Технология плазменной резки металла, виды плазмотронов

Применение плазменной резки имеет широкое распространение. Она используется в машиностроении, коммунальной отрасли, при строительстве судов, изготовлении конструкций из металла. В основе плазменной резки лежит принцип, при котором ионизированный воздух начинает проводить электрический ток.

Разделку металла осуществляют плазма, представляющая собой разогретый ионизированный воздух, и плазменная дуга. Характерные для плазменной резки металла принципы работы будут описаны далее.

Что представляет собой плазменная резка

При резке металла плазмой происходит усиление электродуги. Это возможно благодаря действию газа, находящегося под давлением. Режущий элемент разогревается до высоких температурных значений, результатом чего становится высококачественная и быстрая разрезка металла.

В отличие от газовой резки ее плазменный аналог не способствует перегреванию всего обрабатываемого изделия. Высокая температура возникает непосредственно в месте разделки металла, а остальные части изделия не прогреваются и не деформируются.

Схема плазмореза

Принцип плазменной резки металла основывается на:

  • выдаче необходимого напряжения источником тока (стандартное напряжение — 220 В, повышенное — 380 В, для резки металла на крупных предприятиях);
  • передаче тока к плазмотрону (горелке) через кабели, в результате между анодом и катодом загорается электродуга;
  • подаче компрессором по шлангам воздушных потоков в устройство;
  • действии внутри плазмотрона завихрителей, направляющих потоки к электрической дуге;
  • прохождении вихревых потоков воздуха через электродугу и создании ионизирующего воздуха, разогретого до высоких температур;
  • замыкании рабочей дуги между электродом и обрабатываемой поверхностью при поднесении плазмотрона к ней;
  • действии воздуха под большим давлением и высокой температурой на обрабатываемое изделие.

Принцип работы плазменной резки

В результате получается разрез небольшой толщины с минимальными наплывами.

Дуга способна гореть в дежурном режиме, если аппарат не используется в конкретное время. При дежурном режиме горение поддерживается автоматически. При поднесении горелки к изделию дуга мгновенно переходит в рабочий режим и моментально разрезает металл.

После выключения аппарата производится его продувание для удаления мусора и остужения электродов.

Электродуга универсальна в своем действии. Она способна не только разрезать, но и сваривать металлические изделия. Для сваривания применяют присадочную проволоку, подходящую к конкретному типу металла. Через дугу пропускают не воздух, а инертный газ.

Таблица режимов плазменной резки

Структура плазмореза

Плазморезом называют аппарат, которым осуществляется резка металлических изделий различными способами. В устройство агрегата входят элементы:

  • источник электрического питания;
  • компрессор;
  • плазмотрон;
  • кабель-шланги.

Конструкция плазменного резака

В качестве источников питания выступают несколько устройств:

  • инвертор;
  • трансформатор.

Достоинство плазменной резки

Каждое из устройств имеет ряд достоинств и недостатков. К достоинствам инвертора относятся:

  • дешевизна;
  • стабильность горения дуги;
  • удобство при применении в участках с затрудненным доступом;
  • небольшой вес;
  • высокий КПД, превышающий аналогичный показатель для трансформатора на 30%;
  • экономичность.

Какие есть недостатки и ограничения?

Силовой трансформатор

Основным недостатком инвертора является невозможность его использования для нарезания металлических изделий большой толщины.

Трансформатор эффективно используется при резке толстостенного металла, с которым не справится инвертор. Он выдерживает перепады сетевого напряжения, но отличается низким КПД. Неудобны трансформаторы по причине своего большого веса.

Компрессор представляет собой устройство, подающее воздух к электродуге. Механизм способствует созданию вихревых воздушных потоков, направляемых к ней. Компрессором обеспечивается четкое нахождение катодного пятна дуги в центре электрода. При нарушении процесса возникают последствия в виде:

  • образования сразу двух электродуг;
  • слабого горения дуги;
  • поломки плазмотрона.

Через компрессор в процессе работы обычного непромышленного плазмореза пропускается только сжатый воздух. Он создает плазму и охлаждает электроды. На промышленных агрегатах применяют смеси газов на основе кислорода, гелия, азота, аргона, водорода.

Плазмотрон выполняет основную функцию аппарата — режет изделие. В его устройство входят:

  • охладитель;
  • электрод;
  • колпак;
  • сопло.

