Горелки для плазменной резки металла

Обновлено: 05.10.2024

При плазменном типе сварки специалисты используют специальные аппараты, работа которых может осуществляться только при наличии горелки. Это приспособление имеет некоторые особенности, которые необходимо учитывать при выполнении сварочных работ. А также существует несколько разновидностей горелок. Обладая некоторыми знаниями и навыками, такую горелку можно сделать самостоятельно.

Особенности

Плазменная горелка – это специальное устройство, предназначенное для работы в тандеме с плазменным сварочным аппаратом. Иногда ее называют плазменный резак или плазмотрон. Но принцип работы устройства от названия не меняется. Идентичными остаются и составляющие элементы:

форсунка;
катод или электрод;
сопло;
защитный колпак;
кабель-шланг.

А также к составляющим элементам следует отнести: рукоятку, роликовый упор и головку резака.

Важный момент: габариты сопла в этом устройстве влияют на величину разреза, а также скорость, с которой впоследствии охлаждается обработанный участок.

Обзор видов

Плазменные горелки для резки и пайки можно разделить на несколько категорий. Так, выделяют две основные разновидности устройств.

Пистолет плазменно-водяной сварки. Отличительной характеристикой в этом случае является наличие разрядной камеры и парообразующего устройства, которые соединены друг с другом.
Резак, составляющими частями которого являются: ручка, головка, клапаны и мундштук. Это устройство отличается более вытянутой формой. Примечательно, что в процессе работы вода, водород и другие необходимые смеси подаются именно через клапаны.

В случае ручной плазменной сварки специалисты зачастую используют устройство в виде пистолета. Его удобно держать в руках. От автоматического оно отличается по нескольким параметрам:

способность работать в труднодоступных местах;
изолированность сопла (удобно и безопасно одновременно);
по сравнению с автоматическими устройствами такого же типа ручные являются более объемными.

Автоматические горелки для плазмореза используются реже. В бытовых условиях чаще пользуются ручными. Наиболее популярной моделью у мастеров заслуженно считается плазменная горелка с оригинальным названием «Горыныч». Горелка выполнена в виде пистолета, который соединяется с блоком питания при помощи специального соединительного шнура. Составляющими частями этого устройства традиционно являются: сопло, аккумулятор, ручка. Активация работы осуществляется при помощи имеющейся кнопки «пуск».

В качестве преимущества можно отметить надежный металлический корпус. Аккумулятор также изготовлен из высококачественной нержавеющей стали. Внутри имеются специальные кварцевые дисперсионные волокна, которые предназначены для впитывания влаги и хорошо справляются с поставленной задачей. Само изделие помещено в корпус, выполненный из качественного пластика. А также в качестве преимуществ следует отметить:

материал при обработке не деформируется и не дает существенную усадку (большинство других моделей дают обратный эффект);
при обработке создается шов отличного качества;
на месте работы образуется защитная оксидная пленка.

Приобрести плазморез можно в магазинах, занимающихся реализацией сварочного оборудования и инструментов. Пользователи отмечают долговечность, простоту эксплуатации и качество работы данного устройства.

Можно ли сделать своими руками?

Если по каким-то причинам купить плазменную горелку не получается, можно изготовить ее самостоятельно. Для этого потребуются определенные материалы и навыки. Главная сложность при изготовлении горелки заключается в том, что составляющие части все равно придется покупать у производителей. К таким деталям относятся в первую очередь: проводящие элементы, ручка и сопло.

Важный момент: у плазменных горелок наиболее уязвимой для износа частью является сопло. Поэтому специалисты его не рекомендуют делать самостоятельно.

Далее из готовых деталей нужно собрать плазменную горелку. Если самостоятельно понять принцип сборки устройства сложно, то можно найти подходящие схемы. Уже на их основании можно легко собрать горелку. Если все сделать правильно, то устройство будет работать не хуже заводского. Но у такого варианта есть недостатки.

Детали для сборки не всегда можно найти в обычных магазинах. Придется заказывать через интернет и некоторое время ждать доставку заказа, особенно если регион удаленный.
За детали придется заплатить деньги, поэтому по стоимости устройство может получиться даже более дорогим, чем покупная модель.
На сборку и поиск схем в интернете нужно потратить время.

По затратам самодельное устройство обойдется дороже и в материальном плане, и по временным затратам. Но если хочется, то собрать горелку вполне реально. Независимо от модели, если обращаться с устройством правильно, то оно прослужит без ремонта не один год.

О том, как смастерить плазменную горелку для ЧПУ плазмореза своими руками, смотрите в следующем видео.

Аппаратами, предназначенными для плазменной резки металла широко пользуются на производствах уже давно. Однако сейчас они все чаще появляются в небольших мастерских, частных домах и гаражах. Связано это в первую очередь с тем, что аппарат для плазменной резки позволяет не только обрабатывать различные металлы и сплавы, но и делать это с применением различных фигурных резов без дополнительной финишной обработки.

Рейтинг ТОП-13 плазморезов

В таблице, предоставленной ниже, собранные самые достойные на наш взгляд модели плазморезов с кратким описанием их преимуществ, за которые устройства попали в ТОП.

