Резка толстого металла плазмой

Обновлено: 20.09.2024

Сегодня известно множество технологий обработки металлов и создано немало необходимых для этого приспособлений. Из нашей статьи вы узнаете, при помощи каких методов и в каких условиях осуществляется резка толстых металлов.

Основные нюансы резки толстых металлов

Степень сложности резки толстых металлов зависит от условий работы. Одним из основных факторов считается жесткость технологической системы резания, ведь при ее снижении появляются вибрации. Это вызывает наложение вибрации на скорость движения режущей поверхности инструмента, и разрезание листа идет быстрее.

Реальная скорость при этом повышается на 15–40 % – все зависит от жесткости системы. Однако нельзя забывать и том, что вместе с повышением скорости значительно усложняется работа с материалами, сложными в обработке. Чтобы увеличить жесткость технологической системы резания, рекомендуется изменить схему крепления детали, сократить вылет резца, повысить жесткость инструмента, использовать специальные устройства, призванные гасить вибрацию.

Чтобы нормально работать с толстыми и труднообрабатываемыми металлами, приходится подбирать оптимальные комбинации режимов и учитывать немало иных факторов. Только в этом случае удается добиться большей пластичности материала, его нагрева в процессе обработки.

Еще один способ, позволяющий облегчить резку толстого металла, состоит в использовании дополнительной внешней стимуляции. Для этого применяют наложение ультразвуковых колебаний, вводят электрический ток и т. д.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Благодаря физическому механизму резки толстых металлов, основанному на дислокационно-энергетических закономерностях пластического деформирования и разрушения, становится ясна суть ряда технологий, используемых для повышения обрабатываемости заготовок. В их число входит нагрев материала, позволяющий снизить его твердость, если обработка отличается повышенность сложностью. Помимо этого, удается облегчить деформирование при помощи нагрева, преодоления дислокациями барьеров, развития диффузионных процессов.

Однако основным среди всех критериев является общий/интегральный показатель обрабатываемости толстого материала. Речь идет о расчете удельной энергоемкости, то есть о количестве энергии, которое пришлось потратить на снятие единицы объема припуска. Благодаря этой характеристике удается решать практические задачи, например, выбирать оптимальные условия для резки изделий из толстого материала.

Распределение энергии при пластическом деформировании зоны резания происходит по-разному, что во многом связано с выбранными для работы режимами, а также с особенностями оборудования. От 95 % работы в этом случае – это деформация части металла, которая находится выше реза. А значит, если нужно упростить обрабатываемость, необходимо снизить твердость снимаемого с материала слоя.

Упрощение обработки толстых листов металлов и сплавов перед резкой и в ее процессе считается очень важной задачей. Решив ее, во-первых, удается управлять процессом работы, во-вторых, сокращается расход энергии.

За счет регулировки показателей обрабатываемости упрощается подбор оптимальных условий для обработки толстого металла. Поэтому повышается сопротивление образованию стружки, увеличивается стойкость инструмента, эффективность работы.

Изделия наиболее серьезного назначения либо с кромками сложной формы производят на токарных станках, труборезах, пр. Кроме того, могут применяться ручные механические фрезы, абразивные машинки, но только при условии, что заготовки не предназначены для использования на особенно ответственных объектах либо их размеры позволяют выбирать именно такой способ обработки.

Прежде чем приступать к сборке изделия из толстого материала, выполняют очистку заготовки – удаляют дефекты, которые могли появиться во время проката, перевозки. Данная подготовка может производиться механическим либо химическим путем.

В некоторых случаях огневые работы сопровождаются хлопками, обратными ударами пламени, что провоцирует разрыв шланга, пожар.

Вот несколько причин, способных вызвать обратный удар:

слишком высокая температура мундштука;
попадание горючего в кислородные шланги;
недостаточно высокая скорость движения горючей смеси из мундштука – горение идет быстрее;
ослаблена накидная гайка мундштука либо камеры смешения.

Кислородный шланг может загореться, взорваться из-за обратного удара, когда в нем или в кислородной трубке оказывается жидкое топливо.

При производстве изделий из цветных металлов обязательно используется резка. Прямолинейные и некоторые криволинейные резы считаются простыми, так как выполняются механически без нагрева утолщенного материала. Однако резка толстого металла, изготовление фасонных деталей, проделывание отверстий, поверхностная обработка не обходятся без использования дополнительного тепла.

Если речь идет о плазменной резке, то нельзя забывать, что в ее процессе появляется сильный шум. Он дополняется эффектом ультразвука, поэтому опасен для работников предприятия.

Кислородная резка толстого металла

Часто кислородную резку толстого металла механизируют за счет переносного оборудования, газорезательных машин. Нужно понимать, что во время такой обработки применяют ацетилен, а также ряд других горючих газов: природный, нефтяной, водород, кроме того, используется такое топливо, как керосин, бензин.

По своим качествам, производительности данная технология резки превосходит большинство других, поэтому ее часто применяют на производствах.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Важно упомянуть о методе обработки толстых материалов кислородным копьем. Он необходим для пропиливания толстого металла в металлургических печах, создания отверстий в бетонных изделиях, пр. Для этого трубку, изготовленную из стали с небольшим содержанием углеродов, прижимают к месту резки, направляя по ней газ. Оговоримся, что обрабатываемую зону и конец трубки предварительно нагревают при помощи паяльника, и только после этого открывают подачу газа. Как только конец трубки загорается, его соприкасают с металлом – сама резка идет при помощи сгорания материалов трубки и заготовки.

Как происходит инжекторная резка толстого металла

Сегодня все большую популярность набирает инжекторная резка толстого металла. Конструкция такого резака включает в себя ствол, наконечник. По сути, данная схема не отличается от устройства горелки.

Самая важная деталь резаков – это мундштуки, на данный момент их делают бронзовыми (БрХ0,5), с кольцевым пламенем и многосопловые.