Внутри плазмотрона содержится гафниевый электрод, возбуждающий электродугу. Применяются циркониевые, реже бериллиевые и ториевые электроды. Их оксиды токсичны и даже радиоактивны.

Через плазмотронное сопло проходит плазменная струя, разрезающая изделия. От его диаметра зависят качество резки, технология, скорость работы агрегата, ширина разреза и скорость охлаждения.

Через кабель проходит ток, идущий от инвертора или трансформатора. По шлангам движется сжатый воздух, образующий плазму в плазмотроне.

Технологические моменты плазменной резки

Понять, как работает плазморез, позволяет последовательное изучение этапов плазменной резки металлов:

  • нажимается кнопка розжига, приводящая к началу подачи тока от трансформатора или инвертора к плазмотрону;
  • внутри плазмотрона появляется дежурная электродуга с температурой 70000С;
  • происходит зажигание дуги между наконечником сопла и электродом;
  • происходит поступление сжатого воздуха в камеру, который проходит через дугу, нагреваясь и ионизируясь;
  • в сопле происходит обжатие поступающего воздуха, вырывающегося из него единым потоком со скоростью 3 м/с;
  • обжатый воздух, вырывающийся из сопла, разогревается до 300000С, превращаясь в плазму;
  • при соприкосновении плазмы с изделием дежурная дуга гаснет, зажигается режущая (рабочая);
  • рабочая дуга плавит металл в месте воздействия, результатом становится рез;
  • части расплавленного металла сдуваются с изделия воздушными потоками, вырывающимися из сопла.

Любая технология плазменной резки металла зависит от скорости реза и расхода воздуха. Высокая скорость способствует появлению более тонкого реза. При низкой скорости и высокой силе тока ширина реза становится больше.

При усиленном расходе воздуха происходит увеличение скорости резки. Чем больше диаметр сопла, тем меньше скорость и шире рез.

Методики резки

На практике используются два способа нарезания металла плазмой:

  • струей из плазмы;
  • плазменно-дуговым способом.

Нарезание плазменной струей нашло применение при обработке неметаллических изделий, не способных проводить электроток. При указанном способе обработки изделие не является частью электросхемы. Горение дуги происходит между электродом и наконечником плазмотрона. Изделие разрезается плазменной струей.

Применение плазменно-дугового способа широко. Он используется при:

  • нарезании профилей, труб;
  • изготовлении изделий с прямолинейными контурами;
  • обработке литья;
  • формировании отверстий в металле;
  • производстве сварочных заготовок.

Горение дуги происходит между электродом и изделием. Столб дуги совмещается с плазменной струей. Струя возникает за счет продуваемого через работающий компрессор газа, сильно нагревающегося и ионизирующегося в процессе. Газ способствует образованию плазмы, а за счет его высокой температуры увеличивается скорость нарезания обрабатываемого металла. Данный метод подразумевает применение дуги постоянного тока с прямой полярностью.

Разновидности резки плазмой

Выделяют три разновидности процесса:

  • простая — с применением электротока и воздуха (альтернативой является азот);
  • с применением воды, выполняющей функцию охлаждения плазмотрона, его защиты и поглощения выделений;
  • с применением защитного газа, повышающего качество реза.

Плюсы и минусы плазморезки

Плюсы Минусы
Универсальность применения (предназначена для обработки любых металлических изделий при условии, если подобрано устройство правильной мощности с требуемым давлением воздуха). Небольшой диапазон толщины реза (не более 100 мм).
Минимальный вред окружающей среде. Вред окружающей среде и здоровью (мастер, работавший с плазморезом, для которого в качестве газа предусмотрен азот, получает серьезное отравление).
Высокая производительность, уступающая только лазерной резке, но выигрывающая в себестоимости. Высокая цена агрегата.
Высокое качество работы, отличающееся небольшой шириной реза и отсутствием сильного перегрева всего изделия при его обработке плазмой. Сложная конструкция.
Отсутствие потребности в прогреве всего изделия, влияющего на его качество. Повышенный уровень шума при работе.
Безопасность процесса по причине отсутствия необходимости использовать газовые баллоны. Максимально допустимый угол отклонения от перпендикулярности реза составляет всего 100- 500 в зависимости от толщины изделия.