Номинация	Рейтинг 0/5	Преимущества	Наименование товара	Цена
Бытовые плазморезы	4.5	Ток регулируется плавно. Низкое электропотребление.	Eland CUT-40	31 100 р
	4.7	Термостойкий корпус. Аккуратный рез.	Aurora Airhold 42	27 400 р
	4.4	Защищен от перегрева. Цена.	ТСС Top CUT-40	24 700 р
	4.5	Тихий. Хорошая комплектация.	Rilon CUT 40	19 000 р
Со встроенным компрессором	4.7	Высокая производительность. Удобство в подключении и эксплуатации.	Hypertherm Powermax 30 AIR	21 500 р
	5	Удобен в эксплуатации. Высокая продолжительность службы.	Blueweld Prestige Plasma 54 Kompressor	130 000 р
	4	Невысокая цена. Быстрое охлаждение.	ТСС Top CUT-50К	50 000 р
	4.3	Прост в использовании. Производителен.	Telwin Technology Plasma 54 Kompressor	90 000 р
С высокочастотным поджигом	4.5	Гибкая настройка. Высокая производительность.	Aurora Airforce 80	88 300 р
	4.3	Полуавтоматическое управление. Высокий ПВ.	Fubag Plasma 65 T	43 000 р
	4.3	Легкость. Хорошая вентиляция воздуха.	Сварог Real CUT 45 (L207)	44 000 р
	4.9	Гибкая настройка. Высокая прочность корпуса.	Ресанта ИПР-40	45 000 р
	4.6	Быстро охлаждается. Удобно управлять.	FoxWeld Varteg Plasma 70	52 800 р

Бытовые плазморезы

Устройства, предназначенные для непродолжительной и несложной работы – бытовые плазморезы. Чаще всего аппараты для плазменной резки такого типа стоят недорого и отличаются своими небольшими размерами и удобством использования.

Eland CUT-40

Eland CUT-40 – прибор, который с лёгкостью удовлетворит бытовые потребности и может использоваться при проведении строительных работ или в частной мастерской. В плазморезе предусмотрена плавная настройка силы тока, позволяющая отрегулировать требуемый режим реза. Кроме того, Eland CUT-40 отличается низким энергопотреблением и повышенной защищенностью всех компонентов от воздействия влаги и пыли.

Напряжение – 220 В.
Выходной ток – 15-40 А.
Мощность – 4800 Вт.
Вес – 12 кг.
Давление воздуха – 4 бар.
ПВ – 60%.

Единственный недостаток устройства – короткий кабель. Модель подойдёт для регулярного использования.

Aurora Airhold 42

Aurora Airhold 42 – плазморез, который оснащён понятным блоком управления, отличающийся возможностью использования в сложных температурных условиях. Аппарат для плазменной резки Аврора оборудован усиленным термостойким корпусом и одно из его преимуществ – аккуратный разрез метала.

Напряжение – 220 В.
Выходной ток – 20-40 А.
Мощность – 6600 Вт.
Вес – 9 кг.
Давление воздуха – 4-5 Бар.
ПВ – 60%;

Минус данного прибора – быстрый нагрев. Несмотря на это, Aurora Airhold 42 – достойный прибор для бытового и полупрофессионального применения.

ТСС Top CUT-40

ТСС Top CUT-40 – продуманное оборудование, оснащённое не только усиленным корпусом, но и системой отвода теплого воздуха, позволяющей снизить нагрев устройства и ускорить его остывание, продлить долговечность. Удобное управление и простые настройки выходного тока, а также небольшие размеры и энергоэффективность – параметры из-за которых стоит присмотреться к этому плазморезу.

Напряжение – 220 В.
Выходной ток – 10-40 А.
Мощность – 5400 Вт.
Вес – 11 кг.
Давление воздуха – 4-5 Бар.
ПВ – 60%.

Минус устройства – высокий уровень шума.

Rilon CUT 40

Rilon CUT 40 – компактен и удобен. Этот прибор, отличающийся наличием вентиляционных отверстий на корпусе, позволяющих уменьшить, перегрев при эксплуатации, прослужит долго. Плазморез не издает лишнего шума и может быть комфортно использован в домашних условиях. Кроме того, в комплект устройства входит все необходимое для работы.

Напряжение – 220 В.
Выходной ток – 20-40 А.
Мощность – 3600 Вт.
Вес – 12,5 кг.
Давление воздуха – 4-5 Бар.
ПВ – 60%.

Корпус устройства не отличается высокой прочностью и это главный его недостаток.

Плазморезы со встроенным компрессором

Отличаются универсальностью и мобильностью. Они не нуждаются в дополнительной покупке компрессора или подключения их к стационарным агрегатам. Кроме того, их выделяет удобство управления. Ими можно пользоваться в любом месте.

Hypertherm Powermax 30 AIR

Плазморез, который относится уже к профессиональному оборудованию. Цена устройства соответственно выше, чем у представленных ранее моделей. Несмотря на наличие дополнительного оборудования – компрессора, вес устройства не очень большой, а габариты – достаточно компактны. Плазморез отличается высокой производительностью и надёжностью.

Напряжение – 120-240 В.
Выходной ток – 15-30 А.
Мощность – 3800 Вт.
Вес – 13,4 кг.
ПВ – 35%.

Blueweld Prestige Plasma 54 Kompressor

Более бюджетный вариант плазмореза. Он отличается удобным управлением и легкой настройкой работы, а также повышенной скоростью реза. Устройство оснащено защитой от перегрузки, температурных воздействий, а также перепадов в сети и может быть использовано в наиболее экстремальных условиях. Аппарат имеет повышенные показатели безопасности для оператора, а его небольшая масса и скромные размеры позволяют легко транспортировать прибор.

Напряжение – 220 В.
Выходной ток – 7-40 А.
Мощность – 4500 Вт.
Вес – 16,8 кг.
ПВ – 30%.

Единственный недостаток устройства – его короткий кабель.

ТСС Top CUT-50К

ТСС Top CUT-50К – бюджетный плазморе. Он оснащён воздушным охлаждением и компактен, несмотря на свой внушительный вес. Кроме того, он отличается повышенным для компрессорного плазмореза показателями ПВ и выходного тока.

