Плазморіз: будова, принцип роботи, вибір апарата
Зміст:
- Як працює плазморіз
- Види плазморізів
- Який плазморіз вибрати?
- Питання, що часто задають про плазморізи
Плазморізи — обладнання, що призначене для різання металу за допомогою плазми. Область використання плазморізів достатньо широка. Вони використовуються в металообробній промисловості для точного розкрою металевих листів, фігурного різання, обробки литих деталей та ін. Різання металу — одна з найбільш частих процедур при його обробці. Технології, які використовуються в плазморізі, дозволяють проводити різання швидко та якісно.
При розрізанні металу плазморізом використовується дуже гаряча плазма, яка під тиском виходить з апарату. Вона може формуватися зі звичайного повітря або зі спеціального газу — кисню, аргону, азоту.
Плазморіз складається з кількох елементів:
- інверторний апарат;
- повітряний компресор, що подає повітря, або балон зі стислим газом;
- плазмотрон (різак);
- кабелі та шланги.
Як працює плазморіз
Зрозуміти основні принципи роботи плазморіза можна познайомившись з технологією плазмового різання. Ми почнемо з того, що роздивимося поняття плазми. Плазма — сильно нагріте іонізоване повітря або газ, електропровідність якого практично дорівнює електропровідності металу. Це дозволяє йому виступати провідником дуги.
Різка плазморізом передбачає використання газоелектричної горілки, яка використовує звичайну зварювальну дугу. Щоб забезпечити необхідні умови для її виникнення, потрібно виконати наступні дії:
- З’єднати стрижень з вольфраму з негативним контактом джерела постійного струму.
- Під’єднати полюс зі знаком «плюс» до сопла горілки або виробу, що розрізається.
- Подати в горілку газ.
Унаслідок виконання цієї послідовності між вольфрамовим стрижнем та соплом виникає електродуга. Стисле повітря, що поступає з компресора або балона, створює в соплі високий тиск, а при взаємодії з електродугою він переходить в стан плазми. Її температура може досягати 30 000°С та навіть вище. Це дозволяє з легкістю різати метал. Одна з особливостей плазми — електропровідність не гірша, ніж у металу. Швидкість плазмового потоку складає 2-3 метри в секунду.
Під час роботи з плазморізом метал розплавляється під дією високотемпературної плазми. При цьому виникає невелика окалина, яку одразу ж здуває потік стислого повітря. Чим вужчий діаметр сопла, тим більше буде тиск і тим швидше буде розрізатися метал. Щоб сформувати електродугу високої якості, використовують тангенційну або вихреву подачу повітря.
Значна перевага того, як плазморіз ріже метал, полягає в тому, що в процесі роботи метал нагрівається локально і не деформується.
Види плазморізів
За типом різання:
- Для ручного різання. Мають невеликий розмір, застосовуються на виробництвах невеликого масштабу, СТО, для особистого використання. Навіть порівняно малопотужні інверторні плазморізи здатні різати металеві вироби товщиною до 30 мм. Вони справляються з листовим металом, трубами та різними конструкціями. Це ті плазморізи, які купують для використання в гаражі або вдома.
- Для автоматичного різання. Застосовуються в стаціонарних установках, що керуються ЧПК. Використовуються для автоматичного розкрою металу. Як правило, в таких плазморізах використовується кілька змінних сопел.
За типом газу, що використовується:
- На стислому повітрі. Це найпопулярніший тип плазморізів. Їхні основні переваги — проста конструкція, невисока вартість, легке керування. Вони можуть використовувати як звичайне, так і очищене стисле повітря.
- На аргоні, кисні, азоті. Застосовуються в системах високої складності та в крупних автоматичних верстатах. Можуть використовуватися для різання кольорових металів або сплавів. Потребують більш точного налаштування, ніж плазморізи на стислому повітрі.
За типом запалювання дуги:
- Контактні. Потребують контакту між соплом та матеріалом для виникнення дуги.
- Пневматичне запалювання. Всередині плазмотрона формується стартова дуга, яку також називають черговою. Вона формується без контакту з металевою деталлю, а також не передбачає подачу розряду з високою частотою, який може зашкодити електроніці.
- Високочастотне запалювання. Для виникнення дуги використовується осцилятор. З’являється вона тільки тоді, коли між різаком та поверхнею деталі проходить розряд високої частоти. Стартова дуга виникає за командою оператора, а робоча дуга з’являється автоматично, коли сопло наближається до деталі.
За типом охолодження:
- Повітряне. Сопло охолоджується по мірі проходження крізь нього робочого газу або повітря.
- Рідинне. Необхідно для охолодження потужних пристроїв, які використовують струм силою від 150 А.
Читайте також: Види і типи зварювальних апаратів
Який плазморіз вибрати?
Щоб зрозуміти, як правильно вибрати плазморіз, який буде підходити для вирішення ваших завдань, потрібно розібратися з декількома критеріями вибору.
Вибір плазморіза за технічними характеристиками
Тип металу та його товщина
Щоб розрізати кольоровий метал, потрібна сила струму, в 1,5 рази вища за ту, що знадобиться для такої ж товщини чорного металу:
- Сталь та сплави на її основі потребують 4 ампери на кожен міліметр товщини. Тобто, для розрізання 10-міліметрового шматка металу знадобиться сила струму щонайменше 40 ампер.
- Для кольорового металу потрібно 6 ампер на кожен міліметр. Для тих самих 10 міліметрів, але вже мідної деталі, знадобиться 60 ампер.
Робочий цикл
В технічних характеристиках кожного плазморізу при покупці вказують максимальну тривалість роботи без перерви. Якщо необхідно працювати довго (тривалість вмикання від 80%), то необхідно вибрати потужну модель.
Моменти, які потрібно враховувати при виборі
- Плазморізи, навіть з невеликою силою струму, споживають близько 4 кВт. При вмиканні обладнання в побутовій мережі переконайтесь, що вона зможе витримати таке навантаження.
- Після того, як ви розрахували необхідні технічні характеристики, виходячи з товщини металу, що розрізається, додайте до них близько 30%. Це дозволить використовувати обладнання не на граничних потужностях. Такий підхід забезпечить щадний режим експлуатації та подовжить термін життя плазморіза.
- Щоб працювати було зручніше, вибирайте довжину плазмотрона приблизно однакову з відстанню від апарату до місця роботи. Якщо ви оберете надто довгий шланг «з запасом», працювати буде незручно, тому що він буде плутатися. Крім того, чим довший шланг, тим більше буде втрачатися тиск повітря.
Читайте також: Як вибрати зварювальний апарат?
Питання, що часто задають про плазморізи
Чим плазморіз краще за газовий різак?
При роботі плазморізом, на відміну від використання газової горілки, на металі не виникає велика кількість напливів, окислів та окалин, різ виходить більш чистим. Плазморіз також здатний різати більш товстий метал, ніж газовий різак, та працювати з кольоровими металами.
Чим плазморіз відрізняється від зварювального апарату?
В зварювальному апараті не використовується стисле повітря для утворення плазми. Унаслідок, метал плавиться, але не видувається з області обробки. Це дозволяє утворити зварювальну ванну. А от при роботі плазморізом струмінь плазми під високим тиском ріже метал. Таким чином, дія плазморізу протилежна дії зварювального апарату.
Яку товщину металу може розрізати плазморіз?
Це залежить від сили струму, з якою може працювати апарат. При розрізанні чорного металу показник складає 4 А на 1 мм, а при різанні кольорових (мідь, алюміній і т.п.) — 6 А на 1 мм. Тобто, плазморіз з силою струму 60 А зможе розрізати 15 мм чорного металу або 10 — кольорового.