Видео по теме: Станок плазменной резки и раскроя металла с ЧПУ Metal Master

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Какие бывают виды плазменной резки металла
  • Каковы плюсы и минусы услуг по плазменной резке металла
  • Какие металлы можно обрабатывать плазменной резкой
  • Как проверить качество услуг плазменной резки металла

Услуги плазменной резки металла представляют собой процесс отрезания металлических заготовок с помощью высокой температуры, создаваемой мощным плазменным потоком сжатого газа, и последующим очищением струей плазмы от расплавленных остатков. В нашей статье расскажем об особенностях этого вида работ.

Виды плазменной резки металлов

  • Обычный тип плазменной резки.

Для данного вида услуг, как правило, применяют струю одного газа: воздуха или азота, которым проводят резку, а потом охлаждают. Большая часть подобного оборудования работает номинальным током 100 А. Такая аппаратура применяется для резки металла, имеющего толщину 5/8 дюйма. Обычно работы производятся вручную.

  • Услуги плазменной резки с применением двух газов.

Этот вид работ предусматривает использование двух газов: первый производит плазму, а второй служит для создания защитного барьера, препятствующего внешнему атмосферному воздействию, вследствие чего в рабочей зоне процесс резки идет чище. У специалистов этот вариант более популярен, так как высокое качество услуг по резке металлов достигается разными сочетаниями газов.

  • Вариант плазменной резки с водной защитой.

Этот способ является усовершенствованной версией предыдущего. В этой технологии предусмотрена замена защитного газа водой, которая позволяет более эффективно охладить сопло и обрабатываемые детали, к тому же обеспечивается качественная резка нержавеющей стали. Для выполнения этой услуги применяются механизированные системы.

  • Плазменный вид резки с впрыском воды.

В этом процессе газ служит образованию плазменной струи, а воду впрыскивают прямо в дугу по радиусу или в соответствии с контуром завихрения. Данный способ приводит к большему сжатию и уплотнению дуги, температура при этом повышается. Электрический ток находится в пределах 260-750 А. Эти системы применяются, когда необходима высокоточная и качественная резка различных материалов с разной толщиной. Услуги осуществляют только с помощью механизированных систем.

  • Способ прецизионной плазменной резки.

Этот высокотехнологичный метод применяется для обеспечения наилучшего качества резки металлов толщиной меньше ½ дюйма с малой скоростью. Новейшие технические достижения в этой области позволяют достичь еще большего сжатия дуги и создать более высокую плотность энергии. На меньших скоростях резки точнее выдерживаются контуры перемещающейся заготовки. Работа производится на механизированном оборудовании.

Читайте также: Все технологии металлообработки: от классических до ультрасовременных

Плюсы и минусы услуг плазменной резки металла

Преимущества плазменной резки по сравнению с лазерной:

  • Плазменная резка предназначена для обработки любого металла: цветного, черного, тугоплавкого.
  • Процесс резки идет более быстро по сравнению с тем, что производится посредством газового аппарата.
  • С помощью плазменной резки можно выполнить художественную работу, вырезать детали со сложной геометрией, различные фигуры и заготовки.
  • Посредством плазменной резки выполняется быстрая и точная работа с материалом любой толщины.
  • Большим плюсом является то, что с помощью плазмы можно разрезать не только металл, но и материалы без содержания железа.
  • Услуги по плазменной резке более эффективны, чем те, что выполняются обычным механическим способом, – работа проходит быстро и точно.
  • Резка плазмой лучше, чем лазером обрабатывает листовой металл, имеющий большую толщину, да еще под разными углами. У обработанных деталей меньше загрязнения и брака.
  • Во время работы происходит минимальное загрязнение окружающего воздуха.
  • Экономится рабочее время, так как металл не требует предварительного прогрева.
  • Процесс плазменной резки более безопасен, потому что он не требует присутствия на рабочем месте газовых баллонов и другой взрывоопасного оборудования.

У плазменной резки есть свои минусы:

  • плазмотрон имеет высокую стоимость;
  • плазменной резкой можно разрезать металл, имеющий толщину не больше 100 мм;
  • аппарат плазменной резки очень шумит, ведь по технологии поступление газа происходит почти со скоростью звука;
  • имеются определенные требования по обслуживанию аппаратуры;
  • у плазмотрона нет возможности прикрепления резаков для ручной резки металла.

Читайте также: Трехмерная лазерная обработка: особенности технологии и ее преимущества

Для какого металла подходят услуги плазменной резки

Стоимость услуг плазменной резки металла будет оправдана, если необходимо обрабатывать:

  • алюминий или сплавы с ним толщиной до 12 см;
  • медь, имеющую толщину до 8 см;
  • легированные и углеродистые стали, у которых толщина до 5 см;
  • чугун до 9 см толщиной.

