Druhy plazmového rezania kovov. Požiadavky na výživu. Ako si vybrať plazmovú rezačku pre domáce použitie

Jedným z populárnych typov spracovania kovov je jeho rezanie. Existuje mnoho spôsobov, ako získať požadovaný tvar z jedného listu, ale v tomto materiáli sa pozrieme na princíp fungovania plazmového rezania.

Plazmové rezanie. V skutočnosti existuje zlatá stredná cesta. Výhody rezania kovu plazmou spájajú všetky vyššie uvedené technológie. Hlavnou výhodou je, že neexistujú žiadne obmedzenia na druh spracovávaného materiálu. Len čo sa týka hrúbky.

• zliatiny hliníka 120 mm
• zliatiny medi 80 mm
• oceľ 50 mm
• liatina 90 mm

Vybavenie sa líši od priemyslu k domácnosti, takže technológia je dostupná pre každého. Poďme sa na to pozrieť bližšie.

Plazmové rezanie kovu - princíp činnosti

Dvojzložkové médium funguje ako rezačka:

• Elektrický oblúk pracujúci podľa klasickej schémy - výboj medzi katódou a anódou. Okrem toho samotný materiál môže pôsobiť ako anóda, ak je vodičom.
• Plynový oblúk. Zahrievanie pod vplyvom elektrický oblúk(teplota dosahuje 25000º C), plyn sa ionizuje a mení sa na vodič elektrického prúdu.

Princíp fungovania plazmového rezania je podrobne znázornený v tomto videu.

V dôsledku toho sa vytvára plazma, ktorá sa privádza pod vysoký tlak do oblasti rezu. Tento prúd horúceho plynu doslova odparuje kov, a to iba dovnútra pracovnej oblasti. Napriek tomu, že teplota plazmového rezania sa meria v desiatkach tisíc stupňov, nedochádza prakticky k žiadnemu vplyvu na hraničnú zónu.

Dôležité! Správne zvolená rýchlosť umožňuje získať veľmi úzky rez bez poškodenia okraja materiálu.

Zdrojom plazmového rezania je plazmový horák.


Jeho úlohou je zapáliť oblúk, udržiavať prevádzková teplota a roztavený kov vyfúknite z oblasti rezu. Pretože plazmové rezačky sú určené na spracovanie akýchkoľvek pevných materiálov vrátane dielektrík, vytváranie elektrického oblúka sa uskutočňuje dvoma spôsobmi:


Na obrázku a) je rezačka priama akcia. Zostava katódy (8) spolu s prideleným katóda (6) sú jednou z elektród. Druhá elektróda (anóda) je obrobok (4)– kov s dobrou elektrickou vodivosťou.

K nemu je pripojený napájací kábel plazmového horáka. Plazmový rezací hrot (5) v tejto schéme pôsobí ako bývanie. Od oddelené od katódy izolant (7). Vnútri je privádzaný plyn montáž (1) a tvorí plazmový prúd pozostávajúci z elektrický (2) a plynový (3) oblúk.

Plazmové rezanie- druh plazmového spracovania materiálov, pri ktorom akost rezací nástroj Namiesto rezačky sa používa plazmový prúd.

(Wikipedia)

Plazmové rezanie je dnes považované za jedno z najviac efektívnymi spôsobmi rovné a tvarové rezanie kovu. Umožňuje rezať všetky druhy ocele, hliníka, medi, liatiny, titánu, plechových a profilových výrobkov a skosenie hrán pod určitým uhlom.

Charakteristické výhody procesu

Plazmové rezanie kovu sa vyznačuje nasledujúcimi vlastnosťami:

1. Vysoký výkon. Rýchlosť rezania je 5-10 krát vyššia v porovnaní s kyslíkovou metódou. V tomto parametri je na druhom mieste za rezaním laserom.
2. Všestrannosť. Je možné rezať takmer akýkoľvek materiál, stačí nainštalovať optimálne parametre proces - výkon a tlak plynu.
3. Na kvalite prípravy veľmi nezáleží - náter farby, špina alebo hrdza na kove nie sú problémom pri plazmovom rezaní.
4. Zvýšená kvalita a presnosť. Moderné jednotky poskytujú minimálnu šírku rezu, relatívne čisté bez nadmerné množstvo vodný kameň na okrajoch - vo väčšine prípadov nevyžaduje dodatočné mechanické spracovanie alebo dokonca čistenie.
5. Malá tepelne ovplyvnená zóna pomáha minimalizovať deformáciu rezaných obrobkov v dôsledku vystavenia zvýšeným teplotám.
6. Možnosť kučeravého rezania zložitých geometrických tvarov.
7. Bezpečnosť procesu na rozdiel od rezania plyn-kyslík, kde sú fľaše so stlačeným kyslíkom a horľavým plynom.
8. Jednotky na plazmové rezanie kovov sa ľahko udržiavajú a obsluhujú.

Aký je proces plazmového rezania kovov?

Plazma je vodivý ionizovaný plyn vysokej teploty. Vytvára sa prúd v špeciálne zariadenie- plazmatron. Pozostáva z týchto hlavných prvkov:

1. Elektróda (katóda) - je vybavená vložkou vyrobenou z materiálu s vysokou termionickou emisiou (hafnium, zirkónium), ktorá počas prevádzky vyhorí a vyžaduje výmenu pri výrobe viac ako 2 mm.
2. Vírivý mechanizmus prietoku plynu.
3. Tryska je zvyčajne izolovaná od katódy špeciálnou priechodkou.
4. Kryt - Chráni vnútorné komponenty pred postriekaním roztaveným kovom a kovovým prachom.

Má 2 vodiče - anódu (s kladným nábojom) a katódu (so záporným nábojom). „Pozitívny“ drôt je pripojený k rezanému valcovanému kovu, „záporný“ drôt je pripojený k elektróde.

Na začiatku procesu plazmového rezania kovu sa medzi katódou a hrotom zapáli pilotný oblúk, ktorý sa vyfúkne z dýzy a pri dotyku s obrobkom vytvorí rezací oblúk.

Keď je tvarovací kanál v plazmovom horáku naplnený oblúkovým stĺpcom, do oblúkovej komory sa pod tlakom niekoľkých atmosfér začne privádzať plazmotvorný plyn, ktorý je vystavený zahrievaniu a ionizácii, čo prispieva k jeho zväčšeniu objemu. . To vedie k tomu, že vyteká z trysky s vysoká rýchlosť(do 3 km/s) a teplota oblúka v tomto okamihu môže dosiahnuť 5000 až 30000 °C.

Malý otvor v dýze zužuje oblúk, čo pomáha nasmerovať ho na konkrétny bod na kove, ktorý sa takmer okamžite zahreje na teplotu topenia a vyfúkne von z reznej zóny.

Po prechode plazmového horáka pozdĺž daného obrysu sa získa obrobok požadované veľkosti a tvary s hladkými okrajmi a minimálnou mierou na nich.

Plazmotvorné plyny na rezanie rôznych kovov

Na plazmové rezanie kovov je možné použiť aktívne aj neaktívne plyny. Ich výber závisí od typu kovu a jeho hrúbky:

• Dusíková zmes je určená pre meď, hliník a zliatiny na ich báze. Maximálna možná hrúbka je 100 mm. Nevzťahuje sa na titán a všetky druhy ocele.
• Dusík s argónom sa používa hlavne na plazmové rezanie akostí vysokolegovaných ocelí, ktorých hrúbka nepresahuje 50 mm, ale zmes sa neodporúča na železné kovy, titán, meď a hliník.
• Dusík. Môže sa použiť na rezanie ocelí s nízkym obsahom uhlíka a legujúcich prvkov do hrúbky 30 mm, vysokolegovaných ocelí do 75 mm, medi a hliníka do 20 mm, mosadze do 90 mm a titánu neobmedzenej hrúbky.
• Stlačený vzduch. Optimálne vhodné na rezanie vzduchovou plazmou železných kovov a medi do hrúbky 60 mm, ako aj hliníka do 70 mm. Nie je určené pre titán.
• Zmes argónu s vodíkom - rezanie zliatin na báze hliníka a medi, ocelí s vysokým obsahom legujúcich prvkov s hrúbkou nad 100 mm. Neodporúča sa používať na nízkouhlíkové, uhlíkové, nízkolegované ocele a titán.

Nestačí však jednoducho pripojiť valec s potrebným plynom tvoriacim plazmu, pretože mnohé technické vlastnosti zariadenia závisia od jeho zloženia:

• výkon a vonkajšie (štatistické a dynamické) charakteristiky zdroja energie;
• cyklogram zariadenia;
• spôsob upevnenia katódy v plazmatróne, ako aj materiál, z ktorého je vyrobená;
• typ konštrukcie chladiaceho mechanizmu pre plazmatronovú trysku.

Tipy na plazmové rezanie neželezných a zliatinových kovov:

• Pri ručnom rezaní akosti vysokolegovanej ocele sa odporúča použiť dusík ako plazmotvorný plyn.
• Aby sa zabezpečilo stabilné spaľovanie oblúka pri ručnom rezaní hliníka zmesou argónu a vodíka, nemal by obsahovať viac ako 20 % vodíka.
• Mosadz sa najlepšie reže s dusíkom a zmesou dusíka a vodíka a má tiež vyššiu rýchlosť rezania.
• Meď po oddelení zarezanie povinné sa podrobuje čisteniu pozdĺž roviny rezu do hĺbky 1-1,5 mm. Do mosadze túto požiadavku neplatí.

Aplikácie plazmového rezania

Vďaka svojmu vysokému výkonu, všestrannosti a prijateľnú cenu Plazmové rezanie kovov je veľmi žiadané v mnohých odvetviach:

• kovospracujúce podniky a spoločnosti;
• letecký, lodný a automobilový priemysel;
• stavebný priemysel;
• podniky ťažkého strojárstva;
• hutnícke závody;
• výroba kovových konštrukcií.

Je jednoducho nemožné vymenovať všetky oblasti použitia - ručné zariadenia a automatické stroje na plazmové rezanie kovov nájdete takmer všade. Používajú sa ako veľké továrne na výrobu kovových konštrukcií, a malé firmy, špecializujúca sa na umelecké kovanie a spracovanie dielov.

Zvláštne miesto medzi tohto zariadenia okupovať autá na plazmové rezanie kovov CNC - minimalizujú ľudský faktor výrazne zvýšiť produktivitu. Ich hlavnou výhodou je však zníženie spotreby valcovaného kovu vďaka možnosti vytvárania špeciálnych programov. Vysoko kvalifikovaní technológovia vyvíjajú rezacie karty, ktoré sú virtuálnym plechom určitých veľkostí, na ktorý ukladajú obrobky čo najtesnejšie, berúc do úvahy šírku rezu a mnohé ďalšie parametre procesu, aby racionálne využitie valcovaný kov

Jemnosti procesu rezania kovov

Pre získanie kvalitného obrobku pri plazmovom rezaní je potrebné udržiavať konštantnú vzdialenosť medzi dýzou a rezaným kovom - zvyčajne v rozmedzí 3-15 mm. V opačnom prípade je možné zväčšiť šírku rezu, tepelne ovplyvnenú zónu a obrobok, ktorý nespĺňa stanovené rozmery.

Prúd počas prevádzky by mal byť minimálny pre určitý materiál a hrúbku. Jeho nadhodnotené hodnoty a teda aj zvýšená spotreba plazmotvorného plynu sú príčinou zrýchleného opotrebovania katódy a dýzy plazmového horáka.

Najťažšou operáciou v procese plazmového rezania kovu je dierovanie otvorov. Je to spôsobené vysokou pravdepodobnosťou vytvorenia dvojitého oblúka a poruchou plazmového horáka. Dierovanie sa vykonáva vo zväčšenej vzdialenosti medzi katódou a anódou - medzi dýzou a povrchom materiálu by malo byť 20-25 mm. Po dierovaní sa plazmový horák spustí do pracovnej polohy.

Rozšírené je použitie plazmového rezania. Používa sa v strojárstve, verejnoprospešných službách, stavbe lodí a výrobe kovových konštrukcií. Plazmové rezanie je založené na princípe, že ionizovaný vzduch začne viesť elektrický prúd.

Rezanie kovov sa vykonáva plazmou, ktorá je ohrievaným ionizovaným vzduchom, a plazmovým oblúkom. Prevádzkové princípy charakteristické pre plazmové rezanie kovu budú opísané nižšie.

Čo je plazmové rezanie

Pri rezaní kovu plazmou sa elektrický oblúk zintenzívňuje. To je možné vďaka pôsobeniu plynu pod tlakom. Rezný prvok sa zahrieva na vysoké teploty, výsledkom čoho je kvalitné a rýchle rezanie kovu.

Na rozdiel od plazmového náprotivku neprispieva k prehrievaniu celého spracovávaného produktu. Vysoká teplota sa vyskytuje priamo na mieste, kde je kov rezaný, a zvyšné časti výrobku sa nezohrievajú a nedeformujú.

Princíp plazmového rezania kovu je založený na:

• dodávka požadovaného napätia prúdovým zdrojom (štandardné napätie - 220 V, zvýšené napätie - 380 V, na rezanie kovov vo veľkých podnikoch);
• prenos prúdu do plazmového horáka (horák) cez káble, v dôsledku čoho sa medzi anódou a katódou rozsvieti elektrický oblúk;
• prívod vzduchu cez hadice kompresorom do zariadenia;
• pôsobenie vírov vo vnútri plazmatrónu, ktoré smerujú toky do elektrického oblúka;
• prechod vírivého vzduchu prúdi cez elektrický oblúk a vytváranie ionizujúceho vzduchu ohriateho na vysoké teploty;
• uzavretie pracovného oblúka medzi elektródou a spracovávaným povrchom, keď je k nemu privedený plazmový horák;
• vystavenie spracovávanému produktu vzduchu pod vysokým tlakom a vysokou teplotou.

Výsledkom je tenký strih s minimálnym ochabnutím.

Oblúk môže horieť v pohotovostnom režime, ak sa zariadenie v určitom čase nepoužíva. Počas pohotovostného režimu je spaľovanie udržiavané automaticky. Keď je horák privedený k obrobku, oblúk okamžite prejde do prevádzkového režimu a okamžite reže kov.

Po vypnutí sa zariadenie prečistí, aby sa odstránili nečistoty a ochladili sa elektródy.

Elektrický oblúk je vo svojej činnosti univerzálny. Je schopný nielen rezať, ale aj zvárať kovové výrobky. Na zváranie sa používa prídavný drôt vhodný pre konkrétny druh kovu. Oblúkom neprechádza vzduch, ale inertný plyn.

Konštrukcia plazmového rezača

Názov zariadenia používaného na rezanie kovové výrobky rôznymi spôsobmi. Štruktúra jednotky obsahuje nasledujúce prvky:

• zdroj elektrickej energie;
• kompresor;
• plazmatron;
• káblové hadice.

Niekoľko zariadení slúži ako zdroj energie:

• invertor;
• transformátor.

Každé zariadenie má množstvo výhod a nevýhod. Medzi výhody meniča patria:

• lacnosť;
• stabilita oblúka;
• jednoduché použitie v oblastiach s ťažkým prístupom;
• nízka hmotnosť;
• vysoká účinnosť, presahujúca účinnosť transformátora o 30%;
• efektívnosť.

Aké sú nevýhody a obmedzenia?

Hlavnou nevýhodou meniča je nemožnosť jeho použitia na rezanie hrubých kovových výrobkov.

Transformátor sa efektívne používa pri rezaní hrubostenných kovov, s ktorými si menič nevie poradiť. Dokáže odolávať kolísaniu sieťového napätia, ale vyznačuje sa nízkou účinnosťou. Transformátory sú nepohodlné kvôli ich veľkej hmotnosti.

Kompresor je zariadenie, ktoré dodáva vzduch do elektrického oblúka. Mechanizmus prispieva k vytvoreniu vírivých prúdov vzduchu smerujúcich k nemu. Kompresor zabezpečuje, že bod oblúkovej katódy je jasne umiestnený v strede elektródy. Ak je proces narušený, vznikajú následky vo forme:

• vytvorenie dvoch elektrických oblúkov naraz;
• slabé horenie oblúka;
• porucha plazmového horáka.

Počas prevádzky bežnej nepriemyselnej plazmovej rezačky prechádza kompresorom iba stlačený vzduch. Vytvára plazmu a ochladzuje elektródy. Priemyselné jednotky využívajú zmesi plynov na báze kyslíka, hélia, dusíka, argónu a vodíka.

Plazmový horák vykonáva hlavnú funkciu zariadenia - rezanie produktu. Jeho zariadenie obsahuje:

• chladič;
• elektróda;
• čiapka;
• tryska.

Vo vnútri plazmatrónu je hafniová elektróda, ktorá budí elektrický oblúk. Používajú sa zirkónové, menej často berýliové a tóriové elektródy. Ich oxidy sú toxické a dokonca rádioaktívne.

Plazmový prúd prechádza cez plazmatronovú trysku a reže produkty. Od jej priemeru závisí kvalita rezu, technológia, rýchlosť prevádzky jednotky, šírka rezu a rýchlosť chladenia.

Kábel prenáša prúd prichádzajúci z meniča alebo transformátora. Stlačený vzduch sa pohybuje cez hadice a vytvára plazmu v plazmovom horáku.

Postupná štúdia fáz plazmového rezania kovov vám umožňuje pochopiť, ako to funguje:

• stlačí sa tlačidlo zapaľovania, čo vedie k spusteniu dodávky prúdu z transformátora alebo meniča do plazmatrónu;
• vo vnútri plazmatrónu sa objaví pilotný elektrický oblúk s teplotou 70000C;
• medzi špičkou dýzy a elektródou sa zapáli oblúk;
• dôjde k prijatiu stlačený vzduch do komory, ktorá prechádza oblúkom, zahrieva a ionizuje;
• v dýze je prichádzajúci vzduch stlačený a uniká z nej v jedinom prúde rýchlosťou 3 m/s;
• stlačený vzduch unikajúci z dýzy sa zahreje na 300 000 °C a mení sa na plazmu;
• keď sa plazma dostane do kontaktu s produktom, pilotný oblúk zhasne, rozsvieti sa rezací (pracovný) oblúk;
• pracovný oblúk taví kov v mieste dopadu, výsledkom je rez;
• časti roztaveného kovu sú odfukované preč z produktu prúdmi vzduchu unikajúcimi z dýzy.

Akákoľvek technológia plazmového rezania kovov závisí od rýchlosti rezania a prietoku vzduchu. Vysoká rýchlosť podporuje vzhľad tenšieho strihu. Pri nízkej rýchlosti a vysoká pevnosť prúdu, šírka rezu sa zväčší.

So zvýšeným prietokom vzduchu sa zvyšuje rýchlosť rezania. Čím väčší je priemer trysky, tým nižšia je rýchlosť a širší rez.

Techniky rezania

V praxi sa používajú dva spôsoby rezania kovu plazmou:

• plazmový prúd;
• metóda plazmového oblúka.

Rezanie plazmovým lúčom našlo uplatnenie pri spracovaní nekovových výrobkov, ktoré nie sú schopné viesť elektrický prúd. o určeným spôsobom spracovanie, výrobok nie je súčasťou elektrického obvodu. Oblúk horí medzi elektródou a špičkou plazmového horáka. Produkt je rezaný plazmovým lúčom.

Metóda plazmového oblúka je široko používaná. Používa sa na:

• rezanie profilov, rúr;
• výroba výrobkov s rovnými obrysmi;
• spracovanie odliatkov;
• formovanie otvorov do kovu;
• výroba zváracích prírezov.

Oblúk horí medzi elektródou a obrobkom. Oblúkový stĺp je kombinovaný s plazmovým prúdom. Prúd vzniká v dôsledku plynu vháňaného cez pracovný kompresor, ktorý sa pri tomto procese veľmi zahrieva a ionizuje. Plyn podporuje tvorbu plazmy a vďaka jeho vysokej teplote sa zvyšuje rýchlosť rezania spracovávaného kovu. Táto metóda zahŕňa použitie oblúka DC s priamou polaritou.

Druhy plazmového rezania

Existujú tri typy procesov:

• jednoduché - pomocou elektrického prúdu a vzduchu (alternatívou je dusík);
• používanie vody, ktorá plní funkciu chladenia plazmatrónu, jeho ochrany a pohlcovania emisií;
• s použitím ochranného plynu, ktorý zlepšuje kvalitu rezu.

Výhody a nevýhody plazmových rezacích strojov

Pros	Nevýhody
Všestrannosť použitia (určené na spracovanie akýchkoľvek kovových výrobkov za predpokladu, že je zvolené zariadenie správny výkon s požadovaným tlakom vzduchu).	Malý rozsah hrúbky rezu (nie viac ako 100 mm).
Minimálna škoda životné prostredie.	Poškodenie životného prostredia a zdravia (majster, ktorý pracoval s plazmovým rezačom, pre ktorý sa poskytuje dusík ako plyn, dostane vážnu otravu).
Vysoká produktivita, druhá po laserovom rezaní, ale lepšia z hľadiska nákladov.	Vysoká cena jednotky.
Vysoká kvalita práce, vyznačujúca sa malou šírkou rezu a absenciou silného prehriatia celého produktu pri plazmovom spracovaní.	Komplexný dizajn.
Nie je potrebné zohrievať celý výrobok, čo ovplyvňuje jeho kvalitu.	Zvýšená hladina hluku počas prevádzky.
Bezpečnosť procesu vďaka absencii potreby používania plynových fliaš.	Maximálny prípustný uhol odchýlky od kolmosti rezu je len 100-500 v závislosti od hrúbky výrobku.

Rezanie kovov je technologický proces rozdelenia monolitickej časti na samostatné časti. Prebieha operácia mechanicky(rezanie, pílenie), vodný lúč (zadržiavanie vody a abrazívny materiál) alebo tepelné (vykurovanie).

Posledným typom je rezanie kovu kyslíkovým plynom, laserom a plazmou.

Čo je plazmové rezanie? Ide o spracovanie kovových výrobkov, kde ako rezačka slúži plazmový prúd.

Plazma je prúd ionizovaného plynu zohriaty na niekoľko tisíc stupňov. Obsahuje častice s kladným a záporným nábojom. Má kvázi neutrálne vlastnosti. To znamená, že v nekonečne malom objeme je celkový náboj vyrovnaný a rovný nule.

Avšak prítomnosť voľných radikálov, znamená, že plazma je vodič elektriny. Kombinácia vysokej teploty, elektrickej vodivosti a vysokej rýchlosti prúdenia (väčšej ako rýchlosť zvuku) umožnila v minulom storočí vyvinúť a vytvoriť plazmové zariadenia na rezanie kovov.

Princíp fungovania

Ako funguje plazma - používajú sa dva spôsoby spracovania kovových častí:

• priame rezanie alebo rezanie kovov plazmovým oblúkom;
• nepriamym vplyvom.

Priama rezačka

Medzi rezačkou (katódovou jednotkou) a produktom (anódou) sa zapáli elektrický oblúk. Katóda (elektróda) ​​je umiestnená vo vnútri krytu, ktorý má dýzu. Plyn prechádzajúci elektródou pod tlakom sa zahrieva na vysoké teploty a je ionizovaný. Pri prechode tryskou vzniká vysoká rýchlosť prúdenia. Elektrický oblúk roztaví kov. Horúci plyn zabezpečuje odvod z vykurovacej zóny.

Nepriama rezačka

Táto metóda umožňuje spracovávať bežné kovy, ale aj tie s nízkou elektrickou vodivosťou a dielektrikami. Na rozdiel od predchádzajúcej schémy je zdroj elektrickej iskry umiestnený v fréze. Na spracovávané produkty má teda vplyv iba prietok plazmy. Takéto vybavenie stojí oveľa viac ako modely s priamym pôsobením.

Oba typy fréz majú spoločný vedecký a technický názov - plazmatron (doslova plazmový generátor).

Výhody liečby plazmou

V porovnaní s inými typmi spracovania kovov má táto metóda množstvo spotrebiteľských vlastností:

• schopnosť spracovávať obrobky z rôznych kovov, ako aj nekovové výrobky;
• rýchlosť spracovania malých hrúbok (do 50 mm) je 25-krát vyššia ako u;
• lokálne zahrievanie dielu sa vyskytuje iba v mieste nárazu, čo prispieva k absencii tepelného namáhania a deformácie výrobku;
• vysokokvalitné a čisté rezanie kovov, - nízka drsnosť povrchu v mieste spracovania;
• neprítomnosť výbušných látok a predmetov – horľavé plyny, tlakové fľaše a pod.;
• Metóda umožňuje vytvárať zložité geometrické rezy.

Aké vybavenie sa používa

Na rezanie kovov plazmou sa vyrábajú jednotky pre priemyselné a domáce použitie. Prvými sú komplexný multifunkčný komplex s automatizovaným procesom (CNC stroje). Druhou sú malé zariadenia pracujúce zo siete 220V alebo 380V.

Zdrojom plazmového rezania v domácich spotrebičoch je invertor (zvárací generátor) alebo transformátor. Prvý typ má menšiu veľkosť a pohodlnejšie sa používa. Druhý má vysoká spoľahlivosť, dlhodobo prevádzka. Pracovnou kvapalinou je pripravený atmosférický vzduch.

Výkon ručnej jednotky je dostatočný na rezanie kovu do hrúbky 15–20 mm. Niektoré modely sú vybavené bezkontaktnou funkciou zapaľovania oblúka. Súčasťou balenia je plazmový horák a zariadenie na prípravu vzduchu.

Používa sa v domácich dielňach, profesionálnych výrobných a stavebných prostrediach:

• plazmová rieka plechu;
• spracovanie valcových výrobkov vrátane oceľových rúr;
• rezací komplex geometrické tvary vrátane otvorov;
• spracovanie keramických a kamenných výrobkov a iné druhy remesiel.

Tento typ zariadenia výrazne prevyšuje funkčnosť a jednoduchosť použitia ako konvenčné kyslíkovo-palivové rezanie. Nielen z hľadiska veľkosti, ale aj z hľadiska bezpečnosti.

Na fotografii je zobrazený model domáceho plazmatronu.

Vlastnosti technológie

Priemyselné a domáce spotrebiče zjednotiť sa všeobecné zásady plazmové rezacie práce:

• vytvorenie elektrického oblúka;
• tvorba ionizovaného plynu;
• vytvorenie vysokorýchlostného prúdu plazmy;
• vplyv tohto aktívneho média na spracovávaný materiál.

Rezanie plazmovým oblúkom sa vyznačuje:

• Teplota prietoku. Hodnoty sú v rozmedzí 5000-30000°C. Je určená typom spracovávaného materiálu: nižšie hodnoty sa používajú pre neželezné kovy, vyššie hodnoty sa používajú pre žiaruvzdorné ocele.
• Prietok. Hodnoty sa pohybujú od 500 do 1500 m/s. Konfigurované pre konkrétny typ spracovania:
  • hrúbka obrobku;
  • druh materiálu;
  • typ rezu (rovný alebo zakrivený);
  • trvanie prevádzky plazmatrónu.
• Plyn používaný na rezanie plazmou. Pri spracovaní železných kovov (ocele) je aktívnou skupinou kyslík (O2) a vzduch. Pre neželezné kovy a zliatiny, - neaktívne: dusík (N2), argón (Ar), vodík (H2), vodná para. Vysvetľuje to skutočnosť, že neželezné kovy sú oxidované kyslíkom (začnú horieť), takže sa používa prostredie ochranného plynu. Okrem toho kombinuje zloženie zmes plynov, môže sa zlepšiť kvalita spracovania.
• Šírka rezu. Tu je priama postupnosť: so zväčšovaním ukazovateľov sa zväčšuje šírka rezu. Jeho hodnota je ovplyvnená:
  • hrúbka a typ kovu;
  • priemer trysky;
  • sila prúdu;
  • spotreba plynu;
  • rýchlosť rezania.
• Výkon. Určené rýchlosťou spracovania. Napríklad pre domáce jednotky a podľa GOST hodnota nepresahuje 6,5–7 m/min (~0,11 m/s). Závisí od hrúbky, druhu kovu, rýchlosti prúdu plynu. Prirodzene, s rastúcou veľkosťou sa rýchlosť spracovania znižuje.

Kvalita spracovania

Kvalita rezu - dôležitým faktorom pri spracovaní kovu, najmä ak ide o plazmové rezanie rúr. Určené režimom prevádzky a zručnosťou umelca. Rezanie plazmovým oblúkom je regulované GOST 14792-80. Medzinárodný štandard kvality - ISO 9013-2002.

Dokumenty definujú hlavné kritériá:

1. Tolerancia kolmosti alebo uhla. Zobrazuje odchýlky od kolmej a reznej roviny k povrchu obrobku.
2. Tavenie horného okraja. Trhliny na miestach spracovania nie sú povolené. Horný okraj môže byť ostrý, natavený, natavený-previsnutý.
3. Drsnosť. Podľa GOST je rozdelená do troch tried, 1, 2 a 3.

Druhy plazmového rezania

Technológia rezania kovov plazmou je súbor niekoľkých metód. Rezanie plazmovým oblúkom sa delí na:

1. vzduchovo-plazmová metóda rezania kovov;
2. plynová plazma;
3. metóda rezania laser-plazma.

Prvé dva typy sú v princípe činnosti podobné - elektrický oblúk plus ionizovaný prúd horúceho plynu. Rozdiel je v pracovnej tekutine. V prvom prípade - vzduch, v druhom - nejaký druh plynu alebo vodnej pary.

Podľa spôsobu spracovania obrobkov do hrúbky 200 mm sa používa kombinované zariadenie. Moderné priemyselná inštalácia kombinuje tepelné spracovanie prúdom plynu alebo použitím plazmového horáka. Rezačky sú vybavené modulom CNC (Computer Numerical Control). Režú plech po rovnej alebo zakrivenej ceste.

Ručné plazmové rezanie je klasické rezanie plazmovým oblúkom. Prenosné jednotky (na úrovni domácnosti) režú železný kov pomocou prúdu ionizovaného vzduchu. Rozšírenie sortimentu plynov so sebou prináša značnú komplikáciu zariadenia a zvýšenie jeho nákladov.

Laser-plazma

Ide o kombináciu na jednom stroji. Laserové rezanie sa používa pri práci s hrúbkami do 6 mm. Väčšie plechy sa spracovávajú rezaním plazmovým oblúkom.

Rezanie laserom a plameňom v kombinácii na jednom CNC stroji zvyšuje produktivitu. Umožňuje vytvárať rôzne rezné línie vrátane rezných otvorov.

Rezanie laserom alebo plazmou, spojené na jednom zariadení, výrazne šetrí výrobný priestor. Rezanie plazmovým oblúkom sa používa na veľkých obrobkoch. Laser - pri spracovaní malých dielov so zvýšenými požiadavkami na presnosť rezu.

Zásadný rozdiel laserová metóda z plazmy, je zdrojom ohrevu. V laseri je to sústredený lúč svetla. Kontaktná plocha je extrémne malá, takže je možné získať lokálny dopad na diel. Vďaka tomu je šírka rezu malá a kvalita rezu vyššia ako u plazmatrónu.

Z tohto dôvodu plazmové rezanie rúr postupne stráca pôdu pod nohami tam, kde sa vyžaduje vysoká presnosť rezu a zvýšená kvalita okrajov výrobku.

Spracovanie titánu

Titán a jeho zliatiny si získavajú veľkú obľubu v kozmickom, leteckom, medicínskom a inom priemysle. Kombinácia pevnosti a nízkej hustoty sú hlavnými výhodami tejto látky. Ale tento kov je chemicky aktívny a žiaruvzdorný.

Kvôli týmto vlastnostiam je ťažké podrobiť sa mechanickému a tepelnému spracovaniu. Nemôžete použiť rezný nástroj - kov bude horieť. Preto je rezanie titánu dobre zvládnuté pomocou plazmatronovej a laserovej metódy.

Okrem klasického priameho rezania umožňuje metóda plazmového lasera priestorové spracovanie zložitých geometrických tvarov, napríklad párovanie niekoľkých otvorov.

Príklad plazmového rezania kovu pomocou plazmatrónu je možné vidieť vo videu.

Niekoľko sa používa na rezanie kovov rôznymi spôsobmi, ktoré sa navzájom líšia efektívnosťou a nákladmi. Platia len niektoré metódy na riešenie priemyselných problémov, niektoré sa dajú použiť aj doma. Ten zahŕňa rezanie plazmou. Účinnosť rezania tejto metódy je obmedzená správna voľba inštalácie a skúsenosti majstra. Čo je plazmové rezanie kovov? Na čom je založený princíp práce? V akých oblastiach sa táto metóda rezania kovov používa?

Základy rezania plazmou

Aby ste pochopili základy rezania kovu plazmovou metódou, musíte najprv pochopiť, čo je plazma? Konečná kvalita rezania bude závisieť od pochopenia toho, ako je plazmatron navrhnutý a princípu práce s týmto zariadením.

Plazmové tepelné spracovanie kovov závisí od určitých parametrov pracovného prúdu kvapaliny alebo plynu, ktorý je pod tlakom smerovaný na povrch upravovanej plochy. Aby sa dosiahol požadovaný účinok, prúd musí byť nastavený na nasledujúce úrovne:

1. Teplota - aby sa objavila plazma, vzduch sa musí takmer okamžite zahriať na 5-30 tisíc stupňov. Horúčka dosiahnuté vytvorením elektrického oblúka. Po dosiahnutí požadovanej teploty sa prúd vzduchu ionizuje a mení svoje vlastnosti, stáva sa elektricky vodivým. Technológia plazmového spracovania kovov zahŕňa použitie odvlhčovačov, ktoré odstraňujú vlhkosť, ako aj systémy vstrekovania vzduchu.
2. Rýchlosť - prúd je nasmerovaný na povrch materiálu pod vysokým tlakom. Dá sa povedať, že plazmové rezanie kovu je založené na zahriatí materiálu na bod topenia a jeho okamžitom vyfúknutí. V tomto prípade je prevádzková rýchlosť prúdnice približne 2–5 km/s.
3. Dostupnosť elektrický obvod. Všetko o rezaní kovu plazmou sa dozviete až v praxi. Pred zakúpením inštalácie je však potrebné vziať do úvahy určité funkcie. Existujú teda priame a nepriame plazmové horáky. A ak pre prvý je potrebné, aby bol spracovávaný materiál pripojený k spoločnej elektrickej sieti (pôsobiacej ako elektróda) ​​a prechádzal elektrinou, potom pre druhý nie je taká potreba. V tomto prípade sa plazma na rezanie kovu získava pomocou elektródy, ktorá je zabudovaná vo vnútri držiaka. Táto možnosť sa používa pre kovy a iné materiály, ktoré nevedú elektrický prúd.

Ďalším dôležitým bodom, ktorý je potrebné vziať do úvahy, je, že plazmové rezanie hrubého materiálu sa prakticky nevykonáva, pretože je neúčinné a vedie k vysokým finančným nákladom.

Princíp fungovania

Hlavný princíp činnosti plazmového rezania kovov možno opísať takto:

1. Kompresor dodáva vzduch pod tlakom do horáka plazmového horáka.
2. Prúd vzduchu sa okamžite zahrieva pôsobením elektrického prúdu naň. Ak vezmeme do úvahy zahrievanie, vzduchová hmota začne prechádzať elektrinou cez seba, v dôsledku čoho sa vytvorí plazma. V niektorých modeloch plazmových horákov namiesto prúdenie vzduchu používajú sa inertné plyny.
3. Plazmové rezanie kovu, ak to uvažujeme podrobnejšie, sa uskutočňuje metódou úzko cieleného rýchleho ohrevu povrchu na požadovanú teplotu s ďalším vyfukovaním roztaveného materiálu.
4. Počas práce sa nevyhnutne objaví nejaký odpad, ktorý zahŕňa rezanie alebo zvyšky plechového materiálu po rezaní požadovaných dielov, ako aj zvyšky roztaveného kovu a okovín.

Pretože proces je spojený s okamžitým ohrevom spracovávaného materiálu do tekutého stavu, jeho hrúbka pri rezaní by mala byť:

• meď - 8 cm;
• hliník - do 12 cm;
• liatina - do 9 cm;
• zliatina a uhlíková oceľ - do 5 cm.

Existujú dva hlavné spôsoby spracovania materiálov, od ktorých budú závisieť vlastnosti plazmového rezania. menovite:

1. Plazmová tryska - in v tomto prípade oblúk sa objaví priamo v plazmatróne. Metóda spracovania plazmovým lúčom je univerzálna, pretože umožňuje spracovávať nekovové materiály. Jedinou nevýhodou je potreba pravidelnej výmeny elektród.
2. Plazmový oblúk - tento možnosť urobí pre akýkoľvek druh kovu, ktorý môže viesť elektrický prúd. Spravidla sa používa rezanie plazmovým oblúkom priemyselné zariadenia. Význam tejto metódy je, že plazma vzniká v dôsledku oblúka, ktorý vzniká priamo medzi plazmovým horákom a povrchom spracovávaného materiálu.

Plazmové rezanie funguje na princípe klasického oblúkového rezania, avšak bez použitia bežných elektród. Okrem toho účinnosť tohto spôsobu spracovania priamo závisí od hrúbky spracovávaného materiálu.

Presnosť a rýchlosť rezania

Ako pri každej inej metóde tepelného spracovania, pri plazmovom rezaní dochádza k určitému roztaveniu kovu, čo ovplyvňuje kvalitu rezu. Existujú aj ďalšie vlastnosti, ktoré sú charakteristické túto metódu. menovite:

1. Natavovanie hrán - bez ohľadu na to, aké spôsoby spracovania materiálu sú použité a na profesionalite remeselníka, ktorý prácu vykonáva, nie je možné vyhnúť sa miernemu nataveniu povrchu už na začiatku práce.
2. Kužeľ - berúc do úvahy výkon inštalácie a profesionalitu technika, skosenie sa môže pohybovať medzi 4-12 stupňami.
3. Rýchlosť práce - bežné rezanie kovu pomocou plazmatrónu sa vykonáva rýchlo a s nízkou spotrebou energie. Podľa GOST a technické špecifikácie ručné vybavenie, rýchlosť rezania plazmou nie je vyššia ako 6500 mm/min.
4. Charakteristiky rezu - rýchlosť a kvalita rezu bude závisieť od toho, aké konkrétne operácie je potrebné vykonať. Najrýchlejšie sa preto robí deliaci rez nízkej kvality, pričom väčšinou ručné stroje sú schopné rezať kov do hrúbky 65 mm. Pre tvarové spracovanie dielov sú možné hrúbky materiálu až do 45 mm.

Kvalita práce bude výrazne závisieť od úrovne profesionality majstra. Presný a čistý rez s minimálnou odchýlkou ​​od požadovaných rozmerov môže urobiť len pracovník s špecializované vzdelanie. Bez potrebná príprava Je nepravdepodobné, že bude možné urobiť kučeravý strih.

Spracovanie neželezných zliatin

Pri spracovaní neželezných kovov sa používajú rôzne metódy rezania, berúc do úvahy hustotu materiálu, jeho typ a iné technické ukazovatele. Na rezanie neželezných kovov je potrebné dodržiavať nasledujúce odporúčania:

1. Rezanie hliníka- pre materiál do hrúbky 7 cm možno použiť stlačený vzduch. Jeho použitie je nepraktické pri nízkej hustote materiálu. Kvalitné rezanie hliníkových plechov do 2 cm je dosiahnuté čistým dusíkom a pri hrúbke 7-10 cm vodíkom a dusíkom. Plazmové rezanie hliníka s hrúbkou viac ako 10 cm sa vykonáva pomocou zmesi vodíka a argónu. Rovnaké zloženie sa odporúča použiť pre hrubostennú vysokolegovanú oceľ a meď.
2. Rezanie nehrdzavejúcej ocele- pri práci sa neodporúča používať stlačený vzduch s prihliadnutím na hrúbku materiálu možno použiť čistý dusík alebo zmesi s argónom; S tým treba počítať nehrdzavejúca oceľ dosť citlivý na akciu AC, čo môže viesť k zmenám v jeho štruktúre a rýchlejšiemu vyraďovaniu. Rezanie nehrdzavejúcej ocele sa vykonáva pomocou zariadenia, ktoré využíva princíp nepriameho pôsobenia.

Rozsah použitia plazmového rezania

Použitie plazmatronov je z nejakého dôvodu také populárne. Pomerne jednoduchou obsluhou, ako aj nie príliš vysokou cenou ručného vybavenia (na rozdiel od iných rezacích zariadení) možno dosiahnuť vysoký výkon vzhľadom na kvalitu výsledného rezu.

Použitie plazmového rezania kovov sa rozšírilo v nasledujúcich výrobných oblastiach:

1. Konštrukcia kovových konštrukcií.
2. Spracovanie valcovaného kovu - pomocou plazmy môžete rezať takmer akýkoľvek druh kovu, vrátane železných, žiaruvzdorných a neželezných.
3. Rôzne oblasti priemysel, výroba lietadiel, investičná výstavba budovy, strojárstvo a pod. - vo všetkých týchto oblastiach sa nezaobídete bez použitia plazmových rezačiek.
4. Spracovanie dielov a umelecké kovanie. Pomocou plazmového rezača môžete vyrobiť súčasť takmer akejkoľvek zložitosti.

Použitie plazmových rezacích strojov nenahradilo manuálne inštalácie. teda umelecké plazmové rezanie umožňuje vyrábať jedinečné diely, ktoré presne zodpovedajú zámeru umelca na použitie ako ozdobné ozdoby schody, zábradlia, ploty, zábradlia a pod.

Výhody a nevýhody

Takmer žiadne priemyselná výroba, ktorý je nejakým spôsobom spojený s valcovaným kovom, sa nezaobíde bez rezania kovu. Rezanie presných otvorov, tvarové dekoratívne rezanie, rýchle rezanie plechu na prírezy - to všetko sa dá celkom rýchlo urobiť pomocou plazmového horáka. Výhody tejto metódy sú nasledovné:

1. Ekonomický- plazmová metóda na pozadí štandardné metódy spracovanie materiálu výrazne prospieva. Existuje len jedno obmedzenie, ktoré súvisí s hrúbkou materiálu. Je ekonomicky nerentabilné a nepraktické rezať oceľ s hrúbkou viac ako 50 mm pomocou plazmového horáka.
2. Mobilita plazmových ručných jednotiek.
3. Vysoká rýchlosť spracovanie dielov a produktivita. Na rozdiel od konvenčnej elektródovej metódy sa rýchlosť práce zvyšuje 5-12 krát.
4. Reže všetky druhy kovov (meď, hliník, oceľ, nehrdzavejúca oceľ, titán atď.).
5. Bezpečnosť.
6. Presnosť- deformácie spôsobené tepelným zaťažením sú takmer nebadateľné a následne si nevyžadujú dodatočné spracovanie. V tomto prípade je presnosť plazmového rezania 0,24–0,34 mm.

Všetky tieto výhody plazmového rezania vysvetliť, prečo je táto metóda taká populárna nielen pre výrobné účely, ale aj pre domáce potreby.

Keď však hovoríme o výhodách, je potrebné poznamenať určité negatívne body:

1. Jasné požiadavky na spracovanie dielov. Majster musí prísne dodržiavať uhol sklonu frézy v rozsahu 10-50 stupňov. Nedodržanie tohto pravidla urýchli opotrebovanie komponentov a ovplyvní aj kvalitu rezu.
2. Obmedzenia súvisiace s hrúbkou rezu. Aj pri výkonnom zariadení nemôže byť najvyššia hustota spracovávaného materiálu väčšia ako 10 cm.
3. Okrem tohto, pracovné vybavenie veľmi zložité, čo absolútne znemožňuje použitie dvoch fréz súčasne, ktoré sú spojené do jedného celku.

Porovnanie rezania laserom a plazmou

Rozdiel medzi plazmou a rezanie laserom kovu spočíva v spôsoboch pôsobenia na povrch materiálu. Laserové zariadenia poskytuje vyššiu rýchlosť spracovania dielov a produktivitu a po dokončení práce je nižšie percento tavenia. Nevýhodou laserových zariadení je ich vysoká cena a tiež, že hrúbka spracovávaného materiálu nesmie byť väčšia ako 2 cm.

Plazmový horák, na rozdiel od lasera, je oveľa lacnejší a má aj širší rozsah funkčnosť a rozsah pôsobnosti.