Напряжение – 220 В.
Выходной ток – 15-50 А.
Мощность – 4000 Вт.
Вес – 24 кг.
ПВ – 60%.

Telwin Technology Plasma 54 Kompressor

Устройство Telwin Technology Plasma 54 Kompressor оснащено защитой от перепадов напряжения, отличается простой настройкой и использования, а также долговечностью.

При работе аппарат издает много шума.

Плазморезы с высокочастотным поджигом

Это оборудование чаще всего используется для выполнения профессиональных работ. Такие плазморезы режут быстрее и качественнее, кроме того – их включение в работу происходит намного быстрее.

Aurora Airforce 80

Aurora Airforce 80 – это включение в работу в короткое время и возможность обрабатывать изделия толщиной до 30 мм. Удобное отслеживание и регулирование основных характеристик и встроенный манометр, а также скромные размеры и повышенная мощность – залог эффективной и качественной работы. Недостаток оборудования – большой вес.

Напряжение – 380 В.
Выходной ток – 20-80 А.
Мощность – 113000 Вт.
Вес – 30,8 кг.
Давление воздуха – 4-5 Бар.
ПВ – 40%.

Fubag Plasma 65 T

Fubag Plasma 65 T оснащен оборудованием для фильтрации и осушения воздуха. Это позволяет продлить срок службы расходного материала. Отличные показатели ПВ позволяют эффективно и быстро выполнять все поставленные перед устройством задачи. Недостаток прибора – высокое энергопотребление.

Напряжение – 380 В.
Выходной ток – 20-65 А.
Мощность – 9500 Вт.
Вес – 12,5 кг.
Давление воздуха – 3,5-6 Бар.
ПВ – 90%.

Сварог Real CUT 45 (L207)

Достаточно мощный и при этом компактный, и очень легкий (8 кг) Сварог Real CUT 45 (L207). В устройстве предусмотрено большое количество отверстий, позволяющих быстро отводить излишки тепла. Аппарат легко переносится и быстро подключается. Не очень длинный провод – недостаток, который достаточно просто устраняется.

Напряжение – 220 В.
Выходной ток – 20-45 А.
Мощность – 4300 Вт.
Вес – 8 кг.
Давление воздуха – 4 Бар.
ПВ – 60%.

Ресанта ИПР-40

Ресанта ИПР-40 – отличается удобством транспортировки и эксплуатации. Повышенные защитные характеристики корпуса защищают устройство от ударов и внешних повреждений. Простота настройки и контроль текущего состояния – дополнительные плюсы Ресанта ИПР-40. Минус – высокий уровень шума.

Напряжение – 220 В.
Выходной ток – 15-40 А.
Мощность – 6600 Вт.
Вес – 10,25 кг.
Давление воздуха – 5 Бар.
ПВ – 35%.

FoxWeld Varteg Plasma 70

FoxWeld Varteg Plasma 70 — полупрофессиональный плазморез, оснащенный дополнительными защитными механизмами, сообщающими о недостатке воздуха и перегреве. Он лёгок в управлении и отличается высокой производительностью. Минус данного устройства – его крупные габариты.

Какие бывают плазменные горелки для сварки и где их купить

Плазменный тип сварки широко используется при работе с тугоплавкими разновидностями металлов. Для ее проведения используются специальные плазменные аппараты. Они же нуждаются в плазменных горелках, с чьей помощью осуществляется процесс сварки. Рассмотрим основной принцип работы горелки, ее устройство и особенности.

Устройство плазменной горелки

Плазменный резак, он же одноименная горелка или плазмотрон, состоящий из нескольких элементов, от качества которых будет определяться уровень производительности изделия. Сюда включаются:

Плюс имеются головка резака, роликовый упор и рукоятка.

Важно! Параметры сопла определяют величину разреза и скорость, с которой охлаждается обработанный участок.

Видео про устройство плазменного резака

Посмотрите ролик, где популярно объясняется устройство и работа горелки:

Какие бывают горелки для плазменной сварки

Различают два основных вида изделий:

Пистолет плазменно-водяной сварки с разрядной камерой и специальным парообразующим устройством, соединенными вместе.
Резак , состоящий из ручки, головки, мундштука и клапанов, через которые подается вода, водород и т. д. Имеет более вытянутую форму.

Горелка для ручной плазменной сварки

Для ручной плазменной сварки обычно используется устройство в виде пистолета, которое удобно держать в руках. В чем его отличия от автоматического типа изделия:

возможна работа в труднодоступных местах;
защитное сопло горелки изолировано, что увеличивает удобство и безопасность — нет замыкания плазмотрона на изделии;
более объемные по сравнению с автоматическими аналогами.

Плазменная горелка своими руками: реально ли сделать?

При наличии необходимых навыков любой человек, которому необходима плазменная горелка, сможет сделать ее своими руками. Но основная особенность в том, что практически все материалы потребуется приобретать у заводских производителей. Это ручка, сопло и подводящие элементы.

Итогом станет обычная сборка плазматрона из готовых деталей. Однако, даже такое устройство, собранное собственноручно, выйдет гораздо дешевле готового устройства. С наценкой продавца и оплатой сборки, включенной в стоимость изделия, потребуется потратить в разы больше средств.

Советуем ознакомиться с материалом про изготовление горелки своими руками на нашем сайте.

Внимание! Быстрее всего изнашивается сопло, поэтому его крайне нежелательно делать самому.

Горелка Горыныч

Этот элемент одноименного сварочного устройства представляет собой пистолет, подключающийся к блоку питания соединительным шнуром с разъемом. В ее конструкцию входят:

сопло;
кнопка «пуск»;
аккумулятор;
горловина для заправки рабочей жидкости;
испаритель;
поворотная ручка;
влаго-впитывающие кольца.