Наконечник резака подводят с максимальным приближением на край обрабатываемой поверхности. Нажатием кнопки сначала приводят в действие дежурную дугу, потом режущую, начиная непосредственно процесс. Поверхность металлической детали и наконечник всегда должны находиться на одном расстоянии друг от друга. Дуга направляется прямо на поверхность обрабатываемого металла.

Во время работы специалист продвигает резак по предполагаемому контуру. Регулировка скорости продвижения должна быть проведена так, чтобы видеть поток искр с обратной стороны обрабатываемого материала. Если на оборотной стороне искр не видно, следовательно, не удалось прорезать металл полностью, а это говорит о недостаточной величине используемого тока, излишней скорости движения, неточным направлением плазмы к разрезаемому листу металла (нет прямого угла).

Чтобы разрез получался чище, без окалин и деформации обработанного материала, должны быть точно подобраны скорость и сила тока. Во время подбора выполняются пробные разрезы, начиная с более высокого тока с корректированием в сторону уменьшения, если необходимо, в соответствии со скоростью резки. Сочетание высокого тока и низкой скорости приводит к перегреву обрабатываемых металлических деталей, и в результате образуется окалина.

Плазменную резку алюминия и сплавов с ним, имеющих толщину 5–20 мм, выполняют с применением азота, толщину 20–100 мм – в смеси азота и водорода (65–68 % азот и 32–35 % водород), а свыше 100 мм – применяют смесь аргона и водорода (35–50 % водород) с возможностью стабилизации плазменной дуги с помощью сжатого воздуха. Чтобы обеспечить стабильное горение дуги в процессе ручной резки в составе смеси аргона и водорода, водород должен составлять не больше 20 %.

Воздушно-плазменный способ резки алюминиевых заготовок применяется в качестве разделительного этапа перед следующей механической обработкой. Условиями для качественной резки являются толщина металла до 30 мм и сила тока 200 А.

Процесс плазменной резки медных деталей проводят с азотом (толщина меди 5–15 мм), с применением сжатого воздуха (малая и средняя толщины) и в смеси аргона и водорода. У меди более высокая, чем у стали, теплопроводность и теплоемкость, поэтому для разрезания необходим более мощный поток. Воздушно-плазменная резка создает на обрабатываемых краях медных заготовок излишек металла, который удаляется довольно просто. Резку латунных деталей проводят на скорости, большей примерно на 20–25 %, и при работе используются те же плазмообразующие газы, что и для медных.

Услуги по плазменной резке высоколегированной стали эффективно проводить лишь для металла толщиной, не превышающей 100 мм. Если она больше, тогда применяют кислородно-флюсовую резку. Для металла толщиной меньше 50–60 мм обычно применяют воздушно-плазменную или ручную резку с азотом, если толщина больше 50–60 мм – работают в азотно-кислородных смесях.

Процесс резки нержавеющей стали, имеющей толщину меньше 20 мм, выполняют с азотом, а толщину от 20 до 50 мм – в смеси азота и водорода (пополам азот с водородом). Кроме того, применяется сжатый воздух.

Для плазменной резки низкоуглеродистой стали используют сжатый воздух, если толщина металла не превышает 40 мм. Для толщины больше 20 мм услуги резки осуществляют или в азоте, или в смеси азота и водорода.

Углеродистые стали подвергают резке со сжатым воздухом, если толщина металла 40–50 мм, а также кислородом и азотно-кислородными смесями.

Читайте также: Виды сварочных услуг: на чем специализируются современные производства

Параметры качества, по которым предоставляется услуга плазменной резки металла

Классификация типов термической резки, геометрических параметров и качества дана в Европейском стандарте качества EN ISO 2019 «Термическая резка».

Данный документ касается материалов, для которых актуальна кислородная, плазменная или лазерная резки. При оказании услуг плазменной резки металла с помощью станков с ЧПУ или ручным способом материал должен быть толщиной в пределах 1–150 мм.

  • Причины образования грата на нижней поверхности реза и брызг на верхней поверхности.

Гратом называют частички затвердевшего металла и оксида металла, образующиеся на нижней кромке во время работы плазмотрона. Верхняя поверхность отрезаемого металла также забрызгивается во время резки. Грат образуется в силу ряда причин, формирующих процесс плазменной резки, а именно, это зависит от скорости работы, расстояния от резака до металла, силы тока, напряжения, вида плазменного газа и технологии резки.