По ГОСТу 5191-79Е резаки для разделительной резки толстого материала кислородом имеют такие мощности:

Эти разновидности используются для резки толстого металла следующим образом:

малая мощность для металла толщиной 5–100 мм;
средняя мощность – 8–200 мм;
большая мощность – 10–300 мм.

Для изделий толщиной в пределах 3–100 мм может применяться обработка вставными резаками. Однако сразу оговоримся, что они не позволяют работать при высокой мощности.

Каждый резак имеет мундштуки таких размеров: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6.

Исходя из типа и модели резака, выбирают вид сменных мундштуков, последние могут быть:

составляющие (внешние и внутренние);
моноблочные (неразборные).

В соответствии с ГОСТом, длина резака не должна превышать 700 мм.

Гильотинная резка толстого металла

Данная разновидность обработки представляет собой прямолинейное разрезание толстых листов противоположными лезвиями двух ножей.

При резке толстого металла подвижный нож изменяет свое положение, а второй остается на месте, при этом между ними сохраняется определенный зазор. Подвижный выставляется под углом ко второму ножу, тогда резание происходит последовательно. Угол между ножами уменьшает усилие резания, при этом увеличивает ход подвижного ножа.

Гильотина состоит их таких частей: станины с рабочим столом, системы прижима листа, пары ножей, заднего упора, который позволяет добиться нужного размера отрезаемой детали.

Задний угол верхнего ножа мало влияет на усилие резки. Если используются два лезвия с четырьмя режущими кромками, необходимы большие усилия, чем в случае, если верхнее лезвие стоит под задним углом до 3°. Именно от угла между лезвиями зависят возможные дефекты. Вот почему он не должен превышать 3°.

Зазор представляет собой перпендикулярную линию между ножами. На чистоту резки толстого материала непосредственно влияет толщина листа металла. При недостаточном зазоре ножи быстро изнашиваются, а значит, требуются дополнительные затраты на их заточку. Иногда возникает и обратная ситуация – слишком широкий зазор вызывает сминание толстого металла, получается конусновидный срез, заметны изменения формы изделия.

У гильотинной резки немало недостатков, а именно: скручивание, саблевидность, сгиб материала толстой заготовки, невозможность получения прямой кромки.

Гильотинные ножницы предназначены для резки толстых листов металла до 5 мм. В этом случае получается ровный край, если между лезвиями удается сохранить зазор 0,03 мм.

Гидроабразивная резка толстого металла

Этот метод резки утолщенного материала сложно назвать инновационным, на производствах его начали применять еще 1960-х годах. Первой в этом деле стала американская авиастроительная компания – именно ее руководство сделало официальное заявление, описав все достоинства данной технологии и рекомендовав ее для резки материалов повышенной твердости. После чего абразивная резка при помощи воды стала все больше распространяться по миру.

Суть данного метода состоит в том, что в зону резки под большим давлением поступает вода, смешенная с абразивными веществами. Все современные установки гидроабразивной резки работают так: в смеситель аппарата подаются вода и абразив (обычно его роль играет мелкий песок), получившийся состав попадает в сопло установки, где создается тонкая струя гидроабразивной смеси, и под большим давлением подается на разрезаемый, в том числе толстый, материал.

В каких случаях нужна дуговая резка толстого металла

Дуговая резка – выплавление части толстого листа металла при помощи нагревания дугой. Разогретый жидкий металл вытекает из полости реза, оставляя отверстие. Разрезаемое изделие устанавливают вертикально или под наклоном, чтобы добиться стабильности и ускорения процесса. Дело в том, что при таком положении на вытекание требуется меньше времени.

Если сравнить этот метод резки толстого металла с обработкой газовой резкой, то первый имеет такие минусы: широкий рез, неровные края, появление натеков по нижнему краю разреза. Все перечисленное приводит к тому, что данную технологию используют относительно редко. Ее выбирают, если утолщенный материал не удается обработать при помощи газовой резки, либо для этого нет соответствующего оборудования. Также дугу используют для разделки лома, отрезки литников, пр. Если требуется повысить производительность, применяют выдувание при помощи сжатого воздуха.

Принцип дуговой резки толстого металла основан на его расплавлении в месте реза и удалении данного фрагмента под собственным весом либо благодаря давлению дуги или дополнительному потоку воздуха.

Обычно такая обработка толстого материала имеет низкую производительность, поскольку ее производят вручную угольными или покрытыми металлическими электродами. Она подходит для чугуна, высоколегированных сталей, цветных металлов и сплавов. Нужно понимать, что обычно речь идет о низком качестве выполнения реза, кромки получаются неровными, покрытыми шлаком и оплавившимся металлом. А значит, дальнейшей сварке толстых фрагментов изделия должна предшествовать механическая обработка.

Для дуговой резки не требуется специального оборудования – для нее используют приборы для дуговой сварки. Немаловажно, что такая обработка может осуществляться в различных пространственных положениях, поэтому ее часто используют в монтажных работах, с изделиями из углеродистых, низколегированных сталей. Эта технология подходит для выполнения разделительной и поверхностной резки толстого металла. При поверхностном резании в толстом листе материала делают канавки либо удаляют дефекты в сварных швах, литейных отливках, пр.

Если требуется разрезать сталь толщиной 6–50 мм, используют электроды диаметром 4-5 мм и ток 300–400 А. В покрытие электродов входят элементы, богатые кислородом, такие как магниевая руда, оксиды железа и те, что нужны для активного газообразования, то есть древесная мука, целлюлоза электродная, пр.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Применение плазменной резки

Резка металла сегодня задействована во многих местах: на строительных площадках, в крупных цехах и небольших мастерских. Чаще всего для таких работ применяется обычный автоген. Применение плазменной резки обосновано при увеличенных объемах работ и в тех ситуациях, когда требуется точность и высокое качество. Специальное оборудование для использования этой технологии появилось более 50 лет назад. За последние два десятилетия такие аппараты и установки стали доступны большинству заинтересованных мастеров.

