Для різання металів використовують кілька різних методів відрізняються один від одного собівартістю і ефективністю. Деякі способи використовуються виключно для промислових цілей інші також можна застосовувати і в побуті.
До останніх належить плазмова різка металів. Ефективність плазмового розкрою обмежується досвідом майстра і правильним вибором установки. • Що таке плазмова різка металу? • На чому заснований принцип проведення робіт? • Які сфери застосування має цей спосіб розкрою матеріалів?
Основи різання металів плазмою
Щоб зрозуміти основи різання металу за допомогою плазмового методу слід для початку усвідомити, що ж таке плазма? Від правильного розуміння того як влаштований плазматрон і принципів роботи з ним залежить якість кінцевого результату.
Термічна плазмова обробка металів залежить від параметрів робочого струменя газу або рідини, спрямованої під тиском на оброблювану поверхню. Для досягнення необхідних результатів струмінь доводять до наступних характеристик:
• Швидкість - струмінь направляється під високим тиском на поверхню матеріалу. Можна сказати, що плазмовий розкрій металу заснований на розігріванні металу до температури плавлення і швидкого видування його. Робоча швидкість струменя при цьому становить від 1,5 до 4 км в сек. • Температура - для утворення плазми необхідно практично моментально розігріти повітря до 5000-30000 ° C. Висока температура досягається завдяки створенню електричної дуги. При досягненні необхідної температури повітряний потік іонізується і змінює свої властивості, набуваючи електропровідність. Технологія плазмового різання металу увазі використання систем нагнітання повітря, а також осушувачів, які видаляють вологу.
• Наявність електричного кола. Усе про розкрої металу плазмою можна дізнатися тільки на практиці. Але деякі особливості необхідно враховувати ще до придбання установки. Так, існують плазмотрони непрямого і прямого впливу. І якщо для другого обов'язково, щоб опрацьований матеріал пропускав електрику і був включений в загальну електричну мережу (виступаючи в ролі електрода), то для перших такої необхідності немає. Плазма для різання металу в такому разі виходить за допомогою вбудованого електрода всередині тримача. Цей спосіб використовують для металів та інших матеріалів, які не проводять електрику. Ще один важливий момент, який слід враховувати, це те, що плазмова різка товстого металу практично не виконується, оскільки це веде до збільшеним матеріальним витратам і малоефективно.
Характеристики та принцип різання металу плазмою
Основний принцип роботи плазмового різання металу можна описати таким чином: 1. Компресор під тиском подає повітря на пальник плазмотрона. 2. Повітряний потік моментально розігрівається завдяки впливу на нього електричного струму. У міру нагрівання повітряна маса починає пропускати крізь себе електрику, в результаті чого і утворюється плазма. У деяких моделях замість повітря використовують інертні гази.
3. Різка плазмою, якщо розглянути її більш детально здійснюється методом швидкого вузькоспрямованого нагрівання поверхні до необхідної температури з наступним видуванням розплавленого металу. 4. При виконанні робіт неминуче утворюються відходи від плазмового різання. Відходи включають висікання або залишки листа після висічені необхідних деталей, а також окалини або залишок розплавленого металу. Так як процес пов'язаний з моментальним розігрівом розрізається до рідкого стану, товщина металу при різанні становить: • алюміній до 120 мм; • мідь 80 мм; • вуглецева і легована сталь до 50 мм; • чавун до 90 мм.
Існують два основних способи обробки матеріалів, від яких залежать характеристики плазмового різання. А саме: 1. плазмодугове - спосіб підходить для всіх видів металу, які в змозі проводити електричний струм. Зазвичай плазмодугове різання використовують для промислового устаткування. Суть методу зводиться до того, що плазма утворюється за рахунок дуги, яка з'являється безпосередньо між поверхнею оброблюваного матеріалу і плазмотроном. 2. Плазменно-струменевий - в цьому випадку дуга виникає в самому плазмотроне. Плазменно-струменевий варіант обробки більш універсальний, дозволяє розрізати неметалеві матеріали. Єдиним недоліком є необхідність періодичної заміни електродів.
Плазмова різка металу працює як звичайна дугова, але без використання звичних електродів. Але ефективність способу обробки прямо пропорційна товщині оброблюваного матеріалу. Швидкість і точність різання металу плазмою Як і при будь-якому іншому вигляді термічної обробки, при плазмовому різанні металу відбувається певне оплавлення металу, що відбивається на якості різу. Існують і інші особливості, які є характерними для цього методу. А саме:
• Конусність - залежно від професіоналізму майстра і продуктивності установки, конусність може становити від 3 ° до 10 °. • Оплавлення кромки - незалежно від того, які режими різання металу використовуються і від професіоналізму майстра виконує роботи з обробки металу, не вдається уникнути невеликого оплавлення поверхні при самому початку виконання робіт. • Характеристики різу - якість і швидкість плазмового різання металу залежить від того, які саме операції необхідно виконати. Так розділовий рез з низькою якістю виконується швидше за все, при цьому більшість ручних установок здатні розрізати метал до 64 мм. Для фігурного різання можлива обробка деталей товщиною всього до 40 мм.
• Швидкість виконання робіт - звичайна різка металу за допомогою плазмотрона здійснюється швидко і з мінімальною витратою електроенергії і напруги. Швидкість плазмового різання металу згідно з технічними характеристиками ручних установок і ГОСТ становить не більше 6500 мм в хвилину. Від професіоналізму майстра багато в чому залежить якість виконання робіт. Чистий і точний різ з мінімальним відхиленням від необхідних розмірів може виконати тільки працівник з профільною освітою. Без відповідної підготовки виконати фігурну різання навряд чи вийде.
Плазмова різка кольорових металів При обробці кольорових металів використовуються різні способи різання в залежності від типу матеріалу, його щільності та інших технічних характеристик. Для розрізання кольорових сплавів потрібно дотримання наступних рекомендацій. • Різка нержавіючих сталей - для виконання операцій не рекомендується використання стисненого повітря, залежно від товщини матеріалу може застосовуватися азот в чистому вигляді, або змішаний з аргоном. Необхідно враховувати, що нержавіюча сталь чутлива до впливу змінного струму, це може призвести до зміни її структури і як наслідок швидкого виходу з експлуатації. Різка нержавійки плазмою здійснюється за допомогою установки використовує принцип непрямого впливу.
• Плазмова різка алюмінію - для матеріалу з товщиною до 70 мм, може використовуватися стиснене повітря. Застосування його недоцільно при малій щільності матеріалу. Більш якісний рез листа алюмінію до 20 мм досягається при використанні чистого азоту, а більше 70 мм до 100 мм включно за допомогою азоту з воднем. Різка алюмінію плазмою при товщині від 100 мм здійснюється суміш аргону з воднем. Цей же склад рекомендовано використовувати для міді та високолегованої толстостенной сталі.
Де застосовується плазмовий розкрій металу
Використання плазмотронов не дарма користується такою великою популярністю. При відносно простий експлуатації та незначної вартості ручної установки (в порівнянні з іншим обладнанням для різання) вдається досягти високих показників щодо якості різу.
Застосування плазмового різання металу набуло поширення в наступних сферах виробництва: • Обробка - за допомогою плазми вдається розрізати практично будь-який тип металу, включаючи кольоровий, тугоплавкий і чорний. • Виготовлення металоконструкцій. • Художня ковка і обробка деталей. За допомогою плазмового різака можна зробити деталь практично будь-якої складності. • Різні види промисловості, машинобудування, капітальне будівництво будівель авіабудування та ін. - У всіх цих сферах діяльності не обійтися без використання плазмових різаків.
Застосування верстатів з плазмовим різанням не замінить ручних установок. Так художня різання металу плазмою дозволяє зробити унікальні деталі точно відповідні задумом художника, для використання їх як декоративних прикрас для зборів і сходів, а також перил, огорож і т. Д.
Різання металу плазмою - переваги і недоліки
Без різання металу не може обійтися практично жодне промислове підприємство, так чи інакше пов'язане з металопрокатом. Швидке розрізання листового матеріалу на заготовки, декоративна фігурне різання металу плазмою, вирізання точних отворів - все це можна виконати досить швидко за допомогою плазмотрона. Плюси, які має метод, полягають в наступному: • Висока продуктивність і швидкість обробки деталей. У порівнянні зі звичайним електродним методом можна виконати обсяги робіт від 4 до 10 разів більше. • Економічність - плазмовий метод набагато виграє на тлі стандартних способів обробки матеріалів. Єдині обмеження пов'язані з товщиною металу. Недоцільно і економічно невигідно розрізати за допомогою плазми сталь товщі 5 см.
• Точність - деформації від теплової обробки практично непомітні і не вимагають додаткової обробки згодом. • Безпека.
Всі ці переваги плазмового різання металу пояснюють, чому метод користується настільки широкою популярністю не тільки в промислових, але і побутових цілях.
Але говорячи про плюси необхідно помітити і деякі негативні сторони: • Обмеження, пов'язані з товщиною різу. Навіть у потужних установок максимальна щільність оброблюваної поверхні не може бути вище, ніж 80-100 мм. • Жорсткі вимоги щодо виконання обробки деталей. Від майстра потрібно чітко дотримуватися кута нахилу різака від 10 до 50 градусів. При недотриманні цієї вимоги порушується якість різу, а також прискорюється знос комплектуючих.
Порівняння плазмового та лазерного різання металу Відмінність лазерного різання металу від плазмової полягає в методах впливу на поверхню матеріалу.
Лазерні установки забезпечують більшу продуктивність і швидкість обробки деталей, при цьому після виконання операції спостерігається менший відсоток оплавлення. Мінусом лазерного обладнання є його висока вартість, а також те, що товщина розрізається повинна бути менше 20 мм.
У порівнянні з лазером плазмотрон має меншу вартість, більш широку сферу застосування і функціональні можливості.
