменная резка
  
  Художественная резка металла плазмой выполняется плазменной струей, которая используется как режущий инструмент. Она создается следующим образом:
  - образуется электрическая дуга (между соплом и электродом или между металлом и электродом), зажигание которой происходит за счет импульса или короткого замыкания;
  - из сопла подается газ, находящийся под давлением;
  - под действием электрической дуги он превращается в плазменную струю, температура которой достигает 30 тыс. градусов, а скорость — 1,5 тыс. м/с.
  Плазменная резка металла обладает следующими достоинствами:
  - возможность создания рисунков и фигур любой сложности;
  - качественный, чистый и гладкий разрез;
  - возможность обработки всех видов металлов;
  - скорость и производительность используемого оборудования;
  - отсутствие деформации материала;
  - безопасность технологических процессов (если используемое оборудование исправно).
  Художественная плазменная резка может применяться к материалам с ржавчиной или загрязнением, что не приводит к ухудшению качества обработки. По сравнению с резкой при помощи лазерного оборудования, плазменное обладает большей производительностью и диапазоном материалов, которые возможно обработать.
  
  К недостаткам данного способа резки относятся:
  - образуемый на кромке конус, вызванный особенностью технологии;
  - несколько большая, по сравнению с резкой лазером, ширина реза.
  Учитывая достоинства и недостатки каждого из описанных методов обработки, практикующие специалисты склоняются к тому, что плазменная резка наиболее востребована, так как имеет лучшее соотношение цена-качество.
  
  Оборудование для художественной резки
  
  Для каждой применяемой при обработке технологии, разработано значительное количество различного оборудования.
  
  Станки для обработки металлов лазером достаточно дороги. Их выпускает множество зарубежных компаний, самыми известные из которых: Trumpf (Германия), ESAB (Швеция), MultiCam (США), Mazak (Япония), Bystronic (Швейцария) и т.д. Несмотря на то, что технология используется два десятка лет, приобрести новое оборудование перечисленных компаний могут позволить себе только относительно крупные промышленные производства.
  
  Тем не менее, необходимо учитывать, что на рынке широко представлено предложение оборудования данной категории, уже бывшее в употреблении, но находящееся в рабочем состоянии. Даже в таком виде, оно практически всегда превосходит многочисленные аналоги китайского производства, которые даже новые не отличаются ни качеством обработки, ни надежностью при эксплуатации.
  - инвенторная плазморезка. Компактная, отличается экономным расходованием энергии, но боле требовательная к стабильности напряжения;
  - транформаторная плазморезка. Более надежная, но требующая значительного расхода энергии, имеет большие размеры.
  При выборе оборудования для плазменной резки металла учитывают следующие критерии:
  - мощность;
  - производительность работы;
  - материал, из которого выполнена горелка;
  - внешний вид и дизайн агрегата.
  Оборудование для плазменной резки крайне широко представлено на современном рынке, поэтому каждый желающий без труда найдет модель, подходящую именно ему.
  
  Заключение
  
  Применение лазерной или плазменной резки металла позволяет получить качественный продукт с относительно небольшими затратами, благодаря использованию современных технологий и последних достижений в области обработки материалов.
  
  Интересно узнать опыт людей, использовавших различные технологии художественной резки металла на практике. Его можно изложить в комментариях под статьей.
  
  Преимущества мобильных плазменных резаков
  
  В этой статье мы поговорим о видах плазменных резаков, их назначении, функциональных отличиях, а также дадим рекомендации по выбору аппарата.
  
  Резка металла — процедура с которой мы так или иначе сталкиваемся в строительстве, сантехнике, ремонте автомобилей, декоративной ковке и монтаже конструкций. Обычно, для резки используется ножовка по металлу или болгарка. Предлагаем вам обратить внимание на плазморез — сложный, но намного более удобный инструмент. В этой статье мы поговорим о видах плазморезов, их назначении, функциональных отличиях, а также расскажем, что такое циркуль для плазмореза и как с его помощью делать вырезы идеальной формы.
  
  Принцип работы устройства
  
  Для начала давайте рассмотрим, как работает инверторный плазменный резак. В основе горелки — синтез плазмы. В специальном канале создается электрическая дуга, через которую под высоким давлением подается воздух. Воздух со скоростью до 3-х километров в секунду продувает плазму, и происходит ионизация воздушного потока. Электрическая дуга проходит через ионизированную среду. При этом, температура плазмы достигает 30 тысяч градусов по Цельсию. Плазменный поток прожигает металл, попутно выдувая из него расплавленные частицы.
  
