Особенность плазменной резки: виды плазморезов и принципы работы

Плазменная резка – вид термической обработки материала, отличающийся своей технологичностью и универсальностью. Применяют для раскроя практически всех металлов, а для обработки высоколегированной стали такая технология не имеет аналогов. Плазменные станки оснащены числовым программным управлением (ЧПУ), благодаря чему открывается возможность для фигурной резки и создания сложных узоров: достаточно ввести нужную программу и процесс запустится автоматически.

В сегодняшней статье подробнее рассмотрим особенности плазменных станков и разберем, какие характеристики важно учитывать при выборе оборудования.

Устройство станка для плазменной резки и принципы его работы

Плазменная резка осуществляется за счет быстрого нагрева металла до высоких температур. Материал расплавляется и удаляется обдувом в зоне раскроя. В качестве резца используют струи плазмы – ионизированный газ, разогретый до 5000 – 30000 ℃. Он на огромной скорости вырывается из сопла плазмотрона и контактирует с обрабатываемой поверхностью. Станок состоит из следующих основных элементов:

• Рабочая поверхность. Представляет собой стол с системой крепежа заготовки. Рабочее поле сильно отличается по габаритам и зависит от требований и возможностей конкретного производства;
• Направляющие приводы. Обеспечивают точное перемещение инструмента относительно заготовки, двигая резаком вдоль осей ;
• Панель управления (система ЧПУ). В нее входит компьютер, управляющий резаком. Оператор станка задает требуемые параметры, благодаря чему осуществляется высокоточная автоматизированная резка;
• Резак. Основной рабочий элемент, состоит из сопла, в котором формируются плазменные струи, электрода, генерирующего дугу и системы охлаждения; 
• Источник питания и газа. Отвечает за контроль давления и расход газа, необходимого для формирования плазмы.

При работе со станком между электродом и соплом генерируется дуга, которая контактирует с поверхностью заготовки. С этого начинается плазменная резка. Рабочий газ делится внутри плазмотрона на плазмообразующий и защитный поток. Первый отвечает за раскрой, а второй за охлаждение головки резака.

Виды плазмотронов

Существуют различные способы классификации плазмотронов. По способу генерации плазмы выделяют:

• Электродуговые – оборудованные как минимум одним катодом и анодом. В качестве охлаждающей жидкости выступает вода.
• Высокочастотные – используют индуктивную или емкостную связь с источником питания. В конструкции не предусмотрен катод – разрядные камеры изготавливают из кварцевого стекла или керамики. Для работы не требуется электрического контакта между электродами и плазмой, что позволяет избежать перегрева. Для охлаждения используется простая воздушная система.
• Комбинированные – сочетают использования токов высокой частоты и поддержание сжимаемого магнитным полем дугового разряда.

Существуют другие подходы к классификации плазменных резаков. Например, по способу получения дуги выделяют устройства с высокочастотным и пневматическим поджигом. В первом случае используется осциллятор (устройство для бесконтактного возбуждения сварочной дуги), во втором – происходит замыкание в единую цепь электрода, сопа и свариваемой поверхности.

Процесс плазменной резки

1. Создание программы резки, описывающей траекторию движения плазменной головки, скорость разреза и иные параметры.
2. Подача напряжения с помощью трансформатора или инвертора. Выбор источника питания зависит от нужд конкретного производства. Трансформатор предназначен для длительной работы и разрезает металл большей толщины, а инвертор обладает меньшим весом и стоимостью, но справляется только с тонкими заготовками.
3. Поступление тока в плазморез, разжигание первичной дуги.
4. Подача воздуха через компрессор. Под действием потока плазмы разогревается до заданной температуры, образуя дугу для раскроя.
5. Проверка изделия на неровность кромки по завершении обработки.

Стационарные, мобильные и промышленные плазморезы

Станки для плазменной раскройки делят на три группы, в зависимости от их габаритов и производственных мощностей:

• Устройства для ручной резки. Это небольшой блок питания с плазмотроном, газовой смесью и компрессором. Негабаритная аппаратура, недорогая, доступная для использования в любом помещении. Главный недостаток – малая мощность и невозможность добиться высокой точности, особенно при работе с толстыми металлами.
• Портативные установки. Среднее по весу и габаритам оборудование, оснащенное блоком ЧПУ. Управление осуществляется через встроенную клавиатуру и жидкокристаллический экран. Мобильные установки сочетают точность, скорость и качество раскроя, при этом все процессы автоматизированы, что позволяет добиться повторяемости узора. Но для промышленного массового производства такие станки не подойдут ввиду недостаточной мощности.
• Стационарные промышленные станки. Применяются на конвейерных линиях, отличаются исключительной точностью реза и запрограммированностью действий. Для работы с такой аппаратурой требуется специально обученный оператор. Стационарные плазменные станки дают максимально возможную точность раскроя, справляются с толстыми металлами, выполняют сложные орнаменты. Но стоить оборудование дорого и не всегда покупка будет оправдана.

Как выбрать станок для плазменной резки

Как мы видим, на рынке представлено огромное количество плазморезов, отличающихся по комплектации, мощности, габаритам и целям. При выборе устройства обращайте внимание на диапазон толщины обрабатываемого материала, решаемые задачи и условия эксплуатации. Основные характеристики, которые стоит учитывать:

• Производственные мощности. Примерно рассчитывайте, исходя из соотношения 4 ампера на 1 мм углеродистой стали и 6 ампер на 1 мм алюминия или нержавейки.
• Время беспрерывной работы. От данного параметра зависит, сможете ли вы получить требуемую деталь без прерывания цикла.
• Параметры сети и потребляемая мощность. Ваша сеть должна выдержать предполагаемую нагрузку и обеспечить стабильную и непрерывную работу станка.

Также обязательно изучите такие характеристики как размер рабочего стола, скорость перемещения головки, точность позиционирования.

На нашем производстве мы используем современные и мощные плазменные станки с рабочими столами до 12 метров, так что мы сможем реализовать даже самые амбициозные ваши цели.