Oprema za rezanje metala separacijskom plazmom. Princip i tehnologija rezanja metala plazmom. Nedostaci plazma rezanja

Oprema za rezanje metala separacijskom plazmom. Princip i tehnologija rezanja metala plazmom. Nedostaci plazma rezanja
Oprema za rezanje metala separacijskom plazmom. Princip i tehnologija rezanja metala plazmom. Nedostaci plazma rezanja
16.06.2019

Za rezanje metala koristi se nekoliko različitih metoda, koje se međusobno razlikuju po učinkovitosti i cijeni. Primjenjive su samo neke metode za rješenja industrijski zadaci , neki se mogu koristiti i kod kuće. Ovo posljednje uključuje rezanje plazmom. Učinkovitost rezanja ove metode je samo ograničena pravi izbor instalacije i iskustvo majstora. Što je plazma rezanje metala? Na čemu se temelji princip rada? U kojim područjima se koristi ova metoda rezanja metala?

Osnove rezanja plazmom

Da biste razumjeli osnove rezanja metala plazma metodom, prvo morate razumjeti što je plazma? Konačna kvaliteta rezanja ovisit će o razumijevanju dizajna plazmatrona i principu rada s ovim uređajem.

Termička obrada metala plazmom ovisi o određene parametre radni mlaz tekućine ili plina koji se pod pritiskom usmjerava na površinu tretiranog područja. Da bi se postigao željeni učinak, mlaz mora biti podešen na sljedeće razine:

  1. Temperatura - da bi se plazma pojavila, zrak se mora zagrijati gotovo trenutno na 5-30 tisuća stupnjeva. Vrućica postignuto stvaranjem električni luk. Kada se postigne potrebna temperatura, protok zraka se ionizira i mijenja svoja svojstva, postajući elektrovodljivi. Plazma tehnologija obrade metala uključuje korištenje odvlaživača koji uklanjaju vlagu, kao i sustave za ubrizgavanje zraka.
  2. Brzina - mlaz je usmjeren na površinu materijala ispod visokotlačni. Možemo reći da se plazma rezanje metala temelji na zagrijavanju materijala do točke taljenja i trenutnom ispuhivanju. U ovom slučaju radna brzina mlaza je približno 2-5 km/s.
  3. Dostupnost strujni krug. Sve o rezanju metala plazmom možete naučiti samo u praksi. Ali prije kupnje instalacije potrebno je uzeti u obzir određene značajke. Dakle, postoje izravni i neizravni plazma baklje. I ako je za prve potrebno da materijal koji se obrađuje bude spojen na zajedničku električnu mrežu (djeluje kao elektroda) i propušta struju, onda za druge nema te potrebe. U ovom slučaju, plazma za rezanje metala se dobiva pomoću elektrode koja je ugrađena unutar držača. Ova se opcija koristi za metale i druge materijale koji ne provode struju.

Još poprilično važna točka, što se mora uzeti u obzir, je da se plazma rezanje debelog materijala praktički ne provodi, jer je neučinkovito i dovodi do visokih financijskih troškova.

Princip rada

Glavni princip rada plazma rezanja metala može se opisati na sljedeći način:

  1. Kompresor dovodi zrak pod tlakom u plamenik plazma plamenika.
  2. Protok zraka trenutno se zagrijava zbog djelovanja električne struje na njega. Uzimajući u obzir zagrijavanje, zračna masa počinje propuštati struju kroz sebe, zbog čega nastaje plazma. U određenim modelima plazma baklji umjesto strujanja zraka koriste se inertni plinovi.
  3. Plazma rezanje metala, ako ga detaljnije razmotrimo, provodi se metodom usko ciljanog brzog zagrijavanja površine na potrebnu temperaturu uz daljnje ispuhivanje rastaljenog materijala.
  4. Tijekom rada neminovno se pojavljuje neki otpad, što uključuje rezine ili ostatke limeni materijal nakon izrezivanja potrebnih dijelova, kao i ostataka rastaljenog metala i kamenca.

Budući da je proces povezan s trenutnim zagrijavanjem obrađenog materijala na tekuće stanje, tada njegova debljina pri rezanju treba biti:

  • bakar - 8 cm;
  • aluminij - do 12 cm;
  • lijevano željezo - do 9 cm;
  • legirani i ugljični čelik - do 5 cm.

Postoje dvije glavne metode obrade materijala o kojima će ovisiti karakteristike rezanja plazmom. Naime:

  1. Plazma mlaz - in u ovom slučaju luk se pojavljuje izravno u plazmatronu. Metoda obrade plazma mlazom je univerzalna jer omogućuje obradu nemetalnih materijala. Jedini nedostatak je potreba za redovitom zamjenom elektroda.
  2. Plazma-luk - ova je opcija prikladna za bilo koju vrstu metala koji može provoditi kroz sebe struja. U pravilu se koristi za rezanje plazma lukom industrijska oprema. Značenje ove metode je da se plazma pojavljuje zbog luka koji se javlja izravno između plazma baklje i površine materijala koji se obrađuje.

Plazma rezanje radi na principu klasičnog lučnog rezanja, ali bez upotrebe klasičnih elektroda. Štoviše, učinkovitost ove metode obrade izravno ovisi o debljini materijala koji se obrađuje.

