Теория плазменной резки

Плазменная резка допустима для обработки практически любых разновидностей металла и сплавов. Это универсальный способ сварки и резки, широко применяемый в промышленных и бытовых целях.

К преимуществам плазменной резки относятся следующие факторы:

  • Высочайшая производительность — в 10 раз быстрее механической и в 4 — лазерной;
  • Экономичность — в среднем, в 4-6 обходится дешевле традиционных способов обработки;
  • Эффективность и отсутствие побочных эффектов;
  • Идеальная ровность краев, не требующая дополнительной обработки;
  • Оптимальная точность изготовления деталей;
  • Возможность наладки серийного изготовления деталей;
  • Непревзойденная масштабируемость.

Конечно, есть у плазменной резки и некоторые недостатки, но при профессиональном подходе они практически незначительны.

Станок с ЧПУ плазменной резки Плазмакрой 3000м   Станок с ЧПУ плазменной резки Плазмакрой 3000м   img_7699

Что такое плазменная резка?

Прежде, чем разъяснять принцип плазменной резки, необходимо разобраться в том, что из себя представляет плазма. В повседневности чаще всего приходится иметь дело лишь с тремя состояниями веществ — твердое, жидкое и газообразное, и каждое из них — переходящее. То есть лед при воздействии определенных температур становится жидкостью, которая под воздействием еще более существенных температур превращается в пар. Так вот, если на пар воздействовать еще более критичными температурами, то он становится плазмой — рабочим элементом плазменной резки.

Подобное видоизменение происходит ввиду того, что пар ионизируется и приобретает свойства электропроводника, которые позволяют передавать весь энергетический потенциал от источника питания к материалам-проводникам, что, в свою очередь, и обеспечивает предельно точную, динамичную, экономичную и эффективную резку металлов, сплавов, в сравнении с традиционными способами обработки.

Плазменная дуга, которая и является основным элементом при плазменной резке, формируется в результате пропускания газовых смесей или чистых газов через специальные сопла, распложенные в плазмотроне. Выход газа сопровождается высочайшим давлением, а также подачей тока, благодаря чему и образуется электродуга — плазменная струя. Отдельно необходимо отметить, что для достижения рабочего состояния плазме нужно достигнуть критических температур — не менее 22 000С0.

Из чего состоит система плазменной резки?

  1. Источник питания — отвечает за преобразование одно-/трехфазового тока в постоянный, который обеспечивает стабильности плазменной дуги в период всей работы по обработке изделий. Источник питания отвечает и за регулирование силы подачи тока в соответствии с техническими и физико-химическими свойствами обрабатываемых изделий.
  2. Система поджига дуги — отвечает за генерирование тока, образовывающего искру, зажигающую плазменную дугу.
  3. Плазмотрон — предназначен для усреднения температуры расходных элементов, к которым относятся электроды, завихрители, сопла, колпачки.

От качества расходных материалов зависит и качество плазменной резки, поэтому рекомендуется выбираться продукцию проверенных брендов.

Традиционные и высокоточные системы плазменной резки

Традиционные системы плазменной обработки предполагают подачу плазменного газа из окружающей среды. Рабочие показатели таких устройств около 12-20 тысяч А/м2, они применяются для ручной резки, а также в некоторых небольших механизированных установках.

Высокоточные системы применяются для максимально качественной обработки металлов и сплавов. Конфигурационное исполнение подобных аппаратов характеризуется технологичностью и предполагает наличие дополнительных элементов, обеспечивающих сосредоточение плазменных дуг, которые имеет силу тока не менее 40 А на 6,5см2. Для обеспечения максимально эффективной резки применяются газы, очищенные воздушные массы и газовые смеси.

Ручная резка

Как правило, предполагает соприкосновение электродов и сопла. Через точку контакта проходит постоянный ток, активируя струи плазменного газа. При достижении требуемого уровня давления, сопло и электроды разъединяются, за счет чего образовывается электрическая искра, преобразующая потоки воздушных масс в плазменные струи.

Ввиду перечисленных особенностей действия перечисленных видов резки можно выявить плюсы и минусы каждого способа обработки металлов и сплавов, определив наиболее эффективный, действенный и рациональный для каждого конкретного случая.

Высокоточная плазменная резка

Подразумевает расположение электродов и сопла непосредственно в плазмотроне, но при этом данные элементы не соприкасаются, благодаря разделительному завихрителю, имеющему специальные отверстия вентиляционного типа. Последние и отвечают за преобразование плазменного газа в вихревые потоки. Сопла подключаются к положительным потенциалам источника энергии, а электроды — к отрицательным.

howplasmaworks1

Затем система поджига запускает искру высокочастотного типа, ионизирующую плазменный газ. При этом искра становится проводником от электродов к выходному соплу и образует вспомогательную плазменную дугу.

howplasmaworks2

После контакта вспомогательной плазменной дуги с обрабатываемой поверхностью контур тока переходит с электродов к рабочему изделию. Это приводит к отключению высокочастотного заряда и активизации контура вспомогательной плазменной дуги.

howplasmaworks3

В ходе обработки изделия постоянный ток постепенно увеличивается до заданной величины, изменяет начальную скорость подачи газа до той, которая подходит для конкретного материала. Сквозь специальный защитный колпачок подается вспомогательный поток защитного газа в обход рабочего направляющего сопла.

howplasmaworks4

За счет особой формы и небольшого размера защитного колпачка газ точечно концентрирует плазменную дугу, обеспечивая высокоточную, аккуратную и чистую обработку металлов и сплавов с практически нулевыми углами скоса и минимальной шириной разреза.

howplasmaworks5