Что такое плазменная резка металла

При таком типе обработки металл нагревается струей плазмы. Этот процесс происходит с помощью специального агрегата – плазмореза. Во время работы между соплом резака и листом металла формируется высокотемпературная электродуга. Однако температуры самой дуги (+5 000 °С) недостаточно для эффективной резки, поэтому в рабочую область плазмореза в дополнение подается газ, способствующий формированию плазмы. В результате работа происходит при температуре до +30 000 °С.

Как происходит резка? Есть два способа применения этой технологии: ручной и автоматизированный.

Плазменная резка в ручном режиме проводится портативными плазморезами, конструкция которых выглядит следующим образом:

Имеется основа с трансформатором и выпрямительной подстанцией.
К основному аппарату подведен силовой кабель питания.
От аппарата к плазменному пистолету идет шлангопакет. В нем проложен воздушный шланг и силовой кабель.
В плазмотроне (его же называют плазменным пистолетом) формируется плазма для резки.

Говоря о ручном раскрое с помощью плазмы, мы имеем в виду два основных способа:

Косвенная резка струей плазмы. Данный способ практически не применяется для резки металлических деталей. Материал, который подвергается разрезанию, при использовании этого метода не принимает участия в формировании плазмы. Электрическая дуга возникает между соплом и электродом плазмотрона. Плазма образуется внутри аппарата и, вырываясь из резака, разделяет обрабатываемый материал.
Прямая плазменно-дуговая резка. Именно этот способ применяют для работ по металлу. Данная технология одинаково эффективна при ручной и механизированной плазменной резке. В этом случае электрическая дуга горит между электродом плазмотрона и обрабатываемым металлом. Плазма образуется в результате совмещения дуги со скоростным потоком воздуха. Этот метод настолько мощный, что металл практически испаряется при проведении резки.

Применение ручной плазменно-дуговой резки сегодня широко распространено: практически каждое предприятие с цехом металлообработки использует эту технологию. Более того, подобная методика стала основой бизнеса многих частных мастеров. Современные плазмотроны – это достаточно мобильные аппараты, их легко можно переносить на плечевом ремне, работать, держа в руках. С таким устройством может справится один человек.

Применение плазменной резки посредством станков с ЧПУ также находит все более широкое применение. Методика совмещения плазмотрона и возможностей числового программного управления станка позволяет раскраивать металлические детали различных форм: листы, круглые и профильные трубы. Резка происходит на высокой скорости (до 7 м/мин.) и отличается точностью (±0,25–0,35 мм).

Широкое применение получила автоматическая плазменная резка при обработке листового металла. Мощные профессиональные агрегаты способны разрезать с высокой точностью металл толщиной до 70 мм. Резаки, работающие на средней мощности, пробивают до 30 мм металла.

Ряд плазмотронов подразделяют на ручные и механизированные. Остальные аппараты плазменной резки находят применение и в ручных операциях, и при автоматическом раскрое, причем в обоих случаях это может быть один и тот же агрегат.

Станки с ЧПУ обычно гораздо производительнее ручных моделей. Наиболее распространены те, что питаются от сети в 380 V. При этом их мощность находится в пределах от 65 до 125 А.

Применение плазменной резки на станках с ЧПУ позволяет существенно сократить расход металла. Для этого разрабатываются специальные программы. Создаваемые технологами производства карты раскроя представляют собой оцифрованную копию листа металлопроката. Эта цифровая модель учитывает площадь поверхности, ширину реза и позволяет максимально эффективно расположить заготовки. Таким образом достигается наиболее рациональная обработка металлопроката на станке.

Плюсы и минусы применения плазменной резки

Плазморезы сегодня активно используются при проведении строительных работ.

Применение таких агрегатов имеет ряд плюсов.

1. Высокая производительность. Плазмотрон мощнее кислородной горелки. При правильном подборе мощности этого аппарата можно увеличить производительность в 4–10 раз. В данном аспекте плазменный резак уступает лишь промышленной лазерной установке, но это сполна перекрывается его себестоимостью.

С экономической точки зрения плазморез выгоден при работах с металлом толщиной до 60 мм. Более толстые стальные листы целесообразнее раскраивать посредством кислородной резки.

2. Универсальный метод. Применение данной технологии позволяет проводить работы практически с любым видом металлопроката. Один и тот же аппарат при разных выставленных значениях мощности и давления воздуха может обрабатывать сталь, алюминий, титан, чугун, медь и другие металлы. Удобно и то, что для резки не требуется предварительной подготовки поверхности – манипуляции можно проводить на ржавой, окрашенной или грязной.

3. Высокоточная и качественная резка. Полученные детали отличает ровная, «чистая» кромка без наплывов и перекаливания. Дополнительной обработки практически не требуется, поскольку ширина реза современных аппаратов минимальна. В отличие от использования автогена, нагреваемая при резке зона листа металла в разы меньше. Благодаря этому достигаются минимальные значения тепловой деформации.

4. Безопасность технологии. Применение метода не требует наличия взрывоопасных газовых баллонов.

5. Экономическая выгода. Безусловно, с экономической точки зрения при больших объемах производства применение плазменной резки более оправдано, чем, например, кислородной или механической. В остальных же случаях не стоит забывать о трудоемкости дополнительной обработки вырезанных деталей. Для фигурного реза толстого листа металла возможно применение автогена, но шлифовка краев после такой операции займет немало времени.

Упомянем и недостатки данной технологии. Ключевой из них – относительно небольшая толщина реза. Даже у мощных аппаратов этот показатель не превышает 100 мм. Для сравнения – кислородный метод позволяет пробить сталь или чугун толщиной до 500 мм.

Еще один минус методики – минимальный угол отклонения от перпендикулярного реза. Этот показатель не должен превышать 10–50°. Конкретная цифра зависит от толщины листа металла. Если наклон будет слишком сильный, то увеличится ширина реза и, как следствие, будет быстрее происходить износ расходных материалов.

В отличие от применения штучных электродов, подключить два плазмотрона к одному аппарату практически невозможно. Это обусловлено сложностью конструкции оборудования.

