Термическая резка металла с чпу

Обновлено: 16.05.2024

Резка Металла

Термическая резка металла – этот технологический процесс, используемый в производстве (раскройке) заготовок из листового или балочного металлопроката. Кроме того, с помощью этой технологии можно вырезать отверстия с любой формой поперечного сечения, обрабатывать фаски и прочие элементы профиля детали.

И в данной статье мы рассмотрим способы резки металла, уделив внимание и оборудованию, с помощью которого реализуется эта металлообрабатывающая технология.

Термические способы резки металла

Термический способ разделения основан на испарении металла зоне резания, на которую воздействуют высокими температурами. Причем технологии термической металлообработки классифицируют по способу трансляции высоких температур в зону резания.

И этот способ классификации разделяет термические технологии на следующие виды резки:

Газово-кислородный способ, который основан на кратковременном (до 50 секунд) нагреве «точки» на теле заготовки пламенем газовой горелки. После этого начинается обувание кислородом разогретой зоны с перемещением такой «точки» вдоль всей зоны резания. При этом расходуется только кислород – газовую горелку «выключают» после разогрева первичной «точки».

Плазменный способ, который основан на том же принципе действия, что и газово-кислородная технология. Только термическая резка металла при помощи плазмы стартует с разогрева первичной «точки» не пламенем, а электрической дугой, генерируемой за счет разницы потенциалов между электродом и телом заготовки. Ну а после разогрева дуга отключается и в дело вступает кислород, вводимый в зону резания под большим давлением. Именно он поддерживает процесс термического окисления металла, контролируя и направляя его вдоль зоны резания.

Кислородно-флюсовый метод, который основан на взаимодействии транслируемых высоких температур с веществами, содержащимися в заранее нанесенном на поверхность заготовки флюсе. Именно эти вещества и контролируют и направляют процесс горения. Поэтому с помощью данной методики очень удобно резать балочный прокат и тела вращения. Например, термическая резка труб кислородно-флюсовым методом обеспечивает и высокую скорость резания и не менее высокую точность раскроя.

Лазерная технология, которая основана на «поджоге» зоны резания узконаправленным пучком электронов или фотонов, с последующей поддержкой зоны термического окисления непрерывным потоком кислорода, нагнетаемого в область резания.

Достоинства и недостатки технологий термической резки

Первая технология – газово-кислородная резка – характеризуется дешевизной и высокой степенью мобильности оборудования. Причем цена машины для термической резки газово-кислородным способом – обычного резака – самая низкая на рынке. Но и точность такой технологии оставляет желать лучшего.

Газово-кислородный процесс резки оставляет после себя множество дефектов – наплывов, потеков и прочего, которые придется устранять механическим способом. Поэтому такая технология используется только для чернового раскроя.

Вторая технология – плазменная резка – характеризуется высокой точностью и достаточно высоким качеством процесса резки. Этот способ раскроя заготовок реализуется и с помощью ручных резаков (сварочных выпрямителей, работающих со специальными электродами), и на стационарных агрегатах.

Причем стационарная машина термической резки металла может работать и под управлением оператора (резчика), и под контролем блока числового программного управления. В последнем случае качество и производительность будут намного выше, чем при ручном управлении или работе с ручными резаками. К тому же, с помощью плазменной резки под управлением ЧПУ можно резать любые металлы – даже алюминий и медь с их высокой теплопроводностью.

Третья технология – кислородно-флюсовая резка – используется лишь в особых случаях. Ее применяют для раскроя балок, труб и прочих разновидностей подобного проката.

Четвертая технология – лазерная резка – относится к высокотехнологичным способам металлообработки. Портальная машина термической резки лазером работает не хуже фрезерного или сверлильного станка, гарантируя высокое качество среза и не менее высокую производительность. Причем такие агрегаты можно использовать для раскроя и тонколистовых, и толстостенных заготовок. Однако подобные агрегаты стоят очень недешево.

Термическая резка металла с ЧПУ

Из всех резаков, использующих в своей работе различные технологии термического разделения металла, наибольшую производительность и наивысшее качество демонстрируют только те устройства, в конструкции которых есть блок числового программного управления (ЧПУ).

Такие станки обладают следующими преимуществами:

Возможностью «резать» контур любой степени сложности. Причем такая машина работает под управлением компьютера и действует в рамках заложенной программы, эффективность которой зависит от мастерства инженера-разработчика. Ввести программу в станок может даже специалист средней квалификации.

Возможностью многократного повторения даже самых сложных технологических операций. Количество циклов зависит только от запаса кислорода и механической стойкости узлов самого агрегата. А сама программа может повторяться практически бесконечно.
Высоким уровнем производительности. Машина работает в оптимальном режиме, когда мощность ограничивается только механической прочностью аппарата. Такой режим работы попросту недостижим для прочих установок, привязанных к физиологии человека.

