Ручная плазменная резка: аппараты, оборудование, видео

Ручная плазменная резка: аппараты, оборудование, видео

В настоящее время на крупных промышленных объектах и небольших предприятиях активно используется [ручная плазменная резка], которая дает возможность произвести максимально точную обработку металлов практически любой толщины и конфигурации.

Еще совсем недавно для того, чтобы сделать необходимый рез на металлической поверхности, приходилось прибегать к достаточно громоздким и совершенно неудобным газовым резакам, которые к тому же не всегда могли справиться с поставленной задачей.

Современное оборудование имеет не только компактные размеры, но и обладает высокими функциональными возможностями и большим потенциалом работы.

Следует отметить и то, что аппарат для плазменной ручной резки достаточно просто освоить, а сама технология выполнения работ доступна даже не квалифицированным умельцам.

В специализированных магазинах можно найти большой выбор ручных устройств, предназначенных для плазменной резки металлов.

Несмотря на то, что цена на данное оборудование достаточно высокая, оно пользуется большим спросом, в первую очередь, из-за своих функциональных возможностей.

На видео, которое размещено ниже, можно наблюдать технологию работы на ручном устройстве для резки при помощи плазмы.

Виды плазменных резаков и их назначение

На вопрос, как выбрать плазморез, необходимо ответить так, все будет зависеть от того, в какой области вы его собираетесь использовать. Потому что конструктивные особенности у разных видов сильно отличаются, у всех у них разный тип зажигания дуги и различная мощность системы охлаждения.

  • Инструменты, работающие в среде защитных газов: аргон, водород, азот, гелий и так далее. Эти газы обладают восстановительными свойствами.
  • Резаки, работающие в среде окислительных газов. Газы обычно насыщаются кислородом.
  • Приборы, работающие со смесями.
  • Плазменные резаки, работающие в стабилизаторах газожидкостного типа.
  • Плазморезы, работающие со стабилизацией водной и магнитной. Специфичный инструмент, который редко используется, поэтому в свободной продаже трудно найти.

Существует еще одна классификация, которая делит плазморезы по виду используемого оборудования.

  1. Инверторные. Экономичный вариант, который может резать металлические детали толщиною до 30 мм.
  2. Трансформаторные. Производит резку металлов толщиною до 80 мм, менее экономичный вариант.

По типу контакта плазморезы делятся на контактные и бесконтактные. Из названий можно понять метод использования плазменного резака. В первом случае для него необходим контакт с обрабатываемым металлом, поэтому с его помощью можно отрезать изделия толщиною не более 18 мм. Во втором такого контакта не должно быть, зато толщина отрезаемой металлической заготовки может быть максимально возможной.

И еще один вид разделения – это по типу использования и возможностях потребления электроэнергии. Здесь две позиции: бытовой, работающий от сети переменного тока под напряжением 220 вольт, и промышленные (профессиональные), подключаемые к трехфазной питающей сети напряжением 380 вольт.

Внимание! Даже самый маломощный бытовой резак плазменного типа обладает мощностью 4 кВт. Поэтому при подключении его в бытовую электрическую сеть, необходимо удостовериться, что она сможет выдержать такую нагрузку.

Но данная нагрузка не единственная. В системе плазменной резки используется охлаждение, для чего в комплект к основному оборудованию прилагается компрессор, который также работает от электросети. И его мощность нужно учитывать, подключаясь к бытовой питающей сети.

Преимущества ручного плазмореза

  • Срез высокого качества;
  • Не нужны подготовительные работы;
  • Вы не рискуете искривить заготовку;
  • Возможность делать изделия любой геометрической формы;
  • Широкий диапазон металлов для резки;
  • Скорость резки;

Ниже мы рассмотрим каждый из пунктов подробнее:

  • Высококачественный срез. Болгарка оставляет множество заусенцев и диском в ряде случаев невозможно сделать ровный срез. Тогда мы обращаемся к автоматической пиле по металлу, но проблема не решается. Газорезка не спасает, ведь после нее приходится исправлять множество наплывов. Аппарат для плазменной резки не оставляет ни заусенцев ни окалин. После плазмы редко требуется доработка
  • Отсутствие необходимости в подготовительных работах. Резать болгаркой металл со следами краски или ржавчины — сомнительное удовольствие. Мелкие осколки травмируют кожу, а пыль и грязь не дают следить за качеством среза. В то же время, принцип работы плазмореза таков, что подготовительные работы не требуются вовсе.
  • Минимальный риск искривить заготовку. Плазма, как и механическая резьба, разогревает металл. Но поверхность нагревается лишь в очень малом радиусе от линии среза. Металл остается жестким и риск искривить изделие минимален.
  • Отсутствие ограничений в геометрических решениях. Болгаркой сложно сделать фигурный вырез за счет геометрии диска. Резка металла плазморезом чем-то похожа на работу с фрезой. Поэтому, он легко справляется там, где нужна фигурная резка. Например, в декоративной металлообработке.
  • Возможность работы практически с любым металлом. Механическим способом легко резать мягкие металлы, такие как медь или аллюминий. Немного сложнее — сталь и чугун. И практически невозможно резать твердые металлы, такие как титан. Плазма легко справляется с любыми металлами и сплавами.
  • Высокая скорость обработки изделия. При резке металла толщиной до 10 миллиметров, преимущества плазмы не так очевидны. Но в случае обработки металлов большей толщины, скорость резки, по сравнению с механическим способом возрастает до 10 раз.

Конечно, говоря о преимуществах, нельзя оставлять в тени и недостатки. Их меньше, но о них также необходимо знать.

По типу

Что такое плазма?

Плазма — ионизированный газ, содержащий электрически заряженные частицы и способный проводить ток. Ионизация газа происходит при его нагреве. Степень ионизации тем выше, чем выше температура газа. В центральной части сварочной дуги газ нагрет до температур 5000 — 30 000 °С, имеет высокую электропроводность, ярко светится и представляет собой типичную плазму. Плазменную струю, используемую для сварки и резки, получают в специальных плазмотронах, в которых нагревание газа и его ионизация осуществляются дуговым разрядом в специальных камерах.

Плазменная резка металла

Процесс плазменной резки основан на использовании воздушно-плазменной дуги постоянного тока прямого действия (электрод-катод, разрезаемый металл — анод). Сущность процесса заключается в местном расплавлении и выдувании расплавленного металла с образованием полости реза при перемещении плазменного резака относительно разрезаемого металла.

Для возбуждения рабочей дуги (электрод — разрезаемый металл) с помощью осциллятора зажигается вспомогательная дуга между электродом и соплом — так называемая дежурная дуга, которая выдувается из сопла пусковым воздухом в виде факела длиной 20-40 мм. Ток дежурной дуги 25 или 40-60 А, в зависимости от источника плазменной дуги. При касании факела дежурной дуги металла возникает режущая дуга — рабочая, и включается повышенный расход воздуха; дежурная дуга при этом автоматически отключается.

Вдуваемый в камеру газ (см. рисунок), сжимая столб дуги в канале сопла плазмотрона и охлаждая его поверхностные слои, повышает температуру столба. В результате струя проходящего газа, нагреваясь до высоких температур, ионизируется и приобретает свойства плазмы. Увеличение при нагреве объема газа в 50 — 100 и более раз приводит к истечению плазмы с высокими околозвуковыми скоростями. Плазменная струя легко расплавляет любой металл.

Механизм поджига горелки

Читайте также  Байпас на отопление

На практике находит применение следующий основной способ включения плазменной горелки — дуговой разряд существует между стержневым катодом, размещенным внутри горелки по ее оси и нагреваемым изделием (плазменная струя прямого действия). Такие плазмотроны имеют КПД выше, так как мощность, затрачиваемая на нагрев металла, складывается из мощности, выделяющейся в анодной области, и мощности, передаваемой аноду струей плазмы.

a – электрод;
b – экранирующий газ;
c – плазмообразующий газ;
d – разрезаемый металл.

Преимущества воздушно-плазменной резки

Применение способа воздушно-плазменной резки, при котором в качестве плазмообразующего газа используется сжатый воздух, открывает широкие возможности при раскрое низкоуглеродистых и легированных сталей, а также цветных металлов и их сплавов.

Преимущества воздушно-плазменной резки по сравнению с механизированной кислородной и плазменной резкой в инертных газах следующие:

  • простота процесса резки;
  • применение недорогого плазмообразующего газа — воздуха;
  • высокая чистота реза (при обработке углеродистых и низколегированных сталей);
  • пониженная степень деформации;
  • более устойчивый процесс, чем резка в водородосодержащих смесях.

В сравнении со станками для лазерной резки, плазменная резка незаменима при изготовлении деталей из металлического листа более 20 мм толщиной. Тут у плазморезов нет конкурентов. Скорость работы станков плазменной резки в несколько раз выше, чему лазерных. Вообще, для относительно небольших производств плазменный резак более эффективен, чем станки лазерной резки.

Плазменная резка какого металла возможна

Плазменный резак может использоваться как для цветных металлов, так и для черных и их сплавов. В первом случае в качестве основы для плазмы используются неактивные газы, а во втором – активные. Толщина материалов, которые способен обработать плазменный резак, может достигать 220 миллиметров. С помощью плазмы можно резать и тонкие металлы.

Однако обратите внимание, что даже самые дорогостоящие плазморезы не могут гарантировать отсутствие скоса, конусность резки все равно будет составлять 2-4 градуса.

Аппарат плазменной резки может производить как раскраивание металлического листа по прямой линии, так и фигурную резку, в том числе сверление отверстий. Минимальный диаметр отверстий при этом не может быть меньше 1,5 – 2 толщин металлической заготовки.

На что обратить внимание при выборе плазмореза

Назначение. Обычно выделяют два вида плазморезов:

  • для ручной резки — лёгкие и компактные ручные модели бытового и полупрофессионального классов. Они стоят недорого, не занимают много места, но требуют твердой руки и определенного навыка;
  • для автоматической резки — настоящие станки с числовым программным управлением, которые устанавливают на отдельные станины. Они очень точные и производительные, но цена, габариты и необходимость настройки превращают их в сугубо профессиональнык машины.

Тип охлаждения. Плазморезы используют два типа охлаждения:

  • воздушное охлаждение — когда аппарат охлаждается естественным путём с помощью атмосферного воздуха. Так работают доступные, но не самые производительные модели;
  • водяное охлаждение — здесь плазморез охлаждается с помощью технической жидкости, которая циркулирует по специальным каналам. Такое охлаждение используют в мощных промышленных моделях.

Используемый газ. В плазморезах используют:

  • сжатый воздух — для работы плазмотрона достаточно компрессора и недорогих расходников вроде сопел и электродов. Это делает данный тип устройств относительно доступными для бытового применения, хотя по качеству реза им далеко до аналогов ниже;
  • аргон, азот, кислород и газовые смеси — такие плазморезы используют на производстве. Стоят они дороже, требуют соответствующих газов и точной настройки, зато обеспечивают первоклассный и быстрый рез промышленного уровня.

Тип поджига. Разные плазморезы по-разному реализуют поджиг дуги, которая, собственно, и создаёт плазму. По этому признаку можно выделить плазморезы:

  • контактные —ы чтобы поджечь дугу, нужно тронуть изделие соплом. Это недорого, но негативно сказывается на ресурсе сопла и встречается только в бюджетных моделях;
  • пневматические — создают дугу, когда оператор начинает подачу газа: удобное и щадящее для сопел решение;
  • высокочастотные — используют для поджига импульс высокой частоты между катодом и анодом сопла. Это наиболее современный и аккуратный вариант.

Толщина металла. Чем выше сила тока, тем более толстый металл способен прорезать плазмотрон. Считается, что на каждый миллиметр черного металла необходимо четыре, а на каждый миллиметр цветного — шесть ампер. При этом не стоит забывать о некотором запасе, чтобы прибор не работал на износ. Скажем, для резки стали толщиной 7 мм лучше взять аппарат с силой тока на выходе не ниже 30 ампер. Кроме того, стоит учитывать, что агрегат, который прорежет 10-миллиметровый лист чисто, сможет справиться и с 15 миллиметрами, но во втором случае изделию уже понадобится дополнительная механическая обработка.

Продолжительность включения. Определяется в процентах от общего времени работы. Скажем, ПВ в 60% означает, что из 10 рабочих минут плазморез будет заниматься непосредственно резом только 6 — остальное время ему понадобится для отдыха. Домашние и полупрофессиональные модели редко имеют продолжительность включения выше 40-50%, а у промышленных она может достигать и 80%.

Производительность компрессора. В требованиях к плазморезу производители обычно указывают производительность компрессора (литров воздуха в минуту), рабочее давление (бар) и мощность (ватт). Если плазморезу нужны более высокие параметры, чем может обеспечить компрессор, то нужно заменить последний на что-то более производительное, иначе аппарат работать не будет или будет делать это из рук вон плохо.О запасе по производительности в 20-30% лучше подумать и здесь.

Длина шлангпакета. Речь идёт о шланге, который соединяет плазмотрон с компрессором. Здесь всё просто: короткий шланг дешевле, легче и удобнее, а длинный даёт больший простор для манёвра. Выбор нужно делать, исходя из конкретных условий работы.

Эксплуатация и ремонт

Оборудование для плазменной резки должно эксплуатироваться по определённым правилам. Нужно:

  1. Регулярно смазывать подвижные элементы, если аппарат используется часто.
  2. Проверять целостность конструкции перед запуском.
  3. Выставлять заготовки по уровню, чтобы не испортить материал.
  4. Не пытаться разрезать листы большой толщины при малой мощности оборудования.

Плазмотроны ломаются, как и другие механизмы. Наиболее частые поломки:

  1. Замыкания, перегорание проводов.
  2. Износ подвижных элементов.
  3. Скачки напряжения, выводящие из строя важные элементы оборудования.

Изнашивающиеся элементы конструкции нужно заменять на новые. Провода и электроника требуют тщательной проверки, замены.

Эксплуатация оборудования

BRIMA CUT-120

Аппарат для плазменной резки и сварки отличается небольшой массой основного трансформатора и компактными размерами, при этом он оптимально подходит для использования при демонтаже металлических конструкций. Применяется для работ с медью, цветным металлом, углеродистой и нержавеющей сталью с толщиной не более 35 мм. Состоит из газового редуктора, обратного силового провода и воздушного рукава.

  • экономичность;
  • постепенное изменение основных параметров процесса;
  • качественное отведение тепла благодаря наличию множества отверстий в корпусе;
  • возможность регулировки дуги;
  • эффективная резка материала;
  • легкая и чистая обработка металлических элементов с большой толщиной;
  • высокая скорость проведения работ.

Выбор плазмореза с ЧПУ для домашнего производства

Каким критериям стоит уделять наибольшее внимание при выборе перед покупкой недорогого плазмореза для домашнего производства изделий из листового металла? Перед принятием решения о покупке необходимо:

  1. Указать производителю тип и толщину металла, который будет способен резать инструмент.
  2. Узнать можно ли работать плазморезом на морозе (для большинства моделей при морозе необходимо аппарат и компрессор помещать в теплое помещение).
  3. Определить тип резки – плазменно-дуговая или резка плазменной струей:
Читайте также  Расчет радиаторов отопления

Также важные технические параметры и характеристики устройства:

Скорость резки плазмотрона под управлением ЧПУ

Этот параметр определяет производительность плазменного резака. Скорость резки зависит от типа и толщины материала относительно удельного напряжения плазменной электрической дуги. Естественно, чем выше скорость резания, тем эффективнее будет резак.

Максимальный ток резки

Сила тока плазменного резака является основным показателем его мощности, эффективности и максимальной толщины материалов, которые он способен обрабатывать. Этот показатель для плазменных резаков варьируется от 5 до 160 А. Современные плазморезы позволяют плавно регулировать силу тока в широком диапазоне.

Рабочий цикл

Это еще один чрезвычайно важный параметр устройства, определяющий темп работы. Рабочий цикл определяет, насколько быстро перегреется резак, и как скоро потребуется перерыв, чтобы снизить температуру рабочих компонентов. Рабочий цикл определяется процентом от 10 минут от времени, в течение которого устройство может работать, и времени, в течение которого оно должно перестать работать.

Рабочий цикл должен из минимум 35% работы и соответственно 65% времени простоя. Чем больше процент работы относительно простоя, тем более эффективным будет устройство. Профессиональные плазменные резаки способны работать на 60% и выше.

Параметры плазменного газа

Большинство плазменных резаков используют сжатый воздух с давлением от 4 до 7 бар. Чем выше давление, тем больше мощность плазменной струи и, следовательно, выше качество и скорость резки.

Охлаждение плазменной горелки

Охлаждение ручки – важный аспект, на который нужно обращать внимание. В большинстве плазменных резцов среднего размера рукоятка охлаждается сжатым воздухом из компрессора, тогда как в более крупных плазменных резцах промышленного типа из-за большей силы тока и выработки большего количества тепла рукоятка охлаждается жидкостью из встроенного охладителя.

Благодаря данной бизнес-идее вы можете самостоятельно организовать домашнее производство широчайшего ассортимента продукции. Все что вам нужно станок компьютер и немного опыта работы в программах с векторной графикой, cad-системах, которым можно обучатся в интернет по онлайн курсам или видео-урокам. А дальше только масштабировать свой производственный бизнес. Изделия из металла отличаются надежностью и долговечностью. При нанесении на готовые металлические изделия акриловой краски их срок гарантийной эксплуатации начинается от 15-ти лет.