Плазменная резка металла

Наша компания «УралСтройСварКомплект» предоставляет услуги плазменной резки металла. В нашем распоряжении имеется современное оборудование, которое позволяет быстро и без дефектов осуществлять резку, получая качественные изделия. На сварочном участке нашей производственной площадки работают высококвалифицированные специалисты.

Плазменная резка металла

Плазменная резка металла является самым эффективным и популярным способом термической раскройки металлических листов, толщина которых составляет от 1 — 40 мм. Резку выполняют плазменной струей, которая образуется когда газ подается на электрическую дугу, формирующуюся между металлической поверхностью и электродом. При необходимости, станок оснащают специальным резаком, который способен раскраивать металл толщиной до 120 мм.

Технология плазменной резки подходит для работы с высоколегированной сталью. Главное ее преимущество, в сравнении с использованием газовых резаков, заключается в минимальной области прогрева. Это позволяет быстро разрезать металл, не допуская деформации в связи с воздействием высокой температуры. Механические способы резки (при помощи «болгарки» или специального станка) также проигрывают использованию плазмы, ввиду того, что плазмотрон может осуществлять разрезы сложного рисунка, что позволяет получать цельные формы, минимизируя отходы материала.

Преимущества плазменной резки металла от «УралСтройСварКомплект»

Достоинства используемой нами технологии:

  • высокая производительность;
  • возможность производить качественную резку любых металлов и сплавов;
  • компенсация конусности в процессе резки металлических листов толщиной до 25 мм;
  • аккуратность кромок;
  • минимальная область нагрева рабочей области металла толщиной от 4 мм;
  • возможность выполнения отверстий в металлических изделиях толщиной 6 — 25 мм с диаметром равным глубине;
  • оптимальная цена обработки металла толщиной 1-40 мм.

Мы можем раскраивать любые листы стандартных размеров, а также большинство нестандартных изделий, благодаря размерам рабочей зоны, которая составляет 2000*6000 мм. Плазменные источники нашего оборудования имеют суммарную мощность 105 А (2*600А). Этот показатель позволяет осуществлять вертикальный рез от кромки обрабатываемых листов.

Мы предлагаем:

Оптимальный расход материала

Оптимальный расход материала

Четкое соблюдение сроков

Соблюдение сроков

Высокое качество изделий

Высокое качество изделий

Приятные цены

Приятные цены

Что представляет собой плазма

Плазма — одно из агрегатных состояний вещества. В быту можно встретить вещества жидкие, твердые и газообразные. Когда энергия поступает или, наоборот, теряется, вещество переходит от одного агрегатного состояния к другому. К примеру, теряя тепло, вода из жидкого состояния преобразуется в твердое (лед). При воздействии тепла она превращается в пар. Если же тепла будет гораздо больше, пар станет ионизироваться и приобретет электропроводность, став плазмой. В процессе плазменной резки используется газ, проводящий электричество в целях передачи энергии к материалу, служащему проводником, от источника электропитания. Это позволяет достичь более качественной и быстрой резки в сравнении с газовой технологией.

Плазменная дуга образуется, когда через узкое сопло плазмотрона пропускают газы, такие как кислород, аргон, азот или обычный воздух под высоким давлением. На поток сжатого газа подают напряжение, создавая электродугу. Таким образом образуется «струя плазмы», которая моментально доходит до температуры около 22000 C. Ее достаточно для того, чтобы легко разрезать рабочее изделие и сдуть расплавленный металл.

Принцип плазменной резки металла

Усиление электродуги с помощью разгона газа под значительным давлением приводит к увеличению температуры режущего элемента в разы. За счет этого резка производится быстро, а высокая температура не распространяется на остальную площадь изделия, несмотря на высокую теплопроводность материала. Принцип плазменной резки позволяет избежать деформации конструкции, возникающей, например, при использовании пропан-кислородного пламени.

Услуги плазменной резки металла

Метод заключается в следующем:

  1. Требуемое напряжение выдается источником тока, который питается от 220 V в случае с небольшими моделями и от 380 V, если речь идет о промышленных установках.
  2. Кабели передают ток на плазмотрон — своеобразную горелку, которой орудует сварщик-резчик. Устройство оснащено катодом и анодом. Между этими электродами образуется электродуга.
  3. Воздух, нагнетаемый компрессорами, передается в аппарат по специальным шлангам. Плазмотрон оборудован завихрителями, служащими для закручивания воздуха. Пронизывающий электродугу поток ионизирует ее и значительно разгоняет температуру. Так образуется плазма. Эту дугу называют дежурной, так как ее функция заключается в поддержании работы.
  4. Зачастую используют кабель массы, подсоединенный к материалу, который подлежит резке. Когда плазмотрон подносят к изделию, происходит замыкание дуги между электродом и поверхностью металла. Эту дугу, в свою очередь, называют рабочей. Высокая температура и сжатый воздух рассекают металл, образуя аккуратный рез и незначительные наплывы, которые легко удаляются путем постукивания. При потере контакта с поверхностью, дуга возвращается в дежурный режим. Когда же контакт возобновляется, можно тут же продолжать процесс резки.
  5. По окончании работ, кнопку плазмотрона отпускают, и все дуги отключаются. После система продувается воздухом, чтобы удалить мелкие отходы и охладить электроды.

С помощью ионизированной дуги осуществляют не только резку, но и сварочные работы. Для их выполнения требуется специальная присадочная проволока, подходящая по составу к металлу, который нужно сварить, а воздух придется заменить на инертный газ.

Виды плазменной резки

Плазменную резку подразделяют на несколько типов по особенностям технологии и в зависимости от того, в какой среде происходит резка:

  • Простая резка. Процесс проходит в обычной атмосфере при действии воздушной струи или азота. Эта мера ограничивает длину дугового разряда. При толщине листа металла до 10 мм точность разреза параллельных поверхностей не уступает резке лазером. При производстве работ в качестве режущего элемента выступает кислород, что обеспечивает ровную кромку разрезаемой поверхности, отсутствие заусенцев и других погрешностей. Также данный способ позволяет выдержать низкое содержание азота в оксидном слое на кромке листа. Данная технология применяется при резке мягких и низколегированных сортов стали;
  • Резка в защитной атмосфере. Для защиты металла от чрезмерного окисления используют азот и инертные газы, например, аргон. Также эти газы служат плазмообразующими элементами. Этот способ обеспечивает точность резки и сохранение прочности кромки по разрезу;
  • С использованием воды. Наличие водной плёнки на металле предохраняет кромку от окисления и перегрева, служа охлаждающим веществом.

Кроме того, различают поверхностную резку и разделительную, которую и применяют на практике чаще всего.

По типу возникновения электрической цепи между электродами плазменная резка разделяется на два варианта:

  • Дуговой. При резке металл составляет часть электроцепи и разделяется за счёт сверхкритической температуры.
  • Струя. В этом случае дуговой разряд возникает напрямую между электродами, металл режется соприкосновением со струёй плазмы.

Эти технологии применяются в зависимости от толщины и сорта металла или условий производства работ.

Выгоды и преимущества плазмореза

Высокотемпературная дуга, применяемая в плазменной резке, позволяет раскраивать практически любые металлы, включая высоколегированные и тугоплавкие стали. Также этому виду резки легко поддаются металлы со значительным коэффициентом теплового расширения. Другие особенности:

  • резка диэлектрических материалов;
  • простота обучения персонала работе с плазморезным оборудованием;
  • высокая точность и быстрота резки;
  • различные очертания вырезаемых частей, фигурная нарезка материала;
  • отсутствие необходимости в тщательной обработке кромок разреза;
  • экологичность. Плазменное оборудование почти не загрязняет окружающую среду и не вредит здоровью рабочих;
  • пожарная и общая безопасность.

Также плазменная аппаратура отличается мобильностью т. к. имеет небольшие габариты и вес.

Технология плазменной резки

Плазменная резка происходит в простой последовательности действий:

  • Материал укладывается с просветом под ним на подкладках либо на краю верстака или стола. При этом должно быть свободное пространство с обеих сторон разрезаемого листа для плазменной дуги резака или необходимых действий.
  • Разметку линий разреза делают маркером (если позволяют свойства поверхности) или тонким мелом.
    Перед началом работ необходимо позаботиться о безопасности людей и сохранности оборудования. При этом важно, чтобы шланг газовой горелки не лежал поблизости от разреза и дуги, а также под ногами.
  • Во время резки обязательно надевать защитные очки, а лучше маску сварщика для защиты глаз и лица от интенсивных излучений.
  • При резке листов металла на полу нужно позаботиться о защите его поверхности от брызг раскалённого металла. Лучше всего делать эту работу на бетонном полу.
  • Вначале работы следует проверить аппаратуру, например, температуру водяных модулей и давление в компрессоре аппарата.
  • После запуска зажигания дуги плазмотрон помещается перпендикулярно поверхности разрезаемого листа. На точность отреза серьёзно не повлияет отклонение резака на угол в несколько градусов.
  • Разрез обычно ведут с края материала, в противном случае требуется просверлить в нужном месте отверстие, чтобы избежать погрешностей в резке.
  • Вести дугу по разрезу нужно на расстоянии не менее 4 мм от поверхности. При этом нужно удобно расположить руки с упором локтей на стол или другую поверхность.
  • Проводя разрез, нужно следить за возникновением прорезанной линии, чтобы в случае сбоя не повторять операцию заново.
  • При резке следует придерживать металл, чтобы отрезанные части не прогибались и не падали.
  • После окончания резки кромка материала отбивается молотком от окислов. При необходимости зачищается наждачной бумагой или кругом.

При производстве работ нужно учитывать требования инструкции по эксплуатации плазменного аппарата и техники безопасности.

Газы, применяемые для резки

Плазменная струя может образовываться на основе:

  • активных газов (воздуха, кислорода);
  • неактивных газов (водяного пара, азота, аргона, водорода).

Для черных металлов обычно применяют активные газы, а для цветных неактивные. Используемый тип газа выступает в качестве основного параметра, определяющего технологический потенциал всего процесса, так как формирует состав плазмообразующей среды. Параметры теплового потока, а также объема тепловой энергии варьируются в зависимости от использования сред различного состава. Необходимо применять оптимальные настройки для работы с материалами различного химического состава, степени поверхностного натяжения и вязкости. Это позволит регулировать степень прогрева и насыщения слоя газом. Смена газовой среды помогает быстро очищать область реза от плавленого металла, предотвращая появление наплывов внизу изделия.

Конструкцию механизма охлаждения в соплах выбирают, учитывая тип используемых газов, также как вариант крепления катодов, напор охлаждающей жидкости, циклограмму управления оборудованием и общую мощность устройства. Это помогает увеличить точность реза и снизить себестоимость работы.

Технологические газы имеют различные физические свойства: химическую реакционную способность, энергию ионизации и диссонации, теплопроводность. На основании этих параметров определяют пригодны ли они для резки конкретного материала.

Газовые среды, применяющиеся чаще всего:

  • Аргон. Один из инертных газов, обладающий большой атомной массой, благодаря которой он эффективно выталкивает расплавленный металл из области реза. Он способствует стабильному горению плазменной струи, увеличивая ее кинетическую энергию. Ввиду недостаточной теплопроводности, а также теплоёмкости его не используют без добавления других компонентов.
  • Водород. Ценится за высокую теплопроводность и способность диссоциировать в условиях высоких температур. Он как бы принимает на себя тепловую энергию из области реза, дополнительно охлаждая разрезаемый участок. В чистом виде он не применяется, так как не обладает необходимой атомной массой и не способен эффективно очищать зону реза от расплавленного металла.
  • Химически пассивный азот. Способен сохранять полную инертность при воздействии низких температур. Взаимодействие с металлом начинается только после нагрева. Хорошая теплопроводность и достаточная атомная масса позволяют ему использоваться без примесей.
  • Кислород. При контакте с металлом окисляет его. Процесс резки с использованием кислорода несколько медленнее по сравнению с другими.
  • Воздух. Содержит около 78% азота и 21% кислорода. Он совмещает свойства обоих газов и считается наиболее экономичным вариантом из всех газовых сред. Как правило, с его помощью режут нелегированные или низколегированные стали.
  • Газовые смеси. Чаще всего представляют собой смесь водорода и аргона. Соотношение компонентов определяется свойствами материала, который предстоит обработать и толщиной листа. Каждый газ имеет ограничение по процентному содержанию в смеси.

Технология плазменной резкиКаждый газ, создающий плазмообразующую среду, имеет оптимальную сферу применения:

  • коррозионностойкие сплавы раскраиваются с применением азота, если речь идет о работе в ручном либо полуавтоматическом режиме;
  • кислородная смесь хороша для работы с низколегированной сталью и не подходит для создания изделий из алюминия, меди, а также нержавеющей стали;
  • титан режется с использованием смеси водорода и азота;
  • листы сплавов с никелем и хромом толщиной до 6 мм могут обрабатываться с помощью азотно-водородной или аргоно-водородной смеси;
  • для алюминия оптимальными газами будут воздух, смесь азота или аргона с водородом. Азотно-водородная смесь предпочтительнее, так как позволяет получить более ровные края, независимо от качества металла.

Материалы, подходящие для обработки

Плазмотроном обрабатываются железоуглеродистые и низколегированные сплавы, нержавеющая сталь, а также алюминий. Каждая группа металлов имеет свои нюансы обработки:

  • Низкоуглеродистая сталь самый подходящий материал для данной технологии. Стандартизированные карты реза, параметры значений тока и скорости раскроя чаще всего создаются производителями оборудования именно под эту категорию.
  • Высокоуглеродистую и оцинкованную сталь также можно раскраивать плазмотроном, однако для этого придется производить специальную настройку оборудования. Режим резки подбирается в соответствии с составом конкретного материала.
  • Работа с высоколегированной сталью также потребует особых настроек. Отличия от параметров, заданных для черных металлов могут составлять до 20%. К использованию воздуха прибегают редко. В качестве рабочей среды преимущественно выступают смеси таких газов, как водород, аргон и азот. Благодаря этому в области реза сохраняется структура металла.
  • Обработка цветных металлов проходит в газовой среде. Алюминий, титан и медь не режут с помощью воздуха. Его применение увеличивает расходы и не позволяет добиться аккуратной кромки изделий.

Планирование процесса плазменной резки должно производиться таким образом, чтобы качество изделия отвечало требованиям ГОСТ 14792-80, то есть международному стандарту качества для плазменно-дуговой резки. Важно, чтобы в зоне реза отсутствовали трещины, а сам край может быть оплавленным и острым. Существуют определенные допуски на перпендикулярность, а также угловатость, регламентируемые стандартами.

Оборудование для плазменной резки металла

Современный рынок предлагает широкий выбор аппаратов, предназначенных для плазменной резки. Все варианты оборудования можно разделить на 2 основных типа:

  • косвенного действия (бесконтактный способ резки);
  • прямого (контактная резка).

Оборудование, относящееся к первому типу, используют для раскройки неметаллических изделий. Принцип его действия состоит в зажигании электродуги между электродом и соплом. Такая техника используется, в основном, на предприятиях. В личных мастерских ее практически не встретить.

Аппараты второго типа работают за счет формирования электродуги между электродом и площадью обработки. Разумеется такой эффект возможен только в случае с металлом. Газ в устройствах подвергается нагреву и ионизации на всем протяжении от электрода до детали и плазменная струя становится мощнее, в сравнении с первым вариантом. Ручная резка может выполняться только таким оборудованием.

Стандартный набор комплектующих аппарата плазменной резки, который работает контактным способом:

  • плазмотрон;
  • газовый баллон с компрессором, создающим струю воздуха необходимого давления и скорости;
  • источник питания;
  • рабочий газ;
  • кабели и шланги, соединяющие плазмотрон с его источниками питания.

Главный элемент устройств плазмотрон. Его наличие отличает данные аппараты от сварочных. Все плазмотроны и резаки включают следующие элементы:

  • электрод;
  • рабочее сопло;
  • изолирующий элемент с устойчивостью к высоким температурам.

Принцип плазменной резкиРасходные материалы для резки

Главным назначением плазмотрона является преобразование энергии электродуги в тепловую энергию плазмы. Газ либо воздушно-газовая смесь выходят из его сопла через отверстие небольшого размера и движутся по камере цилиндрической формы с зафиксированным электродом. Скорость движения рабочего газа, а также форма потока обеспечивается именно соплом. Операторы техники орудуют резаком вручную.

При учете, что плазменный резак держится оператором на весу, требуются усилия, чтобы добиться должного качества раскроя материала. При неумелом обращении края могут получиться неровными, иметь следы наплыва и рывков. Во избежание дефектов, применяются специальные упоры и подставки, которые позволяют обеспечить точность движения плазмотрона по заданной линии, а также фиксированное расстояние от сопла до поверхности детали.

Воздух или азот могут применяться для охлаждения или как рабочий газ. Также воздушно-газовую струю применяют, чтобы выдувать расплавленный металл из области реза. В случае использования обычного воздуха он поступает от компрессора, а подача азота осуществляется из газового баллона.

Источники питания

Всеми источниками питания для плазменных резаков используется сеть переменного тока. Часть устройств способна усиливать его, а другие преобразовывать в постоянный. Наиболее эффективными считаются те, что работают на постоянном токе. Оборудование на переменном токе годится только для работы с металлами, имеющими сравнительно низкую температуру плавления, таких как алюминий и его сплавы.

Если достаточно невысокой мощности струи плазмы, источниками питания могут выступать даже инверторы. Небольшие производства и личные мастерские оснащаются преимущественно именно таким питанием. Оно поддерживает стабильное горение электродуги и отличается высоким КПД. Оно не позволит раскроить толстый металлический лист, но является оптимальным для многих других задач. Инверторы также ценятся за свою компактность, мобильность и надежность в эксплуатации. Благодаря небольшим габаритам их можно носить с собой и осуществлять с их помощью работы в довольно тесных помещениях.

Трансформаторные источники питания имеют повышенную мощность, что позволяет осуществлять с их помощью не только ручную, но и механизированную резку. Эти аппараты имеют не только впечатляющую мощность, но и высокую надежность. Перепады напряжения, которые часто выводят из строя прочее оборудование, не нарушают работы трансформаторных источников.

Любой источник имеет такой значимый показатель, как продолжительность включения (ПВ). В случае с транформаторными источниками она составляет 100%. Это говорит о том, что они могут использоваться на протяжении полного рабочего дня без перерывов. Однако, существенным недостатком таких аппаратов является большое энергопотребление.

Если вас интересуют услуги плазменной резки металла, обращайтесь в нашу компанию «УралСтройСварКомплект». Вы гарантируем качественное выполнение работ в установленные сроки.