Сегодня вместо классических болгарок и газовых резаков крупные заводы и даже мастерские чаще применяют плазмотрон для производительной воздушно-плазменной резки. Он представляет собой высокотехнологичный аппарат, при помощи которого можно качественно и быстро выполнять раскрой металла разных марок толщиной до 100 мм и больше.
Особенности воздушно-плазменной резки
Воздушно-плазменная резка является техпроцессом, при котором плазмотрон создает поток высокотемпературной плазмы, расплавляющий металл и выдувающий его из зоны реза. Технология заключается в создании плазменной дуги направленного воздействия с помощью электрического разряда в газовой среде.
Рисунок 1. Схема процесса воздушно-плазменного раскроя
По сравнению с конкурентным способом резания (газокислородным) плазменная резка отличается рядом преимуществ:
- Повышенная производительность – достигается за счет более высокой скорости прожига обрабатываемого материала, скорости реза и быстрому отключению резака.
- Высокое качество резки – на кромках практически не образуется окалина, нет наплывов и грата.
- Минимальные затраты на производство – обеспечиваются за счет отсутствия (в большинстве случаев) операций по дополнительной подготовке кромок, большего количества вырезаемых заготовок за единицу времени.
- Простота использования – нет необходимости вручную настраивать подачу газа и постоянно следить за расстоянием между соплом и металлом (для этого есть специальные приспособления).
- Универсальность – эта технология применяется для раскроя металлов различных марок и толщины.
- Точные геометрические размеры вырезаемых заготовок – достигается благодаря малой ширине реза (до 2,5 мм), минимальной зоне термического влияния, что исключает деформацию деталей даже при работе с тонколистовым металлом.
Принцип работы воздушно-плазменного устройства
Принцип его работы основан на формировании потока ионизированного газа с квазинейтральными свойствами – плазмы. Перенос плазменной дуги на обрабатываемый материал происходит при соприкосновении наконечника (сопла) с металлом.
Сам процесс раскроя начинается при включении кнопки розжига, после чего от источника питания на плазморез подается высокочастотный ток и возбуждается дежурная дуга. При этом ее температура достигает значений 6000-8000 °C. Через несколько секунд в камеру плазменного резака подается воздух под определенным давлением, который при прохождении через дежурную дугу ионизируется, а затем нагревается и увеличивается в объеме. За счет зауженной формы сопла воздух обжимается, что обеспечивает формирование высокоскоростного потока плазмы.
Фото 2. Процесс воздушно-плазменной резки металла
При соприкосновении плазмы с металлическим материалом (анодом) зажигается рабочая (режущая) дуга, которая воздействует на материал локально, нагревая его до температуры плавления и выдувая из зоны резания высокоскоростным потоком плазмы.
Плазмотрон для воздушно-плазменной резки позволяет резать металл разных видов (черный, нержавеющий, цветной) толщиной до 100 мм. С его помощью можно выполнять как фигурный, так и прямолинейный раскрой. Таким аппаратом можно разрезать трубы, профильный и листовой прокат.
Фото 3. Вырезание фигурных заготовок аппаратом для воздушно-плазменной резки
Основные типы оборудования и виды аппаратов для ручной резки
Устройства для воздушно-плазменной резки можно условно разделить на несколько видов:
- Трансформаторные – мощные установки, которые обычно используются в промышленных целях (для резания больших толщин на протяжении длительного времени).
Фото 4. Аппарат трансформаторного типа
- Инверторные – компактные и легкие аппараты, позволяющие резать металлопрокат толщиной до 20 мм (в зависимости от мощности). При этом, чем мощнее оборудование, тем оно габаритнее и тяжелее. Чаще применяется для частных нужд, в небольших мастерских и на участках, где плазменная резка не является основных технологическим процессом. Отличается повышенным КПД и небольшим энергопотреблением.
Фото 5. Устройство инверторного типа
Также оборудование классифицируется по назначению, уровню автоматизации и другим параметрам. Выпускаются специализированные устройства для раскроя труб, портативные (переносные) установки, портальные и консольные машины, металлургические (для резки слябов и блюмов), станки с ЧПУ.
Критерии выбора аппарата
Для выбора подходящего по всем параметрам плазмотрона для воздушно-плазменной резки нужно знать разновидности разрезаемых материалов, градацию толщин и интенсивность эксплуатации аппарата. Частные мастера и небольшие фирмы обычно покупают инверторы, поскольку они компактные, более экономичные и производительные.
Основные параметры устройств, которые надо брать во внимание:
- Рабочий ток – от него напрямую зависит максимальная толщина резки. Поэтому нужно определиться с разновидностью обрабатываемого металлопроката и его толщиной. При выборе стоит учитывать, что производители в характеристиках указывают максимальную толщину черного металла. Так для резки стандартной низкоуглеродистой стали толщиной 1 мм требуется 4 А, а для раскроя цветных металлов – 6 А. Также обязательно должен быть запас мощности для более качественного реза.
- Продолжительность включения (ПВ) – определяет интенсивность загрузки аппарата или непрерывное время его работы. Измеряется в процентах, которые отображают максимальное время его работы в течение 10-минутного рабочего цикла. Если в характеристиках указано ПВ 40 %, это означает, что он сможет работать 4 минуты, а остальные 6 минут ему нужно остывать во избежание перегрева и выхода их строя. У промышленного оборудования ПВ может составлять 100 %.
Бренды
Сегодня аппараты для воздушно-плазменной резки выпускают разные производители. Однако лучшее соотношение цены и качества оборудования предлагает Группа компаний ПУРМ. Она разрабатывает и производит недорогие устройства разных видов и назначения, которые рассчитаны на интенсивную эксплуатацию в тяжелых промышленных условиях.
В ассортименте отечественного производителя ПУРМ есть плазмотроны трансформаторного и инверторного типа с разной мощностью и продолжительностью включения. Особым спросом пользуется мощное оборудование для производственных целей, но и компактные инверторы довольно популярны – особенно среди небольших фирм, специализирующихся на металлообработке и изготовлении металлоконструкций.
Как правильно пользоваться аппаратом
Аппарат для воздушно-плазменной резки требует наличия знаний и навыков работы с ним, поскольку считается оборудованием повышенной опасности. Во избежание получения травм и профессиональных заболеваний нужно работать в спецодежде – брезентовый костюм, перчатки, закрытая обувь, темные очки или маска (рекомендуемый класс затемнения 4-5).
Фото 6. Экипировка рабочего, выполняющего воздушно-плазменную резку
Аппарат надо устанавливать в местах с открытым доступом воздуха (для эффективного охлаждения – т.е. нельзя располагать вплотную к стенам или другим предметам) на небольшом удалении от места работ, во избежание попадания капель расплавленного металла. Обязательный элемент в конструкции плазмореза – масловлагоотделитель, предотвращающий попадание масла и влаги в камеру плазмотрона.
Качественная поверхность реза с минимумом окалины достигается при условии правильного выбора рабочих параметров для резки конкретного металла определенной толщины – силы тока, а также скорости перемещения резака.
В начале процесса плазмотрон требуется продуть воздухом с целью удаления конденсата и возможных инородных частиц путем нажатия и отпускания кнопки розжига – т.н. режим продувки. Затем можно возбуждать дугу. В ходе резки важно поддерживать постоянное расстояние между инструментом и металлической заготовкой, что обеспечит качественный рез, оптимальную ширину резания и минимальную зону термического влияния. Для облегчения этой работы производители предлагают специальные приспособления – упоры.
Фото 7. Специальные упоры для облегчения ведения плазмореза в процессе резки
Плазмотрон при резании надо держать перпендикулярно обрабатываемому материалу, но при необходимости угол отклонения может составлять от 10 до 50°. Например, резать тонколистовой металл рекомендуется с небольшим уклоном во избежание чрезмерного нагрева и последующей деформации вырезаемой детали.