Točnost i brzina rezanja

Kao i kod svake druge metode toplinska obrada, tijekom rezanja plazmom dolazi do određenog taljenja metala, što utječe na kvalitetu reza. Postoje i druge značajke koje su karakteristične za ovu metodu. Naime:

  1. Otapanje rubova - bez obzira na načine obrade materijala i profesionalnost majstora koji izvodi radove, nemoguće je izbjeći lagano otapanje površine u samom početku rada.
  2. Konus - uzimajući u obzir performanse instalacije i profesionalnost tehničara, konus može varirati između 4-12 stupnjeva.
  3. Brzina rada - konvencionalno rezanje metala pomoću plazmatrona izvodi se brzo i uz malu potrošnju energije. Prema GOST-u i tehničkim specifikacijama ručna oprema, brzina rezanja plazmom nije veća od 6500 mm / min.
  4. Karakteristike rezanja - brzina i kvaliteta rezanja ovisit će o tome koje specifične operacije treba izvesti. Stoga je rez niske kvalitete najbrže napraviti, s uglavnom ručnim strojevima koji mogu rezati metal do 65 mm. Za fazonsku obradu dijelova moguće su debljine materijala do 45 mm.

Kvaliteta rada značajno će ovisiti o razini profesionalnosti majstora. Precizan i čist rez s minimalnim odstupanjem od traženih dimenzija može napraviti samo stručnjak sa stručnom spremom. Bez potrebna priprema Malo je vjerojatno da će biti moguće napraviti kovrčavi rez.

Prerada legura obojenih metala

Pri obradi obojenih metala koriste se razne načine rezanje uzimajući u obzir gustoću materijala, njegovu vrstu i druge tehničke pokazatelje. Za rezanje obojenih metala potrebno je pridržavati se sljedećih preporuka:

  1. Rezanje aluminija- za materijal debljine do 7 cm može se koristiti komprimirani zrak. Njegova uporaba je nepraktična kada je gustoća materijala niska. Kvalitetno rezanje aluminijskih limova do 2 cm postiže se čistim dušikom, a debljine 7-10 cm vodikom i dušikom. Plazma rezanje aluminija debljine veće od 10 cm provodi se pomoću mješavine vodika i argona. Isti sastav preporuča se koristiti za visokolegirani čelik debelih stijenki i bakar.
  2. Rezanje nehrđajućeg čelika- za rad se ne preporučuje korištenje komprimiranog zraka, s obzirom na debljinu materijala, može se koristiti čisti dušik ili mješavine s argonom. Mora se uzeti u obzir da ne hrđajući Čelik je dosta osjetljiv na djelovanje izmjenične struje, što može dovesti do promjene njegove strukture i bržeg razgradnje. Rezanje nehrđajućeg čelika provodi se pomoću instalacije koja koristi princip neizravnog djelovanja.

Opseg korištenja plazma rezanja

Upotreba plazmatrona je toliko popularna s razlogom. Uz relativno jednostavan rad, kao i ne baš visoku cijenu ručne opreme (za razliku od drugih uređaja za rezanje), mogu se postići visoke performanse u pogledu kvalitete dobivenog reza.

Upotreba plazma rezanja metala postala je raširena u sljedećim proizvodnim područjima:

  1. Izrada metalnih konstrukcija.
  2. Obrada valjanog metala - korištenjem plazme možete rezati gotovo sve vrste metala, uključujući željezni, vatrostalni i neželjezni.
  3. Razna područja industrija, proizvodnja zrakoplova, kapitalna izgradnja građevinarstvo, strojarstvo itd. - u svim ovim područjima nemoguće je bez upotrebe plazma rezača.
  4. Obrada dijelova i umjetničko kovanje. Pomoću plazma rezača možete izraditi dio gotovo bilo koje složenosti.

Korištenje strojeva za rezanje plazmom ručne postavke nije ga zamijenio. Tako, umjetničko rezanje plazmom omogućuje izradu jedinstvenih dijelova koji točno odgovaraju umjetnikovoj namjeri za korištenje kao ukrasni ukrasi stepenice, ograde, ograde, ograde itd.

Prednosti i nedostatci

Gotovo nikakve industrijska proizvodnja, koji je nekako povezan s valjanim metalom, ne može bez rezanja metala. Rezanje precizne rupe, figurirano ukrasno rezanje, brzo rezanje u praznine lim- sve se to može učiniti vrlo brzo pomoću plazma plamenika. Prednosti ove metode su sljedeće:

  1. Ekonomičan- plazma metoda ima značajnu prednost u odnosu na standardne metode obrade materijala. Postoji samo jedno ograničenje, a to je vezano uz debljinu materijala. Ekonomski je neisplativo i nepraktično rezati čelik debljine veće od 50 mm pomoću plazma plamenika.
  2. Mobilnost plazma ručnih jedinica.
  3. Velika brzina obrada dijelova i produktivnost. Za razliku od konvencionalne elektrodne metode, brzina rada se povećava za 5-12 puta.
  4. Režite sve vrste metala (bakar, aluminij, čelik, nehrđajući čelik, titan, itd.).
  5. Sigurnost.
  6. Točnost- deformacije uslijed toplinskog opterećenja su gotovo neprimjetne i naknadno neće biti potrebne dodatna obrada. U ovom slučaju, točnost rezanja plazmom je 0,24-0,34 mm.

Svi ovi prednosti rezanja plazmom objasnite zašto je ova metoda toliko popularna ne samo u proizvodne svrhe, već i za domaće potrebe.