  Конструкция аппарата воздушно плазменной резки состоит из следующих элементов:
  - Источник питания для плазмореза (трасформатор, реже — сварочный инвертор);
  - Генератор плазмы подключенный к источнику питания и заземлению (плазмогенератор);
  - Головка резака (его также называют плазмотроном);
  - Компрессор для плазмореза, который подает воздух на плазму;
  Плазменный резак полностью безопасен для человека при соблюдении техники безопасности. В плазморезе не используются баллоны с газом, как при газорезке, а только кислород. Это значит, что опасность возгорания намного ниже.
  
  Преимущества ручного плазмореза
  
  Когда речь заходит о резке металла, многие традиционно делают выбор в пользу болгарки, пилы по металлу и газорезке. Это объясняется низкой ценой инструмента, простотой в эксплуатации и относительно неплохим качеством конечного продукта. Но те, кто однажды взял в руки плазменный резак, вряд ли в будущем снова обратятся к механической резке. Давайте рассмотрим основные преимущества плазмореза:
  - Срез высокого качества;
  - Не нужны подготовительные работы;
  - Вы не рискуете искривить заготовку;
  - Возможность делать изделия любой геометрической формы;
  - Широкий диапазон металлов для резки;
  - Скорость резки;
  Ниже мы рассмотрим каждый из пунктов подробнее:
  - Высококачественный срез. Болгарка оставляет множество заусенцев и диском в ряде случаев невозможно сделать ровный срез. Тогда мы обращаемся к автоматической пиле по металлу, но проблема не решается. Газорезка не спасает, ведь после нее приходится исправлять множество наплывов. Аппарат для плазменной резки не оставляет ни заусенцев ни окалин. После плазмы редко требуется доработка
  - Отсутствие необходимости в подготовительных работах. Резать болгаркой металл со следами краски или ржавчины — сомнительное удовольствие. Мелкие осколки травмируют кожу, а пыль и грязь не дают следить за качеством среза. В то же время, принцип работы плазмореза таков, что подготовительные работы не требуются вовсе.
  - Минимальный риск искривить заготовку. Плазма, как и механическая резьба, разогревает металл. Но поверхность нагревается лишь в очень малом радиусе от линии среза. Металл остается жестким и риск искривить изделие минимален.
  - Отсутствие ограничений в геометрических решениях. Болгаркой сложно сделать фигурный вырез за счет геометрии диска. Резка металла плазморезом чем-то похожа на работу с фрезой. Поэтому, он легко справляется там, где нужна фигурная резка. Например, в декоративной металлообработке.
  - Возможность работы практически с любым металлом. Механическим способом легко резать мягкие металлы, такие как медь или аллюминий. Немного сложнее — сталь и чугун. И практически невозможно резать твердые металлы, такие как титан. Плазма легко справляется с любыми металлами и сплавами.
  - Высокая скорость обработки изделия. При резке металла толщиной до 10 миллиметров, преимущества плазмы не так очевидны. Но в случае обработки металлов большей толщины, скорость резки, по сравнению с механическим способом возрастает до 10 раз.
  Конечно, говоря о преимуществах, нельзя оставлять в тени и недостатки. Их меньше, но о них также необходимо знать.
  
  Недостатки ручного плазмореза
  
  Основные минусы устройства обусловлены его задачами и сферой применения. В целом, выделяют такие недостатки:
  - Необходимость калибровки силы тока. Для разных металлов и изделий разной толщины должна выставляться отдельная сила тока. Ее легко рассчитать, но ошибка в расчетах, или пренебрежение ими неприятно сказывается на конечном результате.
  - Требования к углу резки. Головка аппарата воздушно плазменной резки должна располагаться строго перпендикулярно заготовке. Допустимое смещение — 10 градусов. При смещении угла увеличивается толщина реза и возникает риск того, что результата достичь не удастся. Если нужна резка под углом, то лучше воспользоваться альтернативой. Например, угловой шлифмашиной.
  - Ограничения по толщине металла. Промышленный аппарат для плазменной резки металла обгоняет любой вид механической резки по толщине реза. Толщина заготовки может достигать 100 миллиметров. Если нужна большая толщина, стоит обратиться к кислородным резакам.
  - Необходимость в перерывах при работе. Плазморез не может работать постоянно. У каждого аппарата есть показатель продолжительности включения. Он указывается в процентах. Если показатель продолжительности включения 60%, то после трехминутной работы, нужно дать аппарату остывать 2 минуты. Поэтому, перед тем, как выбрать плазморез, внимательно ознакомьтесь с этой характеристикой.
  Как вы могли заметить, минусы устройства легко нивелировать при строгом соблюдении правил работы и исключением использования резака вне его сферы задач. А как добиться правильного угла при резке используя циркуль для плазмореза, мы обсудим ниже.
  
  Как вырезать заготовку круглой формы
  
  Ровный круг легко вырезать на ЧПУ-плазморезе. Но ручным резаком сделать это достаточно тяжело. Циркуль для плазмореза решает эту ситуацию. Циркуль для плазмореза можно купить, но при наличии токарного станка его можно изготовить самостоятельно.
  
