Как работает плазморез по металлу?

RU0AOG › Блог › Плазморез

В это воскресенье (22-04-2018) наконец-таки попробовал, что такое плазморез.
Болгарка, конечно хорошо, но резать криволинейные резы ей не получается. Да и толстый металл тоже не особо порежешь. А мне нужно вырезать кусок ржавой рамы из УАЗика и вварить усиление…

В общем, приобрёл вот такого самого наидешманского китайца:

И попробовал порезать пластинку.
Первые впечатления:
1. Очень похоже на газовый резак, обязательно нужны защитные очки/маска. Я с непривычки наловился «зайцев».
2. Ещё толком не понял, что такое контактный поджиг. Пока зажигаю просто нажимая (удерживая) кнопочку и стукая соплом по металлу.

Рез металла толщиной 2 мм получился вот такой. Ток 25-30 А.
Поначалу, пока приноравливался как разжигать дугу, выжег целый кусок пластины:

С обратной стороны:

В конце рука пошла криво:

Горелку немного подпалил:

Пользуюсь одноцилиндровым компрессором с двиглом на 1,5 кВт. Производительность вроде бы 220 л/мин.
Его производительности хватает только-только.

Точнее, пока плазморез режет, а компрессор работает, то давление в баллоне компрессора поддерживается постоянным, т.е. не растёт и не падает. Я выставлял 4 очка.

02-05-2018
Разобрался, как надо резать.
Во-первых, головка плазмореза была собрана впопыхах, неправильно — центральный электрод касался сопла. Поэтому без зазора не резал. Пересобрал и всё завелось!
Режет аж бегом.
Во-вторых, начинать рез удобно на зачищенной поверхности. Коррозию или любое покрытие не любит — плохо зажигается дуга.
Но если начал резать, то дальше уже всё равно, есть покрытие или нет — прорезает и всё.
В общем виде это выглядит так:
— подключаем массу к детали,
— прижимаем головку плазмореза к поверхности детали так, чтобы был контакт головки с деталью. При этом струя из сопла должна иметь выход, иначе будет плавиться головка.
— нажимаем на кнопочку, включается продувка и идут разряды — через полсекунды загорается дуга и выдувает расплавленный металл детали.

Прорезал в трубе два отверстия.
Раз головка уже под-убитая — поначалу я резал с зазором, дуга гуляла по поверхности, часть отражалась обратно к соплу и подплавила его — то резал без предварительного насверливания. Хотя лучше всегда начинать рез с кромки, хотя бы просверленного отверстия или с края листа. Но мне надо было с середины.
Прорезал отлично.
И когда прижимаешь головку, то дуга горит внутри — защитные очки не нужны.
Я доволен, как слон!

18-05-2018
Пришли сопла. Буду пробовать.

05-09-2018
Случилось так, что болгарка откинула копыта. Пришлось резать уголки плазмой.

Это же просто удовольствие одно!
А когда потом стал резать длинный листовой металл — только тогда оценил удобство и быстроту относительно болгарки.
По деревянному брусочку режет ровно, края чуток оплавляет, они не острые.
Всё тихо, беспыльно и ровно. Красота!

14-04-2019
Напишу, как он режет толстый металл.
Максимум, что резал я — это полки швеллера с уклоном от 7 мм до 12 мм.
Получалось вот так:

12 мм резал на полном токе (43 А), но шло с трудом. Не сразу проплавляет и плохо выдувает (давление 4 ат).

Вчера нужно было вырезать в уголке 50х5 отверстие, резал так:

В процессе работы выключили свет, пришлось работать от бензогенератора по-очереди — сначала компрессор, потом 5-6 см режем, воздух кончается и опять: глушим плазму, качаем воздух…
В общем, от генератора на 2,5 кВт (3 кВт максималка) предельный рабочий ток получился 23 А.
При 25 А защита станции ещё не срабатывала, но отключался сам плазморез из-за снижения напряжения.

Жаль, не замерил потребляемый по сети ток… Но в принципе и так всё ясно.

23 А хватает чтобы прорезать 5 мм сталь

07-07-2019
Понадобилось разрезать железнодорожный башмак.

Толщина в месте реза — 15 мм.
Разрезал с превеликим трудом.

Пришлось повысить давление воздуха до 6 ат, иначе расплавленный металл не успевал выдуваться из реза.
Ток максимальный — 45 А.
В процессе сжёг два сопла, но рез проплавил.
Да, ещё возникает вопрос, что такое переключатель 2,5С — 5С ?
Это время продувки горелки после окончания реза. 2,5 или 5 секунд 🙂

Что такое плазморез и как работает плазменный резак по металлу?

Плазменная резка – одна из наиболее современных эффективных технологий, позволяющая работать с металлом, а также с некоторыми материалами, не проводящими ток, в том числе древесиной, пластиком и камнем.

Неудивительно, что метод пользуется спросом и активно применяется в различных сферах деятельности, в ЖКХ, в строительстве, промышленности. Главным устройством во всем процессе является плазморез, продуцирующий дугу, сформированную плазмой огромной температуры.

