»Плазменная резка металла

Плазменная резка металла подразумевает нагрев металла за счет высокой температуры, которая создается при помощи сжатой плазменной дуги, представляющая собой струю обрабатывающую металл.

Технология резки металла при помощи плазмы:

Плазма, которая формируется в аппарате плазменной резки, состоит из ионизированного газа, который обладает высокой температурой. Данный газ способен проводить электричества. Станок плазменной резки металла имеет в себе специальное устройство – плазматрон, в котором в результате сжатия обычной дуги и образования в ней плазмообразующего вещества создается дуга. Услуги плазменной резки металла подразделяются:

• плазменно-дуговая резка;
• осуществление разреза при помощи плазменной струи.

Плазменно-дуговая резка металла осуществляется при помощи горящей дуги, которая горит между разрезаемым материалом и наплавляющим электродом. Плазменная струя, совмещенная со столбом дуги, образуется за счет ионизации под действием дуги и нагрева поступающего газа. Во время плазменно-дуговой резки, установка использует энергию из плазмы и вытекающей из нее факела, а также сформированную энергию в электродной дуге.

Во время разки плазменной струей, горение дуги возникает между электродом и наконечником плазматрона. Сама деталь, которая подвергается обработке не подключена в электрическую сеть. Станок плазменной резки металла струей выводит столб плазменной дуги из плазматрона в виде дуги, энергия которой предназначена для разрезания детали. 

Воздушно плазменная резка считается более эффективной, за счет этого воздушно плазменная резка находит свое применение в широком диапазоне обработки металлов. Плазменная резка листа металла струей применяется реже, чаще для неметаллических предметов. Это связанно с тем, что данный материал не обязательно должен пропускать электрическую энергию.

Итак, в одном корпусе с плазматроном располагается дуговая цилиндрическая камера, которая имеет небольшой диаметр, а также выходной канал, создающий форму дуги. Электрод располагается в тыльной части дуговой камеры. Как правило, образование плазменной дуги между электродом и элементом – это сложный процесс. Для решения данной проблемы, в самом начале обработки металла, между электродом и наконечником зажигается обычная дуга, а уже во время касания ее факела, станок плазменной резки формирует рабочую плазменную дугу. В это время обычная дуга – отключается.

По окончанию данного процесса столб дуги заполняет полностью канал, который ее формирует. При помощи дуги, нагревается плазмообразующий газ, после чего он ионизируется и становится больше в объем за счет теплового расширения. Это позволяет дуге выходить из плазматрона со скоростью до 4 км/с. Температура, которая возникает в плазменной дуге, может достигнуть барьер от 25000 до 35000 градусов Цельсия. 

Электроды, установленные на оборудование плазменной резки листа металла, изготавливаются из меди, гафния, вольфрама (активированного иттрием и лантаном), а также других металлов.

Количество тепла, которое необходимо для выполнения разреза металла плазменной дугой определяется при помощи следующей формулы:

qр = Vр•F•γ•c•[(Tпл–T0)+q]•4,19

где, qр - оптимальная тепловая мощность.
F – размер места сечения обрабатываемой заготовки (см²);
Vр – скорость резки (см/с);
γ – плотность обрабатываемого металла (г/см³);
с – теплоемкость металла, Дж/(г•°С);
Тпл – температура плавления материала (°С);
T0 – температура металла во время начала резки (°С);
q – невидимая теплота при плавлении (°С).

С увеличением силы тока в плазмообразующем газе, растет скорость потока плазмы, которая распыляет металл и уменьшается с увеличением диаметра сопла плазматрона. 

Для произведения разреза без окалины и деформации, плазменная резка с ЧПУ должна осуществляться на станке с высокой скоростью резки и силы тока. Для того, чтобы быть уверенным в этом, следует выполнить некое количество разрезов при высокой силе тока, а уже после снизить силу учитывая скорость движения плазмы. 

Плазменная резка металла с ЧПУ, алюминия и его сплавов выполняется разными способами в зависимости от толщины: от 1-10 мм – выполняется в азоте, от 20-100 мм – азот с присутствием водорода, от 100 мм и выше – выполняется в аргонно-водородных смесях. Также в некоторых случаях применяется плазматрон с дополнительной дугой сжатого воздуха. Для дальнейшей механизации, а также для разделительной при подготовке деталей используется воздушно плазменная резка металла. Используя способ воздушно плазменной резки, хорошее качество реза можно достигнуть только для толщины изделия до 30-35 мм. А сила тока должна составлять не более 200 А.

Плазменная резка листа меди осуществляется при помощи сжатого воздуха. Медь обладает высокой теплопроводностью и теплоемкостью, поэтому для плазменной резки листа требуется более мощная дуга, в отличие от обработки материала из стали. Во время обработки меди воздушно-плазменной резкой, на концах заготовки образуются легко удаляемый ненужный материал.

Машина плазменной резки с ЧПУ, используемая для резки высоколегированных сталей применяется только для толщин до 100 мм. Для толщины менее 60 мм, применяется ручная плазменная резка металла.

Для резки нержавеющей стали, чаще всего используется портальная плазменная резка. Если толщина заготовки до 20 мм. – резка выполняется в азотной среде, 20-55 мм – используя водородно-азотную смесь. Не исключено использование сжатого воздуха. 

Низкоуглеродистая сталь разрезается с использованием сжатого воздуха. При этом, она способна произвести разрез стали толщиной до 40-45 мм. 

Во время резки углеродистой стали, также может использоваться сжатый воздух, а также азотно-кислородные смеси и даже чистый азот. 

Преимущества плазменной резки в сравнении с способами газовой резки металлов:

• короткое время прожига.

• скорость резки значительно выше, как для малой, так и для средней величины деталей.

• универсальность - используется для обработки чугуна, стали, алюминия, меди и других материалов.

• маленький уровень загрязнения окружающей среды.

• возможность осуществлять разрез деталей различной формы.

• обеспечивает безопасность (отсутствие баллонов с газом).

Цена на услуги плазменной резки металла зависит, как от строения самого металла, так и от сложности его обработки. Плазменная резка в Санкт-Петербурге осуществляется при помощи высококачественного оборудования и квалифицированных рабочих по приемлемой цене.