Ali, govoreći o prednostima, potrebno je napomenuti neke negativne točke:

  1. Jasni zahtjevi u pogledu obrade dijelova. Majstor mora strogo poštivati ​​kut nagiba rezača u području od 10-50 stupnjeva. Nepoštivanje ovog pravila ubrzat će trošenje sastavnih dijelova i utjecati na kvalitetu rezanja.
  2. Ograničenja vezana uz debljinu reza. Čak i uz snažnu opremu, najveća gustoća obrađenog materijala ne može biti veća od 10 cm.
  3. Osim, oprema za rad vrlo složen, što čini apsolutno nemogućim korištenje dva rezača u isto vrijeme koji su povezani u jednu jedinicu.

Usporedba laserskog i plazma rezanja

Razlika između plazme i lasersko rezanje metal se sastoji u metodama djelovanja na površinu materijala. Laserska oprema omogućuje veću brzinu i produktivnost obrade, a nakon završetka rada manji je postotak taljenja. Nedostatak laserskih uređaja je njihov visoka cijena, kao i da debljina materijala koji se obrađuje ne smije biti veća od 2 cm.

Plazma baklja je, za razliku od lasera, mnogo jeftinija i ima širinu funkcionalnost i opseg primjene.

Nedavno je uporaba protoka plazme za rezanje materijala postala sve popularnija. Opseg korištenja ove tehnologije dodatno se proširuje pojavom na tržištu ručnih uređaja koji se koriste za plazma rezanje metala.

Suština rezanja plazmom

Plazma rezanje uključuje lokalno zagrijavanje metala u zoni odvajanja i njegovo daljnje taljenje. Tako značajno zagrijavanje postiže se korištenjem mlaza plazme, koji se formira pomoću posebne opreme. Tehnologija za proizvodnju visokotemperaturnog mlaza plazme je sljedeća.

  • U početku nastaje električni luk koji se pali između elektrode uređaja i njegove mlaznice ili između elektrode i metala koji se reže. Temperatura takvog luka je 5000 stupnjeva.
  • Nakon toga, plin se dovodi u mlaznicu opreme, što povećava temperaturu luka na 20 000 stupnjeva.
  • U interakciji s električnim lukom, plin se ionizira, što dovodi do njegove transformacije u mlaz plazme, čija je temperatura već 30.000 stupnjeva.

Rezultirajući mlaz plazme karakterizira svijetli sjaj, visoka električna vodljivost i izlazna brzina iz mlaznice opreme (500–1500 m/s). Takav mlaz lokalno zagrijava i topi metal u zoni obrade, zatim se reže, što je jasno vidljivo čak i na videu takvog procesa.

U posebnim instalacijama mogu se koristiti različiti plinovi za stvaranje mlaza plazme. To uključuje:

  • obični zrak;
  • tehnički kisik;
  • dušik;
  • vodik;
  • argon;
  • para proizvedena kipućom vodom.

Tehnologija rezanja metala pomoću plazme uključuje hlađenje mlaznice opreme i uklanjanje čestica rastaljenog materijala iz zone obrade. Ovi zahtjevi su osigurani protokom plina ili tekućine koji se dovodi u područje gdje se izvodi rezanje. Karakteristike mlaza plazme formiranog na posebna oprema, omogućuju vam da ga koristite za rezanje metalnih dijelova čija debljina doseže 200 mm.

Strojevi za rezanje plazmom uspješno se koriste u poduzećima u različitim industrijama. Uz njihovu pomoć, rezanje ne samo metalnih dijelova, već i plastičnih i prirodni kamen. Zahvaljujući takvim jedinstvenim mogućnostima i svojoj svestranosti, ova oprema ima široku primjenu u postrojenjima za izgradnju strojeva i brodova, u poduzećima za oglašavanje i popravke te u javnom komunalnom sektoru. Velika prednost korištenja takvih instalacija je ta što vam omogućuju da dobijete vrlo gladak, tanak i točan rez, što je važan zahtjev u mnogim situacijama.

Oprema za rezanje plazmom

Na moderno tržište Postoje dvije glavne vrste uređaja za rezanje metala pomoću plazme:

  • uređaji za neizravno djelovanje - rezanje se izvodi na beskontaktni način;
  • uređaja izravno djelovanje- kontaktno rezanje.

Prva vrsta opreme, u kojoj se zapali luk između elektrode i mlaznice plamenika, koristi se za obradu nemetalnih proizvoda. Takve instalacije se uglavnom koriste u raznim poduzećima; nećete ih naći u radionici kućni majstor ili u servisnoj garaži.

U uređajima drugog tipa, električni luk se zapali između elektrode i samog dijela, koji, naravno, može biti izrađen samo od metala. Zbog činjenice da se radni plin u takvim uređajima zagrijava i ionizira kroz cijeli razmak (između elektrode i dijela), mlaz plazme u njima ima veću snagu. Ova vrsta opreme može se koristiti za ručno rezanje plazmom.

Svaki stroj za rezanje plazmom koji radi na kontaktnom principu sastoji se od standardni set komponente:

  • napajanje;
  • plazma plamenik;
  • kabeli i crijeva koji se koriste za spajanje plazma plamenika na izvor napajanja i izvor opskrbe radnim plinom;
  • plinski cilindar ili kompresor za dobivanje mlaza zraka potrebne brzine i tlaka.

Glavni element svih takvih uređaja je plazmatron; to je ono što razlikuje takvu opremu od konvencionalne opreme za zavarivanje. Plazma baklje ili plazma rezači sastoje se od sljedećih elemenata:

  • radna mlaznica;
  • elektroda;
  • izolacijski element koji je vrlo otporan na toplinu.

Glavna svrha plazma baklje je pretvaranje energije električnog luka u Termalna energija plazma. Plin ili smjesa zrak-plin koja izlazi iz mlaznice plazma baklje kroz otvor malog promjera prolazi kroz cilindričnu komoru u kojoj je fiksirana elektroda. To je mlaznica plazma rezača koja osigurava potrebnu brzinu i oblik protoka radnog plina, a time i samu plazmu. Sve manipulacije s takvim rezačem operater opreme izvodi ručno.

Uzimajući u obzir činjenicu da operater mora držati plazma rezač težinom, to može biti vrlo teško osigurati visoka kvaliteta rezanje metala. Često dijelovi proizvedeni ručnim rezanjem plazmom imaju neravne rubove, tragove ugiba i trzanja. Kako bi se izbjeglo slične nedostatke, primijeniti razne uređaje: stalci i graničnici koji omogućuju glatko kretanje plazma plamenika duž linije rezanja, kao i stalni razmak između mlaznice i površine dijela koji se reže.

Zrak ili dušik mogu se koristiti kao radni i rashladni plin kada se koristi ručna oprema. Ovaj zrak-plin mlaz također se koristi za ispuhivanje rastaljenog metala iz zone rezanja. Kada se koristi zrak, on se dovodi iz kompresora, a dušik dolazi iz plinskog cilindra.

Potrebni izvori napajanja

Iako svi izvori napajanja plazma rezača rade na izmjeničnu struju, neki je mogu pretvoriti u istosmjernu struju, dok je drugi mogu pojačati. Ali oni uređaji koji rade na DC. Instalacije koje rade na izmjeničnu struju koriste se za rezanje metala s relativno niskim talištem, na primjer, aluminija i legura na njegovoj osnovi.

U slučajevima kada nije potrebna prevelika snaga plazma mlaza, kao izvori energije mogu se koristiti konvencionalni inverteri. Upravo se ovi uređaji, karakterizirani visokom učinkovitošću i osiguravanjem visoke stabilnosti električnog luka, koriste za opremanje male industrije i kućne radionice. Naravno, neće biti moguće rezati komad metala značajne debljine pomoću plazma baklje koju napaja pretvarač, ali je optimalan za rješavanje mnogih problema. Velika prednost invertera su njihove kompaktne dimenzije, što ih čini lakim za nošenje i korištenje za rad na teško dostupnim mjestima.

Napajanja tipa transformatora imaju veću snagu, koja se može koristiti za ručno i mehanizirano rezanje metala pomoću plazma mlaza. Takvu opremu odlikuje ne samo velika snaga, već i veća pouzdanost. Ne boje se strujnih udara koji mogu oštetiti druge uređaje.

Svaki izvor energije ima jedan važna karakteristika, kao trajanje uključenosti (DS). Za transformatorska napajanja radni ciklus je 100%, što znači da se mogu koristiti cijeli radni dan, bez pauze za hlađenje ili odmor. No, naravno, takva napajanja imaju i nedostatke, od kojih je najznačajniji velika potrošnja energije.

Kako se izvodi ručno rezanje plazmom?

Prvo što trebate učiniti kako biste počeli koristiti stroj za plazma rezanje metala je sastaviti sve njegove sastavne elemente. Nakon toga se pretvarač ili transformator spaja na metalni radni predmet i na mrežu izmjenične struje.

Rezanje metala - tehnološki proces dijeljenje monolitnog dijela na zasebne dijelove. Operacija u tijeku mehanički(rezanje, piljenje), vodeni mlaz (suspenzija vode i abrazivnog materijala) ili toplinski (grijanje).

Posljednja vrsta je plinsko, lasersko i plazma rezanje metala.

Što je rezanje plazmom? Ovo je obrada metalnih proizvoda, gdje plazma mlaz služi kao rezač.

Plazma je struja ioniziranog plina zagrijana na nekoliko tisuća stupnjeva. Sadrži čestice s pozitivnim i negativnim nabojem. Ima kvazi-neutralna svojstva. To jest, u infinitezimalnom volumenu, ukupni naboj je uravnotežen i jednak nuli.

Međutim, prisutnost slobodnih radikala znači da je plazma vodič električne energije. Kombinacija visoke temperature, električne vodljivosti i velike brzine protoka (veća od brzine zvuka) omogućila je u prošlom stoljeću razvoj i stvaranje plazma opreme za rezanje metala.

Princip rada

Kako radi plazma - koriste se dvije metode obrade metalnih dijelova:

  • rezanje direktnim djelovanjem ili rezanje metala plazma lukom;
  • neizravnim utjecajem.

Izravni rezač

Između rezača (katodne jedinice) i proizvoda (anode) pali se električni luk. Katoda (elektroda) je smještena unutar kućišta koje ima mlaznicu. Plin se pod pritiskom, prolazeći pored elektrode, zagrijava do visokih temperatura i ionizira. Velika brzina protoka stvara se pri prolasku mlaznice. Električni luk topi metal. Vrući plin osigurava uklanjanje iz zone grijanja.

Indirektni rezač

Ova metoda omogućuje obradu običnih metala, ali i onih s niskom električnom vodljivošću i dielektrika. Za razliku od prethodne sheme, izvor električne iskre nalazi se u rezaču. Dakle, samo protok plazme ima utjecaj na prerađene proizvode. Takva oprema košta mnogo više od modela s izravnim djelovanjem.

Obje vrste rezača imaju zajednički znanstveno-tehnički naziv - plazmatron (doslovno, generator plazme).

Prednosti tretmana plazmom

U usporedbi s drugim vrstama obrade metala, ova metoda ima niz potrošačkih svojstava:

  • sposobnost obrade izradaka od raznih metala, kao i nemetalnih proizvoda;
  • brzina obrade malih debljina (do 50 mm) je 25 puta veća nego kod;
  • lokalno zagrijavanje dijela događa se samo na mjestu udara, što pridonosi odsutnosti toplinskog naprezanja i deformacije proizvoda;
  • visokokvalitetno i čisto rezanje metala, - niska hrapavost površine na mjestu obrade;
  • odsutnost eksplozivnih tvari i predmeta - zapaljivih plinova, tlačnih cilindara i sl.;
  • Metoda vam omogućuje izradu složenih geometrijskih rezova.

Koja se oprema koristi

Za rezanje metala plazmom, industrijskim i korištenje u kućanstvu. Prvi su složeni višenamjenski kompleks s automatiziranim procesom (CNC strojevi). Drugi su mali uređaji koji rade iz mreže od 220 V ili 380 V.

Izvor rezanja plazmom u kućanskim aparatima je pretvarač (generator za zavarivanje) ili transformator. Prvi tip je manje veličine i praktičniji za korištenje. Drugi ima visoku pouzdanost i dug radni vijek. Radna tekućina je pripremljeni atmosferski zrak.

Snaga ručne jedinice dovoljna je za rezanje metala debljine do 15–20 mm. Neki modeli opremljeni su beskontaktnom funkcijom paljenja luka. Paket uključuje plazma plamenik i uređaj za pripremu zraka.

Korišten u kućnim radionicama, uvjetima profesionalna proizvodnja i konstrukcija:

  • lim plazma rijeka;
  • obrada cilindričnih proizvoda, uključujući čelične cijevi;
  • rezni kompleks geometrijski oblici, uključujući rupe;
  • obrada proizvoda od keramike i kamena i druge vrste zanata.

Ova vrsta opreme značajno je bolja u funkcionalnosti i jednostavnosti korištenja od konvencionalnog rezanja s kisikom. Ne samo u smislu veličine, već i u smislu sigurnosti.

Na fotografiji je prikazan model kućanskog plazmatrona.

Tehnološka svojstva

Industrijski i Uređaji ujediniti generalni principi rad plazma rezanja:

  • stvaranje električnog luka;
  • stvaranje ioniziranog plina;
  • stvaranje protoka plazme velike brzine;
  • učinak ovog aktivnog medija na materijal koji se obrađuje.

Rezanje plazma lukom karakterizira:

  • Temperatura polaza. Vrijednosti su u rasponu od 5000–30000°C. Određeno vrstom materijala koji se obrađuje: niže vrijednosti koriste se za obojene metale, gornji - za vatrostalne čelike.
  • Protok. Vrijednosti se kreću od 500–1500 m/s. Konfigurirano za određenu vrstu obrade:
    • debljina obratka;
    • vrsta materijala;
    • vrsta reza (ravna ili zakrivljena);
    • trajanje rada plazmatrona.
  • Plin koji se koristi za rezanje plazmom. Pri obradi željeznih metala (čelika) aktivna skupina je kisik (O2) i zrak. Za obojene metale i legure, - neaktivno: dušik (N2), argon (Ar), vodik (H2), vodena para. To se objašnjava činjenicom da se obojeni metali oksidiraju kisikom (počinju gorjeti), pa se koristi zaštitno plinsko okruženje. Osim toga, kombinirajući sastav plinska smjesa, može se poboljšati kvaliteta obrade.
  • Širina rezanja. Ovdje postoji izravan slijed: kako se indikatori povećavaju, širina rezanja se povećava. Na njegovu vrijednost utječu:
    • debljina i vrsta metala;
    • promjer mlaznice;
    • jakost struje;
    • potrošnja plina;
    • brzina rezanja.
  • Izvođenje. Određeno brzinom obrade. Na primjer, za kućanske jedinice i prema GOST-u vrijednost ne prelazi 6,5–7 m/min (~0,11 m/s). Ovisi o debljini, vrsti metala, brzini mlaza plina. Naravno, kako se veličina povećava, brzina obrade se smanjuje.

Kvaliteta obrade

Kvaliteta reza je bitan faktor kod obrade metala, pogotovo ako se radi o plazma rezanju cijevi. Određeno načinom rada i vještinom izvođača. Rezanje plazma lukom regulirano je GOST 14792-80. Međunarodni standard kvalitete - ISO 9013-2002.

Dokumenti definiraju glavne kriterije:

  1. Tolerancija za okomitost ili kutnost. Prikazuje odstupanja od okomice i ravnine rezanja prema površini izratka.
  2. Taljenje gornjeg ruba. Pukotine na mjestima obrade nisu dopuštene. Gornji rub može biti oštar, otopljen, otopljen-nadvijen.
  3. Hrapavost. Prema GOST-u podijeljen je u tri klase, 1, 2 i 3.

Vrste rezanja plazmom

Tehnologija rezanja metala plazmom je skup nekoliko metoda. Rezanje plazma lukom dijeli se na:

  1. zračno-plazma metoda rezanja metala;
  2. plinska plazma;
  3. metoda lasersko-plazma rezanja.

Prva dva tipa slična su po principu rada - električni luk plus ionizirana struja vrućeg plina. Razlika je u radnoj tekućini. U prvom slučaju - zrak, u drugom - neka vrsta plina ili vodene pare.

Prema načinu obrade obradaka debljine do 200 mm koristi se kombinirana oprema. Moderno industrijska instalacija kombinira toplinsku obradu s plinskim mlazom ili korištenjem plazma plamenika. Strojevi za rezanje opremljeni su CNC modulom (numerički softverska kontrola). Režu lim po ravnoj ili zakrivljenoj stazi.