Где чаще всего применяется плазменная резка

Использование технологии плазменной резки становится все популярнее. Если сравнивать этот метод с другими, то можно сделать вывод о том, что плазмотрон позволяет достичь высоких показателей качества при достаточно простой эксплуатации и дешевой ручной установке. Поэтому применение плазменной резки металла в бизнесе разной направленности получает все более широкое распространение:

При обработке различного металлопроката – метод применим к цветным, тугоплавким и черным металлам.
Плазменная резка используется в производстве металлоконструкций.
Применение плазменной резки позволяет создавать сложные по форме детали, что используется в художественной ковке при обработке элементов.
Другие виды промышленных производств, включая машиностроение, авиастроение и даже капитальное строительство, также не обходятся без плазменной резки металла.

Ручные установки для плазменной резки сегодня применяются наравне со станками ЧПУ, оснащенными плазмотронами. Изготовленные таким методом элементы становятся частью декора лестниц, перил, ограждений и т. д.

Применение плазменной резки помогает предпринимателям построить бизнес на использовании этой технологии: имея в наличии плазмотрон, можно брать заказы на раскрой металлопроката. Подавляющее большинство металлообрабатывающих предприятий малого и среднего объема имеют в своем арсенале эту технологию.

Плазменная резка при обработке различных металлов

Широкое применение установок плазменной резки обусловлено особенностями данной технологии. Немаловажное значение имеет и экономическая выгода метода. Большим плюсом является возможность раскраивать различные типы металлов при помощи одного и того же аппарата. Кроме того, плазмотроны справляются с широким диапазоном толщины листов.

Производительность оборудования для плазменной резки в разы выше этого же показателя у газопламенных аппаратов, особенно при обработке тонких листов и металла средней толщины. Благодаря этому скорость работы на плазмотроне выше, чем при использовании газовой резки кислородом.

Применение плазменной резки подразумевает использование активных или неактивных газов в зависимости от параметров металлопроката – его толщины и типа металла:

Азотоводородная смесь применяется для работы с медью, алюминием и раскройки сплавов на их основе, но не подходит для титана и стали. Максимальная толщина листа для работы – 100 мм.
Азот с аргоном применяется при работе с высоколегированными видами сталей, не подходит для черных металлов, меди, титана и алюминия. Максимальная толщина листа стали для работы – 50 мм.
Азот применяют для резки листов титана различной толщины, меди и алюминия – до 20 мм, латуни – вплоть до 90 мм, а также при раскрое сталей различного состава и толщины: с низким содержанием углерода и легирующих компонентов – до 30 мм, высоколегированных образов – до 75 мм.
Сжатый воздух применяют для резки черных металлов, меди – до 60 мм, алюминия – до 70 мм. Этот состав не подходит для работы с титаном.
Смесь аргона с водородом применяется для резки сплавов, в основе которых алюминий и медь, а также высоколегированных сталей толщиной более 100 мм. Данный состав не подходит для раскроя титана и других типов сталей (с низким содержанием углеродов и легирующих элементов, углеродистых).

После подключения баллона с соответствующим плазмообразующим газом необходимо провести настройку технических характеристик плазмотрона:

мощности аппарата, а также статистических и динамических установок источника питания;
циклограммы плазмотрона;
метода крепления и материала катода внутри аппарата;
типа механизма охлаждения для сопла плазмореза.

Применение плазменной резки оправдано для изготовления элементов сложной конструкции, проделывания ровных отверстий. С помощью этого метода вырезают детали, которым не потребуется дополнительной обработки механическим способом. Плазменной резкой пользуются при подготовке кромок под сварку, для разрезания труб и различных профилей.

Применение станков для плазменной резки позволяет решить задачи изготовления деталей с любой формой сечения, объемных элементов (прибылей, отливок и др.). Эта технология допускает использование разных типов реза: разделительного, копьевого, поверхностного, под водой, а также плазменного пресса. Применение плазменной резки позволяет проводить финишную обработку для литья, плавку, прожигание отверстий, нанесение узора, нагрев металла, плавление, разрезание и последующую сварку, обточку и строжку, наплавку, а также закалку изделий и т. д.

Оборудование для плазменной резки заменяет собой многие инструменты: болгарки, ножовочное полотно, паяльную лампу, термофен, токарный резец, газовую горелку, лазерный резак, сварочный инвертор и др.

Плазморез

В это воскресенье (22-04-2018) наконец-таки попробовал, что такое плазморез.
Болгарка, конечно хорошо, но резать криволинейные резы ей не получается. Да и толстый металл тоже не особо порежешь. А мне нужно вырезать кусок ржавой рамы из УАЗика и вварить усиление…

В общем, приобрёл вот такого самого наидешманского китайца:

И попробовал порезать пластинку.
Первые впечатления:
1. Очень похоже на газовый резак, обязательно нужны защитные очки/маска. Я с непривычки наловился "зайцев".
2. Ещё толком не понял, что такое контактный поджиг. Пока зажигаю просто нажимая (удерживая) кнопочку и стукая соплом по металлу.

Рез металла толщиной 2 мм получился вот такой. Ток 25-30 А.
Поначалу, пока приноравливался как разжигать дугу, выжег целый кусок пластины:

С обратной стороны:

В конце рука пошла криво:

Горелку немного подпалил:

Пользуюсь одноцилиндровым компрессором с двиглом на 1,5 кВт. Производительность вроде бы 220 л/мин.
Его производительности хватает только-только.

Точнее, пока плазморез режет, а компрессор работает, то давление в баллоне компрессора поддерживается постоянным, т.е. не растёт и не падает. Я выставлял 4 очка.

02-05-2018
Разобрался, как надо резать.
Во-первых, головка плазмореза была собрана впопыхах, неправильно — центральный электрод касался сопла. Поэтому без зазора не резал. Пересобрал и всё завелось!
Режет аж бегом.
Во-вторых, начинать рез удобно на зачищенной поверхности. Коррозию или любое покрытие не любит — плохо зажигается дуга.
Но если начал резать, то дальше уже всё равно, есть покрытие или нет — прорезает и всё.
В общем виде это выглядит так:
— подключаем массу к детали,
— прижимаем головку плазмореза к поверхности детали так, чтобы был контакт головки с деталью. При этом струя из сопла должна иметь выход, иначе будет плавиться головка.
— нажимаем на кнопочку, включается продувка и идут разряды — через полсекунды загорается дуга и выдувает расплавленный металл детали.

Прорезал в трубе два отверстия.
Раз головка уже под-убитая — поначалу я резал с зазором, дуга гуляла по поверхности, часть отражалась обратно к соплу и подплавила его — то резал без предварительного насверливания. Хотя лучше всегда начинать рез с кромки, хотя бы просверленного отверстия или с края листа. Но мне надо было с середины.
Прорезал отлично.
И когда прижимаешь головку, то дуга горит внутри — защитные очки не нужны.
Я доволен, как слон!

05-09-2018
Случилось так, что болгарка откинула копыта. Пришлось резать уголки плазмой.

Это же просто удовольствие одно!
А когда потом стал резать длинный листовой металл — только тогда оценил удобство и быстроту относительно болгарки.
По деревянному брусочку режет ровно, края чуток оплавляет, они не острые.
Всё тихо, беспыльно и ровно. Красота!

14-04-2019
Напишу, как он режет толстый металл.
Максимум, что резал я — это полки швеллера с уклоном от 7 мм до 12 мм.
Получалось вот так:

12 мм резал на полном токе (43 А), но шло с трудом. Не сразу проплавляет и плохо выдувает (давление 4 ат).

Вчера нужно было вырезать в уголке 50х5 отверстие, резал так:

В процессе работы выключили свет, пришлось работать от бензогенератора по-очереди — сначала компрессор, потом 5-6 см режем, воздух кончается и опять: глушим плазму, качаем воздух…
В общем, от генератора на 2,5 кВт (3 кВт максималка) предельный рабочий ток получился 23 А.
При 25 А защита станции ещё не срабатывала, но отключался сам плазморез из-за снижения напряжения.

Жаль, не замерил потребляемый по сети ток… Но в принципе и так всё ясно.

23 А хватает чтобы прорезать 5 мм сталь

07-07-2019
Понадобилось разрезать железнодорожный башмак.

Толщина в месте реза — 15 мм.
Разрезал с превеликим трудом.

Пришлось повысить давление воздуха до 6 ат, иначе расплавленный металл не успевал выдуваться из реза.
Ток максимальный — 45 А.
В процессе сжёг два сопла, но рез проплавил.
Да, ещё возникает вопрос, что такое переключатель 2,5С — 5С ?
Это время продувки горелки после окончания реза. 2,5 или 5 секунд :)

Режем металл плазменной технологией

Виды сварки

Плазменная резка – новая великолепная технология, позволяющая разрезать металлы солидной толщины и любой природы, даже самой капризной. В качестве режущего предмета выступает не нож, а плотная струя плазмы, которая позволяет формировать идеально точный рисунок реза в единицу заданного времени.

Этот способ работы с металлом содержит множество достоинств, которые мы разберем ниже. А сейчас начнем с физики – нужно разобраться с сутью процесса.

Физика плазмы

Технология плазменной резки металла отдает главную женскую роль нашей любимой электрической дуге. Он формируется между электродом и соплом. Иногда вместо электрода выступает металл, который нужно разрезать. Разберемся, что такое плазменная резка.

Начало процесса – включение источника электрического питания и подача тока высокой частоты в плазменный резак. Источник питания включается автоматически после нажатия тумблера розжига в аппарате.

Сначала формируется так называемая промежуточная дуга – она имеет временный характер и соединяет электрод с наконечником сопла резака. Нагревается эта дежурная дуга до уровня температуры около 8000°С.

Это важный момент общего процесса плазменной резки – нужно помнить, что настоящая дуга между электродом и металлом образуется не сразу, а через ее промежуточный вариант.

Следующий этап процесса – поступление воздуха из компрессора, который обычно прилагается к аппарату резки металла. Компрессор подает воздух в сжатом виде. Этот воздух поступает в камеру плазмотрона, в котором находится и уже раскалена временная электрическая дуга.

Дуга нагревает сжатый воздух, объем которого при нагреве увеличивается во много раз. Дополнительно к нагреву и увеличению объема воздух начинает ионизироваться и трансформироваться в настоящий проводник электрического тока. Он превращается в ту самую плазму

Малый диаметр сопла дает возможность разгонять поток этой раскаленной плазмы до огромных скоростей, с которыми струя вылетает из аппарата. Скорость потока может достигать трех метров в секунду.

Схема работы плазменной резки.

Температура воздуха – запредельная, вплоть до 30 000°С. При этих условиях электрическая проводимость воздуха – плазмы практически равна проводимости разрезаемого металла.

Настоящая конечная дуга появляется мгновенно, как только поток плазмы достигает и касается поверхности металла. Временная дуга, в свою очередь, автоматически выключается. Металл начинает плавится точно в месте среза.

Жидкие металлические капли сразу же сдуваются струей сжатого воздуха. Это и есть принцип плазменной резки. Как видите, все просто, логично и понятно.

Классификация видов плазменной резки

Виды плазменной резки будут зависеть от среды, в которой проводятся работы по металлу:

Простой

Главное отличие способа – ограниченность электрической дуги. Для резки используется электрический ток и воздух. Иногда вместо воздуха применяются газ в виде азота. Если металлически лист тонкий – всего несколько миллиметров, процесс можно сравнить с лазерным разрезанием.

При этом способе толщина металлов не должна превышать 10-ти мм. Способ отлично работает для низколегированных сплавов стали и других мягких металлов. Режущим элементом выступает кислород, из которого формируется сжатая струя, превращающаяся в итоге в плазму.

В разрезах получаются очень ровные кромки, не требующие дальнейшей доработки.