Корпус горелки выполнен из металла и содержит аккумулятор внутри. Последний изготовлен из нержавеющей стали высокого качества. Внутри имеется материал, впитывающий влагу — кварцевые дисперсионные волокна. Само изделие помещается в корпус из крепкого пластика.

материал при обработке не деформируется и, следовательно, не усаживается так сильно, как на других обычных сварочных устройствах

Где купить

Опыт в сфере металлообработки более 30 лет. Закончил МГТУ им. Н. Баумана. Работал штамповщиком, станочником металлообработки, имею 5 разряд сварщика.

Второй год наше предприятие активно использует станок плазменной резки с ЧПУ. Купили в (не скажу где, неподалёку) консольный плазмотрон с направляющей и блоком управления. Остальное (раму, стол) изготовили сами, по чертежам, которые дал дилер. Никакого фундамента, выставлен по лазерному уровню на бетонном полу цеха.

Хочу отметить, что никаких специальных газов (кислород, водяной пар) плазморез не требует. Сжатый воздух, 4…10 кгс/см2, подается в горелку (через блок управления, разумеется) от винтового компрессора с фильтром, водоотделителем и ресивером 0,1 м3, которые покупали отдельно. Через полгода прикупили ручной плазморез, с кабель-шлангом длиной 20 м, подсоединяется к блоку. Плазменное оборудование – не Hipertherm, программное обеспечение ЧПУ требует только «автокад», ничего лишнего.

Самодельный стол позволяет разместить лист-заготовку 1500х6000. Режем до 50 мм с краю, до 38 на пробой. Точность реза около 0,5 мм, что более чем удовлетворительно при изготовлении ферм, колонн и подкрановых балок.

Гильотина и пресс-ножницы давно покрылись пылью, никто к ним уже и не подходит. Ручные газо-кислородные резаки и «радугу» убрали в кладовку. Плазменный станок и ручной плазморез полностью закрыли все проблемы.

Неудобство одно – расход мундштуков и сопел, при интенсивной работе, может достигать комплекта в смену. Покупать у дилера дороговато, у нас договор с соседним машиностроительным предприятием.

прекрасно, спасибо, что поделились!

Возможно, у вас есть какие-либо экономические результаты от реального использования плазмореза. Приятно, конечно, шагать в ногу с техническим прогрессом, но сначала нужно убедиться, что это выгодно для предприятия. Годовая программа у нас 2,5-3 тыс т, купить плазменный станок можем, но окупится ли он и в какие сроки? Не сомневаюсь в технической эффективности плазм. резки, но руководство (и гл. бух!)прежде всего спрашивают себестоимость и рентабельность.

Увеличения расхода эл. энергии не произошло, т.к. часть существующего оборудования перестала эксплуатироваться.
Что касается рентабельности и прибыли – я не вхож в столь высокие сферы, но после года эксплуатации директор заявил, что плазморез себя уже окупил.

Штатная численность не изменилась, у рабочих зарплата увеличилась, а условия труда улучшились. В общем, все довольны.

Плазматроны для резки металла: конструкция, виды, правила выбора

Плазматроны – устройства для плазменной резки металла, которая считается одним из самых эффективных способов раскроя профильного и листового металлопроката. С ее помощью режут черные и цветные виды металлов. Также этот метод используется для скоса кромок перед сваркой толстостенных заготовок.

Что это такое?

Плазмотрон представляет собой устройство для генерации плазмы – ионизированного газа с квазинейтральными свойствами, используемого для обработки металлов. В его конструкции электрический ток и плазмообразующий газ используются для образования и стабилизации плазменной струи.

Рисунок 1. Плазматроны для ручных аппаратов и агрегатов с ЧПУ

Конструкция

Конструктивно плазмотроны для резки листового металла и металлических заготовок состоят из таких компонентов:

сопло;
электрод;
элемент для завихрения воздушного потока (завихритель);
фторопластовый корпус;
гайка сопла;
изоляционная втулка;
электродный узел;
кожух.

Рисунок 2. Стандартная конструкция плазмотрона

Устройство

Назначение основных элементов плазмотрона:

Сопло – представляет собой наконечник резака, служит для формирования формы плазменной струи. Обычно изготавливается из меди, конструкция определяется разновидностью машины для плазменной резки.

Фото 3. Внешний вид сопла

Электрод (катод) – используется для поджига и подержания плазменной дуги. Производится из тугоплавкого металла и имеет вставку из циркония или гафния. Подбирается в зависимости от оборудования и разрезаемого материала.

Фото 4. Внешний вид катода

Завихритель (диффузор) – необходим для увеличения давления и замедления потока плазмы в ходе процесса резки.

Фото 5. Завихрители

Принцип действия

Принцип работы плазмотронов заключается в подаче плазмообразующего газа в разрядную камеру (здесь происходит его ионизация) и вынесении плазменной струи за пределы промежутка между соплом и катодом на поверхность разрезаемого металла.

Рисунок 6. Конструктивная схема работы плазматрона с водяным охлаждением

Процесс плазменной резки начинается с поджига дежурной (пилотной) дуги между катодом и соплом в результате подачи высокого напряжения. Она служит для создания основной (режущей) дуги при касании к металлической заготовке.

Небольшое отверстие в сопле формирует плазменную струю направленного действия, истекающую со скоростью до 3 км/секунду. При этом температура струи достигает 5000-30000 °C. Направленное воздействие плазмы обеспечивает мгновенный нагрев металла до его плавления и выдувает из зоны реза.

Для получения детали заданных размеров и формы плазмотрон направляется по определенному контуру. При резке важно поддерживать постоянный зазор между разрезаемым материалом и соплом, что позволяет получить ровные кромки с минимальным количеством шлака и окалины.