На количество грата оказывают влияние факторы, относящиеся к обрабатываемому материалу: вид металла, качество, поверхностные температурные изменения и величина разрезаемого слоя. На образование частиц грата влияют слишком большая или слишком низкая скорость процесса. Чтобы грат не образовывался, необходимо подобрать скорость из средней части диапазона между максимальными цифрами. Технология процесса и применяемые газовые смеси служат основными составляющими, влияющими на появление грата.

  • Угол отклонения.

При оказании услуги плазменной резки между наконечником резака и поверхностью образуется небольшое отклонение из-за возникающей разницы температур в плазменной дуге. Поэтому верхняя часть металлической детали плавится больше нижней поверхности. Дугу нужно сильнее обжимать, чтобы уменьшить угол отклонения. На угловое отклонение также влияют расстояние между резаком и металлом и скорость процесса. Стандартная величина угла с обеих сторон при плазменной резке находится в пределах 4–8°.

Повышение обжатия дуги в процессе плазменной резки влечет уменьшение угла резки до 1°, поэтому у вырезаемых деталей совпадают кромки.

  • Ширина реза.

Согласно правилу, выведенному из практики плазменной резки, величина ширины реза равняется 1,5-2 величинам диаметра выходного отверстия сопла. На ширину реза влияет скорость процесса: так, при уменьшении скорости резки она растет.

  • Металлургический эффект (размер зоны, подверженной воздействию тепла).

Плазменная резка для нелегированной стали уменьшает на 1/3 размер зоны, подверженной воздействию тепла, в сравнении с кислородной технологией резки. Во время резки других материалов размер этой области зависит от вида обрабатываемого материала.

  • Насыщение азотом.

При выполнении услуги плазменной резки с помощью воздуха или азота в месте обработки металла происходит накопление большого количества азота. Результатом становится появление пор в сварочном шве. Применение кислорода уменьшает их количество.

Услуги плазменной резки металла с высокой степенью обжатия дают возможность получить высокое качество и точность работы. При этой технологии обеспечивается погрешность +/- 0,2 мм и высокая точность повторения, что дает возможность получать резы, близкие по качеству с теми, что производит лазерная резка.

При соблюдении определенных технических параметров можно добиться качества реза, необходимого по стандарту для популярных марок конструкционной и высоколегированной стали. Алюминиевые детали тоже можно подвергать плазменной резке, но у них размер между вершиной и впадиной выше по сравнению со сталью.

На качественные показатели влияет обрабатываемый металл. Что касается состояния кромки, то оно будет зависеть от состава сплавов. У титана, магния и сплавов с ними, а также латуни и меди зернистая структура с такой величиной между вершиной и впадиной, которую трудно определить и провести оценку в соответствии со стандартом EN ISO 9013.

Услуги плазменной резки металла при условии повышенного обжатия позволяют получить хороший результат:

  • не происходит образования грата либо его немного;
  • точные контуры у деталей с острыми углами и кромками;
  • низкая погрешность неровностей поверхности реза;
  • процесс обеспечивает высокую точность при подгонке, например, разъемов;
  • небольшой размер зоны, получающей тепловое воздействие, искривления несущественны;
  • минимальное расстояние между вершиной и впадиной;
  • можно выполнять отверстия малого диаметра.

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.

Для резки металлов используют несколько различных методов отличающихся друг от друга себестоимостью и эффективностью. Некоторые способы используются исключительно для промышленных целей другие также можно применять и в быту.

К последним относится плазменная резка металлов. Эффективность плазменного раскроя ограничивается опытом мастера и правильным выбором установки.

  • Что такое плазменная резка металла?
  • На чем основан принцип проведения работ?
  • Какие сферы применения имеет этот способ раскроя материалов?

Основы резки металлов плазмой

Чтобы понять основы резки металла с помощью плазменного метода следует для начала уяснить, что же такое плазма? От правильного понимания того как устроен плазматрон и принципов работы с ним зависит качество конечного результата.