С применением защитного газа

При этом способе вместо воздуха используются защитные газы, которые превращаются в плазменный поток после преобразования в плазмотроне. Качество срезов в данном случае значительно повышается благодаря отличной защите процесса от воздействия окружающей среды.

Газ для плазменной резки не представляет из себя ничего необычного: это может быть водород или аргон – «газовая классика».

С водой вместо воздуха

Отличны способ со многими преимуществами, одно из которых – отсутствие необходимости в дорогостоящей и громоздкой системе охлаждения.

Существуют и другие критерии классификации плазменной резки. К примеру, виды резки бывают разделительными и поверхностными. Первый из них используется чаще.

Еще один параметр – способ резки. Один вид — резка дугой, в котором разрезаемый металл выступает в качестве элемента электрической цепи. Другой вид – резка струей, когда электрическая дуга соединяет электроды, а не металлическую заготовку.

Плазменные резаки представлены на рынке в самых разнообразных вариантах, так что их можно классифицировать по маркам, производителям и многим другим техническим и торговым параметрам.

Есть, например, ручная плазменная резка – самый демократичный способ и по цене, и по простоте исполнения. Есть машинные автоматические технологии, устройства для которых намного дороже и сложнее.

Преимущества резки плазмой

Принцип работы плазменной резки.

Самой близкой технологией является лазерная резка металлов, поэтому логично будет перечислить преимущества в сравнении с «соседкой»:

Плазменной резке по плечу металлы любой природы, в том числе цветные, тугоплавкие и другие, сложные для обработки.
Скорость процесса значительно выше, чем резка газовым резаком.
Одна из значительных особенностей – возможность производить резы любой формы, включающие и геометрические узоры, и фигурную резку самой высокой сложности. Иными словами, резка с помощью плазмы – это реализация самых смелых творческих идей по металлу и другим трудно поддающимся материалам. нипочем любая толщина металла: скорость и качество никоим образом не теряются.
Этому способу поддаются не только металлы, но и другие материалы: он вполне универсальный.
Резка плазмой и быстрее, и эффективнее по качеству кромки, чем любые другие механические способы резки.
В данном методе возможна работа не только перпендикулярно к поверхности металла, но под углом, что помогает освоить широкие листы металла.
С экологической точки зрения это вполне благополучный вид работы с металлом с минимальным выбросом вредных веществ или загрязнений в воздух.
Отличная экономия времени из-за отсутствия необходимости предварительно нагревать металл.
Поскольку в методе не используются взрывоопасные газовые баллоны, он значительно безопаснее, чем другие способы.

Недостатки плазморезки

Ни один способ обработки металлов не обходится без недостатков, и плазменная резка здесь не исключение.

Недостатки плазменной резки следующие:

Дороговизна всего модельного ряда аппаратов для плазменной резки, включая даже самые простые ручные варианты.
Пределы толщины металла для резки плазмой: предельная толщина всего 100 миллиметров.
Это шумный способ работы, потому что сжатый воздух или газ подаются с огромной скоростью.
Оборудование непростое, дорогое и требующее грамотного и постоянного технического обслуживания.

Советы и нюансы

Еще одной отличительной положительно характеристикой метода является то, что во время процесса происходит нагрев лишь небольшого локального участка. Да и остывает этот участок намного быстрее, чем при лазерной или механической резке.

Охлаждение необходимо только для двух составных элементов – катода и сопла, как самых нагруженных. Это без проблем производится с помощью рабочей жидкости.

Плазменная дуга и струя. Дуга начинает работать стабильно в результате рабочего соотношения катода и сопла с паром из сжатого раскаленного воздуха. На катоде локализуется отрицательный заряд, на наконечнике сопла – соответственно положительный. В результате этого образуется промежуточная дуга.

Лишняя влага впитывается специальным материалом, который находится в резервуаре камеры плазмотрона.

Правила безопасности при данном методе имеют строжайший характер, потому что все аппараты плазменной резки могут быть очень травматичными для мастера. Особенно это касается моделей с ручным управлением.

Все будет в порядке, если вы будете соблюдать рекомендации по защитной амуниции мастера: щиток, затемнённые очки, защитные ботинки и т.д. В этом случае вы сможете уберечься от главных факторов риска данного метода – капель расплавленного металла, высокого напряжения и раскаленного воздуха.

Еще один совет по безопасности – ни в коем случае не стучать резаком по металлу для удаления металлических брызг, как это делают некоторые мастера. Вы рискуете повредить аппарат, но главное – поймать кусочки расплавленного металла, например, лицом или другой незащищенной частью тела. Лучше поберечь себя.

Экономия расходных материалов занимает не последнее место в эффективной резке. Для этого зажигаем электрическую дугу не слишком часто, а точно и в срок, чтобы не обрывать ее без надобности.

Экономия ресурсов также распространяется на силу и мощность тока. Если рассчитать его правильно, вы получите не только экономию, но и отличный срез без заусениц, окалины и деформации металла.

Для этого следует работать по следующей схеме: сначала подать ток высокой мощности, сделать пару – тройку разрезов с его помощью. Если сила и мощность тока великоваты, на металле сразу же будет образовываться окалина из-за значительного перегрева.

После осмотра срезов будет ясно, оставить ток на этом уровне или изменить его. Иными словами, работаем экспериментально – малыми пробами.

Как работать плазморезкой?

Электрическая схема плазменного генератора.

Резка металлов с помощью плазменного потока — слишком серьезное дело, чтобы заниматься им без предварительного изучения и тщательной подготовки. Это поможет вам сделать резку эффективнее со всех точек зрения, и, что весьма немаловажно, минимизировать риски, связанные с производственными опасностями.

Прежде всего нужно знать принцип работы плазменной резки – видеть картинку физических явлений целиком.

Плазменную горелку следует держать очень близко к поверхности и краю металла, в отличие от лазерной резки. Когда тумблер с «пуском» включится, первой загорится временная электрическая дуга, и только затем – настоящая, которая будет главным режущим элементом. Горелку с режущей дугой нужно вести по материалу ровно и медленно.