Фото 7. Процесс вырезания заготовок сложной конфигурации машиной с числовым программным управлением

Сфера применения, плюсы и минусы плазменной резки

Плазмотроны широко применяются в таких отраслях:

тяжелое машиностроение;
автомобиле-, авиа-, судостроение;
металлургия;
заводы и фирмы по металлообработке;
предприятия и компании по изготовлению металлоконструкций;
строительная промышленность.

Технология плазменного раскроя металла обладает множеством преимуществ:

Большая скорость резки – в 5-10 раз выше по сравнению с газокислородным резанием.
Быстрый прожиг материала – время прожига стального листа толщиной 15 мм составляет в пределах 2 сек.
Минимальная зона термического влияния – исключает вероятность деформации заготовок, что особенно актуально при резании тонколистового металла.
Повышенное качество реза – струя плазмы минимизирует количество окалины и шлака, поэтому дополнительная обработка кромок обычно не требуется.
Высокая точность – минимальная ширина реза и применение специальных приспособлений для автоматизации позволяют получить заготовки с максимально точной конфигурацией и размерами.
Универсальность – этот метод применяется для фигурного и прямолинейного резания сталей любых марок, цветных металлов, а также их сплавов.
Возможность автоматизации – можно купить как ручной аппарат, так и более производительную машину с ЧПУ.
Простота в обслуживании и эксплуатации.

В отличие от воздушно-дуговой резки, где рабочие параметры определяются скоростью истекания воздуха в минуту и видом используемого газа, стабильность процесса раскроя струей плазмы и качество реза зависят от правильного выбора плазмообразующего газа, силы тока, поддержания постоянного зазора между соплом и обрабатываемым материалом.

Фото 8. Процесс вырезания деталей ручным плазморезом

Порядок эксплуатации

Изначально нужно подготовить плазморез к работе – в зависимости от вида он работает от сети 220 или 360 В. Последовательность подготовки следующая:

Качественный рез без наплывов и окалины возможен только при условии правильного выбора силы тока. Подбирается она с учетом вида разрезаемого металла и толщины. Зависимость силы тока для разрезания заготовок толщиной 1 мм из таких материалов:

Конструкционная сталь и чугун – 4 А.
Цветные металлы и их сплавы – 6 А.

Также на качество реза влияет и скорость ведения резака. Она может достигать 0,2-2 м/минуту и зависит от толщины, вида материала, установленной силы тока. В автоматизированном оборудовании скорость задается программой, а при ручном процессе за это отвечает резчик.

Перед началом работы нужно продуть плазмотрон для удаления инородных частиц и конденсата – для этого следует нажать кнопку поджига и выждать примерно полминуты. Затем можно поджигать дежурную дугу, она горит до 2 секунд, после чего зажигается рабочая плазменная дуга.

Важным моментом при плазменной резке является поддержание постоянного расстояния между соплом и обрабатываемым металлом (обычно 1,6-3 мм) – это влияет на стабильность горения рабочей дуги и качество реза. Однако в продаже есть специальные направляющие для ручных резаков, что значительно облегчает рабочий процесс и увеличивает производительность труда.

Фото 9. Направляющее приспособление для поддержания постоянного зазора между соплом и заготовкой.

При работе сопло резака должно быть расположено перпендикулярно разрезаемому металлу или под небольшим углом (отклонение до 10-50°) при раскрое материалов толщиной до 25 % от максимально допустимой для конкретного оборудования. Такой прием позволит минимизировать риски деформации тонколистовых заготовок.

Виды плазморезов

Плазмотроны для плазменной резки металлов выпускаются разных модификаций по типу резки, поджига дуги, с различными рабочими параметрами.

Плазморезы по типу резки

По виду резки различают ручные аппараты и автоматические машины с ЧПУ. Здесь все зависит от выполняемых работ, максимальной толщины разрезаемого металла.

Плазморезы для ручной резки

Плазмотроны для ручной резки применяются в разных отраслях деятельности – от небольших автомастерских до промышленных предприятий. Процесс раскроя предполагает ведение резака вручную – т.е. резчик самостоятельно регулирует скорость реза.

Фото 10. Ручная плазменная резка

Ручной процесс резания не обеспечивает такой высокой точности и производительности, как автоматический. Однако аппараты более компакты, что обеспечивает возможность их транспортировки. Инверторные устройства можно переносить даже вручную, так как их вес не превышает 15-20 кг.

Плазморезы для автоматической резки

Плазматроны для автоматической резки отличаются конструкцией – она зависит от типа оборудования, на которое будет устанавливаться устройство. Автоматический процесс раскроя отличается повышенной производительностью, обычно выполняется на специальном столе, на который укладываются листы разрезаемого металла. Также машины бывают портативного типа для резания небольших заготовок. Управляются ЧПУ (числовым программным управлением), что минимизирует человеческий фактор.

Фото 11. Автоматическая плазменная резка

высокая скорость резания;
повышенная точность и качество реза;
автоматизированная настройка рабочих параметров (силы тока, давления газа, расстояния между соплом и заготовкой) с учетом толщины и марки металла.

Плазморезы по типу используемого газа

Плазмотроны работают с разными газами – инертными, восстановительными, химически активными и их смесями. Выбираются они в зависимости от марки обрабатываемого металла:

Сжатый воздух – черные металлы и медь толщиной до 60 мм, алюминий до 70 мм.
Азот – алюминий и медь толщиной до 20 мм, малоуглеродистые низколегированные стали до 30 мм, с высоким содержанием легирующих элементов до 75 мм, латуни до 90 мм, титан неограниченной толщины.
Азотоводород – медь, алюминий и их сплавы толщиной до 100 мм.
Смесь на основе азота и аргона – высоколегированные материалы толщиной до 50 мм.
Аргон и водород – высоколегированные стали, алюминиевые и медные сплавы толщиной до 100 мм.

Плазморезы по типу поджига дуги

Производятся с дугой прямого и косвенного действия. Дуга прямого действия возбуждается в результате протекания электрического тока между катодом (неплавящимся электродом) и анодом, в качестве которого выступает металлическая заготовка. Дуга косвенного действия поджигается между катодом и соплом, но такие устройства применяются гораздо реже.

Рисунок 12. Схемы плазмотронов прямого и косвенного действия

Плазморезы по типу охлаждения

Охлаждение плазмотронов может быть следующих типов:

Водяное – оборудуются в основном профессиональные модификации, непрерывно работающие на протяжении длительного времени. Циркуляция жидкости в них обеспечивается специальным насосом.
Воздушное – оснащаются полупрофессиональные и бытовые модели. Внутренние элементы горелок охлаждаются за счет прохождения сжатого воздуха или газа по каналам. Такие устройства отличаются меньшим ПВ, в процессе работы требуются перерывы.

Как выбрать плазморез?

Выбор плазматрона для резки металла выполняется по рабочим характеристикам с учетом выполняемых работ (габаритов, толщины и типа металлопроката).

Толщина разрезаемого металла и сила тока

Предполагаемая толщина обрабатываемого металла влияет на номинальную силу тока оборудования – например, чтобы резать черный металл и нержавейку, на каждый 1 мм толщины нужно 4 А мощности. Поэтому для раскроя листовой конструкционной стали 10 мм нужно выставить рабочий ток в 40 А. При этом покупать плазморез лучше с небольшим запасом по мощности.

Продолжительность включения

ПВ или продолжительность включения определяет время непрерывной работы устройства. Если в технических характеристиках плазмореза указано ПВ 60 %, то это значит, что из рабочего цикла 10 минут он может непрерывно работать 6 минут. При превышении этого порога вероятен перегрев и выход из строя.

Рекомендуемые значение ПВ в зависимости от сферы применения:

Бытовые нужды – достаточно ПВ 40 %.
Мастерские, небольшие компании по металлообработке – ПВ 60 %.
Крупные заводы, предприятия по изготовлению металлоконструкций – ПВ 80-100 %.

Необходимая мощность компрессора

От мощности компрессора напрямую зависит стабильность процесса плазменной резки. Поэтому аппарат должен обладать большей на 20-25 % производительностью, чем указано в паспорте плазмореза. Также желательно, чтобы он был оборудован масловлагоотделителем для исключения влияния конденсата и примесей на качество плазмы.

Длина шлангпакета

Длина шлангпакета может составлять от 1,5 до 8 и более метров, поэтому при выборе нужно руководствоваться габаритными размерами металлопроката, с которым предполагается работать.

Видео о том, как выбрать плазморез

Лучшие плазморезы

Группа компаний ПУРМ производит надежные устройства разного назначения, рассчитанные на интенсивную эксплуатацию даже в суровых климатических и производственных условиях:

Ручные полупрофессиональные инверторные – КЕДР CUT 40 и CUT 40В

Фото 13. Инверторный плазморез типа КЕДР

Ручные профессиональные инверторные – ПУРМ-70А и ПУРМ-120А.

Фото 14. Инверторное устройство ПУРМ-70А

Ручные профессиональные трансформаторные – от ПУРМ-140 до ПУРМ-400.
Автоматические машины с ЧПУ – «OPTITOME 15», Диагональ, Вертикаль, Нормаль, Параллель и др.

Фото 15. Машина для плазменной резки OPTITOME 15 с ЧПУ

Каждый из плазморезов имеет свои преимущества и предназначен для плазменной резки металла с разной толщиной и характеристиками.

Есть вопрос?

Добрый день, нам понравилось ваше описание плазменной резки, у нас возникла проблема
плазменная струя отклоняется от вертикали и получается косой рез , автоматическая резка, в чем причина
помогите понять нигде найти не можем
с уважением Александр

Плазменная сварка металла

В последние годы технология плазменной сварки распространяется на все отрасли промышленности, вплоть до строительства и бытового ремонта, и все больше теснит традиционные виды сварки. Это связано с очень большими преимуществами данной технологии перед уже известными.

В первую очередь, качество шва, затем, минимальное коробление деталей, и наконец, высокая чистота и безотходность технологии. Энергоемкость такой сварки приблизительно одинакова с другими видами, а иногда превышает их.

Технология плазменной сварки и резки металла

Для нагрева деталей используется плазма – ионизированный газ, полученный в результате работы электрической дуги под повышенным давлением. Небольшая плазменная горелка (плазмотрон) показана на рисунке ниже. По нему можно примерно оценить практические параметры плазменного факела:

Плазменная горелка (плазмотрон)

Плазмотрон позволяет как резать, так и сваривать любые известные в природе металлы и неметаллы, если только для этого нет серьезных фундаментальных физических или химических препятствий (адгезия, реакционная способность и т.п.).

В чём заключается сущность плазменной сварки

На поверхность металла в области шва направляется струя плазмы из плазмотрона – специальной горелки, в которую подается рабочий газ. Может быть использован еще и защитный газ для создания химически нейтральной среды. Тепловая энергия вся сосредоточена в тонкой струе плазмы и нагрев ванны происходит в только в области сварки.

Температура в этой области очень высокая, может достигать 10000-15000 градусов. Благодаря теплопроводности металла она быстро снижается до температуры плавления в узкой области шва. Если при этом область шва защищена инертной или восстановительной средой, (а часто и тем и другим), то в результате можно получить очень точный и качественный шов.