Термическая плазменная обработка металлов зависит от параметров рабочей струи газа или жидкости, направленной под давлением на обрабатываемую поверхность. Для достижения необходимых результатов струю доводят до следующих характеристик:

  • Скорость — струя направляется под высоким давлением на поверхность материала. Можно сказать, что плазменный раскрой металла основан на разогревании металла до температуры плавления и быстрого выдувания его. Рабочая скорость струи при этом составляет от 1,5 до 4 км в сек.
  • Температура — для образования плазмы необходимо практически моментально разогреть воздух до 5000-30000°C. Высокая температура достигается благодаря созданию электрической дуги. При достижении необходимой температуры воздушный поток ионизируется и меняет свои свойства, приобретая электропроводность. Технология плазменной резки металла подразумевает использование систем нагнетания воздуха, а также осушителей, которые удаляют влагу.
  • Наличие электрической цепи. Все о раскрое металла плазмой можно узнать только на практике. Но некоторые особенности необходимо учитывать еще до приобретения установки. Так, существуют плазмотроны косвенного и прямого воздействия. И если для вторых обязательно, чтобы обрабатываемый материал пропускал электричество и был включен в общую электрическую сеть (выступая в роли электрода), то для первых такой необходимости нет. Плазма для резки металла в таком случае получается с помощью встроенного электрода внутри держателя. Этот способ используют для металлов и других материалов, которые не проводят электричество.

Еще один важный момент, который следует учитывать, это то, что плазменная резка толстого металла практически не выполняется, так как это ведет к увеличенным материальным затратам и малоэффективно.

Характеристики и принцип резки металла плазмой

Основной принцип работы плазменной резки металла можно описать следующим образом:

  1. Компрессор под давлением подает воздух на горелку плазмотрона.
  2. Воздушный поток моментально разогревается благодаря воздействию на него электрического тока. По мере нагревания воздушная масса начинает пропускать сквозь себя электричество, в результате чего и образуется плазма. В некоторых моделях вместо воздуха используют инертные газы.
  3. Резка стали плазмой, если рассмотреть ее более подробно осуществляется методом быстрого узконаправленного нагревания поверхности до необходимой температуры с последующим выдуванием расплавленного металла.
  4. При выполнении работ неизбежно образуются отходы от плазменной резки. Отходы включают высечку или остатки листа после высечения необходимых деталей, а также окалины или остаток расплавленного металла.

Так как процесс связан с моментальным разогревом разрезаемого материала до жидкого состояния, толщина металла при резке составляет:

  • алюминий до 120 мм;
  • медь 80 мм;
  • углеродистая и легированная сталь до 50 мм;
  • чугун до 90 мм.

Существуют два основных способа обработки материалов, от которых зависят характеристики плазменной резки. А именно:

  1. Плазменно-дуговая — способ подходит для всех видов металла, которые в состоянии проводить электрический ток. Обычно плазменно-дуговую резку используют для промышленного оборудования. Суть способа сводится к тому, что плазма образовывается за счет дуги, которая появляется непосредственно между поверхностью обрабатываемого материала и плазмотроном.
  2. Плазменно-струйная – в этом случае дуга возникает в самом плазмотроне. Плазменно-струйный вариант обработки более универсален, позволяет разрезать неметаллические материалы. Единственным недостатком является необходимость периодической замены электродов.

Плазменная резка металла работает как обычная дуговая, но без использования привычных электродов. Но эффективность способа обработки прямо пропорциональна толщине обрабатываемого материала.

Скорость и точность резки металла плазмой

Как и при любом другом виде термической обработки, при плазменной резке металла происходит определенное оплавление металла, что отражается на качестве реза. Существуют и другие особенности, которые являются характерными для этого метода. А именно:

  • Конусность — в зависимости от профессионализма мастера и производительности установки, конусность может составлять от 3° до 10°.
  • Оплавление кромки — независимо от того, какие режимы резки металла используются и от профессионализма мастера выполняющего работы по обработке металла, не удается избежать небольшого оплавления поверхности при самом начале выполнения работ.
  • Характеристики реза — качество и скорость плазменной резки металла зависит от того, какие именно операции необходимо выполнить. Так разделительный рез с низким качеством выполняется быстрее всего, при этом большинство ручных установок способны разрезать металл до 64 мм. Для фигурной резки возможна обработка деталей толщиной всего до 40 мм.
  • Скорость выполнения работ — обычная резка металла с помощью плазматрона осуществляется быстро и с минимальным расходом электроэнергии и напряжения. Скорость плазменной резки металла согласно техническим характеристикам ручных установок и ГОСТ составляет не более 2019 мм в минуту.

От профессионализма мастера во многом зависит качество выполнения работ. Чистый и точный рез с минимальным отклонением от необходимых размеров может выполнить только работник с профильным образованием. Без соответствующей подготовки выполнить фигурную резку вряд ли получится.

Плазменная резка цветных металлов

При обработке цветных металлов используются разные способы резки в зависимости от типа материала, его плотности и других технических характеристик. Для разрезания цветных сплавов требуется соблюдения следующих рекомендаций.

  • Резка нержавеющих сталей — для выполнения операций не рекомендуется использование сжатого воздуха, в зависимости от толщины материала может применяться азот в чистом виде, либо смешанный с аргоном. Необходимо учитывать, что нержавеющая сталь чувствительна к воздействию переменного тока, это может привести к изменению ее структуры и как следствие быстрому выходу из эксплуатации. Резка нержавейки плазмой осуществляется с помощью установки использующей принцип косвенного воздействия.
  • Плазменная резка алюминия — для материала с толщиной до 70 мм, может использоваться сжатый воздух. Применение его нецелесообразно при малой плотности материала. Более качественный рез листа алюминия до 20 мм достигается при использовании чистого азота, а более 70 мм до 100 мм включительно с помощью азота с водородом. Резка алюминия плазмой при толщине от 100 мм осуществляется смесь аргона с водородом. Этот же состав рекомендовано использовать для меди и высоколегированной толстостенной стали.

Где применяется плазменный раскрой металла

Использование плазмотронов не зря пользуется такой большой популярностью. При относительно простой эксплуатации и незначительной стоимости ручной установки (по сравнению с другим оборудованием для резки) удается достичь высоких показателей относительно качества реза.

Применение плазменной резки металла получило распространение в следующих сферах производства:

  • Обработка металлопроката — с помощью плазмы удается разрезать практически любой тип металла, включая цветной, тугоплавкий и черный.
  • Изготовление металлоконструкций.
  • Художественная ковка и обработка деталей. С помощью плазменного резака можно сделать деталь практически любой сложности.
  • Различные виды промышленности, машиностроение, капитальное строительство зданий авиастроение и др. – во всех этих сферах деятельности не обойтись без использования плазменных резаков.

Применение станков с плазменной резкой не заменило ручных установок. Так художественная резка металла плазмой позволяет сделать уникальные детали точно соответствующие замыслу художника, для использования их в качестве декоративных украшений для заборов и лестниц, а также перил, ограждений и т. д.

Резка металла плазмой – преимущества и недостатки

Без резки металла не может обойтись практически ни одно промышленное предприятие, так или иначе связанное с металлопрокатом. Быстрое разрезание листового материала на заготовки, декоративная фигурная резка металла плазмой, вырезание точных отверстий – все это можно выполнить достаточно быстро с помощью плазмотрона. Плюсы, которые имеет метод, заключаются в следующем:

  • Высокая производительность и скорость обработки деталей. По сравнению с обычным электродным методом можно выполнить объемы работ от 4 до 10 раз больше.
  • Экономичность — плазменный метод намного выигрывает на фоне стандартных способов обработки материалов. Единственные ограничения связанны с толщиной металла. Нецелесообразно и экономически невыгодно разрезать с помощью плазмы сталь толще 5 см.
  • Точность — деформации от тепловой обработки практически незаметны и не требуют дополнительной обработки впоследствии.
  • Безопасность.

Все эти преимущества плазменной резки металла объясняют, почему метод пользуется настолько широкой популярностью не только в промышленных, но и бытовых целях.

Но говоря о плюсах необходимо заметить и некоторые отрицательные стороны:

  • Ограничения, связанные с толщиной реза. Даже у мощных установок максимальная плотность обрабатываемой поверхности не может быть выше, чем 80-100 мм.
  • Жесткие требования относительно выполнения обработки деталей. От мастера требуется четко придерживаться угла наклона резака от 10 до 50 градусов. При несоблюдении этого требования нарушается качество реза, а также ускоряется износ комплектующих.

Сравнение плазменной и лазерной резки металла

Отличие лазерной резки металла от плазменной заключается в методах воздействия на поверхность материала.

Лазерные установки обеспечивают большую производительность и скорость обработки деталей, при этом после выполнения операции наблюдается меньший процент оплавленности. Минусом лазерного оборудования является его высокая стоимость, а также то, что толщина разрезаемого материала должна быть меньше 20 мм.

По сравнению с лазером плазмотрон имеет меньшую стоимость, более широкую сферу применения и функциональные возможности.