Категории

Установка плазменной резки металла

Обзор установок плазменной резки металла с ЧПУ и без

В настоящее время установка плазменной резки различных металлов применяется при первичной обработке деталей.

Технология обработки металла выбирается в зависимости от его характеристик.

В машиностроительной отрасли используется широкая линейка обрабатывающих центров и станков с ЧПУ. С их помощью производятся детали и узлы различного назначения.

Значительную долю в объеме всех работ по металлообработке занимает раскрой металлического листа на заданные фрагменты.

При выполнении таких операций важно не только вырезать деталь в полном соответствии с шаблоном, но и оптимально использовать всю площадь металлического листа.

Принцип действия плазмореза

Резка металлических сплавов и других материалов с использованием плазмы выполняется на специальной установке, которая называется плазморез.

Надо напомнить, что плазма – это одна из форм существования материи. В окружающей человека среде материальные объекты представляются в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Плазма – это четвертое состояние, которое характеризуется высокой температурой.

Установка для плазменной резки создает поток ионизированного воздуха высокой температуры, который и разрезает заготовку.

Рабочая температура этого потока достигает величин от 5000 до 30000 градусов.

Установка состоит из следующих элементов:

источник питания;
компрессор;
плазматрон.

Источником питания служит либо трансформатор, либо инвертор. Используя трансформатор, можно резать заготовки большой толщины.

Он без потерь переносит перепады напряжения электрической сети. При этом у него большой вес, низкий КПД и высокая цена.

Инвертор дешевле, экономичнее и значительно легче. У инверторного устройства более высокий КПД по сравнению с трансформатором.

Компактная конструкция позволяет использовать инверторные установки в комплексах с ЧПУ, неудобных и труднодоступных местах.

Сегодня промышленностью выпускается широкая линейка инверторных установок для резки металла с помощью плазмы.

Компрессором в плазморез подается воздух или определенный газ.

Воздух подается под высоким давлением, которое обеспечивает вихревую форму струи.

Плазматрон является основным элементом плазмореза и представляет собой резак, который состоит из следующих элементов:

колпачок;
охладитель;
сопло;
электрод.

При подаче напряжения и поджиге дуги возникает поток воздуха, который имеет высокую степень ионизации.

Присутствие ионов превращает воздух из изолятора в проводник электрического тока. При этом формируется электрическая дуга.

Под действием дуги локально разогревается заготовка, металл плавится и образуется рез.

Особенности технологии

В промышленном производстве используются плазморезы непосредственного и опосредованного воздействия. Установка резки плазмой первого типа используется для обработки металла.

При этой схеме в качестве второго электрода выступает сама металлическая заготовка. Такая установка носит название плазменно-дуговой.

Когда выполняется резка непроводящих электричество материалов, то плазма образуется с помощью встроенного электрода. Установка этого типа называется плазменно-струйная.

Видео:

Цена данной установки выше, при этом ее функциональные возможности значительно шире. На плазморезах с ЧПУ используются оба способа резки.

Если посмотреть на плазменную резку металла через призму физики процесса, то она работает точно так же, как и дуговая. Но при этом привычные электроды не используются.

При этом надо учитывать, что эффективность применения плазменной резки определяется толщиной обрабатываемого материала.

Предельные величины имеют следующие значения:

алюминиевые сплавы — 120 мм;
медь и бронза — 80 мм;
сталь и сплавы — 50 мм;
чугун — 90 мм.

Раскрой заготовок на установках с ЧПУ выполняется после разработки программы и точной настройки режима резки.

При всех положительных качествах этого способа резки, цена заготовки должна быть минимальной.

Точность и быстрота резки

Обычная резка листового металла по заранее заданному контуру выполняется на больших скоростях и требует расхода электроэнергии по минимуму.

Для ручных установок плазменной резки скорость реза должна быть не более 6000 мм в минуту. На плазматронах с ЧПУ скорость реза, как правило, ниже.

Видео:

И в первом, и во втором случае важно, чтобы качество реза соответствовало требованиям стандартов, отраслевых норм и технических условий.

Одним из критериев оценки качества является конусность реза.

В зависимости от толщины заготовки и класса установки этот показатель может колебаться от 3 до 9 градусов. Идеальный рез не имеет отклонений.

Раскрой металлов

При раскрое металлов и сплавов режим резки выбирается в зависимости от конкретных условий.

Когда режется лист из нержавеющей стали, рекомендуется использовать азот или его смесь с аргоном.

Если применить сжатый воздух, это может повлиять на химические характеристики стали.

Плюс к этому нержавейка чувствительна к влиянию переменного тока.

Учитывая эти обстоятельства, резка стальных заготовок выполняется плазменно-струйным способом.

Плазменная резка алюминиевых сплавов при толщине заготовки до 70 мм выполняется с использованием сжатого воздуха.

Если толщина листа больше 100 мм, то применяется смесь аргона и водорода.

Аппараты плазменной резки

По своей конструкции установки для плазменной резки металла подразделяются на стационарные и переносные.

Следующим отличием при классификации установок является способ пространственной ориентации заготовок в пространстве.

Установки бывают следующего типа:

портальные;
портально-консольные;

шарнирные.

Конструкция портальной установки по своей компоновке похожа на конструкцию фрезерного станка с ЧПУ подобного типа.

Металлический лист для резки фиксируется под ходовую часть портала. Портал перемещается на роликах по опорным элементам в продольном направлении.

Плазменный резак, который установлен на портале, имеет степень свободы в поперечном направлении.

На портально-консольной установке лист материала крепится непосредственно под консолью, на которой расположена плазменная горелка.

Цена такой установки бывает ниже, чем у станка другой конструкции.

Видео:

Установка шарнирного типа получила свое наименование потому, что плазменная горелка в ней расположена на специальной шарнирной раме.

На консоли крепится копир, по которому выполняется вырезка детали. В процессе плазменной резки образуется дым и пыль.

Для того чтобы удалить их за пределы производственного помещения, используется местная вытяжка. Система вентиляции должна оборудоваться в цехе по раскрою металла в обязательном порядке.

Плюсы и недостатки плазменной резки

Если сравнивать с другими способами раскроя листового металла, то плазменная технология обладает некоторыми преимуществами.

Первое, что следует отметить, высокую производительность.

Из этого следует и оптимальная цена изделия, которая складывается из нескольких составляющих – экономия энергии, оптимальное использование металла и высокая точность изделий.

Видео:

К недостаткам следует отнести ограничения по толщине обрабатываемого металла. К минусам также относится и цена некоторых установок с ЧПУ.

Несмотря на эти ограничения, плазменная резка используется и в производственных целях, и в бытовой сфере.

Технология плазменной и газоплазменной резки металла

24.04.2018

Технология плазменной резки широко используется при обработке тугоплавких токопроводящих металлов. Разрезание материала происходит при помощи плазмы, которая создается ионизированным газом, что и позволяет обеспечить максимальную производительность проводимых работ. Используемые сегодня станки для плазменной резки позволяют обеспечить максимально возможное качество такой работы, при этом имеется возможность обработки тугоплавких металлов, которые сложно разрезать при помощи обычных ручных аппаратов.

Используемые сегодня установки для резки плазмой отличаются компактностью конструкции, при этом они управляются электроникой и автоматикой, что позволяет задать программу резки, и в последующем обеспечить ее великолепное качество. В отличие от механических способов разрезания металла плазмотроны способны работать по любым рисункам, при этом существенно уменьшается деформация поверхности, которая вызвана перегревом.

Имеется возможность использования дополнительных насадок на плазмотроны, что, в свою очередь, защищает сопло от брызг расплавленного материала. А также обеспечивается возможность уменьшения толщины луча плазма, улучшение качества резки и минимизация отходов.

Принцип работы плазмореза

Резка металла плазмой основана на принципе усиления электрической дуги за счёт разгона газа, который выдвигается из сопла под высоким давлением. Такая усиленная электрическая дуга и пропущенный через неё газ создает плазму, температура которой может достигать 30 000 градусов и выше. Подобная эффективность обеспечивает минимальный прогрев металла, что исключает его деформацию при разрезании.

Принцип работы плазменной резки металла следующий:

Трансформаторные или инверторные установки, а для бытовых моделей используется ток 220 вольт или же 380 вольт для мощного промышленного оборудование, выдают необходимое напряжение.
Используемый ток передается в горелку плазмотрона, в которой друг против друга располагаются анод и катод. Между этими электродами загорается мощная электрическая дуга.
В сопло из воздушного компрессора подается газ, повышающий температуру дуги приблизительно до 20 000 градусов.
Под воздействием электрической дуги используемый газ ионизируется, превращаясь в струю плазмы с температурой в 30 000 градусов.

Плазменная струя отличается ярким свечением, скорость ее выхода из сопла составляет приблизительно 1500 метров в секунду, а за счёт высокой теплопроводности она может с легкостью разрезать металл. Металл разогревается локально и его расплавление отмечается лишь в зоне обработки без термической деформации близлежащих участков.

В зависимости от используемого оборудования и конкретных условий обработки материалов может использоваться следующий газ:

Аргон.
Водород.
Азот.
Технический кислород.
Обычный воздух.

Для повышения качества резки металла необходимо удалять из зоны обработки расплавленные частицы и охлаждать сопло оборудования. Для этого в рабочую зону подается дополнительный поток жидкости или газа, что позволяет обеспечить полную работоспособность оборудования.

Современные установки для плазменной резки

Наибольшее распространение сегодня получили аппараты газоплазменной резки с компьютерным управлением, которые используются на предприятиях в различных отраслях промышленности. С помощью таких установок может разрезаться плазмой не только тугоплавкий металл, но и натуральный камень, пластик и другие материалы. Благодаря своей универсальности такое оборудование широко используется на ремонтных и рекламных предприятиях, судостроительных и машиностроительных заводах, в коммунальной сфере и так далее.

Также широкое распространение получили компактные установки плазменной резки, которые отличаются мобильностью, что позволяет с легкостью переносить с места на место такое оборудование и при необходимости выполнять соответствующую резку металла. Такие компактные установки могут быть как полностью ручными, так и полуавтоматами, где часть работ контролируется компьютером.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили два типа аппаратов плазменной резки:

Прямого действия, в которых резка плазмой осуществляется контактным способом.
Плазморезки косвенного действия, которые работают бесконтактным способом.

Контактные аппараты прямого действия используются в бытовых целях, они сочетают компактность и простоту эксплуатации. А вот установки косвенного действия, как правило, управляются автоматикой и отличаются сложностью конструкции.

Большой популярностью пользуются плазменные резаки, в которых электроток получается за счет использования соответствующего инвертора с компактными габаритами. Рабочий ток от инвертора отличается не только необходимой мощности, но и имеет ровные параметры, соответственно обеспечивается великолепное качество разрезания металла.

Бытовые ручные аппараты для воздушно-плазменной резки сочетают универсальность использования и способны с легкостью работать с металлами толщиной до 12 миллиметров. А вот промышленные установки могут работать от одного или нескольких инверторов, что позволяет применять их для разрезания металлических изделий толщиной в 20−30 миллиметров и более. Отдельные промышленные установки благодаря своей улучшенной мощности способны с легкостью разрезать металл толщиной 100 миллиметров.

Преимущества технологии плазменной резки

Если говорить о преимуществах данной технологии обработки металла, то можем отметить следующее:

Высокая точность разрезания металла.
Возможность выполнения фигурной формы реза.
Простота рабочего процесса.
Отличная скорость проводимых работ.
Возможность работы с металлами, которые не проводят металлический ток.
С помощью плазмореза можно работать с металлом, пластиком, камнем.
Мобильность оборудование.
Безопасность сварщика ввиду отсутствия необходимости использования газовых баллонов.
Минимальное загрязнение окружающей среды.
Не требуется в последующем обрабатывать разрезанные поверхности.

Изобретение технологии резки плазмой позволило существенно упростить работу с легированной сталью. Благодаря глубокой степени автоматизации такого оборудования удаётся выполнять изогнутые линии, а весь производственный процесс максимально автоматизирован. Причём использование таких плазморезов не представляет какой-либо сложности и минимизирует время, необходимое на обучение работе с таким оборудованием.

Установка плазменной резки металла с ЧПУ

Компактная установка плазменной резки металла с ЧПУ серии S — WT предназначена для резки заготовок на металлообрабатывающих предприятиях средних мощностей. Установка воздушно плазменной резки позволяет выполнение обработки и раскроя металла толщиной от 0,5 до 30 мм провести в максимально продуктивном режиме. А высокая точность резки в купе с удобным программным обеспечением, значительно увеличит КИМ (коэффициент использования материала), тем самым сведя отходы до минимума.

Портальная система

Портал, представляет собой раму из обработанных высокоточных стальных профилей. На портале расположены все механизмы передачи и двигатели. Они спрятаны в специальные стальные короба, в которых силовые устройства ограждены от механического воздействия и защищены от пыли. На портальной конструкции установки плазменной резки (УПР) размещен суппорт, позволяющий перемещать резак по вертикали вверх-вниз (по оси Z). С помощью каретки, смонтированной на портале, происходит движение резака вправо-влево (по оси Y). Во избежание нарушения укладки и обрыва электрических проводов во время движения портала, электропровода размещают в гибких каналах и дополнительно в металлических экранированных рукавах.

Механизированный контроль высоты резака

Копирует изгибы металлического листа сохраняя выставленное расстояние м/у резаком и листом разрезаемого металла.

Данная система одновременно является надежной защитой дорогостоящего плазменного резака от ударов о вырезаемые детали и лист металла изгибаемого в результате действия высокой температуры.

Дистанционное управление

Эргономичный и легкий пульт дистанционного управления (ДУ) с магнитным держателем позволит отдавать команды плазменной установке с ЧПУ из любой точки вокруг нее. Кроме того, с помощью ДУ можно задавать тонкие настройки положения резака.

Используемые двигатели

Данная портальная установка плазменной резки, цена которой вполне демократична (среди станков с подобными параметрами), снабжена шаговыми двигателями. Высокомоментные двухфазные гибридные электродвигатели, функционирующие в этом оборудовании в старт-стопном режиме, являются достойной и более дешевой альтернативой сервоприводов. Шаговые двигатели позволяют достичь точного позиционирования без применения обратной связи от датчиков углового расположения. В последнее время конструкторы при разработке новых станков и агрегатов все чаще закладывают в рабочие чертежи оборудования именно шаговые двигатели и вот почему:

они просты в эксплуатации и монтаже;
имеют высокий срок службы;
даже если нагрузка превысит заявленный производителями максимальный крутящий момент, двигатель не сгорит;
он имеет отличную многократную повторяемость позиционирования;
имеет гарантированную точность фиксированного угла поворота;
даже на низких оборотах создается высокий крутящий момент.

Во избежание потери точности перемещения сопла и пропуска шагов, в плазменной установке используются шаговые двигатели с безлюфтовым редуктором. Смонтированные двигатели повышенной мощности позволяют в холостую перемещать портал со скоростью до 15 м/сек. При резке деталей значительных размеров или длине координатного стола больше 3 м такая скорость дает возможность не снизить производительность данного оборудования. Это особенно важно в мелко и среднесерийном производстве, на которые и рассчитана установка резки.

Передача шестерня-рейка

Данная установка плазменной резки металла, выпускается с передачей шестерня-рейка. Данный вид передачи является надежным, точным и успешно применяется в машиностороении. Это одно из самых выгодных по цене решений.

Рельсовые направляющие HIWIN

Профильные направляющие HIWIN серий EG и HG используются для высокоточного линейного перемещения суппорта с закрепленным на ней резаком. Безлюфтовое, ровное движение по направляющим обеспечивается кареткой с 4мя рядами шариков. В результате сила трения снижается, а отсутствие зазора между направляющей и рельсом повышает грузоподъемность во всех направлениях. Кроме этого наблюдается малошумность перемещения, плавный ход каретки и высокая точность движения резака.

Отсутствие алюминиевых деталей в конструкции установки

Многие производители используют различные алюминиевые профиля в портальной конструкции или для монтажа рельсовых направляющих. Это облегчает производство станка плазменной резки, но отрицательно сказывается на ее дальнейшей эксплуатации. Коэффициент линейно-теплового расширения Аl в два раза больше, чем у железа (22 против 12). Соответственно, при нагревании деталей установки (особенно при резке металла толщиной более 10 мм), алюминий закрепленный на металле начитает играть отдельно от основы, это приводит к потере точности резки и со временем к ослаблению крепежей отдельных элементов. Именно поэтому все конструкции УПР выполнены из стальных деталей.

Ремонт плазменной установки от «ТеплоВентМаш»

Вся деталировка оборудования стандартна, применяются только сертифицированные детали. Даже в пост-гарантийный период их замену и монтаж можно произвести в кротчайшие сроки, не останавливая производственный процесс на Вашем предприятии. Относительно программного обеспечения. Все программные настройки резки хранятся в одном файле, который мы рекомендуем держать на переносной USB флэшке. При возникновении неисправности компьютера достаточно перезагрузить программу управления инверторной установкой, и ввести имеющуюся копию файла настроек. После этого станок вновь готов к работе.

УПР с ЧПУ серии S – WT – отличное приобретение для экономного и прагматичного владельца бизнеса, связанного с металлообработкой. Он не разочарует, и будет исправно работать долгие годы. Кредо компании «ТеплоВентМаш» — «Надежность и долговечность оборудования – гарантия продвижения бизнеса». Звоните, и мы поставим Вам отличное, качественное оборудование.

На видео показана пробная вырезка деталей разных геометрических форм на установке Start S-WT, перед поставкой клиенту. Все станки «ТеплоВентМаш» проходят подобные проверки перед отправкой покупателям. На видео видно, что отверстия, овалы, острые и тупые углы вырезаются без искажения геометрии.

Установка плазменной резки с ЧПУ включает в себя отдельно стоящий терминал управления. В нем расположена управляющая станком электроника и компьютер. Короб терминала защищает чувствительные микросхемы от механических воздействий, пыли и других несанкционированных вмешательств в работу устройства.

На пульте управления имеются следующие функциональные элементы:

тумблер включения;
индикатор включения в сеть;
кнопка запуска плазменного резака в ручном режиме;
аварийная кнопка «СТОП», от нажатия которой устройство не только остановится, но и отключится от сети;
переключатели режимов, управляющих плазмой;
информационный экран, компьютерная мышь и клавиатура.

Для упрощения подключения и отсоединения терминала от инверторной установки, кабель снабжен надежными штепсельными разъемами.

Данная установка плазменной резки, цена которой вполне устроит руководителей небольших предприятий, включает в себя компьютер с лицензионными программами SheetCamTNG и Mach4.

Mach4 представляет собой многофункциональную программу, управляющую станком.

Вторая программа, SheetCamTNG позволяет разместить массив деталей на листе металла и ввести в чертеж следующие параметры, для качественной вырезки:

толщина металла;
скорость перемещения резака;
силу тока для вырезки;
контуры деталей (координаты по осям Y и Х);
высоту резака над металлом (по оси Z) и др.

Оператор установки плазменной резки

Работа оператора плазменной установки не требует особых компьютерных знаний. Управлять данным оборудованием сможет каждый среднестатистический пользователь после несложного обучения. Его проведет наш наладчик, который приедет на предприятие покупателя для запуска установки и обучения рабочего-оператора.

В случае возникновения вопросов, можно связаться с нашими специалистами или обратится к «Руководству пользователя» входящему в комплект поставляемого оборудования.

Краткий алгоритм действий при резке деталей:

Чертежи выполняются в программе САD (Компас, Avto CAD, Corel Draw и т.д.), сохраняются в разрешении dxf.
Файл dxf открывается с помощью программы SheetCam, в которой создаётся управляющая программа (УП) резки металла. Чтобы до минимума снизить отходы, с помощью SheetCam производят оптимизацию раскроя на листе металла с копированием, дублированием, зеркальным отражением и вращением объектов. В данной программе отражены перемещения резца, ускоренные переезды, слои и др. В УП сохраняется в файле с расширением tab.
С помощью программы Mach4 открывается УП. В ней задаются конечные настройки (стартовая точка движения резца — нулевая точка и др.), и начинается вырезка деталей.

Технические характеристики УПР серии S-WT

Возможный размер рабочей зоны станка, мм	2550х1300; 3050х1550; 3050х2050
Толщина разрезаемого металла, мм	0,5-30
Точность позиционирования, мм	± 0,05
Повторяемость программируемого контура, мм	± 0,1
Привод по осям X, Y	Шестерня рейка
Привод по оси Z	Шарико-винтовая пара
Вертикальный ход перемещения резака Z, мм	100
Скорость холостых перемещений резака, м/мин	15
Высота стола (стол отсутствует), мм	до 300
Максимальная толщина металла для укладки по грузоподъемности, мм	Определяется рабочим столом
Грузоподъемность стола, кг	Определяется рабочим столом
Вес станка, не более, кг	150
Температура эксплуатации станка, гр. С	5-35
Напряжение питания терминала управления станком	1ф, 220 Вт, 50Гц
Мощность, потребляемая станком	1 кВт
Вентилятор системы дымоудаления	5,5 кВт, 1500 об/мин
Программное обеспечение (лицензионное, русифицированное)	Windows 7; Mach4; SheetCam

По просьбе клиентов компания «ТеплоВентМаш» запустила в производство установку плазменного раскроя серии S – WT, особенностью которой является бюджетная цена, отсутствие стола для поддержки заготовок и системы дымоудаления. Оборудование рассчитано на резку листового металла толщиной от 0,5 до 30 мм. Программное управление инвертоной установки позволяет выполнять резку металла требуемой точности, конфигурации с незначительными отклонениями размеров заготовок (+/- 0,25-0,35 мм).

Область использования оборудования

Данное оборудование предназначено, прежде всего, для предпринимателей, занимающихся среднесерийным металлообрабатывающим производством, расширяющим или открывающим бизнес.

Все установки резки с ЧПУ, выпущенные «ТеплоВентМаш» отличается надежностью, стабильностью работы и несложным обслуживанием. Фасонные и линейные детали, которые вырезаются на этом оборудовании, используются (после обработки) как в быту, так и в народном хозяйстве.

Экономичность и производительность

Чтобы наши клиенты заранее могли вычислить экономический эффект от покупки плазменной установки, мы произвели расчёт срока окупаемости и средний доход, который сулит покупка данного оборудования. Значительная скорость холостого перемещения портала (до 15 м/мин) и позиционирования резака позволят экономить на резке одной детали около 30 % времени. Станок рассчитана на семилетний, 100% цикл работы.

Практичность и удобство

Все настройки параметров ЧПУ хранятся в одном файле, что исключает полную перенастройку программ в случае аварийного отключения. Все перечисленные факторы позволяют гарантировать надежность и долговечность УПР «ТеплоВентМаш».

Унификация стандартизованных комплектующих установки резки позволит в кратчайшие сроки произвести замену вышедших из строй запчастей и выполнить срочный ремонт.

Дистанционный пульт управления (ДУ) делает возможным управление станком с произвольной точки в диаметре 2ух м вокруг него и позволяет выполнять ручную настройку положения резака.

Безопасность

Плазменные установки данной марки эргономичны и отвечают всем требованиям ТБ, предъявленным механическому оборудованию.

Пульт дистанционного управления помогает работать с оборудованием, не вступая в близкий контакт с ним. Это предотвращает возникновение главной опасности, существующей в заготовительных цехах – потенциально высокий травматизм.

Комплектация

Полная комплектация установки плазменной резки с ЧПУ состоит из:

портала, позволяющего выполнять перемещения резака по трем осям, исходя из заданной программы;
терминала управления, снабженного компьютером и электроникой, руководящей перемещениями резака;
рационального в конкретном производстве, источника плазмы;
системы подготовки сжатого воздуха: осушителя, воздушного фильтра, компрессора.

Цена установки плазменной резки

Стоимость данного оборудования зависит от функциональных возможностей и предусмотренных технических параметров. Так, на окончательную цену влияет вид системы контроля высоты резака, размеры стола раскроя, вид портала и др.

Инженеры-менеджеры компании «ТеплоВентМаш» предложат подходящую Вам по бюджету и функциональности УПР этой или подобной модели. Свяжитесь с нами удобным способом, чтобы в кротчайшие сроки решить все вопросы и купить требуемое оборудование.

Как купить установку плазменной резки

После обсуждения с нашим консультантом технических параметров заинтересовавшего Вас оборудования и предварительно выяснив желаемую цену установки, вам будет отослано подробное коммерческое предложение. Далее, после утверждения условий поставки и способа оплаты, подписывается договор. После оплаты счета, оборудование поставляется Вам заранее предусмотренным способом.

Как пользоваться аппаратом воздушно-плазменной резки?

Оборудование для воздушно-плазменной резки все чаще применяется на небольших предприятиях, в маленьких мастерских и даже частными лицами – эти аппараты не такие мощные и универсальные, как установленные на крупных промышленных предприятиях, но они позволяют эффективно и качественно решать круг задач по обработке металла. Кроме того, за ними большой плюс – они мобильны.

Любая установка для воздушно-плазменной резки, переносная или промышленная, работает по следующему принципу. При запуске устройства между электродом его резака (плазмотрона) и разрезаемым металлом либо соплом того же резака образуется электрическая дуга, называемая дежурной и имеющая температуру до 5000 °C. Сразу после этого в сопло под давлением подается газ.

В результате температура дуги возрастает до 20 000 °C, что, в свою очередь, приводит к ионизации газа и преобразованию его в низкотемпературную плазму (по-другому высокотемпературный газ). Газовая струя продолжает нагреваться от дуги, и ее ионизация при этом возрастает, что завершается повышением температуры плазмы до 30 000 °C. В этот момент происходит электрический пробой через струю газа (плазмы), который в ионизированном состоянии при такой температуре превращается в проводник между обрабатываемым металлом и электродом плазмотрона.

То есть зажигается другая электрическая дуга, так называемая рабочая. Дежурная при этом сразу отключается. Воздушно-плазменная установка переходит в рабочий режим. При этом скорость выхода плазмы из сопла резака может достигать 500–1500 м/с. Ионизированная струя газа ярко светится, попадая на заготовку в месте реза, разогревает ее локально и плавит, как показано на видео.

Газы, используемые для создания плазмы:

воздух;
азот;
кислород;
аргон;
водород;
водяной пар.

Во всех плазменных установках применяют удаление с поверхности выполняемого реза расплавленных частиц металла и охлаждение сопла. Это производится потоком газа либо жидкости. Мощные стационарные промышленные установки способны разрезать металл толщиной до 200 мм.

Все оборудование делится на устройства косвенного действия, предназначенное для резки бесконтактным способом, и прямого действия – для контактной. Первый тип применяют в основном для обработки различных неметаллических материалов (как на видео). В них дежурная дуга образуется между соплом и электродом плазмотрона.

Оборудование прямого действия применяют для резки различных металлов и их сплавов. При работе разрезаемая заготовка подключается к плюсовому выходу плазменного устройства, становясь частью его электрической схемы. Все аппараты для ручной резки металлов являются устройствами второго типа – прямого действия. В них для создания плазмы, охлаждения сопла и обдува поверхности реза обычно используют воздух, подаваемый из баллона или от компрессора. Аппараты бывают инверторные и трансформаторные.

Первые, по сравнению со вторыми, компактны, эстетичны, потребляют меньше электроэнергии и мало весят, что немаловажно при работах на выезде. У них также выше на 30 % КПД и более стабильная электрическая дуга. Однако инверторы менее мощные и довольно чувствительны к перепадам напряжения в сети. Трансформаторы более надежны и долговечны, не боятся скачков питания и их можно использовать для резки металлов большей толщины.

Чтобы правильно выбрать аппарат для резки металлов, следует точно определить тот круг работ, для которых его предполагается использовать. А именно: с какими заготовками надо будет работать, какой толщины, из какого металла, какова ожидаемая интенсивность загрузки устройства.

Прежде, чем приступать к работе, следует позаботиться о мерах безопасности. Надо убедиться, что напряжение питающей сети именно то, на которое рассчитан аппарат (380 В либо 220 В), а проводники сети и ее защита выдержат нагрузку, создаваемую устройством. Затем надо позаботиться о добротном заземлении рабочей подставки или стола, окружающих металлических предметов и розетки (сделайте это своими руками!).

Нужно проверить, что силовые кабели и аппарат воздушно-плазменной резки в идеальном рабочем состоянии и не имеют повреждений. Подключать оборудование к сети следует через УЗО (устройство защитного отключения). Чтобы уберечь себя от травмирования и возможных профзаболеваний, работать надо в специальной экипировке:

щитке или очках сварщика, имеющих стекла с затемнением 4–5 класса;
в перчатках, куртке и штанах из плотного материала, хорошо закрывающих тело;
в закрытой обуви;
желательно в респираторе или маске.

Подключив своими руками все элементы устройства, в соответствии с инструкцией к нему, следует установить аппарат в таком месте и таким образом, чтобы его корпус хорошо охлаждался и на него не попадали брызги расплавленного металла. Подсоединение к оборудованию компрессора или баллона со сжатым газом должно быть выполнено через масло- и влагоотделитель. Эти вещества, попав в камеру плазмотрона, могут привести к его поломке и даже взрыву.

Необходимо отрегулировать давление газа, подаваемого в плазмотрон – оно должно соответствовать характеристикам аппарата. При избыточном давлении некоторые детали плазмотрона могут прийти в негодность, а при недостаточном – поток плазмы будет нестабильным и часто прерывающимся. Когда необходимо резать емкости, где ранее хранились горючие или легковоспламеняющиеся материалы, их следует тщательно очистить. Если на поверхности заготовки, которую надо обработать, есть масляные пятна, окалина или ржавчина, их лучше удалить, так как при нагреве они могут выделять ядовитые пары.

Чтобы рез выходил ровным, без наплывов и окалины, как это показано на видео, требуется правильно подобрать скорость резки и силу тока. В ниже представленных таблицах приведены оптимальные значения этих параметров для различных металлов и их толщин.

При отсутствии опыта подобрать скорость перемещения резака своими руками будет сложно. Поэтому поначалу рекомендуется ориентироваться на следующее: вести плазмотрон следует так, чтобы с противоположной обрабатываемой стороны металла были видны вылетающие искры, как это показано на видео. Отсутствие искр будет свидетельствовать о том, что плазма еще не разрезала заготовку насквозь. В то же время следует иметь в виду, что чрезмерно медленное перемещение резака оказывает негативное влияние на качество реза – на кромках металла появляются наплывы и окалина. Кроме того, плазма может нестабильно гореть и даже гаснуть.

Сначала зажигают электрическую дугу. Перед этим надо продуть плазмотрон воздухом, тем самым удалив из него инородные частицы и случайный конденсат. Для этого нажимаем, а потом отпускаем кнопку зажигания дуги. У аппарата при этом запускается режим продувки. Выждав около 30 секунд, нажимаем и уже удерживаем кнопку поджига. Между наконечником сопла плазмотрона и электродом должна зажечься дежурная дуга. Горит она, как правило, 2 секунды. За это время надо зажечь рабочую (основную) дугу.

Она должна образоваться автоматически в результате процессов, описанных выше, но чтобы это произошло, плазмотрон необходимо держать достаточно близко от поверхности металла, но ни в коем случае не касаться его.

После загорания рабочей дуги дежурная гаснет, а из сопла плазматрона начинает проистекать поток режущей плазмы, как это показано на видео, и можно начинать резку. Если с первого раза рабочую дугу зажечь не удалось, отпускаем кнопку зажигания и нажимаем ее снова для нового цикла. Рабочая дуга может не зажигаться по следующим причинам:

у подаваемого воздуха недостаточное давление;
плазматрон собран неправильно;
иные неполадки.

Также бывает, что рабочая дуга гаснет в процессе работы. Чаще всего, это случается из-за несоблюдения нужного расстояния между поверхностью металлов и плазмотроном, а также когда изношен электрод последнего.

Соблюдение расстояния между поверхностью металлов и плазмотроном при резке своими руками является не менее сложной задачей, чем выдерживание нужной скорости обработки. Оптимальное расстояние составляет всего 1,6–3 мм. Работая руками, постоянно удерживать резак на такой высоте довольно сложно, тем более, что касаться поверхности металла плазмотроном нельзя. Руку периодически сбивает дыхание или невольные движения тела, и рез в результате получается неровным. Чтобы соблюдать нужное расстояние, пользуются специальными упорами (как показано на видео), которые надевают на сопло.

При резке своими руками также следует обращать внимание на угол, под которым надо держать плазмотрон относительно металла. Он должен быть строго перпендикулярен поверхности заготовки. В зависимости от вида обрабатываемого металла допускаются отклонения от прямого угла в 10–50°. Когда заготовка очень тонкая, плазмотрон можно вести под незначительным углом, иначе тонкий металл в процессе резки будет сильно деформирован.

При воздушно-плазменном раскрое своими руками также важно помнить, что в процессе работы расплавленный металл не должен попадать на кабели, шланги и сопло плазмотрона. И главное – необходимо соблюдать технику безопасности.