Разрез работающей плазменной горелки

Диаметр сопла на рисунке показан намного больше в пропорции, чем есть на самом деле, для наглядности.

Фактический диаметр сопла связан с рабочим давлением и оптимальным расходом газа.

Корпус горелки изготавливается из стали, анод – из чистой меди. Анод имеет полость, которая омывается охлаждающей водой. В полость между анодом и катодом подается рабочий газ под давлением 2-5 бар, который питает дуговой разряд.

Поскольку защитный газ (обычно аргон) практически не ионизирован, и не ускоряется электрическим полем дуги, то он довольно быстро “разлетается” и смешивается с воздухом. Поэтому оптимальное расстояние между сварочной ванной и торцом горелки занимает очень небольшой диапазон, который необходимо выдерживать в работе.

Поскольку при плазменной сварке не происходит лишнего прогрева металла, то и остывание шва происходит быстро, что иногда нежелательно. Поэтому процесс сварки может включать дополнительные операции: например, предварительный подогрев или даже работа несколькими горелками при автоматизированной сварке.

Технологический процесс

Включает несколько необходимых этапов: подготовка деталей, подключение электродов, запуск горелки и ее прогрев, выполнение шва с выдерживанием нужного режима по температуре и перемещение горелки к месту новой операции с проверкой готовности самой горелки.

Технология выполнения плазменной сварки

Подготовка деталей состоит в том, что их предварительно сортируют или подают к рабочему месту уже отсортированными. Если детали получены путем теплового резания или грубого механического, то кромки обрабатываются до чистоты металла и обезжириваются, чтобы получить качественный шов.

После этого детали приводят в соприкосновение по линии шва. На производстве это делается не “на коленке” как при ремонтах, а при помощи приспособлений.

Горячий шов от плазменной сварки

Если требуется, на линию шва наносят флюсы. Обычно это сильные восстановители для работы в условиях высоких температур (сварочные флюсы), смешанные с легкоплавкими связующими, которые сами по себе являются восстановителями, или дают минимум трудноудалимого нагара (шлака). Расплавленный шлак защищает ванну от действия кислорода, а восстановитель отнимает его у окислов, которые успели образоваться. Флюсы требуются не для всех металлов или их пар.

Горелка запускается импульсом высокого напряжения или контактом между соплом и катодом в течение долей секунды. Загорается дуга, в горелку подают рабочий и защитный газы, а также охлаждающую воду в корпус анода (для мощных горелок длительного действия). Горелка прогревается до стабилизации плазмы и начинается операция сварки.

При сварке плавятся состыкованные края детали, в этот расплав вводится присадочный материал в форме ленты или прутка. При автоматической сварке подача механизированная. Сварка рассматривается как непрерывный процесс плавления и застывания металла в области шва и должна обеспечить монолитность шва, одинаковые механические свойства на всей длине, равную толщину шва, полное отсутствие раковин, посторонних включений и примесей.

Расплавленный шов довольно беззащитен по отношению ко многим факторам, поэтому для получения качества приходится создавать особые условия: до ванны, в ней самой, и после, в области кристаллизации расплава. Данные условия сильно зависят от свариваемых металлов.

Процесс сварки плазморезом

После окончания шва проверяется готовность горелки к очередной операции, так, чтобы шов не пришлось прекращать в процессе сварки не доводя до конца. Любое такое прерывание, если оно вынужденное, создает лишние механические напряжения, которые потом будет или трудно, или невозможно снять. По этой причине, сварку ответственных швов: сосуды (баки) для ракетной техники, корпуса морских судов, особенно подводных, сосуды для ядерной техники и т.п. варят при непрерывной подаче катодов на горелках с мощным охлаждением сопел.

Приёмы плазменной сварки

Существует достаточно много сплавов и их пар, которые ведут себя совершенно по-разному в расплаве. У них может быть разная вязкость по температуре, газообразование, смешиваемость в расплаве и скорость застывания. Кроме того, очень большую роль играют силы тяжести – масса ванны может оказаться достаточно большой, а поверхностное натяжение расплава достаточно малым. При этих условиях ванна просто протечет, если только она как-то не уплотнена, что возможно далеко не во всех случаях.

Техника и особенности процесса во всех пространственных положениях

В технике мы имеем дело с самыми разнообразными расположениями сварных швов. При сварке отдельных деталей работа немного облегчается тем, что расположение можно свести к горизонтальному, с горелкой, расположенной сверху.

Сварка отдельных деталей

Это наиболее выгодное расположение при сварке, но не всегда технологически возможное. Например, при варке шва на корпусе судна приходится располагать горелку как угодно – судно не повернешь в доке как игрушку. Поэтому для защиты ванны от растекания за допустимые пределы приходится подбирать выгодные положения горелки.

Например, при варке вертикального шва горелка находится немного ниже шва и плазменная струя направлена вверх. С помощью подбора угла наклона и расстояния до ванны удается “сдувать” стекающий металл наверх. Это делается динамически, по мере прохождения шва и требует хороших навыков при ручном выполнении.

Варить вертикальные швы следует снизу вверх.

Сварка плазморезом цветных металлов

Сразу нужно сказать, что плазма является лишь мощным источником местного нагрева. Если так можно выразиться, она лучше “сфокусирована”, по аналогии с фотографией. И в этом отношении, по “резкости” она уступает только лазерной сварке. Плазменная струя дает хорошее проплавление шва в узкой области. Все остальное поведение металлов зависит только от их химической природы.

Если по какой-то причине сплавы не переносят “легирования” вольфрамом, гафнием, или другими добавками в структуру шва, то в плазмотроне просто используют угольный катод. Иногда наоборот, приходится вводить в расплав промежуточный металл, чтобы шов не трескался в горячем или холодном состоянии.

