Установка плазменной резки предназначена для точного раскроя листовых металлов методом точечного высокотемпературного воздействия на поверхность листа. Эффективной обработке подвергаются как чёрные, так и цветные металлы, а также все виды сталей толщиной до 55 миллиметров.
Устройство станка позволяет раскраивать листы металла и большей толщины – до 100 миллиметров, однако наивысшее качество обработки достигается у листовых металлов толщиной до 35 миллиметров. При соблюдении технологии резки готовые детали не нуждаются в дополнительной механической обработке
Устройство станков плазменной резки
Все станки плазменной резки имеют одинаковое принципиальное строение и могут отличаться размерами, типом исполнения деталей от разных производителей, качеством и предназначением расходных материалов.
Разделяются на установки постоянного, переменного, комбинированного и высокочастотного тока. Наиболее популярно среди производственных установок оборудование постоянного тока по причине высокого коэффициента полезного действия.
В отличии от станков на переменном токе, постоянный ток позволяет сохранять температуру электрода до 10 раз ниже температуры электрической дуги, тем самым увеличивая ресурс расходных деталей и повышая мощность плазмотрона.
Устройство станков плазменной резки постоянного тока можно описать следующим образом:
Источник питания в виде трёхфазного трансформатора, работающий от промышленной сети 380Вт на выходе выдаёт от 20000 до 30000 ампер. В технологии газовой резки температура плазменной дуги может увеличиваться до 40000 ампер.
Компрессор сжатого воздуха, способный нагнетать давление до 8 атмосфер и ресивер с запасом объёма до 30 литров. Мощность подачи воздушной струи составляет порядка 500 литров в минуту.
Стол имеет четыре регулирующие или неподвижные опоры. В первом случае станок можно устанавливать без предварительной подготовки бетонного основания, во втором требуется подготовить идеально ровную поверхность пола по уровню, при этом для крепления станины зачастую используются анкерные болты.
Ловитель отходов сделан из листового металла и занимает всю площадь стола. Выполнен в виде трапеции, смещён к одной стороне стола прямым углом, на противоположной плоскости вырезаны технологические отверстия для удаления дыма и металлической пыли.
Вытяжная вентиляция состоит из вентилятора, дымохода, фильтра. Главное предназначение – удалять дымовые и крупнодисперсные загрязнения из рабочей зоны за пределы цеха.
Рабочая решётка необходима для размещения на ней заготовок металлических пластин. Поверхность выполнена в виде стоящих на равном удалении треугольных элементов, необходимых для облегчения выемки готовых деталей, а также для упрощения перемещения по столу листов металла.
Подвижная по оси Y каретка удерживает на себе движущийся по оси X механизм, на котором закреплён плазмотрон. Каретка имеет технологические полости для подвода электрических кабелей, воздушных шлангов высокого давления и трубок для подачи к корпусу электрода охлаждающей жидкости.
Управление установкой плазменной резкой осуществляется с помощью ЧПУ, входящей в состав автоматизированной системы управления, и представляет собой системный блок с экранизированными платами, монитор для просмотра и корректировки чертежей. Перед отправкой эскиза в работу его переводят в формат координат, понятный для ЧПУ, после чего подаётся питание и станок после подачи команды начинает вырезать заготовки согласно предустановленным настройкам.
Важными элементами плазмотрона являются расходные детали в виде сопел и электродов. Электрод состоит из корпуса и вольфрамовой вставки, именно она создаёт электрическую дугу, образующую плазму из подаваемого газа.
Технология резки металлов плазмой и сферы применения
Раскрой металлических заготовок на станках плазменной резки может осуществляться с использованием разных видов газа, с принудительным водяным охлаждением, либо без.
Охлаждение водой происходит методом погружения обрабатываемой поверхности в водяную ванну, либо путём дозированного добавления воды в струю плазмотрона.
В качестве газовой смеси можно использовать кислород, водород, аргон или воздух. При этом если будут использоваться инертные газы, доступ кислорода должен быть ограничен во избежание преждевременного износа расходных деталей.
Наивысшее качество достигается при использовании газов и воды. Среднее качество среза наблюдается у плазмотронов с подачей отфильтрованного воздуха в сопло. Обычный же атмосферный воздух показывает худшие результаты отработки металлов методом плазменной резки.
Далее сопло создаёт направленную газовую струю, выравнивая её под углом 90 градусов, что является основополагающим фактором для создания качественного среза. Скорость струи достигает 300 градусов Цельсия, при этом минимальная температура для достижения ионизированных газов состояния плазмы должна быть не ниже 8000 градусов..
Плазморезы применяются в автомобильной промышленности для создания кузовных деталей автомобилей из листовых металлов, на предприятиях, выпускающих фигурные металлические заготовки, например, для строительного и бытового применения, на производственных комплексах, выпускающих сложные приборы геофизического, газового, нефтяного, горнодобывающего направления.
Возможные дефекты и способы их недопущения
К возникновению бракованных срезов приводит неисправность расходных элементов плазмотрона, неправильная настройка оборудования, неопытность оператора.
Нельзя допускать увеличение толщины среза на величину до двух раз больше толщины плазменной струи. Проблема возникает из-за разрушения стенок сопла и требует незамедлительной замены расходника.
Нарушения в работе электрода приводят к изменению угла среза. Допустимым считается угловое отклонение от 4-х до 8-ми градусов. Увеличение этого параметра возможно также и вследствие наличия неровностей в плоскости заготовки, перепадов напряжения, силы тока, не соответствующей типу стали и толщине металлического листа. Ускорение движения плазменной головки может привести к неровному срезу.
Недопустимым считается и возникновение шероховатых дефектов на плоскости пластины после проведения плазменной резки. Возникает по причине высокого давления газа, износа расходных деталей плазмотрона, сильного загрязнения механизма резки.
Правильность геометрии торцевого среза - важный параметр, определяющий качество плазменной резки. Её нарушение чаще всего возникает по причине завышения силы тока, несопоставимой с данным видом заготовки. Другая распространённая причина искажения торцевых элементов деталей – неправильный подбор высоты сопла, отчего торцы могут иметь закруглённые края, либо чрезмерный срез крайней плоскости заготовки.
Слишком высокая скорость движения плазмотрона, как и слишком низкая, может привести к возникновению трудно удаляемой окалины, а если при этом будет присутствовать повышенное напряжение электрической дуги, неизбежно возникнут наплывы, брызги.
Другая опасность высокого напряжения – изменение физической структуры металла, когда на его торце появляется затемнение. Все виды дефектов влияют на конечную стоимость заготовки, а при наличии строгих требований к размерам изделия дополнительная обработка металлов и вовсе может быть невозможной.
Для недопущения появления дефектов при резке плазмой важно вовремя менять расходные части оборудования, правильно подбирать технологический режим работы станка в соответствии с обрабатываемым металлом, обучать персонал работе без брака, верно настраивать положение установки в пространстве при пусконаладочных работах, периодически в процессе эксплуатации оборудования.
Заключение
Несмотря на существование лазерных металлорежущих установок, имеющих преимущества в обслуживании и настройке оборудования, плазменные установки резки металлов продолжают пользоваться большой популярностью не только у крупных предприятий, но и у небольших организаций и даже частных лиц.
К преимуществам лазерной резки можно отнести совершенные срезы, детали при этом могут сразу входить в состав сложных технологических конструкций без дополнительной обработки. Главным же минусом является серьёзное ограничение по толщине обрабатываемого металла при том, что современные плазморезы при наличии соответствующих мощностей и чистого газа могут осилить толщину металлической пластины до 200 мм.