Ručno plazma rezanje je klasično rezanje plazma lukom. Prijenosne jedinice (razina kućanstva) režu željezni metal pomoću mlaza ioniziranog zraka. Proširenje asortimana plinova podrazumijeva značajno kompliciranje opreme i povećanje njezine cijene.

Laser-plazma

To je kombinacija na jednom stroju. Lasersko rezanje koristi se za rad s debljinama do 6 mm. Veći limovi se obrađuju rezanjem plazma lukom.

Lasersko i plameno rezanje, kombinirano na jednom CNC stroju, povećava produktivnost. Omogućuje stvaranje različitih linija rezanja, uključujući rupe za rezanje.

Lasersko ili plazma rezanje, kombinirano na jednom uređaju, značajno štedi proizvodni prostor. Rezanje plazma lukom koristi se na velikim radnim komadima. Laser - tijekom obrade male dijelove S povećane zahtjeve na točnost rezanja.

Temeljna razlika između laserske metode i metode plazme je izvor grijanja. U laseru je to fokusirana zraka svjetlosti. Kontaktna površina je izuzetno mala, tako da je moguće dobiti lokalni udar na dio. Zahvaljujući tome, širina rezanja je mala, a kvaliteta rezanja veća nego kod plazmatrona.

Zbog toga plazma rezanje cijevi postupno gubi tlo gdje je potrebno visoka točnost rezanje i povećana kvaliteta prikazana je na rubu proizvoda.

Obrada titana

Titan i njegove legure stječu veliku popularnost u svemirskoj, zrakoplovnoj, medicinskoj i drugim industrijama. Kombinacija snage i niske gustoće glavne su prednosti ove tvari. Ali ovaj metal je kemijski aktivan i vatrostalan.

Zbog ovih karakteristika teško se podvrgava mehaničkoj i toplinskoj obradi. Ne možete koristiti alat za rezanje - metal će izgorjeti. Dakle, rezanje titana je dobro savladano plazmatronskom i laserskom metodom.

Uz konvencionalno izravno rezanje, metoda plazma-lasera omogućuje prostornu obradu složenih geometrijski oblici, na primjer, parenje nekoliko rupa.

Primjer plazma rezanja metala pomoću plazmatrona možete vidjeti u videu.

Rezanje materijala korištenjem protoka plazme je visoka tehnologija, učinkovit način njihovu kvalitetnu obradu. Ručno rezanje plazmom, koje se izvodi odgovarajućom opremom, proširuje opseg ove vrste posla.

2 Osnovna klasifikacija opreme za plazma rezanje

Svi uređaji za rezanje plazmom dijele se na:

  • neizravno djelovanje – za beskontaktno rezanje;
  • izravna akcija - za kontakt.

Prva vrsta rezača koristi se za obradu nemetalnih materijala. Ova tehnika je specifična i nije tražena izvan proizvodnje. Kod beskontaktne metode, električni luk se pali između elektrode i mlaznice plazma plamenika.

Rezanje uređaja s izravnim djelovanjem razni metali. Prilikom rada s njima uključen je i dio koji treba rezati električni dijagram plazma aparat, a između njega i elektrode koja se nalazi u mlaznici pali se električni luk. Protok ioniziranog plina zagrijava se u cijelom području između njegove izlazne točke i površine obratka - mlaz plazme ima veću snagu nego u uređajima prvog tipa. Ručna plazma se izvodi samo uz pomoć opreme ove vrste, način kontakta.

3 Uređaji za ručno plazma rezanje metala

Sastoje se od plazma plamenika, izvora napajanja, seta kabela i crijeva kojima se plazma plamenik spaja na izvor napajanja i plinska boca ili kompresor. Plazma plamenik (plazma rezač) – glavni element takva oprema. Ponekad se greškom cijeli aparat tako zove. To može biti zbog činjenice da se izvori energije koji se koriste za plazma rezače ne razlikuju od sličnih uređaja i mogu se koristiti zajedno s opremom za zavarivanje. I jedini element koji razlikuje plazma aparati od drugog uređaja, a plazmatron je. Njegove glavne komponente:

  • mlaznica;
  • elektroda;
  • izolator otporan na toplinu koji se nalazi između njih.

Plazma plamenik je oprema koja pretvara energiju električnog luka u toplinsku energiju plazme. Unutar njegovog tijela nalazi se cilindrična komora s izlaznim kanalom (mlaznicom) vrlo malog promjera. U stražnjem dijelu komore ugrađena je elektroda koja služi za stvaranje električnog luka. Mlaznica je odgovorna za brzinu i oblik protoka plazme. Za ručno rezanje metala koristi se ručni plazma rezač - operater drži plazma plamenik u rukama i pomiče ga preko linije rezanja.

Budući da je radni alat cijelo vrijeme ovješen, te stoga može biti podložan pomicanju zbog nevoljnih pokreta izvođača, to uvijek utječe na kvalitetu rezanja. Rez može biti neravnomjeran, s ugibima, tragovima trzaja i tako dalje. Kako bi se olakšao i poboljšao kvalitet rada, postoje posebni stalci i graničnici koji se postavljaju na mlaznicu plazma plamenika. Omogućuju vam postavljanje opreme izravno na obradak i vođenje duž linije rezanja. U tom će slučaju razmak između metala i mlaznice uvijek ispunjavati zahtjeve.

Na ručno rezanje Plin za stvaranje plazme i zaštitni plin (za hlađenje mlaznice i uklanjanje proizvoda rezanja) može biti zrak ili dušik. Napajaju se iz glavnog voda, cilindra ili kompresora ugrađenog u opremu.

4 Izvori energije za ručne strojeve za plazma rezanje

Svi izvori energije za ručne uređaje rade iz mreže izmjenične struje. Većina njih pretvara primljenu električnu energiju u istosmjerni napon, dok ostali služe samo za pojačanje izmjenične struje. Ova raspodjela je zbog činjenice da plazma baklje koje rade na istosmjernu struju imaju veću učinkovitost. Naizmjenična struja koristi se u nizu slučajeva - na primjer, za rezanje aluminija i njegovih legura.

Izvor energije može biti pretvarač ili transformator koji opskrbljuje plazmatron velikom strujom. Inverteri se obično koriste u malim industrijama i kod kuće. Manjih su dimenzija, težine i puno su energetski učinkovitiji od transformatora. Inverteri su najčešće uključeni u ručni aparat za . Na prednosti inverterski uređaji uključuju učinkovitost, koja je 30% veća od one kod transformatora, i stabilno sagorijevanje električnog luka, kao i kompaktnost i mogućnost obavljanja radova na bilo kojem teško dostupnom mjestu.

Nedostaci su ograničenja snage (najveća struja je obično 70–100 A). U pravilu se inverterski strojevi koriste za rezanje obradaka relativno male debljine.

Transformatorski izvori napajanja dobili su svoje ime zbog niskofrekventnih transformatora korištenih u njihovom dizajnu. Oni imaju puno veće dimenzije i težinu, ali istovremeno mogu imati veću snagu od inverterskih izvora. Transformatorski uređaji služe za ručno i mehanizirano rezanje metala različitih debljina. Oni su pouzdaniji jer ne kvare tijekom strujnih udara. Trajanje njihove aktivacije je dulje nego kod inverterski uređaji, a može doseći vrijednosti od 100%.

Trajanje prebacivanja (DS) ima izravan utjecaj na specifičnosti rada s opremom. Na primjer, ako je ručno rezanje metala plazmom, čija oprema ima radni ciklus od 40%, trajalo 4 minute bez pauze, tada se uređaju mora dati 6 minuta odmora kako bi se ohladio. U proizvodnji se koriste uređaji sa 100% radnim ciklusom, gdje uređaj radi tijekom cijelog radnog dana. Značajan nedostatak transformatorska oprema - velika potrošnja energije.

5 Princip rada ručnih strojeva za plazma rezanje

Nakon što je montirana instalacija za ručno plazma rezanje (svi spojevi i spojevi njenih elemenata), metalni izradak se za to predviđenim kablom spaja na uređaj (inverter ili transformator). Oprema se spaja na električnu mrežu, plazma baklja se dovodi do materijala koji se obrađuje na udaljenost do 40 mm i pali se pilot (pokretački ionizacijski) električni luk. Zatim se uključuje dovod plina.

Nakon primanja mlaza plazme, koji ima visoku električnu vodljivost, u trenutku njegovog kontakta s metalom nastaje radni (rezajući) električni luk. U isto vrijeme, poslužitelj se automatski isključuje. Radni luk održava kontinuitet procesa ionizacije dovedenog plina i formiranje protoka plazme. Ako se iz nekog razloga ugasi, tada morate zaustaviti dovod plina, ponovno uključiti plazma uređaj i zapaliti pilot luk, a zatim uključiti plin.

Nekoliko se koristi za rezanje metala. razne metode međusobno se razlikuju po cijeni i učinkovitosti. Neke se metode koriste isključivo u industrijske svrhe, druge se mogu koristiti iu svakodnevnom životu.


Ovo posljednje uključuje rezanje metala plazmom. Učinkovitost rezanja plazmom ograničena je iskustvom majstora i pravilnim izborom instalacije.

  • Što je plazma rezanje metala?
  • Na čemu se temelji princip rada?
  • Koja područja primjene ima ovaj način rezanja materijala?

Osnove plazma rezanja metala

Da biste razumjeli osnove rezanja metala metodom plazme, prvo biste trebali razumjeti što je plazma? Kvaliteta konačnog rezultata ovisi o ispravnom razumijevanju rada plazmatrona i principa rada s njim.

Termička plazma obrada metala ovisi o parametrima radnog mlaza plina ili tekućine usmjerenog pod pritiskom na površinu koja se obrađuje. Za postizanje željenih rezultata mlaznica se prilagođava sljedećim karakteristikama:

  • Brzina - mlaz je usmjeren pod visokim pritiskom na površinu materijala. Možemo reći da se rezanje metala plazmom temelji na zagrijavanju metala do točke taljenja i brzom otpuhivanju. Radna brzina mlažnjaka je od 1,5 do 4 km u sekundi.
  • Temperatura - da bi nastala plazma, potrebno je gotovo trenutno zagrijati zrak na 5000-30000°C. Visoka temperatura se postiže stvaranjem električnog luka. Po dosezanju potrebna temperatura protok zraka ionizira i mijenja svoja svojstva, stječući električnu vodljivost. Tehnologija plazma rezanja metala uključuje korištenje sustava za ubrizgavanje zraka, kao i odvlaživača koji uklanjaju vlagu.
  • Prisutnost električnog kruga. Sve o rezanju metala plazmom može se naučiti samo kroz praksu. Ali neke značajke moraju se uzeti u obzir čak i prije kupnje jedinice. Dakle, postoje plazmatroni neizravnog i izravnog utjecaja. A ako je za potonje potrebno da materijal koji se obrađuje propušta elektricitet i da se ubraja u opći električna mreža(glumi kao elektroda), onda za prvi nema te potrebe. U ovom slučaju, plazma za rezanje metala dobiva se pomoću ugrađene elektrode unutar držača. Ova se metoda koristi za metale i druge materijale koji ne provode struju.

Još jedna važna točka koju treba uzeti u obzir je da se plazma rezanje debelog metala praktički ne izvodi, jer dovodi do povećanja troškova materijala i neučinkovito je.

Karakteristike i princip rezanja metala plazmom

Osnovni princip rada plazma rezanja metala može se opisati na sljedeći način:

Budući da je proces povezan s trenutnim zagrijavanjem materijala koji se reže u tekuće stanje, debljina metala tijekom rezanja je:

  • aluminij do 120 mm;
  • bakar 80 mm;
  • ugljični i legirani čelik do 50 mm;
  • lijevano željezo do 90 mm.

Postoje dvije glavne metode obrade materijala, koje određuju karakteristike rezanja plazmom. Naime:

  1. Plazma luk - metoda je prikladna za sve vrste metala koji mogu provoditi električnu struju. Obično se rezanje plazma lukom koristi za industrijsku opremu. Bit metode je da se plazma formira zbog luka koji se pojavljuje izravno između površine materijala koji se obrađuje i plazma baklje.
  2. Plazma-mlaz - u ovom slučaju, luk se javlja u samoj plazma baklji. Opcija obrade plazma mlazom je svestranija i omogućuje rezanje nemetalnih materijala. Jedini nedostatak je potreba za povremenom zamjenom elektroda.

Plazma rezanje metala radi kao obični luk, ali bez upotrebe konvencionalnih elektroda. Ali učinkovitost metode obrade izravno je proporcionalna debljini materijala koji se obrađuje.

Brzina i točnost rezanja metala plazmom

Kao i kod svake druge vrste toplinske obrade, kod plazma rezanja metala dolazi do određenog taljenja metala, što utječe na kvalitetu reza. Postoje i druge značajke koje su karakteristične za ovu metodu. Naime:

Kvaliteta rada uvelike ovisi o profesionalnosti majstora. Čist i precizan rez s minimalnim odstupanjem od potrebne veličine može obavljati samo zaposlenik sa stručnom spremom. Bez odgovarajuće pripreme, malo je vjerojatno da ćete moći izvesti rezanje figure.

Plazma rezanje obojenih metala

Pri obradi obojenih metala koriste se različiti putevi rezanje ovisno o vrsti materijala, njegovoj gustoći i dr tehničke karakteristike. Za rezanje legura obojenih metala potrebno je pridržavati se sljedećih preporuka.

Gdje se koristi rezanje metala plazmom?

Nije uzalud korištenje plazma baklji toliko popularno. Uz relativno jednostavan rad i niske troškove ručne instalacije (u usporedbi s drugom opremom za rezanje), moguće je postići visoku razinu kvalitete rezanja.

Upotreba plazma rezanja metala postala je raširena u sljedećim područjima proizvodnje:

Upotreba strojeva za rezanje plazmom nije zamijenila ručne instalacije. Dakle, umjetničko rezanje metala s plazmom omogućuje vam izradu jedinstvenih dijelova koji točno odgovaraju umjetnikovom planu, za korištenje kao ukrasni ukrasi za ograde i stepenice, kao i ograde, ograde itd.

Rezanje metala plazmom - prednosti i mane

Gotovo ništa ne može bez rezanja metala industrijsko poduzeće, na ovaj ili onaj način povezan s valjanim metalom. Brzo rezanje limenog materijala u praznine, dekorativno rezanje figure metal s plazmom, izrezivanje preciznih rupa - sve se to može učiniti vrlo brzo pomoću plazma plamenika. Prednosti koje metoda ima su sljedeće:
  • Visoka produktivnost i brzina obrade dijelova. U usporedbi s konvencionalnom elektrodnom metodom, moguće je izvršiti 4 do 10 puta više rada.
  • Isplativo - plazma metoda je puno bolja u usporedbi s standardne metode obrada materijala. Jedina ograničenja odnose se na debljinu metala. Plazmom je nepraktično i neekonomično rezati čelik deblji od 5 cm.
  • Točnost - deformacije od toplinske obrade gotovo su nevidljive i ne zahtijevaju naknadnu dodatnu obradu.
  • Sigurnost.

Sve ove prednosti plazma rezanja metala objašnjavaju zašto je metoda toliko popularna ne samo za industrijske, već i za kućne potrebe.

Ali govoreći o prednostima, potrebno je napomenuti neke negativne strane:

  • Ograničenja vezana za debljinu reza. Čak i kod snažnih instalacija, maksimalna gustoća obrađene površine ne može biti veća od 80-100 mm.
  • Strogi zahtjevi u pogledu obrade dijelova. Majstor se mora strogo pridržavati kuta nagiba rezača od 10 do 50 stupnjeva. Nepoštivanje ovog zahtjeva ugrozit će kvalitetu rezanja i ubrzati trošenje komponenti.

Usporedba plazma i laserskog rezanja metala

Razlika između laserskog rezanja metala i rezanja plazmom leži u metodama kojima se utječe na površinu materijala.

Laserski sustavi omogućuju veću produktivnost i brzinu obrade dijelova, dok je nakon operacije manji postotak taljenja. Minus laserska oprema je njegov visoka cijena, kao i da debljina materijala koji se reže treba biti manja od 20 mm.

U usporedbi s laserom, plazmatron ima nižu cijenu, više širok opseg aplikacije i funkcionalnost.