Цветные металлы имеют меньшую, по сравнению с черными металлами, температуру плавления и довольно легко свариваются. Тем не менее, за счет большой теплопроводности этих металлов (напр. Cu Al Mn) требуется такой же, или даже больший по мощности источник нагрева.

Главная помеха сварке – образование оксидов. Пленки окислов не дают металлам сплавляться. У большинства цветных сплавов, а это сплавы на основе меди, окислы довольно легко восстанавливаются, поэтому варить их удается и при слабых восстановителях. Достаточно даже присутствия органических радикалов в плазме (сварка водно-спиртовыми и водно-ацетоновыми смесями).

Исключением является алюминий, чрезвычайно легко окисляющийся и образующий прочную связь с атомами кислорода. К тому же, окись алюминия очень тугоплавкое вещество. Здесь необходимо применение специальных флюсов и их постоянное присутствие в ванне.

Видео ролик — сварка алюминия

Для защиты от кислорода также применяют аргон, как наиболее распространенный и дешевый из инертных газов. Но он вполне эффективен только тогда, когда ванна обдувается со всех сторон. По этой причине очень сложно варить алюминий в присутствии ветра вне помещений. Сварка титановых сплавов также требует использования аргона. Причем аргон должен быть высшего качества.

Сварка тонколистового металла плазмотроном

При сварке тонких листов плазменную горелку не следует располагать слишком близко к металлу, так как при этом можно слишком легко выдуть его. Давление плазменной дуги на металл значительно (в 5-7 раз) выше, чем обычной. Сварочный ток необходимо ограничить величиной 12-14 и менее ампер. Иногда хватает и 1-2 А.

Совет: Тонкие листы металла обычно удобнее всего сваривать газовой сваркой. Сварка плазмой требует меньше оборудования (баллонов с газом, редукторов, шлангов), но зато требует больше специальных навыков от сварщика. Некоторые мастера, в основном, ювелиры и специалисты по лабораторному и научному оборудованию, могут сваривать микроплазмой на маленьком токе даже фольгу.

Сравнение технологии лазерной сварки с плазменной сваркой

Лазерная сварка производится мощными лазерами непрерывного или импульсного действия. Благодаря фокусировке пятна на очень малой площади удается получать очень высокие температуры. На луч света не действует магнитное поле или движение газа, лазер легко можно “подать” в труднодоступные места. Изменяя апертуру луча, можно очень плавно регулировать ширину зоны нагрева. Производительность лазерной сварки примерно в 50 раз выше дуговой. Например, лист стали 20 мм сваривается со скоростью 100 метров в час за один проход.

Однако, лазерной сварке присущи и недостатки: невысокий к.п.д. из-за значительного коэффициента отражения(0.1-2%) и очень высокая цена на оборудование. Несмотря на это, есть области, где лазерная сварка оказывается незаменимой, например, в электронной промышленности при изготовлении очень многих приборов, особенно миниатюрных. Поэтому обычно рабочее место лазерного сварщика для ручной работы выглядит не совсем подходящим для стройки или гаража:

Рабочее место лазерного сварщика для ручной работы

Сравнение: сварка аргоном или плазмой

Сварка аргоном – Gas Tungsten Arc Welding (на русский переводится немного длиннее: дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа) и плазменная сварка часто путаются между собой неспециалистами из-за внешней схожести оборудования и даже части расходных материалов. Между тем, это совсем разные процессы.

Аппарат для плазменной сварки

Отличие аргонной сварки от плазменной сварки

Аргонная сварка производится в атмосфере аргона при обычном давлении, плотность энергии в дуге не превышает таковую для простой сварки. Просто сварочная ванна защищается от действия кислорода, а вольфрамовый электрод практически не расходуется.

Плазменная сварка выполняется плазмотроном – генератором плазменной дуги в атмосфере повышенного давления. При этом достигается очень высокая температура в узком столбе плазмы. В отличие от дуги атмосферного давления, факел у плазменной дуги почти цилиндрической формы, давление на металл в 5-8 раз больше.

Аргон или плазма: что лучше

Каждый вид процесса хорош для своих целей. Аргоновая сварка имеет очень широкую область применения: можно варить практически все, что вообще способно образовывать сплавы с приемлемыми механическими свойствами. Очень широко используется аргоновая сварка в аэрокосмической промышленности, особенно в ракетной технике, где к тонким металлическим деталям и швам предъявлены очень высокие прочностные требования.

Плазменная сварка также имеет свои преимущества. Хотя наиболее широко плазмотроны используются для резки металла (т.к. очень быстро и ровно режут), для сварочных работ они тоже применяются. Например, там, где требуется минимальное коробление металла, выгодно уменьшать зону термического воздействия. Для этого как раз и хороша плазменная сварка.

Скорость выполнения плазменной сварки гораздо выше. Плазменная дуга горит значительно стабильнее обычной. К тому же, использование защитного газа “поверх” рабочего прибавляет плазменной сварке большую часть преимуществ аргонной сварки.

Плазменная сварка, без всяких сомнений, представляет большой интерес как мощный источник нагрева с малой областью воздействия. Тот факт, что запатентована она была еще в начале 60-х прошлого века, а в открытых источниках о ней до сих пор можно найти не так уж много информации, говорит о том, что эта технология попала в гражданскую промышленность от военных, которые тщательно скрывают все и всегда, просто по природе своего ведомства. А действительно ценные вещи они берегут пуще глаз до последнего. Таким образом, и для гражданских инженеров в промышленности, и для домашних умельцев тут открывается большое поле для самостоятельных исследований.

Читайте также: