Дорогие друзья! В данной статье мы попытаемся подробно изучить технологию плазменной резки: как данная технология функционирует, в каких сферах применяется, какие материалы и оборудование необходимы для ее использования, каких результатов можно добиться, а также какие преимущества и недостатки у присутствуют у плазменной резки.

Текст данной статьи написан максимально простым языком, без использования сложной технической терминологии. Это в свою очередь делает его доступным для понимания любому читателю, в том числе тем, кто не имеет никакого отношения к металлообработке.

Плазменная резка разбор технологии.

Главные принципы работы плазменной резки.

Давайте начнем с небольшого объяснения, что такое плазма.

Плазма – это ионизированный квазинейтральный газ, который состоит из нейтральных молекул и заряженных частиц. Плазма образуется при нагреве газа (например кислорода) до очень высокой температуры при его активной ионизации. Благодаря подвижности частиц в газе, плазма приобретает свойство проводить электрический ток.

Данное определение может показаться сложным для вас, но оно необходимо лишь для понимания сути процесса получение плазмы. Когда мы нагреваем газ приблизительно до 10000 градусов цельсия, в данном процессе создается давление и ионизация что в свою очередь приводит к получению плазмы.

Теперь давайте перейдем к объяснению что такое плазменная резка.

Плазменная резка – это метод раскроя различных материалов, в котором в качестве режущего инструмента используется струя плазмы. Между электродом и соплом зажигается электрическая дуга, а в сопло под давлением 6-8 атмосфер подается газ (воздух или кислород). Когда газ взаимодействует с электрической дугой, он нагревается до температуры от 5000 до 30000 градусов и превращается в плазменную струю.

Теперь, я могу предположить, что у вас уже есть представление о том, что такое плазменная резка.

Плазменная резка – используемые газ в ней.

Давайте подробнее рассмотрим газы, применяемые в плазменной резке.

Воздушно-плазменная резка

В этом методе в качестве плазмообразующего газа используется обычный воздух. Это, пожалуй, самый доступный вариант плазменного раскроя. Воздух подходит для резки практически всех видов металлов, включая чёрную сталь, нержавеющую сталь, медь, латунь и другие.

Воздушно-плазменная резка обеспечивает средние показатели качества и скорости раскроя, что делает её популярной среди большинства пользователей. Более подробную информацию об этом методе можно найти здесь.

Кислородная плазменная резка

Кислород применяется в более профессиональных системах плазменной резки, где требуется обеспечить наилучшее качество и максимальную скорость раскроя. Под качеством мы подразумеваем перпендикулярность реза и минимальное количество шлака (облоя) с нижней стороны детали.

Плазменная резка с использованием защитных газов

Данная технология применяется в современных системах плазменной резки, которые относятся к профессиональным. Стоимость таких комплексов может варьироваться от 5 до 12 миллионов рублей.

В качестве режущего газа могут использоваться различные газы: кислород (О2), азот (N2), аргон (Ar) и воздух. Эти же газы в определённых пропорциях могут выступать в роли защитных.

Применение защитных газов позволяет максимально приблизить качество плазменной резки толстых заготовок (до 50 мм) к уровню лазерной резки.

Наиболее часто применяемые параметры плазменной резки:

Толщина разрезаемого металла	0,5-70 мм	Зависит от тока резки
Толщина плазменной струи	0,5-2 мм	Зависит от толщины металла
Скорость плазменной резки	250-10000 мм/мин	Зависит от тока резки и толщины металла
Давление газа	5-12 Атм	Зависит от мощности источника плазмы
Ток плазменной резки	20-800 A	Зависит от толщины металла

Резка различных видов металлов.

Плазменная резка является универсальным инструментом для обработки практически всех видов металлов, однако каждый из них имеет свои уникальные особенности. В этом материале мы подробнее остановимся на наиболее популярных металлах.

Плазменная резка стали

Существует множество разновидностей стали, но в данном контексте мы не будем углубляться в марки и состав. Наиболее важным параметром для плазменной резки является содержание углерода в стали. Именно этот показатель определяет качество реза, которого можно достичь.

Низкоуглеродистая сталь идеально подходит для плазменной резки. Именно на неё ориентируются все производители источников плазмы, создавая карты резки и таблицы с токовыми и скоростными значениями для различных толщин стали.

Высокоуглеродистая сталь, включая оцинкованную, также может быть обработана с помощью плазменной резки, однако для получения качественного реза потребуется тонкая настройка оборудования и эксперименты с режимами раскроя.

Легированные стали, включая нержавеющую, также можно разрезать с помощью плазмы. Однако, поскольку такие стали используются в промышленности гораздо реже, производители плазменных аппаратов не предоставляют табличных данных по их раскрою. Тем не менее, исходя из нашего опыта, мы можем сказать, что показатели могут отличаться от раскроя низкоуглеродистой стали в пределах 20%.

При резке высоколегированной толстостенной стали рекомендуется использовать не воздух, а смесь газов, состоящую из азота, аргона и, в некоторых случаях, водорода. Это позволяет избежать повреждения структуры стали вокруг реза.

Плазменная резка цветных металлов.

При работе с цветными металлами, такими как алюминий, медь и титан, для получения качественного реза также применяют смесь газов: азота, аргона и водорода. Это связано с высокой стоимостью цветных металлов, и нестабильный раскрой может привести к значительным денежным потерям в виде испорченных заготовок.

Хотя существует возможность резать эти материалы с помощью воздуха, обычно это делается в небольших объемах и с невысоким качеством кромки.

Ручная плазменно-дуговая резка металла.

Ручная плазменная резка осуществляется с помощью компактных портативных устройств, которые состоят из следующих основных элементов:

Основной аппарат — включает в себя трансформатор и выпрямительную подстанцию.

Силовой кабель питания — обеспечивает подачу электроэнергии к аппарату.

Шлангопакет — соединяет основной аппарат с плазменным пистолетом и состоит из воздушного шланга и силового кабеля.

Плазматрон (плазменный пистолет) — служит для формирования плазмы.

В процессе ручной плазменной резки существует два основных метода:

1. Косвенная резка плазменной струей — этот метод применяется для резки неметаллических материалов.

2. Плазменная резка металлических материалов. Процесс плазменной резки металлических материалов основан на использовании электрической дуги, которая, формируя плазму, зажигается между электродом и соплом плазматрона. При этом разрезаемый материал не участвует в процессе создания плазмы, а резка осуществляется за счёт мощной плазменной струи, вырывающейся из резака.

Прямая плазменно-дуговая резка.

Одним из самых популярных методов плазменной резки является прямая плазменно-дуговая резка, которая используется для обработки металлов. Этот метод может применяться как в ручном, так и в механизированном исполнении. В процессе резки электрическая дуга зажигается между электродом и разрезаемым металлом, образуя плазму, которая, взаимодействуя со скоростным потоком воздуха, приобретает высокую мощность и буквально испаряет металл, обеспечивая высокую скорость и точность резки.

Применение ручной плазменно-дуговой резки.

Ручная плазменно-дуговая резка настолько хорошо зарекомендовала себя, что её применение можно встретить почти на всех предприятиях, имеющих цех металлообработки. Кроме того, многие частные лица предлагают выездные услуги плазменной резки, так как ручные аппараты обладают высокой мобильностью и могут быть легко перенесены в руках или на плечевом ремне, что делает их удобными в использовании.

Основные преимущества ручных плазменных аппаратов.

1. Мобильность и портативность: ручные устройства малой и средней мощности имеют вес от 10 до 25 кг, что делает их очень удобными для транспортировки.

2. Простота в использовании: аппараты работают от сети 220 В, а сила тока регулируется в зависимости от мощности устройства.

3. Универсальность: они способны резать любые виды металлов, что делает их поистине универсальными инструментами.

4. Доступная цена: ручные аппараты плазменной резки российского производства можно приобрести по цене от 15 000 до 70 000 рублей, что делает их доступными для широкого круга пользователей.

Автоматическая плазменная резка.

С появлением ручной плазменной резки эта технология стала активно применяться в сочетании со станками с числовым программным управлением (ЧПУ). Совместное использование станков с ЧПУ и плазменных резаков открывает широкие возможности для раскроя листового металла, круглых и профильных труб с высокой точностью (±0,25-0,35 мм) и скоростью до 7 метров в минуту.

Наиболее востребованной является автоматическая плазменная резка листового металла. Аппараты средней мощности способны резать листовой металл толщиной до 30 мм с высоким качеством реза. Профессиональные и мощные модели могут обрабатывать листы до 70 мм, обеспечивая еще более точные результаты.

Один и тот же плазменный аппарат может применяться как для ручной резки, так и для автоматического раскроя. Исключение составляют лишь плазмотроны, которые делятся на ручные и механизированные.

Для раскроя с использованием станков с ЧПУ обычно применяются более мощные плазменные аппараты, чем для ручной резки. Наиболее популярными являются модели мощностью от 65 до 125 ампер, которые питаются от трехфазной сети 380 В.

Плазменная резка, осуществляемая на станке с числовым программным управлением, позволяет обрабатывать металл толщиной до 60 мм с высокой точностью и аккуратностью.

Применение плазменной резки.

Благодаря своей универсальности и доступности, плазменная резка находит широкое применение на современных средних и крупных предприятиях, занимающихся металлообработкой.

С помощью плазменной резки производятся разнообразные металлоконструкции и изделия: двери, ворота, калитки, заборы, а также художественные орнаменты, узоры и флюгера. Кроме того, плазменная резка активно используется для изготовления вешалок, вентиляционных отводов, свай и других металлоизделий.

Многие предприниматели строят свой бизнес на основе плазменной резки, располагая необходимым оборудованием и принимая заказы на раскрой металла.

Преимущества и недостатки плазменной резки.

Чтобы понять, в чём преимущества плазменной резки, необходимо сравнить её с другими методами раскроя металла. У этого способа есть три основных конкурента: газо-кислородная резка, лазерная резка и гидроабразивная резка. У каждого из этих методов есть свои особенности, и мы подробно рассмотрели их в предыдущей статье, с которой рекомендуем ознакомиться.

В этой статье мы рассмотрим основные преимущества и недостатки плазменной резки с точки зрения предприятий, которые её используют.

Преимущества плазменной резки

• Возможность раскроя металла толщиной от 0,5 до 50 мм.
• Раскалывание всех видов металлов, включая алюминий, медь, титан, нержавеющую сталь и другие.
• Высокая точность резки: до 0,25-0,35 мм.
• Высокая скорость раскроя тонких металлов — до 7 м/мин, а также быстрый пробой.
• Мобильность ручных плазменных аппаратов.
• Высокая степень готовности деталей — минимальная очистка от шлака.

Недостатки плазменной резки

Качественные плазменные аппараты отличаются высокой стоимостью, что может быть препятствием для их широкого использования. Также следует учесть высокую стоимость расходных материалов, таких как сопло, электрод и защитный экран. Кроме того, необходимо обеспечить минимальную конусность реза.

Это основные моменты, которые следует учитывать, если вы рассматриваете возможность применения плазменной резки металлов в своей работе.