Скорость резки следует строго контролировать. Это можно делать, наблюдая за искрами с обратной стороны листа разрезаемого металла. Если этих искр нет, то это значит, что разрезка металла произошла неполная.

Такое может произойти по нескольким причинам: из-за слишком большой скорости ведения горелки или прохождения аппарата, либо слишком недостаточной мощности подаваемого тока, либо несоблюдения прямого угла в 90° между горелкой и поверхностью металла.

Дело в том, что полная проплавка металла происходит лишь при наклоне плазморезки к поверхности металла под прямым углом и ни градусом больше или меньше.

После завершения работы резак нужно наклонить. Воздух будет выходить и после выключения аппарата – непродолжительное время.

Перед работой невредно изучить схему вашего аппарата: именно в ней можно прочитать самую достоверную информацию по допускаемой толщине металла, который можно прорезать или сделать в нем отверстие. Устройство плазменного резака может различаться, все зависит от функций его назначения.

Выбор аппарата для плазменной резки

Покупка любого технического оборудования – дело, для которого не нужно жалеть времени и усилий: слишком высок риск неудачного решения и потери денег. А деньги здесь немалые, вы не найдете плазменного резака дешевле 500 USD в принципе.

Сначала разбираемся с параметрами и техническими характеристиками прибора.

Выбор нужно делать только под свои планы и нужды. Задача – найти не самый лучший резак, а самый подходящий для вас по принципу «здесь и сейчас».

Две большие группы плазморезов – это инверторные и трансформаторные. Названия говорят сами за себя.

Открытая и закрытая плазменная струя.

Если вам нужен компактный резак для работы с металлами небольшой толщины, вы можете остановить свой выбор на резаке инверторного типа. Они забирают немного энергии, легкие и с небольшими габаритами.

Вместе с тем работают они с перерывами и легко выходят из строя при перепадах сетевого напряжения. Цена на такие приборы вполне умеренная, из всех плазморезов это самые недорогие.

Другое дело – трансформаторные резаки. Здесь и с габаритами, и с весом «все в порядке»: серьезные аппараты по всем параметрам.

Энергии потребляют много, зато работать они могут практически без перерыва в течение целого дня. И толщина металла может быть побольше, чем при резке инверторной моделью. Стоимость таких устройств высокая – от 3000 до 20000 USD.

Выбор плазменного резака по мощности

Рассуждения начинаем со свойств и технических характеристик деталей, которые вы планируете обрабатывать и резать. Именно это этого рассчитывается мощность режущего прибора, потому что в нем будут различаться и сопло по своему диаметру, и тип используемого газа.

Применение плазменной резки – область чрезвычайно широкая, поэтому говорить нужно только о ваших конкретных нуждах.

К примеру, если толщина металлических заготовок около 30-ти мм, вам будет вполне достаточно резака с мощностью 90А. Он легко справится с вашим материалом.

А вот если ваш металл потолще, ищите подходящую модель в диапазоне мощности от 90 до 170А.

Выбор резака по времени и скорости разрезания материала

Скорость плазменной резки металла измеряют в сантиметрах за одну минуту. Эта скорость у разных аппаратов тоже разная и зависит от их общей мощности и природы разрезаемого металла.

Например, при всех прочих равных медленнее всего режется сталь, чуть быстрее – медь и ее сплавы. И еще быстрее – алюминий со своими алюминиевыми сплавами.

Устройство плазменного резака.

Если для вас важна скорость, не забывайте о таком показателе, как длительность работы без перегрева, то есть без перерыва. Если в технической спецификации к аппарату написано, что длительность работы 70%, это означает, что после семи минут резки аппарат должен быть выключенным в течение трех минут, чтобы остыть.

Среди трансформаторных резаков встречаются чемпионы с продолжительностью работы в 100%. Иными словами, они могут работать целый день без отключения. Стоят они, конечно, немало. Но если у вас впереди длинные разрезы, думайте о покупке «чемпионских» трансформаторных плазменных резаков.

Пара слов о горелке

Снова оцениваем природу металла или другого материала, который планируем разрезать. От этого будет зависеть мощность горелка плазмореза. Она должна быть достаточной для качественного реза.

При расчетах нужно учитывать факт, что вы можете встретиться со сложными условиями работы, которая, как назло, должны быть произведена в самые короткие сроки, то есть резка должна носить выраженных интенсивный характер.

Во многих источниках рекомендуется выбирать сопло из меди: оно прочное и отлично охлаждается воздухом, намного быстрее, чем сопла из других металлов.

Рукоятку горелку не упускаем из зоны внимания, это важная часть для комфортной, а значит качественной работы. На рукоятке можно зафиксировать дополнительные элементы, которые помогут держать сопло на одинаковом расстоянии от поверхности металла. Данный совет распространяется только на ручные модели аппаратов.

Если вы собираетесь резать тонкий металл, выбирайте модель с горелкой, которая предназначена для поступления воздуха.

Если же ваши планы связаны с массивными толстыми заготовками, покупайте резак с горелкой для приема защитного газа – азота, например.

Как работает плазменная резка? Преимущества и недостатки

Резку металла можно разделить на две категории - механическую и термическую. Плазменная резка - это метод термической резки, при котором для резки металла используется ионизированный газ.

Это один из широко используемых методов резки толстых металлических листов, но также он может использоваться для листового металла. Прежде чем углубляться в преимущества и возможности плазменной резки, следует ответить еще на один вопрос.

Что такое плазма?

Вы определенно слышали о трех основных состояниях материи - твердом, жидком и газообразном. Но есть и четвертый. Да, это плазма.

Плазму можно найти в природе, но в основном в верхних частях атмосферы Земли. Знаменитое полярное сияние - результат солнечного ветра, созданного из плазмы. Освещение и высокотемпературный огонь тоже включает в себя плазму.

В общей сложности она составляет около 99% видимой Вселенной.

В повседневной жизни мы можем встретить плазму в телевизорах, люминесцентных лампах, неоновых вывесках и, конечно же, в плазменных резаках.

Плазма - это электропроводящее ионизированное газоподобное вещество. Это означает, что в некоторых атомах отсутствуют электроны, и также есть свободные электроны, плавающие вокруг.

Газ можно превратить в плазму, подвергнув его интенсивному нагреву. Вот почему плазму часто называют ионизированным газом.

Плазма похожа на газ, поскольку атомы не находятся в постоянном контакте друг с другом. В то же время она ведет себя аналогично жидкостям с точки зрения её способности течь под воздействием электрического и магнитного поля.

Как работает плазменный резак?

Процесс плазменной резки - это метод термической резки. Это означает, что для плавления металла используется тепло, а не механическая сила. Общая механика системы всегда одинакова. В плазменных резаках используется сжатый воздух или другие газы, например азот. Ионизация этих газов происходит с образованием плазмы.

Обычно сжатые газы контактируют с электродом, а затем ионизируются для создания большего давления. Когда давление увеличивается, поток плазмы направляется к режущей головке.

Режущий наконечник сужает поток, создавая поток плазмы. Затем он наносится на заготовку. Поскольку плазма электропроводна, заготовка соединяется с землей через стол для резки.Когда плазменная дуга контактирует с металлом, его высокая температура плавит его. В то же время высокоскоростные газы выдувают расплавленный металл.

Запуск процесса резки

Не все системы работают одинаково. Во-первых, есть обычно более бюджетная версия, называемая высокочастотным контактом . Это недоступно для плазменных резаков с ЧПУ, потому что высокая частота может мешать работе современного оборудования и вызывать проблемы.

В этом методе используется искра высокого напряжения и высокой частоты. Возникновение искры происходит при соприкосновении плазменной горелки с металлом. Это замыкает цепь и создает искру, которая, в свою очередь, создает плазму.

Другой вариант - метод пилотной дуги . Во-первых, искра создается внутри горелки цепью высокого напряжения и низкого тока. Искра создает вспомогательную дугу, которая представляет собой небольшое количество плазмы.

Режущая дуга возникает, когда вспомогательная дуга входит в контакт с заготовкой. Теперь оператор может начать процесс резки.

Третий способ - использование подпружиненной головки плазмотрона . Если прижать резак к заготовке, возникает короткое замыкание, в результате чего начинает течь ток.

При снятии давления образуется вспомогательная дуга. Следующее такое же, как и в предыдущем методе. Это приводит к контакту дуги с заготовкой.

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.

Основными составляющими воздуха являются азот (78,18%) и кислород (20,8%). Сочетание этих двух газов представляет собой очень богатую энергией смесь. Воздух применяется в качестве плазменного газа для резки нелегированных, низколегированных, высоколегированных сталей и алюминия. Обычно воздух используется для ручной резки, а также для резки тонкого листа. Если резка нелегированной стали выполняется с применением в качестве плазменного газа воздуха, то кромки реза получаются прямыми и достаточно гладкими. Однако, как газ для резки, воздух повышает содержание азота на поверхностях реза. Если такие кромки реза далее не подвергаются механической обработке, в сварном шве могут создаться поры.

Кислород применяется в качестве плазменного газа для резки нелегированных и низколегированных сталей. Когда кислород смешивается с расплавом, понижается его вязкость, благодаря чему расплав приобретает большую текучесть. Это обычно даёт возможность получить кромки реза без грата и верхние края без скруглений. Появляется возможность достичь более высоких скоростей резки, чем в случае с азотом и воздухом. В отличие от азота или воздуха, при использовании кислорода поверхности реза не насыщаются азотом, а значит, риск возникновения пор при последующей сварке сводится к минимуму.

Аргон является единственным инертным газом, который может производиться для коммерческих целей с использованием метода воздушной сепарации при объёмном проценте 0,9325. Будучи инертным газом, он химически нейтрален. Благодаря своей большой атомной массе (39,95), аргон способствует вытеснению расплавленного материала из зоны реза посредством высокой плотности импульсов создаваемой плазменной струи. Из-за своей относительно низкой теплопроводности и энтальпии, аргон не является совершенно идеальным газом для плазменной резки, так как он позволяет достичь только лишь относительно небольшой скорости резки, в результате чего получаются скругления, поверхности имеют чешуйчатый вид.

По сравнению с аргоном, водород имеет очень маленькую атомную массу и характеризуется относительно большой теплопроводностью. Водород имеет чрезвычайно высокую максимальную теплопроводность в температурном диапазоне диссоциации, что обусловливается процессами диссоциации и рекомбинации. Первоначально при рекомбинации и ионизации двухатомного водорода из дуги высвобождается большое количество энергии. Это приводит к обжатию вытекающей дуги. Из приведенного описания физических свойств следует, что водород, сам по себе, настолько же не подходит в качестве плазменной среды, насколько и аргон. Однако, если положительные свойства водорода, касающиеся тепловых показателей совместить с большой атомной массой аргона, то получаемая в результате газовая смесь даёт возможность быстро передавать кинетическую энергию, а также достаточное количество тепловой энергии разрезаемому материалу.

В отношении физических свойств азот занимает приблизительно промежуточное положение между аргоном и водородом. Теплопроводность и энтальпия у азота выше, чем у аргона, однако меньше, чем у водорода. Азот и водород ведут себя сходным образом в смысле возможности обжатия дуги, а также в отношении тепла рекомбинации, создающего текучий расплав. Таким образом, азот может использоваться сам по себе как плазменный газ. Азот, используемый в качестве плазменного газа, обеспечивает быструю резку изделий с тонкими стенками без образования оксидов. Недостатком является относительно большое количество бороздок. Практически невозможно добиться реза с полностью параллельными сторонами. Угол получаемого скоса в большой степени зависит от установленного настройкой объёма газа и скорости резки. Насыщение поверхности реза азотом отрицательно сказывается на свариваемости. Повышенное содержание азота при поверхностях реза является причиной пористости свариваемого металла.

Читайте также: