Особенности плазмореза

Главными узлами плазмореза являются:

  • источник постоянного тока (трансформатор или инвертор);
  • плазмотрон (плазменный резак);
  • воздушный компрессор.

Применение постоянного тока обусловлено необходимостью регулирования температура пламени горелки, что невозможно при применении источников переменного тока.

Повышающие трансформаторы более громоздки, энергоемки, но при этом стойки к перепадам напряжения. Их преимуществом перед инверторами является возможность получать очень высокие напряжения, с их помощью специалисты могут резать металл больших толщин (до 8 см).

Инверторы занимают меньшую площадь и экономичнее трансформаторов (за счет более высокого КПД), однако, они не позволяют получать высоких напряжений. Как следствие – невозможность реза металла большой толщины (до 3 см).

Поэтому такие устройства распространены, по большей мере, на малых предприятиях и в небольших мастерских. Их принцип действия прост, поэтому агрегатом могут пользоваться младшие специалисты после проведения инструктажа, как работает аппарат.

Характерные преимущества процесса

Плазменная резка металла характеризуется такими особенностями:

  1. Высокая производительность. В 5-10 раз выше скорость раскроя сравнительно с газокислородным способом. Уступает по данному параметру лишь лазерному резанию.
  2. Универсальность. Возможен раскрой практически любого материала, достаточно установить оптимальные параметры процесса – мощность и давление газа.
  3. Качество подготовки не имеет особого значения – лакокрасочное покрытие, грязь или ржавчина на металле для плазменной резки не страшны.
  4. Повышенное качество и точность. Современные агрегаты обеспечивают минимальную ширину реза, относительно чистые без чрезмерного количества окалины на кромках – в большинстве случаев не нуждаются в дополнительной механической обработке и даже зачистке.
  5. Небольшая зона термического влияния способствует минимизации деформации вырезаемых заготовок в результате воздействия повышенной температуры.
  6. Возможность фигурной вырезки сложных геометрических форм.
  7. Безопасность процесса в отличие от газо-кислородной резки, где присутствуют баллоны со сжатым кислородом и горючим газом.
  8. Агрегаты для плазменной резки металла просты в обслуживании и эксплуатации.

Устройство плазмореза

Само название уже информирует о том, что резка металлов производится с помощью плазмы. А плазма – это ионизированный газ, который обладает высокой проводимостью электрического тока. И чем выше температура этого газа, тем выше проводимость, а значит, сила резки увеличивается.

Для процессов резки металлов используют воздушно-плазменную дугу. При этом электрический ток имеет непосредственное воздействие на металлические поверхности. То есть, принцип работы плазмореза такой:

  • Плавление металла.
  • Выдувание его жидкого состояния из зоны среза.

Состоит плазменный резак из:

  • источника питания – это может быть сварочный трансформатор или инвертор;
  • самого резака, который иногда называют плазмотроном;
  • компрессора;
  • шлангов.

Важно понять конструктивные особенности самого резака. Внутри него вставлен электрод, изготовленный из редких металлов, таких как бериллий, гафний, цирконий и так далее. Почему именно они? Потому что в процессе нагревания на поверхности такого электрода образуются тугоплавкие оксиды. Они своеобразная защита самого электрода, которая обеспечивает целостность материала, то есть, не разрушается. Но чаще всего в плазменных резаках устанавливаются электроды из гафния, потому что он не токсичен, как торий, и нерадиоактивен, как бериллий.

Немаловажное значение в конструкции резака играет и сопло, через который подается плазма на резку. Именно от него и зависят основные характеристики оборудования. А точнее сказать, от его диаметра и длины. От диаметра зависит мощность плазменного потока, а соответственно и быстрота среза и ширины срезанной канавки. Конечно, от этого зависит и скорость охлаждения заготовки. Чаще всего на резаках плазменной резки устанавливается сопло диаметром 3 мм. Длина сопла влияет на качество среза. Чем оно длиннее, тем качество выше. Хотя очень длинное сопло быстро выходит из строя.

Что такое кислородная резка?

При кислородной резке пламя кислородного-топливной смеси предварительно нагревает сталь до температуры воспламенения.

Кислородная струя направляется на металл, создавая химическую реакцию с образованием оксида железа, также известного как шлак. Мощный поток кислорода удаляет шлак из пропила.

При использовании кислородных горелок качество резки, время предварительного нагрева и толщина металла зависят от типа топливного газа. В процессе задействуют один из четырех топливных газов в сочетании с кислородом: ацетилен, пропан, пропилен и природный газ.

Для чего используется резка кислородом?

Ручная кислородная резка распространена в проектах с малыми объемами, когда использование дорогостоящих агрегатов экономически не обосновано.
Например, подготовка деталей для последующей ковки и штамповки, в литейных цехах, резка труб.
Кислородная резка эффективна при работе с толстой сталью и черными металлами.

Существуют кислородно-топливные горелки, которые можно использовать для нескольких процессов, таких как резка, сварка и пайка.

Преимущества кислородной резки:

  • Неоспоримый плюс этого процесса — низкие первоначальные затраты и портативность компонентов по сравнению с аппаратами плазменной резки.
  • Способность быстро резать более толстую сталь, в добавок, универсальность системы.

Разновидности плазмотронов для резки металлов

Все существующие плазмотроны делятся на три большие группы:

Электродуговые плазмотроны оснащены как минимум одним анодом и катодом, подключёнными к источнику питания плазмотрона постоянного тока. В качестве хладагента таких устройств используется вода, которая циркулирует в охладительных каналах.

Существуют следующие разновидности электродуговых плазмотронов

  • Плазмотроны с прямой дугой
  • Плазмотроны с косвенной дугой (плазмотроны косвенного действия)
  • Плазмотроны с использованием электролитического электрода
  • Плазмотроны с вращающимися электродами
  • Плазмотроны с вращающейся дугой

Высокочастотные плазмотроны не имеют ни электродов, ни катодов, ведь для связи такого плазмотрона с источником питания используется индуктивный/ёмкостной принцип. Из этого следует, что высокочастотные плазмотроны делятся на индукционные и ёмкостные.

Принцип работы плазмотронов высокочастотной группы требует того, чтобы разрядная камера таких устройств была выполнена из непроводящих материалов, и в качестве таковых обычно используются керамика или кварцевое стекло.

Так как поддержание безэлектродного разряда не нуждается в электрическом контакте плазмы с электродами, в плазмотронах такого типа используется газодинамическая изоляция стенок от плазменной струи, что даёт возможность избежать их перегрева и ограничиться воздушным охлаждением.

Комбинированные плазмотроны работают при совместном действии ТВЧ – токов высоких частот – и горении дугового разряда, в том числе с его сжатием магнитным полем.

Кроме общей классификации плазмотронов на электродуговые, высокочастотные и комбинированные, такие устройства можно разделять на группы по многим принципам: например, в зависимости от типа охлаждения, по способу стабилизации дуги, в зависимости от типа электродов или используемого тока.

Конструкция

Плазморезка сформирована следующими элементами:

1. Элемент питания, который отвечает за подачу тока той или иной силы. В качестве элемента применяют либо трансформаторы, либо инверторы.

Первый вариант характеризуется значительной массой, зато почти неуязвим для колебаний напряжения, а также дает возможность осуществлять рез металлических заготовок огромной толщины.

Инвертор – хороший выбор в том случае, если манипуляции ведутся с не слишком толстыми заготовками. Они экономичны в отношении потребления энергии, характеризуются высоким КПД и рекомендуются для использования в частном хозяйстве.

2. Плазмотрон. Основной элемент, посредством которого и ведется рез.

Корпус детали скрывает электрод, отвечающий за формирование мощной дуги. Сделан электрод из тугоплавкого металла, благодаря чему исключены его деформации и разрушения вследствие высокотемпературных нагрузок. Как правило, используется гафний, как наиболее прочный и безопасный материал.

Читайте также  Бура это

На конце находится сопло, формирующее струю плазмы, с легкостью разрезающую заготовку.

Производительность и мощность устройства, во многом, определяется именно диаметром сопла. Чем шире сопло, тем больше воздуха оно пропускает за единицу времени, а увеличение объемов воздуха непосредственно увеличивает производительность. Наиболее распространенный диаметр – 3 миллиметра.

Точность работы зависит от конфигурации сопла, для проведения наиболее тонкой работы следует подбирать удлиненный элемент.

3. Компрессор. Его главная задача – нагнетание воздуха, без которого плазменный резак по металлу просто не может функционировать. Процесс построен на использовании газа для формирования плазменной струи и защиты.

Если сила тока устройства ограничена 200А, то необходим просто сжатый воздух, его достаточно и для отвода лишнего тепла, и для формирования струи. Такая модель – оптимальное решение в случаях, когда режутся заготовки не толще 5 сантиметров.

Установки промышленного типа используют не обычный сжатый воздух, а концентрированные газовые смеси на основе гелия, водорода, азота.

4. Комплекс кабелей и шлангов соединяет все модули между собой. Шланги транспортируют сжатый воздух, кабеля передают электрический ток.

Смотрите полезное видео, устройство и как работает плазменная резка:

Рабочий принцип

Теперь изучим непосредственно принцип работы устройства.

Когда оператор нажимает на клавишу розжига, элемент питания подает ток на плазмотрон. Это приводит к формированию первичной дуги огромной температуры, которая составляет от 6 до 8 тысяч градусов.

Формирование дуги между наконечником электрода и сопла происходит из-за того, что крайне трудно добиться такого результата непосредственно между заготовкой и электродом. Более того, если работа ведется с материалом, характеризующимся изолирующими свойствами, это просто невозможно.

Когда сформирована первичная дуга, к ней подается воздушная смесь. Данный воздух контактирует с ней, его температура растет, а объем – увеличивается, причем увеличение может быть даже стократным. Вдобавок к этому, воздух теряет свои диэлектрические свойства, ионизируется.

За счет того, что сопло имеет сужение к своему окончанию, воздушный поток разгоняется до 2-3 метров в секунду и вырывается наружу, имея температуру почти в 30 тысяч градусов. Из-за высокой степени ионизации и огромной температуры воздух называется плазмой, показатель электрической проводимости которой равняется этому параметру у обрабатываемого металла.

В момент соприкосновения с обрабатываемой поверхностью первичная дуга угасает, а дальнейшая работа ведется уже за счет вновь образованной режущей дуги. Именно она плавит или прожигает материал. Рез получается ровным, так как мощный воздушный поток сдувает с поверхности все появляющиеся частички.

Такое описание того, как работает система, является наиболее простым и распространенным.

Области применения

Теперь рассмотрим, что им можно делать:

  • Оперативный рез больших объемов материалов.
  • Изготовление листовых деталей, характеризующихся сложностью геометрии, вплоть до ювелирной и приборостроительной отрасли, где требуется максимальное соответствие исходным чертежам.

Штамповка в такой ситуации не применяется, так как данная технология, хоть и дешево, не обеспечивает достаточной точности. Плазморез же, несмотря на огромную температуру струи, нагревает обрабатываемый элемент точечно, что полностью исключает вероятность температурной деформации.

  • Монтаж металлических конструкций. Плазморез исключает нужду в применении баллонов со сжатым кислородом и ацетиленом, что повышает степень безопасности и удобства, в особенности, если дело касается осуществления операций на высоте.
  • Рез сталей высокой степени легирования. Механические способы в данном случае не подходят, так как прочность сталей огромна, инструмент, способный эффективно резать листы на их основе, будет стоить очень дорого, а изнашиваться – очень быстро.

Получается, что сферы использования разнообразны. Выполнение в металлических листах отверстий любой конфигурации, резка труб, уголков и заготовок другого сечения, обработка кромок кованых изделий с целью “спаивания” металла и закрытия его структуры – для всего этого плазморез подходит оптимально.

Основные инструкции

Несколько правил, позволяющие понять, как резать плазморезом эффективно и безопасно:

  1. Необходимо контролировать расположение катодного пятна, оно должно соответствовать центру электрода. Достигается такая точность вихревой подачей воздуха. Отклонения в подаче приводят к тому, что происходит смещение плазменной дуги, она теряет стабильность горения. В некоторых случаях формируется вторая дуга, а в самой сложной ситуации устройство просто ломается.
  2. Контроль над воздушным расходом дает возможность корректировать скорость потока плазмы, варьировать производительность.
  3. Скорость реза напрямую влияет на толщину. Чем выше скорость, тем тоньше рез, ее уменьшение увеличивает ширину. Аналогичных результатов, большей ширины, можно достичь и увеличением силы тока.

Смотрите видео-урок работы плазморезом:

Заключение

Итак, мы разобрались, что такое плазморез.

Можно сделать вывод, что в ситуации, когда вам регулярно приходится работать с металлическими элементами, резать арматуру, трубы или другие детали, его помощь окажется полезной. Так что расходы на его покупку будут полностью компенсированы удобством и эффективностью дальнейшей работы.

Устройство

Горелка состоит из:

  • электрододержателя, электрически изолированного от обеих внутренних трубок;
  • вихревого кольца, которое обеспечивает круговое движение плазмы;
  • полого электрода, внутри которого установлены рабочая и экранирующая трубки;
  • возвратной пружины;
  • наконечника;
  • защитного колпачка.

Конструктивно к плазмотрону для плазменной резки относят также шланги, по которым осуществляется подвод плазмообразующего воздуха.

Форма отверстия в сопле определяет размеры и конфигурацию дуги. Оно рассчитывается таким образом, чтобы выдерживать поток ионизированного газа, нагретого до 4500…5000 ° С, при плотности тока до 40000 ° С/мм 2 .

Последовательность работы ручного плазмотрона такова. При выключенном оборудовании рабочие поверхности детали и наконечника соприкасаются между собой, поэтому головка плазмотрона не должна быть прижата к металлу. При включении резака источник питания начинает генерировать постоянный ток, мощность которого может достигает 500 А. Ток ионизирует воздух, находящийся в промежутке между трубками, который постепенно ионизируется, приобретая необходимую температуру. В результате инициируется поток плазмообразующего газа. При повышении давления газа до нужных пределов, пружина раздвигает между собой электрод и сопло. Образуется промежуток, в котором возбуждается электрическая искра. Она и преобразует воздушный поток в струю плазмы. Затем происходит переключение направления постоянного тока по наиболее короткому пути между электродом и заготовкой. Такое движение длится до тех пор, пока триггер не возвращён в своё прежнее положение.

Как работает аппарат?

Аппарат для плазменной резки металла (другие названия: плазморез, плазменный резак) – это специальное оборудование для резки металла, где в качестве режущего элемента выступает струя плазмы. К соплу аппарата подается разогретый сжатый воздух под давлением в несколько атмосфер. Между соплом и электродом возбуждается дуга, которая преобразует поток газа в струю плазмы температурой 5 000-30 000 градусов и скоростью подачи 500-1 500 м/с. Образуемая плазменная струя быстро и легко плавит линию реза, удаляя жидкий металл потоком плазмы.

Основными рабочими элементами аппарата являются плазмотрон (собственно, сам плазменный резак), сопло, электроды и компрессор. Сопла и электроды, как правило, производятся из вольфрама, гафния или меди. От длины и диаметра сопла зависит скорость работы и функциональность аппарата. Чем больше длина сопла, тем быстрее происходит резка. Но одновременно с этим и быстрее оно изнашивается. Оптимальными параметрами сопла считаются длина в 1.5-1.8 раз превышающая диаметр. Компрессор используется в качестве источника сжатого воздуха, необходимого для плазмоообразования. Некоторые модели плазморезов оснащены встроенным компрессором. Если встроенный компрессор не предусмотрен, для подачи воздуха используют внешний компрессор или стационарную пневмосеть.

Читайте также  Электросхема подключения компрессора

Плазменная резка металла

Большой выбор современного оборудования для плазменной резки металла позволяет найти подходящую под свои нужды аппаратуру. Рядовым потребителям лучше купить плазменную резку инверторного типа: компактную, с небольшим весом и экономичным энергопотреблением.

Правда, максимальная мощность таких аппаратов не больше 70 ампер, а значит, разрезать им под силу только металл толщиной до двух сантиметров. Также у них невысокая продолжительность включения. Они чувствительны к перепадам подачи электрического тока. Однако более мощные устройства выпускаются только для использования на промышленных предприятиях.

Плазменно-дуговая резка металла

Аппараты плазменно-дуговой резки металла отличаются не только малыми габаритами, но и малоразмерными катодами, соплами и другими элементами, которые занимают небольшую сумку, зато хватает их на два месяца энергичной работы. То есть вместе с общими удобствами подобное оборудование предоставляет ещё и существенную экономию в расходных материалах.

Преимуществами плазморезов инверторного типа являются:

  • универсальность аппаратов – с ними можно работать с деталями из чёрного металла или нержавейки, алюминия или меди;
  • чтобы переключиться с одного режима на другой, достаточно лишь отрегулировать два тумблера: давления и мощности;
  • немаловажно, что не требуется никакой предварительной очистки деталей: грязь, краску или ржавчину плазморез даже «не заметит».

Плазменная резка и сварка

Эти устройства гарантируют наименьшую ширину реза, после которого кромки металла не требуют добавочной обработки.

Полностью свои преимущества перед иными способами плазморез способен ярко продемонстрировать при больших объёмах работы. Но нужно учитывать и трудоёмкость операции. К примеру, разрезать толстый металл можно и автогеном, однако после него требуется долгая шлифовка металлических краев.

Плазморезами возможна плазменная резка и сварка обрабатываемых металлов. Так им лёгко, без каких-либо обработок, соединять отрезанные кромки детали.

Широко применяется плазменная сварка стали на производственных предприятиях. Аппараты здесь представляют собой тяжёлые установки, которые работают с габаритными деталями. К примеру, удобно ими работать с объёмными трубами.

Плазменный аппарат или, по-другому, плазморез, — это устройство, которое генерирует дугу высокой температуры. Под ее воздействием обрабатываемый участок нагревается — металл плавится.

Цена плазменного аппарата

Детальную информацию по моделям, а также рекомендации при выборе нужного варианта оборудования предоставят наши квалифицированные специалисты. Это значительно облегчит Вам выбор и позволит купить плазменный аппарат по цене, выгодно отличающейся от других интернет-магазинов.

Звоните нам по бесплатному для РФ телефону: 8-800-700-85-87, или пишите на почту: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. . У нас представлен широкий выбор плазменных аппаратов в разном ценовом диапазоне. Также доступна возможность недорогой или бесплатной доставки!

Плазменный сварочный аппарат

Плазменный сварочный аппарат включает в себя следующие составные части:

  • источник питания инверторного типа;
  • резак (плазмотрон) с соплом и электродом в центре сопла, а также присоединительными устройствами для электрических кабелей и рукава подачи сжатого воздуха;
  • элементы пневматической схемы для очистки и подачи воздуха с нужным давлением (масло- и влаго-отделители, редуктор с манометрами, реле давления, редуцирующий клапан и др.).

Главное отличие инвертора плазменной резки в том, что на нём электрическая дуга достигает 14-16 тысяч градусов, тогда как для разрезания деталей из самых тугоплавких металлов достаточно 5-8 тысяч. Существенно ускоряет резку, одновременно делая разрез стабильным, использование компрессора, который в процессе работы моментально выдувает образовавшийся слой расплавленного металла.

Инверторный аппарат с относительно небольшой мощностью и такими малыми показателями по энергопотреблению отлично подходит для демонтажных работ, потому что ему практически под силу операции с любым металлом по типу и толщине.

Он очень удобен в эксплуатации, так как компактен и лёгок по весу. Не нужны для воздушно-плазменной резки газовые баллоны или иное дополнительное оборудование.

Купить инвертор плазменной резки

Ещё одним аргументом в пользу того, чтобы купить инвертор плазменной резки, является низкий уровень пожарной опасности прибора. Поэтому его, не опасаясь, применяют при работах в закрытых помещениях строители, рабочие крупных металлообрабатывающих предприятий.

Хорошо зарекомендовали себя инверторные плазморезы и в цехах, где серийно производятся изделия из крупных металлических листов. Не редкость теперь приобретение таких агрегатов и для использования в быту.

Сварочный инвертор для плазменной резки

Рекомендуется выбирать сварочные инверторы для плазменной резки с максимальной силой тока. От данного показателя в полной мере зависит скорость обработки материала и толщина изделия, которую может разрезать аппарат. Эти сведения предоставляются большинством производителей сварочного оборудования.

Вместе с тем, из большой силы тока вытекает немалая мощность, а значит, и большее энергопотребление. Естественно, его уровень меньше, чем у традиционных аппаратов. Однако при покупке следует обращать на это внимание, чтобы он не перегрузил имеющуюся сеть электропитания.

На энергопотреблении плазмореза влияют и параметры воздушного компрессора, которые представляются максимальным давлением и потоковой производительностью. Чем выше данные показатели, тем больше скорость резки металла. Не стоит забывать, что это влечёт параллельный рост потребления электричества.

Цена инвертора плазменной резки

За счёт широкого распространения плазморезов цена инвертора плазменной резки металла стала доступной даже для частников. Использование данного инструмента в бытовых целях оправдывается преимуществами, недостижимыми для классических сварочных аппаратов:

  • практичность. Инвертором разрезают фактически любые металлические детали, притом быстро и качественно. Но таким устройством можно резать ещё и пластик, камень, дерево и многое другое;
  • удобство. Лёгкий аппарат, простой в управлении;
  • экономичность. Они стоят сравнительно недорого и расходного материала требуют меньше. У других аппаратов с подобными функциями на них требуются существенные денежные затраты.