В итоге, ЧПУ агрегаты очень ценятся на крупных производствах. А высокая точность делает этот вид оборудования востребованным и в производстве разовых изделий с особо сложной конфигурацией.

Однако приобретение таких станков для разовых операций не оправдано с экономической точки зрения. Поэтому, в большинстве случаев, разовые операции заказывают у сторонних исполнителей, обладающих соответствующим станочным парком. Причем рынок услуг «резание с ЧПУ» разбит на два сегмента – непосредственное исполнение работ и написание программ под блоки числового программного управления. Так что, если у вас есть сложная заготовка или ее чертеж, то с воспроизводством такого изделия проблем не будет!

Плазменная резка металла с чпу

Плазменная резка металла на оборудовании с ЧПУ – это процесс автоматизированного вырезания заготовок сжатой дугой плазмы. Эта технология позволяет выполнять раскрой разных видов сталей, включая нержавейку и цветные металлы. При этом возможен прямолинейный и фигурный рез материалов толщиной до 100 мм.

Виды плазменной резки металла с ЧПУ

Плазменная резка на станках с ЧПУ – высокотехнологичный процесс раскроя, рабочие параметры которого настраиваются в автоматическом режиме специальной программой в зависимости от заданных значений марки стали и толщины.

Существует два основных вида резания, однако обычно используется классический способ плазменно-дуговой резки с дугой прямого действия. В этом случае она горит между катодом и обрабатываемой заготовкой. При этом столб дуги совмещается с высокоскоростной струей, образующейся из подаваемого газа в результате его нагрева с последующей ионизацией при воздействии дуги.

Другой вид – резка плазменной струей с дугой косвенного действия – используется преимущественно для резания неметаллических материалов, которые не проводят ток (пластик и др.). Здесь дуга горит между катодом и наконечником плазмотрона, а разрезаемый материал не включен в электрическую цепь.

Рисунок 1. Основные схемы резки

Особенности плазменной резки металла

ЧПУ представляет собой компьютеризированную систему программного управления приводами производственного оборудования и его оснастки. Числовое программное управление позволяет минимизировать человеческий фактор – т.е. участие человека в процессе плазменной резки. Также наличие ЧПУ в конструкции станков положительно отражается на энергопотреблении и производительности.

Фото 2. Машина с числовым программным управлением

Преимущества этого способа по сравнению с другими методами резки:

Минимальный человеческий фактор – способствует увеличению производительности, сокращению количества брака.
Универсальность – возможность резки разнообразных материалов (конструкционных сталей, нержавейки, чугуна, меди, алюминия и их сплавов), вырезания деталей сложной формы.
Высокая скорость резания заготовок малой и средней толщины.
Точный и качественный рез – отсутствие наплывов и грата позволяет обойтись без последующей механической обработки кромок перед сваркой.
Минимальное время прожига – не требуется предварительный подогрев места врезки.
Малая зона термического влияния – исключает вероятность тепловой деформации вырезаемых заготовок (особенно полезно при обработке тонколистовых сталей).

Среди недостатков можно выделить относительную дороговизну оборудования, высокие требования к его техническому обслуживанию. Также предельная толщина разрезаемых металлов, как правило, не превышает 100 мм (у газокислородной резки она может достигать до 500 мм в зависимости от материала). Но при этом скорость и качество резания гораздо выше.

Фото 3. Процесс вырезания заготовок

Станки с ЧПУ

Установка плазменной резки металла в комплекте с ЧПУ представляет собой автоматический комплекс по раскрою листового металлопроката. В конструкцию оборудования входит источник питания, портальная система, координатный стол и числовое программное управление.

Установки выпускаются нескольких видов в зависимости от назначения и размеров разрезаемого металлопроката:

Стационарные – габаритные станки, которые устанавливаются стационарно. Из-за больших габаритов их перемещение не представляется возможным без демонтажа и применения спецтехники.

Фото 4. Стационарная установка

Портативные – имеют небольшие размеры, поэтому при необходимости могут перемещаться в пределах производственного участка либо на другой объект.

Фото 5. Переносная машина

Оборудование может иметь разные габариты координатного стола – при этом ширина рабочей зоны варьируется в пределах от 1,5 до 8 м. Направляющие, которые служат для продольного перемещения обрабатывающего комплекса, могут быть расположены непосредственно на рабочем столе либо независимо от него и других конструктивных узлов.

Точность плазменной резки металла на установках с ЧПУ

Качество и точность резания регламентируются ГОСТ 14792, который предусматривает разделение деталей на три класса точности в зависимости от вида оборудования. Самый высокий 1 класс точности характерен для портальных установок плазменной резки, но при условии соблюдения всех требований, указанных в паспорте.