  В основе конструкции — магнит, который крепится к металлическому столу или непосредственно к заготовке, (если она магнитится).
  
  На магните установлена шпонка с подшипником или втулкой. На подшипнике крепится подвижная наводящая со съемным керном на конце.
  
  Керном размечается детали будущей заготовки, а затем на место съемного керна вставляется плазморез, и движение повторяется.
  
  Циркуль для плазмореза также позволяет избавиться от необходимости в соблюдении угла в 90 градусов. И плазменная резка, осуществляемая своими руками теперь не будет казаться такой сложной, как раньше.
  
  Схожую конструкцию имеет и линейка для плазмореза с магнитами. Единственное отличие в том, что предназначена она для ровных срезов, а не радиальных, как в случае с циркулем.
  
  Стоит ли доверять отечественному производителю
  
  На данный момент, на рынке спецтехники представлены устройства из Европы, Китая, и стран СНГ. Если нужны большие промышленные резаки, то следует обратить внимание на изделия завода «Патон». Среди малогабаритных устройств выбор также не велик. Одним из самых привлекательных отечественных вариантов является плазменный резак марки «Горыныч».
  
  Аппарат не самый мощный, но неожиданно мобильный и легкий. Давайте рассмотрим его преимущества на примере модификации ГП37-10:
  - Малая потребляемая мощность (2,5 кВт);
  - Может работать от розетки или автономного дизельного генератора;
  - Общий вес конструкции 4,5 килограмм;
  - Вес горелки 900 граммов;
  - Многофункциональность;
  На последнем пункте следует остановиться подробнее. По заявлению производителя, аппарат режет все негорючие материалы, его можно использовать не только как аппарат для совершения плазменной резки и сварки, но и для пайки, а также в качестве нагревателя для мини-кузницы. Ставка на малый вес и низкую мощность играет злую шутку с «Горынычем». Рабочая температура не превышает 6 тысяч градусов по Цельсию. Поэтому носить «Горыныч» все же получается быстрее, чем работать с ним.
  
  Неплохие китайские плазморезы
  
  Конструкция аппарата воздушно плазменной резки не настолько сложная, чтобы ее воспроизводили с погрешностями. По крайней мере об этом говорят те, кто покупал резаки в Китае. Изделия из этой страны — это отличный выбор при ограниченном бюджете. И когда речь заходит о китайских моделях, чаще всего вспоминают недорогой CUT50p.
  
  Цена такого компрессора в районе 350 долларов. Он способен выдавать ток силой в 10 ампер, весит 13 килограммов и имеет режим работы 60%. (После 6 минут работы делайте перерыв на 4 минуты).
  
  В плюсах нужно отметить следующее:
  - Легкая горелка;
  - Наличие расходников в комплекте;
  - Все собрано в одном корпусе. (данный плазморез со встроенным воздушным компрессором);
  - Питание 220/110 вольт;
  - Неплохое соотношение «возможности-цена»;
  Минусы очевидны: если сгорит обмотка трансформатора, или устройство окажется с повреждениями, вернуть его уже едва ли удастся.
  
  Но если вы решили приобрести недорогой плазморез с готовым компрессором из Китая, лучше обратить внимание на компанию DWT. Это международная фирма со штаб-квартирами в Китае и Швейцарии. У фирмы есть представительства в России, а значит, и есть куда обращаться за сервисом.
  
  Плазморез базовый инверторный от DWT можно приобрести по цене от 200 долларов и выше.
  
  Газ или плазма?
  
  В среде профессиональной резки металла не существует консенсуса в подходе к инструментам. Одни уверены: для резки наиболее эффективны газовые резаки. Другие — отдают предпочтение плазме из-за безопасности и низкой цены расходников. Данная статья не является исчерпывающей. И возможно, вам есть что добавить. Нам интересно ваше мнение, и мы будем признательны, если вы им поделитесь.
  
  7 возможностей плазменной резки
  
  Плазменная резка металлов заключается в проплавлении материала за счёт теплоты, которая генерируется сжатой плазменной дугой с последующим интенсивным удалением расплава струёй плазмы.
  
  Области применения плазменной резки весьма многочисленны, ведь эта технология является поистине универсальной в смысле разрезаемых металлов, достигаемых скоростей резки и диапазона обрабатываемых толщин.
  
  Кроме того, внимания заслуживает и экономическая эффективность данного способа обработки металлов: плазменная резка доступна и проста в эксплуатации, может выполняться не только с помощью машин, но и вручную.
  
  Вот основные способы применения автоматизированной и ручной плазменной резки металлов, широко используемые на современных предприятиях различных отраслей и масштаба.
  
  1. Плазменная резка труб
  
  Наиболее удобные и широко распространённые установки для плазменной резки труб – труборезы, оснащённые центраторами. По сравнению с классическим труборезным оборудованием, их преимущество заключается в высокой чёткости обработки поверхности металла, недоступной, скажем, газовой автогенной резке.
  
  Кроме того, большинство плазменного оборудования для резки труб имеет полезные вспомогательные операции, к которым относятся подготовка поверхности, зачистка шва, снятие фаски и разделывание кромок. Для точного перемещения по трубе такое оборудование оснащено специальными приводами.
  
  2. Плазменная резка листового металла
  
  В основном резка металла плазмой применяется в случае необходимости обработки тонких листов (здесь она практически незаменима). Кроме того, заслуживает внимания ручная плазменная резка металлов в листах, поскольку данная технология позволяет создавать довольно компактные приборы, отличающиеся невысоким весом и энергопотреблением.
  
  Резке плазмой поддаётся абсолютное большинство металлов, включая сталь, чугун, бронзу, медь, латунь, титан, алюминий и их сплавы. Единственное, что стоит учитывать при работе плазмой, - это толщина листа разрезаемого металла, которая обуславливается его теплопроводностью. Чем выше теплопроводность металла, тем меньше толщина листа, который удастся разрезать с помощью плазменной технологии.
  
  3. Фигурная плазменная резка металла
  
  Художественная плазменная резка металла с помощью специализированного оборудования получила широкое применение в строительстве и различных сферах производства. Использование ЧПУ и специальных программ позволяет изготавливать плоские детали любой сложности.
  
  Вырезание сложных контуров плазмой допустимо для листов толщиной до 100 мм. Интересно, что качество результата при этом не зависит от таких факторов, как наличие краски, ржавчины, оцинковки и загрязнений на поверхности листа. В процессе фигурной плазменной резки происходит локальный нагрев детали до 30000 градусов, а при такой температуре расплавляются любые металлы.
  
  4. Плазменная резка чугуна
  
  Резка чугуна плазмой – самая надёжная и эффективная технология на сегодняшний день. Данный способ экономичный, быстрый и удобный, и по этим параметрам он превосходит резку болгаркой и газом. Плазменная резка чугуна – наиболее предпочтительный вариант для тяжёлой промышленности, например, если на территории предприятия скопился лом чугуна, который нуждается в демонтаже и перевозке. Плазма обеспечивает глубинные разрезы в металле, и это делает её незаменимой для решения наиболее трудоёмких задач в сфере резки металла.
  
  5. Плазменная резка стали
  
  С помощью плазменной резки можно обрабатывать сталь различной толщины. В отличие от кислородной резки, обработке плазмой подчиняется и нержавеющая сталь. Данная технология режет практически без грота, что очень ценно для быстрого и качественно производства.
  
  Плазменная резка нержавеющей стали обладает целым рядом преимуществ в сравнении с газовой резкой:
  - Высокий уровень безопасности;
  - Возможность изготавливать детали любой сложности и формы;
  - Незначительное загрязнение окружающей среды;
  - Быстрое осуществление прожига;
  - Универсальность и экономичность технологии;
  - Высокая скорость резки малых и средних толщин стали;
  - Точность и высокое качество разрезов, чаще всего не требующее дополнительной обработки кромок.
  Резка рулонной стали позволяет максимально оперативно и точно изготавливать листы заданного размера, а также штрипс – узкие полосы стали при продольном сечении.
  
  6. Плазменная резка бетона
  
  Интересно, что по технологии плазменной резки можно обрабатывать не только металлы, но и бетон, камень и другие высокопрочные материалы. Однако если для токопроводящих материалов используют плазменно-дуговую резку, то материалы, которые ток не проводят (в том числе бетон) обрабатываются по технологии резки плазменной струёй.
  
  Плазменная резка бетона приобретает в сфере промышленной обработки материалов всё большую популярность. В комплект специализированного оборудования, предназначенного для плазменной резки бетона, входят газовые баллоны с дозирующими редукторами, мобильный трансформатор, штуцер режущего шланга и заземляющий электрический кабель. С помощью такого оборудования можно обрабатывать бетон и железобетон толщиной до 100 мм.
  
  Однако плазменная резка бетона имеет и свои недостатки – это сложность рабочего процесса, сравнительно небольшая глубина резки, громоздкость плазменных установок и необходимость пользоваться услугами персонала высокой квалификации.
  
  7. Плазменная резка отверстий
  
  На современных металлообрабатывающих предприятиях нередко возникает необходимость обработки отверстий для болтовых соединений. Наиболее передовые станки плазменной резки позволяют в условиях реального производства получить отверстия в металлических листах, нисколько не уступающие по качеству обработки результатам гидроабразивной или лазерной резки.
  
  Узнать больше о технологии и аппаратах плазменной резки вы сможете в этом видеоролике:
  
  Читайте также: