Назад в новости
4175

Плазморез: строение, принцип работы, выбор аппарата

Содержание:

Плазморезы — оборудование, предназначенное для резки металла с помощью плазмы. Область использования плазморезов довольно широка. Они используются в металлообрабатывающей промышленности для точного раскроя металлических листов, фигурной резки, обработки литых деталей и пр. Резка металла — одна из наиболее часто требуемых процедур при его обработке. Технологии, которые используются в плазморезе, позволяют проводить резку быстро и качественно.

При разрезании металла плазморезом используется очень горячая плазма, которая под давлением выходит из аппарата. Она может формироваться из обычного воздуха или из специального газа — кислорода, аргона, азота.

Плазморез состоит из нескольких элементов:

  • инверторный аппарат;
  • воздушный компрессор, подающий воздух, или баллон со сжатым газом;
  • плазмотрон (резак);
  • кабели и шланги.

Схема плазмореза

Как работает плазморез

Понять основные принципы работы плазмореза можно познакомившись с технологией плазменной резки. Мы начнем с того, что рассмотрим понятие плазмы. Плазма — сильно нагретый ионизированный воздух или газ, электропроводность которого сравнима с электропроводностью металла. Это позволяет ему выступать проводником дуги.

Принцип работы плазмореза

Резка плазморезом подразумевает использование газоэлектрической горелки, которая использует обыкновенную сварочную дугу. Чтобы обеспечить необходимые условия для ее возникновения, нужно выполнить следующие действия:

  1. Соединить стержень из вольфрама с отрицательным контактом источника постоянного тока.
  2. Присоединить полюс со знаком «плюс» к соплу горелки или разрезаемому изделию.
  3. Подать в горелку газ.

В результате выполнения этой последовательности между вольфрамовым стержнем и соплом возникает электродуга. Сжатый воздух, поступающий из компрессора или баллона, создает в сопле высокое давление, а при взаимодействии с электродугой он переходит в состояние плазмы. Её температура может достигать 30 000°С и даже выше. Это позволяет с легкостью резать металл. Одна из особенностей плазмы — электропроводность не хуже, чем у металла. Скорость плазменного потока составляет 2-3 метра в секунду.

Во время работы с плазморезом металл расплавляется под воздействием высокотемпературной плазмы.При этом возникает небольшая окалина, которую тут же сдувает поток сжатого воздуха. Чем уже диаметр сопла, тем больше будет давление и тем быстрее будет разрезаться металл. Чтобы сформировать электродугу высокого качества, используют тангенциальную или вихревую подачу газа/воздуха.

Значительное преимущество того, как плазморез режет металл, состоит в том, что в процессе работы металл нагревается локально и не деформируется.

Как работает плазморез - фото

Виды плазморезов

По типу резки:

  • Для ручной резки. Обладают небольшим размером, применяются на производствах небольшого масштаба, СТО, для личного использования. Даже сравнительно маломощные инверторные плазморезы способны резать металлические изделия толщиной до 30 мм. Они справляются с листовым металлом, трубами и различными конструкциями. Это те плазморезы, которые покупают для гаража или дома.
  • Для автоматической резки. Применяются в стационарных установках, управляемых ЧПУ. Используются для автоматического раскроя металла. Как правило, в таких плазморезах используется несколько сменных сопл.

По типу используемого газа:

  • На сжатом воздухе. Это самый популярный тип плазморезов. Их основные преимущества — простая конструкция, невысокая стоимость, легкое управление. Они могут использовать как обычный, так и очищенный сжатый воздух.
  • На аргоне, кислороде, азоте. Применяются в системах высокой сложности и в крупных автоматических станках. Могут использоваться для резки цветных металлов или сплавов. Нуждаются в более точной настройке, чем плазморезы на сжатом воздухе.

По типу поджига дуги:

  • Контактные. Требуют контакта между соплом и материалом для появления дуги. 
  • Пневматический поджиг. Внутри плазмотрона формируется стартовая дуга, которую также называют дежурной. Она формируется без контакта с металлической деталью, а также не предполагает подачу разряда с высокой частотой, который может повредить электронику.
  • Высокочастотный поджиг. Для образования дуги используется осциллятор. Появляется она только тогда, когда между резаком и поверхностью детали проходит разряд высокой частоты. Стартовая дуга возникает по команде оператора, а рабочая дуга появляется автоматически, когда сопло приближается к детали.

По типу охлаждения:

  • Воздушное. Сопло охлаждается по мере прохождения через него рабочего газа или воздуха.
  • Жидкостное. Необходимо для охлаждения мощных устройств, которые используют ток силой от 150 А.

Читайте также:  Виды и типы сварочных аппаратов

Какой плазморез выбрать?

Чтобы понять, как правильно выбрать плазморез, который будет подходить для решения ваших задач, нужно разобраться с несколькими критериями выбора.

Как выбрать плазморез

Выбор плазмореза по техническим характеристикам

Тип металла и его толщина

Чтобы разрезать цветной металл, потребуется сила тока, в 1,5 раза превышающая значение необходимого тока для той же толщины черного металла:

  • Сталь и сплавы на ее основе требуют 4 ампера на каждый миллиметр толщины. То есть, для разрезания 10-миллиметрового куска металла потребуется сила тока минимум 40 ампер.
  • Для цветного металла нужно 6 ампер на каждый миллиметр. Для тех же 10 миллиметров, но уже медной детали, понадобится 60 ампер.

Рабочий цикл

В технических характеристиках каждого плазмореза при покупке указывается максимальная продолжительность работы без перерыва. Если необходимо работать подолгу (продолжительность включения от 80%), то необходимо выбрать мощную модель.

Моменты, которые нужно учитывать при выборе

  • Плазморезы, даже с небольшой силой тока, потребляют около 4 кВт. При включении оборудования в бытовой сети убедитесь, что она сможет выдержать такую нагрузку.
  • После того, как вы рассчитали необходимые технические характеристики, исходя из толщины разрезаемого металла, добавьте к ним около 30%. Это позволит использовать оборудование не на предельных мощностях. Такой подход обеспечит щадящий режим эксплуатации и продлит срок жизни плазмореза.
  • Чтобы работать было удобнее, выбирайте длину плазмотрона примерно равную расстоянию от аппарата до места работы. Если вы выберете чересчур длинный шланг, «с запасом», работать будет неудобно, так как он будет путаться. Кроме того, чем длиннее шланг, тем больше будет теряться давление воздуха.

Читайте так же:  Как выбрать сварочный аппарат?

Часто задаваемые вопросы о плазморезах

Чем плазморез лучше газового резака?

При работе плазморезом, в отличие от использования газовой горелки, на металле не образуется большое количество наплывов, окислов и окалин, рез выходит более чистым. Плазморез также способен резать более толстый металл, чем газовый резак, и работать с цветными металлами.

Чем плазморез отличается от сварочного аппарата?

В сварочном аппарате не используется сжатый воздух для образования плазмы. В результате, металл плавится, но не выдувается из области обработки. Это позволяет образовать сварочную ванну. А вот при работе плазморезом струя плазмы под высоким давлением режет металл. Таким образом, действие плазмореза противоположно действию сварочного аппарата.

Какую толщину металла может разрезать плазморез?

Это зависит от силы тока, с которой может работать аппарат. При резке черного металла показатель составляет 4 А на 1 мм, а при резке цветных (медь, алюминий и т.п.) — 6 А на 1 мм. То есть, плазморез с силой тока 60 А сможет разрезать 15 мм черного металла или 10 — цветного.