Максимально допустимые отклонения при номинальных размерах вырезаемой детали и толщине листа от 5 до 60 мм:

±2,5 мм – от 2500 до 5000 мм;
±2 мм – от 1500 до 2500 мм;
±1,5 мм – от 500 до 1500 мм;
±1 мм – до 500 мм.

Неперпендикулярность кромок в зависимости от толщины обрабатываемого листа:

0,4 мм при толщине 5-12 мм;
0,5 мм – 13-30 мм;
0,7 мм – 31-60 мм.

Также есть предельный допуск на радиус скругления угла верхней кромки в результате оплавления – он составляет не более 1 мм.

В целом точность и качество плазменной резки на порядок выше по сравнению с газокислородной. При этом отсутствует деформация деталей, что исключает необходимость в последующей правке. Результатом этого является уменьшение времени и снижение себестоимости изготовления определенной детали.

Машина термической резки: назначение и виды

Машина для термической резки – высокотехнологичное оборудование для вырезания прямолинейных и фигурных заготовок из металлопроката разных марок и толщин. Станки выпускаются разных видов по назначению, принципу работы и уровню автоматизации. Это позволяет подобрать оптимально подходящую модель для решения конкретных производственных задач.

Назначение и область применения

Станки предназначены для термической резки листового и профильного металлопроката разных видов по химическому составу и толщине. В основном на предприятиях применяются газокислородные и плазменные модели.

Оборудование для газокислородного раскроя обычно используется при работе с углеродистыми и низколегированными марками сталей толщиной до 300 мм. Плазменные модели имеют более ограниченный диапазон разрезаемых толщин, однако более эффективны при резании тонколистового металла (из-за минимальной тепловой деформации заготовок), легированных сталей (толщина до 50 мм), чугуна (до 90 мм), алюминия (до 120 мм), меди (до 80 мм) и сплавов на их основе.

Основные сферы применения машин для термической резки металла:

Предприятия и фирмы по металлообработке и производству металлоконструкций.
Металлургические заводы.
Предприятия тяжелого машиностроения.
Авиа-, автомобиле- и судостроение.

Виды оборудования

Станки, предназначенные для термической резки, подразделяются на несколько видов по назначению, конструктивному исполнению и уровню автоматизации. Рассмотрим более подробно каждый тип машины.

Портальные машины

Представляют собой трехкоординатный обрабатывающий комплекс с раскроечным столом. Направляющие для продольного перемещения в зависимости от разновидности оборудования могут располагаться непосредственно на координатном столе или независимо от него.

Фото 1. Портальная машина с направляющими рельсами на рабочем столе

Станки производятся стационарного и переносного типа. Также они отличаются по размерам рабочей зоны – стандартная ширина обработки может составлять от 1,5 до 8 м. Могут работать как в механизированном режиме (процессом резки управляет оператор), так и в автоматическом (вырезание заготовок выполняется с помощью системы ЧПУ).

Консольные модели

Конструктивно состоят из направляющего рельса и консоли с режущим устройством для воздушно-плазменной (плазмотрон) или газокислородной резки (резак). Основой таких машин является контрольно-исполнительный блок, который двигается по направляющему рельсу, обеспечивая продольное перемещение режущего аппарата. Также он приводит в движение консоль, чем обеспечивает поперечное передвижение устройства для резки.

Фото 2. Внешний вид машины консольного типа

По функциональным возможностям и точности реза консольные машины термической резки ничем не уступают портальным. Однако они являются мобильными, поэтому могут работать с металлопрокатом ограниченных размеров.

Шарнирно-консольное оборудование

Конструкция этих станков состоит из колонны с поворотной траверсой, по которой перемещается режущее устройство. Резка производится с помощью специального циркульного устройства либо по шаблону с использованием магнитного копировального устройства.

Фото 3. Шарнирно-консольный станок термической резки

Машины этого типа отличаются повышенной точностью воспроизведения заданного контура, увеличенной рабочей зоной, удобным в применении выносным пультом управления.

Машины для раскроя труб

Оборудование разработано специально для механизированного раскроя труб в полевых (при ремонте магистральных трубопроводов) и стационарных условиях (на трубосварочных базах). Поставляется в нескольких модификациях – с ручным и электрическим приводом, что определяет уровень автоматизации.

Фото 4. Работа трубореза с ручным приводом

Конструктивно станок термической резки труб состоит из самоходной тележки с установленной на ней штанги с резаком. Устройство перемещается перпендикулярно оси трубы по окружности при помощи привода, звездочки и крючковой цепи.