Дуга позволяет вести работу с высокой точностью, проводить раскрой не только по прямым линиям, но и формировать сложные фигуры.

Чтобы разобраться в тонкостях всего процесса, рассмотрим подробнее конструкцию устройства, а также основные принципы, на которых построено его функционирование.

Конструкция

Плазморезка сформирована следующими элементами:

1. Элемент питания, который отвечает за подачу тока той или иной силы. В качестве элемента применяют либо трансформаторы, либо инверторы.

Первый вариант характеризуется значительной массой, зато почти неуязвим для колебаний напряжения, а также дает возможность осуществлять рез металлических заготовок огромной толщины.

Инвертор – хороший выбор в том случае, если манипуляции ведутся с не слишком толстыми заготовками. Они экономичны в отношении потребления энергии, характеризуются высоким КПД и рекомендуются для использования в частном хозяйстве.

2. Плазмотрон. Основной элемент, посредством которого и ведется рез.

Корпус детали скрывает электрод, отвечающий за формирование мощной дуги. Сделан электрод из тугоплавкого металла, благодаря чему исключены его деформации и разрушения вследствие высокотемпературных нагрузок. Как правило, используется гафний, как наиболее прочный и безопасный материал.

На конце находится сопло, формирующее струю плазмы, с легкостью разрезающую заготовку.

Производительность и мощность устройства, во многом, определяется именно диаметром сопла. Чем шире сопло, тем больше воздуха оно пропускает за единицу времени, а увеличение объемов воздуха непосредственно увеличивает производительность. Наиболее распространенный диаметр – 3 миллиметра.

Точность работы зависит от конфигурации сопла, для проведения наиболее тонкой работы следует подбирать удлиненный элемент.

3. Компрессор. Его главная задача – нагнетание воздуха, без которого плазменный резак по металлу просто не может функционировать. Процесс построен на использовании газа для формирования плазменной струи и защиты.

Если сила тока устройства ограничена 200А, то необходим просто сжатый воздух, его достаточно и для отвода лишнего тепла, и для формирования струи. Такая модель – оптимальное решение в случаях, когда режутся заготовки не толще 5 сантиметров.

Установки промышленного типа используют не обычный сжатый воздух, а концентрированные газовые смеси на основе гелия, водорода, азота.

4. Комплекс кабелей и шлангов соединяет все модули между собой. Шланги транспортируют сжатый воздух, кабеля передают электрический ток.

Смотрите полезное видео, устройство и как работает плазменная резка:

Рабочий принцип

Теперь изучим непосредственно принцип работы устройства.

Когда оператор нажимает на клавишу розжига, элемент питания подает ток на плазмотрон. Это приводит к формированию первичной дуги огромной температуры, которая составляет от 6 до 8 тысяч градусов.

Формирование дуги между наконечником электрода и сопла происходит из-за того, что крайне трудно добиться такого результата непосредственно между заготовкой и электродом. Более того, если работа ведется с материалом, характеризующимся изолирующими свойствами, это просто невозможно.

Когда сформирована первичная дуга, к ней подается воздушная смесь. Данный воздух контактирует с ней, его температура растет, а объем – увеличивается, причем увеличение может быть даже стократным. Вдобавок к этому, воздух теряет свои диэлектрические свойства, ионизируется.

За счет того, что сопло имеет сужение к своему окончанию, воздушный поток разгоняется до 2-3 метров в секунду и вырывается наружу, имея температуру почти в 30 тысяч градусов. Из-за высокой степени ионизации и огромной температуры воздух называется плазмой, показатель электрической проводимости которой равняется этому параметру у обрабатываемого металла.

В момент соприкосновения с обрабатываемой поверхностью первичная дуга угасает, а дальнейшая работа ведется уже за счет вновь образованной режущей дуги. Именно она плавит или прожигает материал. Рез получается ровным, так как мощный воздушный поток сдувает с поверхности все появляющиеся частички.

Такое описание того, как работает система, является наиболее простым и распространенным.

Области применения

Теперь рассмотрим, что им можно делать:

• Оперативный рез больших объемов материалов.
• Изготовление листовых деталей, характеризующихся сложностью геометрии, вплоть до ювелирной и приборостроительной отрасли, где требуется максимальное соответствие исходным чертежам.

Штамповка в такой ситуации не применяется, так как данная технология, хоть и дешево, не обеспечивает достаточной точности. Плазморез же, несмотря на огромную температуру струи, нагревает обрабатываемый элемент точечно, что полностью исключает вероятность температурной деформации.

• Монтаж металлических конструкций. Плазморез исключает нужду в применении баллонов со сжатым кислородом и ацетиленом, что повышает степень безопасности и удобства, в особенности, если дело касается осуществления операций на высоте.
• Рез сталей высокой степени легирования. Механические способы в данном случае не подходят, так как прочность сталей огромна, инструмент, способный эффективно резать листы на их основе, будет стоить очень дорого, а изнашиваться – очень быстро.

Получается, что сферы использования разнообразны. Выполнение в металлических листах отверстий любой конфигурации, резка труб, уголков и заготовок другого сечения, обработка кромок кованых изделий с целью “спаивания” металла и закрытия его структуры – для всего этого плазморез подходит оптимально.

Основные инструкции

Несколько правил, позволяющие понять, как резать плазморезом эффективно и безопасно:

1. Необходимо контролировать расположение катодного пятна, оно должно соответствовать центру электрода. Достигается такая точность вихревой подачей воздуха. Отклонения в подаче приводят к тому, что происходит смещение плазменной дуги, она теряет стабильность горения. В некоторых случаях формируется вторая дуга, а в самой сложной ситуации устройство просто ломается.
2. Контроль над воздушным расходом дает возможность корректировать скорость потока плазмы, варьировать производительность.
3. Скорость реза напрямую влияет на толщину. Чем выше скорость, тем тоньше рез, ее уменьшение увеличивает ширину. Аналогичных результатов, большей ширины, можно достичь и увеличением силы тока.

Смотрите видео-урок работы плазморезом:

Заключение

Итак, мы разобрались, что такое плазморез.

Можно сделать вывод, что в ситуации, когда вам регулярно приходится работать с металлическими элементами, резать арматуру, трубы или другие детали, его помощь окажется полезной. Так что расходы на его покупку будут полностью компенсированы удобством и эффективностью дальнейшей работы.

Резка металла с помощью плазмореза

Содержание:

1. 1. Что нужно знать о безопасности?
2. 2. Как подготовить аппарат к работе?
3. 3. Как правильно подобрать силу тока?
4. 4. Как разжигать плазменную дугу?
5. 5. Как поддерживать расстояние между горелкой и металлом?

Плазменная резка получила широкое распространение в различных отраслях производства, ведь с ее помощью можно разрезать практически любые токопроводящие металлы: от алюминия и нержавейки до углеродистой стали и титана. Этот метод используют как на крупных предприятиях, так и в небольших частных мастерских. Овладев основными приемами плазменной резки, Вы сможете легко выполнять прямые и фигурные резы, делать проемы и отверстия в металлических заготовках, выравнивать кромки листов и выполнять более сложные работы. Впервые работая с плазморезом, хочется, чтобы результат оправдал ожидания. Но, к сожалению, не у всех начинающих резчиков это получается. Для примера приведем наиболее распространенный случай из практики. Пользователь работает с купленным недавно плазморезом. Но почему-то возникают проблемы: то дуга нестабильная, то пламя гаснет, то аппарат вовсе отключается. Возникает подозрение – некачественный ток в центральной электросети. Пока время уходит на поиск и устранение неполадок, работа стоит. А на самом деле причина может быть в другом. Сколько раз случалось, когда пользователи во всем винили центральную проводку, а на деле оказывалось, что было неправильно выставлено давление воздуха или сила тока. Чтобы такого не случилось, при работе с плазморезом нужно учесть множество нюансов.

Освоить азы технологии плазменной резки не так сложно, главное – детально во всем разобраться. Мы расскажем обо всем по порядку. А начать нужно с вопроса безопасности проведения работ. Ведь от соблюдения правил зависит Ваше здоровье.

Что нужно знать о безопасности?

Сначала перечислим факторы, которые представляют опасность при работе с аппаратом плазменной резки: электрический ток, высокая температура, ультрафиолетовое излучение, раскаленный металл. Чтобы защитить себя, нужно работать в специальной экипировке. Глаза должны быть защищены очками или щитком сварщика (стекла 4 или 5 класса затемнения), руки – перчатками, ноги – штанами из плотной ткани и закрытой обувью. Стоит отметить, что при работе с резаком образуется газ с примесями озона, водорода и частиц металла. Наиболее опасными являются окислы марганца, соединения кремния и хрома, окись титана, которые представляют угрозу не только для легких, но и для других внутренних органов. Чтобы не вдыхать эти вредные пары, нужно обеспечить в помещении хорошую вентиляцию, а на лицо надевать защитную маску.

Что касается электробезопасности, то нужно соблюдать несколько обязательных требований:

• Плазменная резка должна подключаться в сеть с предохранителем или автоматическим выключателем.
• Параметры тока в электросети должны соответствовать характеристикам устройства.
• Обязательно убедитесь в том, что обеспечено хорошее заземление розеток, а также рабочей подставки аппарата и находящихся поблизости металлических предметов.
• Проверьте электрические и силовые кабели на предмет повреждений. Не используйте их, если изоляция повреждена.

Ответственный подход и соблюдение мер безопасности помогут Вам избежать травм, а также снизить риск получения профессиональных заболеваний.

Как подготовить аппарат к работе?

Подробный алгоритм подключения плазмореза к электросети и источнику сжатого воздуха Вы найдете в инструкции, поэтому мы не будем заострять внимание на этом этапе. Лучше обозначим наиболее важные аспекты, которые напрямую влияют на качество выполнения работ.

Аспект 1: Установите аппарат таким образом, чтобы к его корпусу был обеспечен доступ воздуха для охлаждения. Это позволит трудиться продолжительное время и избежать отключений оборудования в связи с перегревом. При этом на него не должны попадать капли расплавленного металла и какие-либо жидкости.

Аспект 2: Позаботьтесь о подаче качественного воздуха от пневмосети или компрессора. Установите влагомаслоотделитель, чтобы частицы масла и воды не попали в резак. В противном случае увеличится износ расходных материалов, а также может прийти в негодность сам плазмотрон. Убедитесь, что давление подаваемого воздуха соответствует параметрам аппарата плазменной резки. При недостаточном давлении дуга будет нестабильна (появятся наплывы и шлак в месте реза), а при избыточном могут прийти в негодность важные рабочие элементы.

Аспект 3: Тщательно подготовьте заготовку перед тем, как ее резать. Если на поверхности есть краска или ржавчина, нужно ее счистить, чтобы при нагреве металла не выделялись ядовитые пары. Кроме того, не рекомендуется резать без предварительной очистки резервуары и емкости, в которых были горючие вещества.

Помните, что правильно проведенные подготовительные работы являются гарантией эффективности использования плазменной резки. Теперь перейдем к рассмотрению самого процесса резки металла.

Как правильно подобрать силу тока?

Чтобы получить ровный и аккуратный рез, без окалины, наплывов и шлака, нужно грамотно выставить на аппарате силу тока, необходимую для разрезания конкретной заготовки. Для этого нужно знать, какая сила тока приходится на расплавление 1 мм материала. Для разных видов металла будет свое значение:

• При работе с чугуном и сталью – 4 А.
• При работе с цветными металлами и их сплавами – 6 А.

К примеру, для обработки стального листа толщиной 20 мм на аппарате нужно выставить силу тока не менее 80 А, а для работы с алюминиевым листом такой же толщины – 120 А. Но это еще не все, что нужно учесть при работе. Чтобы металл успел расплавиться в месте реза, но при этом не деформировался при тепловом воздействии плазмы, важно подобрать оптимальную скорость ведения резака. Она может быть от 0,2 до 2 м/мин., в зависимости от выставленной силы тока, толщины заготовки и вида металла, Конечно, первое время новичку будет сложно измерить скорость и подобрать наиболее подходящую, это придет с опытом. А на первое время запомните простое правило: ведите горелку так, чтобы искры были видны с обратной стороны разрезаемой заготовки. Если их не видно – металл разрезан не насквозь, скорость большая. Но слишком медленное ведение резака, особенно при высокой силе тока, может стать причиной образования окалины, угасания дуги и ухудшению качества реза.

Как разжигать плазменную дугу?

Прежде чем приступать к резке, нужно сделать продувку резака газом. Для этого нажмите и отпустите кнопку поджига на резаке, плазмотрон перейдет в режим продувки. Выждите не меньше 30 секунд, прежде чем зажигать дугу, за это время из резака должен удалиться конденсат и инородные частицы. После этого можно нажимать на кнопку розжига – появится дежурная или, как ее называют, пилотная дуга. Как правило, пилотная дуга горит не более 2 секунд. Поэтому за это время должна зажечься рабочая дуга. У разных моделей плазморезов это происходит по-разному, в зависимости от типа поджига. Различают:

• Контактный – для получения рабочей дуги необходимо короткое замыкание, которое возникает следующим образом: после того, как зажглась дежурная дуга, при нажатии на кнопку блокируется подача воздуха – контакт замыкается. После автоматического открытия воздушного клапана контакт размыкается, а поток воздуха выводит искру из сопла. Между электродом с отрицательной полярностью и металлом с положительной полярностью возникает плазменная дуга. Помните, что контактный поджиг не значит, что нужно прислонять сопло к металлу.
• Бесконтактный – такой тип розжига используется в аппаратах, сила тока которых превышает 50 А (его еще называют осциллятором или высокочастотным зажиганием). Дежурная дуга имеет высокую частоту тока и высокое напряжение, она возникает между электродом и соплом. При приближении сопла к поверхности разрезаемой заготовки образуется рабочая дуга.

После зажигания рабочей дуги, пилотная гаснет. Если Вам не удалось с первого раза получить рабочую дугу, то нужно отпустить кнопку на резаке и вновь нажать ее – это будет новый цикл. Дуга может не разжигаться из-за недостаточного давления воздуха в пневмосистеме, неправильной сборки плазмотрона или неполадок в работе электроэлементов. Выключите аппарат, проверьте правильность подключения и давление на входе. Еще раз попробуйте осуществить розжиг.

Также стоит помнить, что в процессе резки рабочая дуга может гаснуть. Это может случиться по причине износа электрода, но чаще всего проблемы возникают при несоблюдении расстояния между резаком и деталью. Естественно, это сказывается на скорости выполнения работ и на качестве реза.

Как поддерживать расстояние между горелкой и металлом?

Бывают аппараты плазменной резки, которые рассчитаны на разрезание металла с упором на сопло, то есть, вплотную к заготовке – соблюдать расстояние не нужно. Но большинство моделей оборудования для этого не предназначено – сопло будет быстро изнашиваться, резак будет отключаться. Для них оптимальным расстоянием между заготовкой и соплом будет 1,6-3 мм. Если превысить его, то дуга будет затухать, придется поджигать ее снова – аккуратного реза не получится. Особенно важно поддерживать одинаковое расстояние при выполнении кропотливых работ, например, фигурной резки. Чтобы удерживать зазор, многие пользователи устанавливают на резак специальную дистанционную направляющую, и опираются ею на заготовку, а не соплом.

Не забывайте, что держать резак нужно таким образом, чтобы сопло было перпендикулярно заготовке. Угол отклонения не должен превышать 10-50 градусов, иначе рез будет неаккуратным. Если Вы режете металлическую заготовку, толщина которой не превышает 25% от максимально допустимой производителем, держите горелку не перпендикулярно поверхности, а под небольшим углом. Так Вы сможете избежать сильной деформации тонкого металла. При этом следите, чтобы расплавленный металл не попадал на сопло резака.

Помните, что сопло и электрод являются оснасткой, которая подвержена наибольшему износу при выполнении работ. Своевременно заменяйте эти элементы, согласно требованиям инструкции. Тогда во время плазменной резки будет обеспечена стабильная дуга, не будет наплывов и шлака на обрабатываемой поверхности – рез будет аккуратным и ровным.

Надеемся, что наша статья была Вам полезна, и эту информацию Вы будете успешно применять на практике. Подробнее о том, как использовать плазменную резку, Вы узнаете из инструкции конкретной модели аппарата. Соблюдая все правила Вы быстро «набьете руку» и будете справляться как с простыми работами, например, нарезкой профиля или металлических листов, так и с более сложными – вырезанием отверстий и различных фигур.

Все о плазморезе

Что такое плазморез, как работает он? Если говорить об этом инструменте, то необходимо отметить, что он является прибором, который использует достаточно узкий круг сварщиков. Для одноразового применения плазменный резак нигде и никогда не применяется. Потому что существуют инструменты, с помощью которых можно провести отрезные операции, не прибегая к дорогому варианту, к примеру, болгаркой.

Но если требования к скорости и объему проводимых процессов достаточно жесткие, то без плазмореза не обойтись. Поэтому его используют в машиностроительной промышленности, в изготовлении больших металлических конструкций, при резке труб и прочего.

Виды плазменных резаков и их назначение

На вопрос, как выбрать плазморез, необходимо ответить так, все будет зависеть от того, в какой области вы его собираетесь использовать. Потому что конструктивные особенности у разных видов сильно отличаются, у всех у них разный тип зажигания дуги и различная мощность системы охлаждения.

• Инструменты, работающие в среде защитных газов: аргон, водород, азот, гелий и так далее. Эти газы обладают восстановительными свойствами.
• Резаки, работающие в среде окислительных газов. Газы обычно насыщаются кислородом.
• Приборы, работающие со смесями.
• Плазменные резаки, работающие в стабилизаторах газожидкостного типа.
• Плазморезы, работающие со стабилизацией водной и магнитной. Специфичный инструмент, который редко используется, поэтому в свободной продаже трудно найти.

Существует еще одна классификация, которая делит плазморезы по виду используемого оборудования.

1. Инверторные. Экономичный вариант, который может резать металлические детали толщиною до 30 мм.
2. Трансформаторные. Производит резку металлов толщиною до 80 мм, менее экономичный вариант.

По типу контакта плазморезы делятся на контактные и бесконтактные. Из названий можно понять метод использования плазменного резака. В первом случае для него необходим контакт с обрабатываемым металлом, поэтому с его помощью можно отрезать изделия толщиною не более 18 мм. Во втором такого контакта не должно быть, зато толщина отрезаемой металлической заготовки может быть максимально возможной.

И еще один вид разделения – это по типу использования и возможностях потребления электроэнергии. Здесь две позиции: бытовой, работающий от сети переменного тока под напряжением 220 вольт, и промышленные (профессиональные), подключаемые к трехфазной питающей сети напряжением 380 вольт.

Внимание! Даже самый маломощный бытовой резак плазменного типа обладает мощностью 4 кВт. Поэтому при подключении его в бытовую электрическую сеть, необходимо удостовериться, что она сможет выдержать такую нагрузку.

Но данная нагрузка не единственная. В системе плазменной резки используется охлаждение, для чего в комплект к основному оборудованию прилагается компрессор, который также работает от электросети. И его мощность нужно учитывать, подключаясь к бытовой питающей сети.

Устройство плазмореза

Само название уже информирует о том, что резка металлов производится с помощью плазмы. А плазма – это ионизированный газ, который обладает высокой проводимостью электрического тока. И чем выше температура этого газа, тем выше проводимость, а значит, сила резки увеличивается.

Для процессов резки металлов используют воздушно-плазменную дугу. При этом электрический ток имеет непосредственное воздействие на металлические поверхности. То есть, принцип работы плазмореза такой:

• Плавление металла.
• Выдувание его жидкого состояния из зоны среза.

Состоит плазменный резак из:

• источника питания – это может быть сварочный трансформатор или инвертор;
• самого резака, который иногда называют плазмотроном;
• компрессора;
• шлангов.

Важно понять конструктивные особенности самого резака. Внутри него вставлен электрод, изготовленный из редких металлов, таких как бериллий, гафний, цирконий и так далее. Почему именно они? Потому что в процессе нагревания на поверхности такого электрода образуются тугоплавкие оксиды. Они своеобразная защита самого электрода, которая обеспечивает целостность материала, то есть, не разрушается. Но чаще всего в плазменных резаках устанавливаются электроды из гафния, потому что он не токсичен, как торий, и нерадиоактивен, как бериллий.

Немаловажное значение в конструкции резака играет и сопло, через который подается плазма на резку. Именно от него и зависят основные характеристики оборудования. А точнее сказать, от его диаметра и длины. От диаметра зависит мощность плазменного потока, а соответственно и быстрота среза и ширины срезанной канавки. Конечно, от этого зависит и скорость охлаждения заготовки. Чаще всего на резаках плазменной резки устанавливается сопло диаметром 3 мм. Длина сопла влияет на качество среза. Чем оно длиннее, тем качество выше. Хотя очень длинное сопло быстро выходит из строя.

Схема работы плазменной резки

При нажатии на кнопку розжига автоматически включается источник электроэнергии, который подает в резак ток высокой частоты. Появляется так называемая дежурная дуга между наконечником сопла и электродом. Температура дуги – 6000-8000С. Необходимо обратить внимание, что сразу дуга между электродом и разрезаемым металлом не образуется, на это надо время.

После чего в камеру резака начинает поступать воздух из компрессора, он сжатый. При прохождении через камеру, где располагается дежурная дуга, воздух нагревается и увеличивается в сто раз. К тому же он начинает ионизироваться, то есть, превращается в токопроводящую среду, хотя сам по себе воздух – это диэлектрик.

Суженное до 3 мм сопло создает поток плазмы, который с большой скоростью вылетает из резака. Скорость – 2-3 м/с. Температура ионизированного воздуха достигает огромной величины – до 30000С. При такой температуре воздух по проводимости электрического тока приближается к проводимости металла.

Как только плазма касается обрабатываемой металлической поверхности, дежурная дуга выключается, а рабочая включается. Производится плавление металлической заготовки в месте среза, откуда жидкий металл сдувается подающим в зону среза воздухом. Вот такая элементарная схема принципа работы плазменной резки.

Как правильно выбрать инструмент для плазменной резки

Любой работавший с плазменной резкой сварщик отметит, что чем выше сила подающего на электрод тока, тем быстрее проходит процесс. Но есть определенные условия, на которые влияют и другие параметры оборудования.

Тип металла и толщина среза. От этих параметров будет зависеть выбор оборудования, с которым придется работать. А именно такой параметр, как сила тока. Внизу таблица соотношений.

Чтобы разрезать медный лист толщиною 2 мм, потребуется резак плазменный с силой тока 12 А. И так далее.

Внимание! Рекомендуется приобретать оборудование с запасом силы тока. Потому что указанные параметры в таблице являются максимальными, а с ними работать можно лишь незначительное время.

Достоинства и недостатки

Перед тем как принять решение о приобретение плазменного резака, нужно ознакомиться со всеми положительными и отрицательными сторонами этого оборудования. Ведь, к примеру, в домашних условиях его может заменить обычная болгарка.

Итак, плюсы использования резака для плазменной резки металлов.

• Большая скорость резки, соответственно уменьшение времени на этот процесс. По сравнению с другими режущими инструментами (кислородная горелка, например) скорость выше в шесть раз. Уступает только лазерной резке.
• С помощью плазменного инструмента можно резать толстые заготовки, что иногда не под силу болгарке.
• Режет любые виды металлов. Главное – правильно выставить режим работы.
• Минимальный подготовительный этап. Зачищать поверхности деталей от ржавчины, грязи, масляных пятен нет никакого смысла. Они для резки не помеха.
• Высочайшая точность среза и высокое его качество. Для ручных агрегатов для точности среза используются специальные упоры, которые не дают резаку смещаться в плоскости. Срез получается без наплывов, ровным и тонким.
• Невысокая температура нагрева, кроме зоны среза, поэтому заготовки не деформируются.
• Возможность фигурного среза. И хотя этим могут похвастаться и другие режущие инструменты, но, к примеру, после кислородной горелки придется края среза шлифовать и убирать подтеки металла.
• Стопроцентная безопасность проводимых операций, ведь никаких газовых баллонов в комплекте оборудования нет.

• Высокая цена оборудования.
• Возможность работать только одним резаком.
• Необходимо направление плазмы выдерживать строго перпендикулярно плоскости обрабатываемой детали. Правда, сегодня можно приобрести аппараты, которые режут изделия под разными углами: 15-50°.
• Толщина разрезаемого изделия ограничена, потому что самые мощные плазморезы могут разрезать металл толщиною 100 мм. С помощью кислородной горелки можно резать толщину 500 мм.

И все же плазморезы сегодня достаточно востребованы. Ручные часто используются в небольших цехах, где требуется провести большой объем резки металлов, и где к качеству разреза предъявляются жесткие требования. Обязательно посмотрите видео, которое специально размещено на этой странице сайта.

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.

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.

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.

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.

Какой плазморез выбрать?

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

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.

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.

Плазморез: принцип действия, устройство, инструкция по применению +Видео

Плазморез: принцип действия, устройство, инструкция по применению

Что представляет собой плазморез и по какому принципу он работает? Если говорить про данный инструмент, то стоит сразу отметить, что это тот прибор, который используют сварщики, причем далеко не все. Для единоразового использования такой инструмент никогда и нигде не применяют. По этой причине есть инструменты, при помощи которых есть возможность проводить отрезные операции, и при этом не прибегать к использованию дорогого варианта, а именно болгарки. Но если требования к объему и скорости проводимого процесса ужесточенные, то вам никак не обойтись без использования плазмореза.

Именно по этой причине его используют в машиностроительной индустрии, при изготовлении больших конструкций из металла, для резки труб и всего остального.

Разновидности резаков и назначение каждого из них

Много при выборе плазменного резака будет зависеть от того, в какой области вы планируете его использовать. Дело в том, что конструктивные особенности всех видов сильно отличаются между собой – у каждого устройства свой тип зажигания дуги, а также мощность охлаждающей системы.

1. Инструменты, которые работают в среде газов защитного типа – водород, аргон, гелий, азот и прочие. Такие газы имеют восстанавливающие свойства.
2. Резаки, которые работают в среде газов окисления. Такие обычное насыщают посредством кислорода.
3. Приборы, которые используют для работ со смесями.
4. Резаки, которые работают в стабилизаторах жидкостно-газового типа.
5. Устройства, которые работают с магнитной и водной стабилизацией. Это особый инструмент, который очень редко используют, поэтому его достаточно трудно найти в свободной продаже.

Есть и другая классификация, которая помогает разделить и купить плазморез по виду оборудования, которое используется для работ.

• Инверторные – вариант, признанный экономичным, может разрешать детали из металла с толщиной до 3 см.
• Трансформаторные – такие устройства способны производить резку металла с толщиной до 8 см, вариант сам по себе менее экономичный.

По типу контакта устройства можно поделить на две группы – бесконтактные и контактные. По названию уже легко понять, какие есть методы использования плазменного резака. В первом случае для устройства не требуется контакта с обрабатываемым металлом, причем толщина заготовки может быть любой, тогда как во втором случае требуется контакт с металлом, и его толщина должна быть не меньше 1,8 см.

Еще одна категория – тип использования и возможность питания от электрической энергии. в этом случае есть вде позиции – бытовой резак, который работает от сети с переменным током и стандартным напряжением 220 В, и промышленный, который можно подключать лишь к трехфазной питающей сети с напряжением в 380 В.

Обратите внимание, что даже те резаки, которые имеют минимальную мощность, будут от 4 кВт. По этой причине при его подключении к бытовой электросети для начала удостоверьтесь, что она точно выдержит такую нагрузку.

Такая нагрузка не является единственной, так как в системе резки плазменным устройство используют охлаждение, и для этого в комплект к стандартному оборудованию идет компрессор, который тоже будет работать от сети. Учитывайте и его мощность при подключении к домашнему питанию.

Устройство

Самому названию уже понятно, что процесс резки металла выполняется благодаря плазме, причем последняя представляет собой ионизированный газ с высокой проводимостью электротока. Чем выше будет температура газа, тем выше будет проводимость, а сила разрезания увеличится в значительной мере. Для процесса резки металла используют также воздушно-плазменную дугу. Учтите, что в данном случае ток уже будет иметь непосредственное воздействие на поверхности из металла.

Получается, что принцип действия устройства такой:

• Металл расплавляют.
• Его жидкое состояние выдувают из зоны среза.

Ручной плазморез состоит из:

• Блока питания – это может быть инвертор или сварочный трансформатор.
• Шлангов.
• Резака, который изредка называют плазмотроном.
• Компрессора.

Не будет лишним разобраться, чтобы понять конструктивные особенности резака. Внутри устройства находится установленный электрод, который сделан из редкого металла, например, из гафния, бериллия, циркония и прочего. Почему именно эти металлы? Дело в том, что при нагревании на поверхности данного электрода образуются тугоплавкие виды оксидов. Она являются своеобразной защитой электрода, которая будет обеспечивать целостность материала, т.е. не разрушать. Чаще всего в плазменных резаках устанавливают гафниевые электроды, потому что данный металл не является токсичным и радиоактивным, как, к примеру, бериллий.

Важное значение в конструкции играет сопло – именно через него плазма попадает на резку. Именно от него и будут зависеть основные параметры устройства, а точнее от толщины и длины сопла. Т диаметра будет зависеть мощность потока плазмы, а значит, и скорость среза и ширина срезанной канавки. Конечно, от этого будет зависеть еще и скорость охлаждения. Чаще всего на резаках устанавливают сопло, диаметр которого равен 0,3 см. Длина будет прямопропорционально влиять на качестве среза – чем длиннее, тем лучше. Учтите, что очень длинное сопло будет быстро выходить из строя.

Схема работы плазмореза

Итак, когда вы нажимаете на кнопку розжига, источник электрической энергии автоматически включается, и в резак попадает высокочастотный ток. Из-за этого появляется дежурная дуга между электродом и наконечником сопла. Температура дуги составляет от +6 000 до +8 000 градусов. Следует обратить внимание на то, что дуга между разрезаемым металлом и электродом появляется не сразу, на это требуется время.

После этого в камеру резака начинает поступать воздух, находившийся в компрессоре (сжатый). Воздух начинает нагреваться при прохождении через камеру, в которой расположена дежурная дуга, и его становится больше в 100 раз. Помимо этого он начинает ионизироваться, по сути, превращаясь в токопроводящую среду, хотя воздух сам по себе является диэлектриком.

Сопло, которое сужено до 0,3 см создает плазменный поток, который вылетает из резака с большой скоростью (от 2 до 3 метров в секунду). Температура воздуха, который стал ионизированным, достигает до +30 000 градусов. С такой температурой воздух по проводимости становится таким же, как и проводимость металла. Как только плазма попадает на обрабатываемую поверхность, дежурная дуга выключается, но вместо нее включается рабочая. Плавление металлической заготовки производится в месте среза, откуда жидкий металл сдувается воздухом, который попадает в зону среза. Это и есть схема резки.

Правила выбора инструмента

Люди, которые работали с плазморезом, отметят, что чем больше сила тока, попадающего на электрод, тем быстрее будет процесс. Но есть и некоторые условия, на которые будут влиять и остальные параметры оборудования. Сюда отнесем толщину среза и тип металла. От таких параметров будет зависеть, какое оборудование для работы выбрать, а именно такой из параметров, как сила тока. Чтобы разрезать лист меди с толщиной в 0.2 см, вам нужен будет плазменный резак с силой тока в 12 А.

Обратите внимание, советуем покупать оборудование, которое будет иметь запас силы тока. Обычно указанные параметры при покупке максимальные, а значит, работать на них получится непродолжительное время.

Преимущества и недостатки

Перед тем как сделать выбор и решить, купить плазморез или нет, следует узнать обо всех отрицательных и положительных сторонах оборудования. Так, например, в домашних условиях данное устройство заменимо болгаркой.

Итак, преимущества следующие:

• Резка на большой скорости, а значит, на процесс будет затрачено не так много времени. По сравнению с остальными режущими инструментами (к примеру, с кислородной горелкой) скорость выше в целых 6 раз. Он уступает только лазерной резке.
• При помощи плазменного устройства можно разрезать заготовки с большой толщиной, а это не всегда под силу даже болгарке.
• Может разрезать любые виды металлов, главное, чтобы был правильно выставлен режим работы.
• Минимальный этап подготовки – поверхности деталей можно зачищать от грязи, ржавчины, масляных пятен, но в этом нет никакого смысла, так как это не помеха для резки.
• Точность среза высокая, качество тоже. Для ручных устройств чтобы улучшить точность среза часто используют специальные упоры, которые не будут давать резаку смещаться по плоскости. В итоге получается срез без наплывов, тонкий и ровный.
• Небольшая температура нагревания, исключение – зона среза, поэтому заготовки не подвергаются деформации.
• Возможность фигурного среза, и хотя таким качеством могут похвастаться и остальные инструменты, но, например, после использования кислородной горелки придется шлифовать края среза и убирать подтеки металла.
• Проводимая операция безопасна на 100%, так как нет ни одного газового баллона в комплекте к оборудованию.

Недостатки:

• Высокая стоимость оборудования.
• Допустимо работать лишь одним резаком.
• Следует выдерживать направление плазмы аккурат перпендикулярно плоскости обрабатываемой детали. На данный момент в продаже появились аппараты, который могут резать под углом от 15 до 50 градусов.
• Толщина изделия для разрезания ограничена, поэтому самые мощные экземпляры могут резать металл, толщина которого 10 см. При помощи кислородной горелки вы сможете порезать металл с толщиной в 50 см.

И, тем не менее, плазморез как устройство достаточно востребован. Ручные виды часто используют, но лишь в небольших предприятиях, где нужно выполнять большие объемы резки и к качестве реза предъявлены жесткие требования.