Металлургические станки для резки больших толщин

Такие машины обычно применяются для прямолинейного резания слябов, блюмов и полураскатов большой толщины на предприятиях по переработке и переплавке металлолома. Конструктивное исполнение и оснащение специальными режущими устройствами обеспечивает возможность разрезания толщин до 1500 мм.

Фото 5. Разделительная резка горячей отливки в производственных условиях

Для обеспечения максимальной толщины реза требуется высокое давление кислорода (от 3 до 25 кгс/см2) и горючего газа (до 3,5 кгс/см2). Мундштук в таком оборудования имеет оптимальные газодинамические параметр и обязательно водоохлаждаемую конструкцию.

Машины с ЧПУ

Станки с числовым программным управлением – это современное оборудование, которое обеспечивает возможность фигурного и прямолинейного раскроя листового металла в автоматическом режиме (с минимальным участием оператора).

Стандартное конструктивное исполнение:

источник питания;
портал с приводом;
рельсовые направляющие;
координатный стол;
суппорт с режущим устройством;
система ЧПУ.

Фото 6. Машина с ЧПУ «Диагональ»

Система ЧПУ представляет собой комбинацию стойки, монитора и панели с клавиатурой, которые расположены в защищенном корпусе. Автоматизированный раскрой металла выполняется после загрузки в систему предварительно разработанного технического чертежа. Числовое программное управление способно воспроизводить контуры любой конфигурации и сложности – от простых единичных деталей до пакетных комплектов из заготовок разных форм и размеров, расположенных на одном листе металла.

Возможности и характеристики машин термической резки

Особенности станков для термической резки металла:

Повышенная точность воспроизведения заданного контура.
Минимальная степень деформации заготовок.
Высокое качество реза, кромки с минимальным количеством окалины и шлака.
Технологическая гибкость – возможность вырезания деталей разных форм и размеров в заданном количестве и в требуемые сроки.

Функциональность и возможности оборудования зависят напрямую от номинальной мощности источника питания. К основным характеристикам процесса резки относятся рабочий ток, определяющий максимальную толщину разрезаемого металла, а также скорость резания, время прожига листа, ширина реза.

Фото 7. Станок плазменной резки с ЧПУ в работе

Точность и качество реза определяется установленной системой ЧПУ и мастерством инженера, разрабатывающего карты раскроя для станка. Здесь важно тщательно продумать расположение каждой детали на листе, правильно задать припуски на резку с учетом ширины реза, колебаний режущей дуги и других моментов.

Плазменный станок ЧПУ

Плазменный ЧПУ – высокоточное и производительное оборудование для автоматического вырезания деталей из металлопроката разных видов и толщин. Представляет собой целый комплекс с множеством конструктивных элементов, которые обеспечивают минимальное участие человека в процессе раскроя листовой стали.

Плазменная резка и ее особенности

Процесс плазменной резки представляет собой уникальную технологию раскроя листового металлопроката, которая применима для конструкционных, легированных сталей, чугуна и цветных металлов (медь, алюминий, их сплавы). Заключается она в обжимании плазменной дуги при ее прохождении через сопло.

Существует несколько схем резания:

Плазменно-дуговая резка – более эффективная технология, которая применяется для обработки электропроводных материалов. Здесь дуга прямого действия образуется при протекании электротока от электрода на обрабатываемый металл.

Рисунок 1. Дуга прямого действия

Резка плазменной струей – используется для резания материалов, не обладающих электрической проводимостью. Дуга косвенного действия возникает между катодом и соплом – т.е. разрезаемая заготовка не включена в электрическую цепь.

Рисунок 2. Дуга косвенного действия

Плазменно-дуговая резка считается одним из самых эффективных с экономической точки зрения методов раскроя листового проката малых и средних толщин (до 50 мм). При работе с таким материалом плазменный станок с ЧПУ обеспечивает наиболее высокое качество и точность реза. Однако погрешность небольшая и при резании более толстого металла (до 100 мм и более в зависимости от вида оборудования).

Плазменные газы в дуге частично диссоциируются и ионизируются, поэтому становятся электропроводными. Повышенная плотность энергии и температура обеспечивают расширение плазмы и ее движение к обрабатываемому изделию со скоростью, превышающей почти в 3 раза скорость звука. Большая температура плазменной дуги (до 30 тыс. К) в сочетании с высокой кинетической энергией обеспечивают повышенную скорость резания металлов.

Начинается процесс раскроя с поджига дежурной дуги между соплом и катодом, которая вызывает частичную ионизацию, необходимую для подготовки пространства между плазмотроном и заготовкой. Поджигается она за счет подачи повышенного напряжения. При ее контакте с материалом автоматически повышается мощность и зажигается режущая дуга. Тепловая энергия дуги плавит и частично испаряет металл. Под воздействием кинетической энергии расплавленный материал удаляется из зоны реза.

Фото 3. Процесс плазменно-дуговой раскроя

Устройство и принцип работы оборудования

Для плазменной резки используется станок, состоящий из таких конструктивных элементов:

Источник питания – служит для подачи тока и напряжения для поджига пилотной и режущей дуги.

Фото 4. Внешний вид источника питания

Плазмотрон – устройство, генерирующее плазму. В нем электрический ток преобразуется в плазменную дугу. Его основными конструктивными элементами являются электрод (он же катод) со вставкой из тугоплавкого металла, сопло и завихритель. Обычно в плазмотронах предусмотрено водяное охлаждение. Катод и сопло – расходные материалы, периодичность замены которых зависит от интенсивности работы, вида и толщины разрезаемого металлопроката.

Фото 5. Внешний вид плазмотрона

Портальная система – состоит из портала с продольными направляющими, механизма для поперечного перемещения плазмореза. Движение обеспечивается благодаря реечному приводу, также портал оборудован системой динамической виброзащиты для повышения эксплуатационного ресурса комплекса и увеличения качества реза.

Фото 6. Портальная конструкция без рабочего стола

Координатный стол – представляет собой стабильную основу для укладки обрабатываемого металлопроката. В зависимости от типа оборудования могут иметь разные размеры – стандартная ширина составляет от 1,5 до 8 м.

Фото 7. Автоматический комплекс для раскроя с раскроечным столом

Система числового программного управления – компьютеризированная система для автоматического управления приводами оборудования. Включает рабочую консоль (для ввода программ воспроизведения и управления режимами работы), консоль оператора (для визуального наблюдения за рабочим процессом) и контроллер (для управления движущейся оснасткой).

Фото 8. Внешний вид системы ЧПУ

Основные рабочие параметры процесса – сила тока, скорость резки, зазор между соплом резака и заготовкой, вид используемого газа. Самым доступным и простым плазмообразующим газом считается воздух, но он оптимально подходит только для раскроя углеродистых и нержавеющих сталей. Также при его применении наблюдается незначительное обесцвечивание и нитрирование кромки, что несколько усложняет последующую мехобработку из-за увеличения твердости.

Не менее важен такой параметр, как давление газа. Выбор оптимально подходящего значения обеспечивает длительный срок службы расходных элементов плазмотрона и высокое качество реза. Однако при работе на повышенном давлении снижается эксплуатационный ресурс катода, наблюдаются проблемы в начале процесса резания. Пониженные значения ведут к недостаточному охлаждению плазменного резака, что может стать причиной образования двойной дуги и даже разрушения сопла.

За перемещение технологической оснастки портальной системы отвечает контроллер. Но предварительно в систему ЧПУ нужно загрузить разработанную технологом управляющую программу. Использование числового программного управления обеспечивает возможность воспроизведения контуров любой сложности.

Разработка управляющих программ выполняется для вырезания как единичных заготовок, так и целых комплектов деталей разных размеров и форм. Карты раскроя разрабатываются на ПК при помощи специального программного обеспечения. Изначально прочерчивается каждая деталь с учетом всех припусков, затем заготовки раскладываются на виртуальном листе металла определенных габаритов в специальном ПО. Благодаря этому максимально рационально используется металлопрокат, минимизируется количество отходов.

Преимущества аппарата

Плазморезы или плазменные станки с ЧПУ отличаются такими преимуществами:

Высокое качество реза – за счет использования качественных плазмотронов, правильного выбора плазмообразующего газа обеспечивается малая ширина реза, минимальное угловое отклонение и чистые кромки без наплывов и окалины.
Технологическая гибкость – подходят для прямолинейного и фигурного раскроя разных металлов и сплавов.
Повышенная скорость резки – в зависимости от марки металла и толщины может достигать до 6 м/мин.
Минимальная зона термического влияния, направленное воздействие плазменной дуги – обеспечивает возможность вырезания заготовок из тонколистового металлопроката без их тепловой деформации.
Невысокая себестоимость процесса – актуальна при работе с листовым прокатом толщиной до 50 мм.
Малое время прожига в отличие от воздушно-кислородной резки, где требуется длительный предварительный подогрев.

Фото 9. Автоматизированный раскрой листового проката

Приемы плазменного раскроя

Машины для плазменного раскроя с ЧПУ могут комплектоваться разным дополнительным функционалом и системами. Одной из самых полезных считается автоматический контроль высоты, так как зазор между соплом и обрабатываемым материалом оказывает влияние на скос кромок. При увеличении расстояния повышается и угол скоса, а при уменьшении – снижается срок службы электрода и сопла. Резка с поддержанием постоянной высоты положительно влияет на качество кромок и эксплуатационный ресурс расходных элементов.

Скорость перемещения плазмотрона в процессе работы должна обеспечивать угол отставания прорезания нижней кромки от верхней не более 3-5°.

При разработке управляющих программ технологу рекомендуется придерживаться следующих требований для обеспечения минимальных деформаций:

Первоочередно вырезаются отверстия.
Вырезание заготовок начинается от одной кромки, последовательно перемещаясь от одной детали к другой в направлении противоположной кромки.
При разработке карт на резку комплекта заготовок используются совмещенные резы, при которых линия реза разрезает сразу 2 детали.
Длинные заготовки располагаются ближе к кромке листа, от которой будет начинаться резка, а короткие – ближе к середине и противоположной кромке.
Вырезание заготовок длиной более 3 м и шириной больше 0,5 м выполняется с угла, а начинается с длинной кромки.
Детали, занимающие большую часть листа, вырезаются в первую очередь.

Фото 10. Процесс вырезания детали

Применение установок

За счет высокой технологической гибкости и производительности, станки с ЧПУ для плазменной резки применяются преимущественно крупными и средними заводами по производству промышленного оборудования, металлоконструкций и т.д.

Плазменное оборудование с числовым программным управлением используется для резки таких металлов:

Углеродистые стали – обычно при раскрое листов до 40-50 мм применяется сжатый воздух, а также азот, смеси на основе азота и кислорода.
Низкоуглеродистые – для толщин до 40 мм наиболее эффективен сжатый воздух, но при резании металлопроката толщиной более 20 мм может использоваться азот и азотно-водородные смеси.
Нержавейка – используется азот (до 20 мм), смеси на азоте и водороде (до 50 мм). Допускается применение сжатого воздуха.
Стали с большим содержанием легирующих элементов – для толщин 50-60 мм используется воздушно-плазменная резка, для более толстых листов рекомендованы азотно-кислородные смеси.
Медь и ее сплавы – для обработки металлопроката малых и средних толщин подходит сжатый воздух. При его использовании на кромках образуется грат, но при этом излишки металла легко удаляются с поверхности. Азот подходит для вырезания заготовок толщиной от 5 до 15 мм. Латунь режется с такими же газами, однако на более высоких скоростях (до 20-25 %). Также следует учитывать, что медь отличается высокой теплопроводностью и теплоемкости, поэтому для работы нужна более мощная дуга, чем для обработки сталей.
Алюминий и сплавы на его основе – сжатый воздух обычно используется исключительно для разделительного резания с обязательной последующей мехобработкой деталей. При этом качественный рез возможен только при резке изделий толщиной до 30 мм на рабочем токе до 200 А. Также для резания листов до 20 мм может использоваться азот, от 20 до 100 мм смеси из азота и водорода, более 100 мм – аргоно-водородные смеси.

Фото 11. Вырезание заготовок из алюминиевого листа

Виды станков

Плазменное оборудование с числовым программным управлением производится нескольких типов:

Переносное – установки относительно небольших размеров, на котором можно выполнять раскрой металлопроката ограниченных габаритов. Обычно ширина рабочей зоны у них составляет 1,5-3 м. При желании такие устройства можно перемещать в пределах цеха либо на другой производственный участок или объект.

Фото 12. Портативное устройство для плазменной резки

Стационарное – мощные автоматизированные линии с шириной координатного стола до 8 м. Устанавливаются стационарно, перемещение возможно только при условии предварительного демонтажа с использованием специальной грузоподъемной техники.

Фото 13. Стационарная машина

Стоимость станков с ЧПУ

Цены на плазменные установки с ЧПУ колеблются в широких пределах. Все зависит от разновидности и технических характеристик оборудования, функциональных возможностей, габаритных размеров рабочей зоны.

Стоимость полноценной автоматической линии начинается от 1,5 млн руб. Однако на большинство машин цена формируется по запросу с учетом индивидуальных потребностей заказчика, предполагаемых видов работ, комплектации установки и других параметров.

Дополнительно в общую цену могут быть включены расходы на вспомогательное оснащение (компрессоры, система вентиляции), а также на такие услуги, как монтаж, пуско-наладочные работы, обучение персонала, техническое обслуживание и др.

Производители оборудования

Сегодня плазменные ЧПУ выпускаются как зарубежными, так и отечественными производителями. В продаже есть машины разной ценовой категории, но то, что стоит дороже, не всегда является более качественным.

Отечественный производитель ПУРМ разрабатывает и производит плазменные станки ЧПУ с учетом суровых российских условий эксплуатации. Оборудование этой марки успешно используется предприятиями в средней полосе России и даже в условиях Крайнего Севера.

Фото 14. Оборудование отечественного производителя ПУРМ

Компания занимается не только изготовлением установок, но и поставками запасных частей, расходных материалов, комплектующих. При желании можно заказать шеф монтаж, пуско-наладку, послегарантийное обслуживание.

Как выбрать станок с ЧПУ?

Для правильного выбора плазменного станка ЧПУ необходимо определиться с такими моментами:

Виды работ – только прямолинейный раскрой или с возможностью вырезания деталей сложной конфигурации.
Максимальные размеры листового металлопроката – от этого зависят габариты рабочей зоны координатного стола.
Максимальная толщина материала – определяет номинальную мощность источника питания и тип используемого газа для резания.

Фото 15. Вырезание одиночной детали

Одной из основных характеристик оборудования является продолжительность включения (или ПВ). Этот параметр определяет интенсивность эксплуатации, а именно временной отрезок, на протяжении которого станок может работать без перерывов на охлаждение.

Обозначается ПВ в процентах – если продолжительность включения составляет 80 %, то это значит, что в течение 10-минутного рабочего цикла установка сможет работать 8 минут на максимальных нагрузках. В случае превышения этой нормы возможен ее перегрев и выход из строя. Однако большинство промышленных плазморезов с ЧПУ имеют продолжительность включения 100 %, поэтому рассчитаны на непрерывную работу на протяжении всей рабочей смены.

Не менее важной характеристикой установок является сила тока, которую выдает источник питания – именно она определяет предельную толщину обрабатываемого металлопроката.

Основные поломки машин

При эксплуатации плазменных станков с ЧПУ не наблюдается особых проблем с их работоспособностью. Однако есть несколько факторов, которые могут способствовать нарушению правильного функционирования оборудования:

Короткое замыкание в электросети – может стать причиной перегорания основных управляющих плат.
Перепады напряжения, если они превышают диапазон, установленный производителем – тоже могут привести к выходу из строя электрических компонентов.
Физический износ механизмов либо чрезмерное превышение установленного ресурса деталей.

Фото 16. Резание тонколистового металла

Любые нарушения в работе плазмореза можно устранить в сжатые сроки, но лучше своевременно выполнять техобслуживание, менять детали с большим износом и расходные элементы. Это обеспечит стабильную его работу, высокую производительность и качество реза.

Машины термической резки металла: какой тип подходит для вашего производства?

Машины термической резки с ЧПУ имеют широкое распространение во многих отраслях материального производства. Практически на любом предприятии, специализирующемся на работе с металлом, используется термическая резка. Зачастую данные машины имеют портальную форму с приводными каретками на поперечной балке, которые перемещают рабочий инструмент. В качестве рабочего инструмента может использоваться газовый резак, плазмообразующая горелка, сопло с отверстием узкого диаметра для фокусировки струи, головка с линзами для фокусировки лазерного луча.

Каждая технология резки имеет свои преимущества, особенности и ограничения. При выборе технологии резки следует обращать внимание не только на стоимость самой машины, но и на стоимость ее обслуживания и расходных элементов к ней.

Газовая резка

Газовая (газо-кислородная) резка имеет ограниченный диапазон обрабатываемых материалов (низколегированные и углеродистые стали) в силу их физических особенностей (необходима температура расплавления металла, чтобы его можно было прорезать струёй сжатого кислорода), но в то же время данный тип резки позволяет разрезать как средние, так и большие толщины (рекомендуемый диапазон 3 – 300 мм).

Процесс резки происходит следующим образом: сначала металл предварительно нагревается до температуры расплавления, затем в место локального расплавления подается струя кислорода для разделительного реза.

После процедуры резки газом на торце получившейся детали образуется окалина, которая требует последующей механической обработки.

Эксплуатационные затраты (сюда входит стоимость газов и расходных частей) на газо-кислородную резку низкие, а обслуживание машины не составляет большой сложности (при условии работы на машине).

Очевидные преимущества данного метода: большой диапазон толщин, простота в эксплуатации, универсальность относительно окружающей среды.

Недостатки: обработка низколегированных и углеродистых сталей, большое термическое влияние в зоне реза, низкая скорость резки.

Плазменная резка

Плазма – это так называемое «четвертое» состояние вещества, которое образуется с помощью высокотемпературной электрической дуги (которая зажигается между электродом и соплом/изделием) и воздуха, либо специального газа под высоким давлением.

Получаемая в ходе данного процесса плазма имеет высокую электропроводимость, с помощью чего нагревает металл до расплавления, затем в зону резки подается сжатый газ для выдувания данного металла из зоны реза.

При плазменной резке используются следующие газы:

Активные – кислород, воздух.
Инертные – азот, аргон, водород.

Преимущества данного метода:

Широкий выбор опций при плазменной резке позволяет разрезать любые металлы от черных, цветных до специальных сплавов;
Возможность контроля плазменной дуги для вырезания круглых отверстий, плазменной маркировки;
Скорость резки малых и средних толщин много выше относительно газовой резки;
Небольшая зона термического влияния, обеспечивающая маленькие термические поводки и небольшое выгорание легирующих элементов;
Хороший торец после резки, не требующий последующей механической обработки.

Недостатками плазменной резки являются:

Конусность дуги (при недостаточном контроле срез кромки будет неровным);
Высокий уровень шума;
При резке образуется много вредных дымов, которые необходимо вовремя собирать и фильтровать;
Стоимость выше, чем у газовой резки.

Гидроабразивная резка

Вода – это материал, который позволяет резать материалы, не связанные с особенностями теплопроводности или электропроводимости. В обычной жизни резать водой какой-либо материал не представляется возможным, но, если пользоваться водой вод высоким давлением, это становится возможным.

Процесс гидроабразивной резки заключается в эрозии материала под воздействием струи воды при очень высоком давлении. Для мягких материалов, таких как камедь, картон и т. д. используется чистая вода. В то время как для твердых материалов, для увеличения скорости резания, используется абразив.

Гидроабразивная резка – «холодная» технология, это означает, что нет зоны термического влияния, как в вышеописанных технологиях резки. Именно поэтому данная технология используется в процессах резки, где нагрев изделия нежелателен. Также данный процесс применяется в случаях необходимости разрезания материалов, не проводящих электричество, таких как: камень, пластик, стекло и пр.

При использовании гидроабразивной резки можно регулировать качество получаемого реза за счет скорости передвижения режущего инструмента, к примеру: при высокой скорости резки кромка может быть неровная, но при низкой скорости кромка получается высокого качества.

Высокое давление, необходимое для резки, достигается за счет использования насоса высокого давления.

Преимущества гидроабразивной резки:

Высокая точность реза
Широкий диапазон разрезаемых материалов
Возможность резки больших толщин
Минимум шума и пылеобразования
Отсутствие зоны воздействия нагрева

Недостатки:

Относительная низкая скорость резки
Высокие эксплуатационные расходы

Сравнение технологий

Прямой торец
Широкая зона нагрева
Кромка нуждается в дополнительной обработке
Резка с низкой точностью из-за теплового расширения
Низкое качество отверстий

Торец под углом 1,5-8º
Небольшая зона ударного удара,
Минимальное количество шлака
Резка с высокой точностью
Среднее и высокое качество отверстий

Возможность получения идеального торца
Отсутствие зоны термического воздействия
Экологически чистая технология
Резка с очень высокой точностью
Идеальные отверстия

Благодаря постоянному повышению квалификации по продукции, обучению у зарубежных партнеров, накопленному опыту специалисты ООО «ДельтаСвар» всегда готовы предложить технически грамотное и экономически выгодное решение в области раскроя металла, а также оказать содействие при выборе оборудования в зависимости от вашего производства.

руководитель направления
«Машины термической резки»

Лобанов Денис Игоревич

Обзор машин термической резки ProArc и их преимущества
Машины термической резки c ЧПУ производства ProArc (Тайвань) – это высокотехнологичное автоматизированное оборудование для обработки листов разных размеров. Станки позволяют решать как простые, так и сложные производственные задачи. .

Разбираемся в новинках от компании EWM AG
Что позволяет идентифицировать любую производственную компанию как успешную? Конечно, её результаты и продукция на мировом рынке! EWM AG по праву можно считать одним из лидеров в области производства сварочного оборудования. .

Выставка «МЕТАЛЛООБРАБОТКА. СВАРКА-УРАЛ»
Приглашаем посетить стенд компании «ДельтаСвар» с 15 по 18 марта 2022 года в МВЦ Екатеринбург-ЭКСПО, г. Екатеринбург! .

Mobile Welder OC Plus — портативный источник питания для орбитальной сварки
Mobile Welder OC Plus — это первый портативный источник питания для орбитальной сварки, специально разработанный для использования на строительных площадках. Mobile Welder OC Plus обеспечивает неизменно высокое качество орбитальной сварки в самых отдаленных местах. .

Новая линейка оборудования EWM XQ – квинтэссенция инноваций
Тысячи сварочных аппаратов от компании EWM AG успешно выполняют свою задачу на предприятиях России самых разных отраслей, начиная с энергетики и пищевой промышленности, заканчивая – военной и авиационной. Время – объективный критерий. Именно время позволяет оценить качество оборудования, которое выполняет свои задачи каждый трудовой день. Согласно статистике наших клиентов, 10 лет – не возраст для сварочных аппаратов, на корпусе которых гордо расположены три буквы – EWM. .

Читайте также: