- пристрій плазмореза
- джерело електроживлення
- Плазмотрон
- компресор
- Принцип роботи
- технологія
- Різка плазмовим струменем
- Плазменно-дугове різання
- Види плазмового різання
- Відео
- Принцип роботи повітряно-плазмового різання металу
- Принцип роботи плазмового різака
- Конструкція і принцип роботи плазмотрона з поєднаним соплом і каналом
- типи плазмотронів
- Автомат: принцип роботи
- Які гази використовуються, їх особливості
- Переваги та недоліки плазмового різання
- Можливості плазмового різання
Плазмова різка здійснюється апаратом під назвою плазморез. Він створює потік високотемпературного іонізованого повітря (плазми), який розрізає заготовку.
Принцип плазмового різання заснований на властивості повітря в стані іонізації ставати провідником електричного струму.
Плазморіз створює в плазмотроне плазму (іонізоване повітря, розігрітий до високої температури) і зварювальну дугу, які здійснюють розкрій матеріалу.
пристрій плазмореза
Плазморіз складається з декількох блоків:
Пристрій плазмореза. Плазмова різка здійснюється плазморезом, який складається з декількох блоків
джерело електроживлення
Джерелом електроживлення може бути:
- трансформатор. Перевагою його є те, що він практично не чутливий до перепадів напруги електромережі і дозволяє різати заготовки великої товщини, а недоліком - значна питома вага і низький ККД;
- інвертор. Єдиним його недоліком є те, що він не дозволяє різати заготовки великої товщини. Переваг багато:
- при харчуванні від нього стабільно горить дуга;
- ККД на 30% вище, ніж у трансформатора;
- дешевше, економічніше і легше трансформатора;
- його зручно використовувати в важкодоступних місцях.
Плазмотрон
Плазмотрон - це плазмовий різак, за допомогою якого розрізається заготовка. Він є основним вузлом плазмореза.
Конструкція і схема підключення плазмотрона
Конструкція плазмотрона складається з наступних складових:
компресор
Компресор в плазморезе потрібно для подачі повітря. Він повинен забезпечувати тангенціальну (або вихревую) подачу стисненого повітря, яка забезпечить розташування катодного плями плазмової дуги строго по центру електрода. Якщо цього не буде забезпечено, то можливі неприємні наслідки:
- плазмова дуга буде горіти нестабільно;
- можуть утворитися одночасно дві дуги;
- плазмотрон може вийти з ладу.
Принцип роботи
Результат роботи плазмотрона
Принцип дії плазмотрона полягає в наступному. Створюється потік високотемпературного іонізованого повітря, електропровідність якого дорівнює електропровідності розрізає заготовки (тобто повітря перестає бути ізолятором і стає провідником електричного струму).
Утворюється електрична дуга, яка локально розігріває оброблювану заготовку: метал плавиться і з'являється рез. Температура плазми в цей момент досягає 25000 - 30000 ° С. З'являються на поверхні, що розрізає заготовки частинки розплавленого металу будуть здуватися з неї потоком повітря з сопла.
технологія
Технологія плазмового різання металу коротко можна описати наступним чином. Плазмової обробці піддаються всі види металів товщі до 220 мм.
Ефект з'являється після займання плазмообразующего газу при утворенні іскри в контурі електричної дуги (між наконечником форсунки і не плавиться,. Від іскри спалахує потік газу, тут же він іонізується, перетворюючись в керовану плазму (з вкрай високим, 800 і навіть 1500 м / с швидкістю виходу ).
У вихідному отворі, від звуження, відбувається прискорення потоку плазмообразующего носія. Високошвидкісна плазмова струмінь дозволяє отримати температуру на виході близько 20 0000с. Вузьконаправлена струмінь в тисячі градусів буквально проплавляющей матеріал в точкової області впливу, нагрів навколо місця обробки незначний.
Плазменно-дугового спосіб використовується з замиканням оброблюваної поверхні в проводить контур. Інший вид різання (плазмовим струменем) - працює при наявності стороннього (непрямого) освіти високотемпературного компонента в робочій схемі плазмотрона. Нарізати метал не включений в проводить контур
Різка плазмовим струменем
Розкрій заготовок плазмовим струменем застосовується для обробки матеріалів, що не проводять електричний струм. При різанні цим методом дуга горить між формує наконечником плазмотрона і електродом, а сам розрізається об'єкт в електричному ланцюзі не бере. Для розрізання заготовки використовується струмінь плазми.
Плазменно-дугове різання
Плазменно-дугового різання піддаються струмопровідні матеріали. При виконанні різання цим методом дуга горить між розрізає заготівлею і електродом, її стовп суміщений зі струменем плазми. Остання утворюється за рахунок надходження газу, його нагрівання і іонізації. Газ, що продувається через сопло, обжимає дугу, надає їй проникаючі властивості і забезпечує інтенсивне плазмообразование. Висока температура газу створює найвищу швидкість витікання і збільшує активний вплив плазми на плавиться метал. Газ видуває із зони різу краплі металу. Для активізації процесу використовується дуга постійного струму прямої полярності.
Плазменно-дугове різання застосовується при:
- виробництві деталей з прямолінійними і фігурними контурами;
- вирізання отворів або прорізів в металі;
- виготовленні заготовок для зварювання, штампування і механічної обробки;
- обробці крайок поковок;
- різанні труб, смуг, прутків і профілів;
- обробці лиття.
Види плазмового різання
Залежно від середовища, існують три види плазмового різання:
- простий. Цей метод має на увазі використання тільки повітря (або азоту) і електричного струму;
- із захисним газом. Застосовуються два види газу: плазмообразующий і захисний, який зберігає зону різу від впливів навколишнього середовища. В результаті підвищується якість різу;
- з водою. В цьому випадку вода виконує функцію, аналогічну захисному газу. Крім того, вона охолоджує компоненти плазмотрона і поглинає шкідливі виділення.
Заснована на зазначених принципах плазмова різка забезпечує не тільки високопродуктивне виробництво, але і абсолютно пожежобезпечний: застосовувані в технології матеріали не вогненебезпечні.
Відео
Подивіться ролики, де наочно пояснюється, як відбувається плазмова різка:
Принцип роботи повітряно-плазмового різання металу
Повітряно-плазмова різка: на чому заснований принцип здійснення. Плазма, яка виробляє різання, є розігрітим газом з високим значенням електропровідності. Його ще називають іонізованним. Генерується плазма спеціальним дуговим елементом. Прийнято називати цей спосіб різання плазмовим.
Звичайна дуга стискається плазмотроном. Іонізований газ вдувається в неї, за допомогою чого вона може генерувати гаряче повітря. Вона здатна виробляти обробку, за допомогою підвищеної температури.Металл розрізається, плавлячи при цьому.
Здійснення обробки металу відбувається завдяки, як плазмової дузі, так і струмені. У першому варіанті на металевий виріб виявляється прямий вплив, у другому - непряме. Найбільш поширеним і дієвим є метод різання за допомогою дії безпосередньо. Для матеріалу, який не володіє електропровідністю (як правило це неметалеві вироби) застосовують спосіб непрямого впливу. При будь-якому з варіантів розрізається матеріал не втрачає агрегатного стану і його конструкція слабо піддається деформації.
Принцип роботи плазмового різака
Плазмотрон - це технічний пристрій, який утворює електричний розряд між електродом (катодом) і поверхнею оброблюваного вироби (анодом), це відбувається в потоці газу який утворює плазму.
Принцип роботи пристрою: для охолодження застосовується вода або газ, для отримання плазми використовується плазмообразующий газ. Потік вхідного в камеру газу піддається нагріванню до високих температур після чого іонізується, тим самим набуває властивостей плазми. Плазмообразующий газ і охолоджуючий подаються в різні канали плазматрона. При подачі живлення між катодом і соплом утворюється так званий допоміжний розряд, візуально її можна бачити як невеликий факел.
Основна (робоча дуга) утворюється при торканні другорядного розряду оброблюваної поверхні, яка в даному випадку виконує роль анода (плюс). Стабілізація розряду може здійснюватися магнітним полем, водою або газом, найчастіше стабілізуючий газ є і плазмообразующих. Після цього можна проводити різання матеріалу, нанесення покриттів, зварювання, наплавлення або навіть видобуток корисних копалин, шляхом руйнування гірських порід.
Умовно конструкцію плазмотрона можна уявити як кілька основних елементів:
- ізолятор;
- електрод;
- сопло;
- механізм для підведення плазмообразующего газу;
- дугова камера.
Конструкція і принцип роботи плазмотрона з поєднаним соплом і каналом
Особливістю плазмотрона, що використовує повітряно-плазмове різання є поєднання каналу і сопла. Повітря проходить через канал сопла назовні. Принцип роботи схожий, при подачі електроживлення переможе катодом і соплом утворюється допоміжний розряд. Повітря закручений по спіралі, стабілізує і стискає стовп робочого розряду. Він же запобігає зіткнення електричної дуги стінок соплового каналу.
типи плазмотронів
Плазмотрони можна умовно розділити на три глобальних типу
- електродугові;
- високочастотні;
- комбіновані.
Пристрої працюють на основі електричної дуги оснащені одним катодом, який підключений до джерела живлення постійного струму. Для охолодження застосовують воду, яка знаходиться в охолоджувальних каналах.
Можна виділити наступні види електродугових апаратів
- з прямою дугою;
- непрямої дугою (плазмотрони побічної дії);
- з використанням електролітичного електрода;
- обертовими електродами;
- обертається дугою.
Автомат: принцип роботи
Верстат плазмового автоматичного різання має:
- пульт керування,
- плазмотрон
- робочий стіл для заготовок.
Автомат для різання (Китай)
Джерело фото: ru.made-in-china.com
На пульті управління відбувається коригування попередньо встановлених програм, якщо різання відхиляється від встановлених параметрів. Для оперативного виправлення в процесі роботи і вибору оптимальних режимів різання.
Через встановлений на робочому столі лист, пропускається електричний струм. Між поверхнею листа і плазмотроном пробігає первинна електродуги. В якій стиснене повітря, розігрівається до стану плазми. Первинна дуга ховається в розпеченій іонізованої струмені, яка і ріже металу.
Різка починається з середини або з краю. Чим частіше відбувається переривання дуги і запалювання нової іскри, тим менше стає ресурс сопла і катода. Грамотний оператор автоматичного різання вибирає режими різання по таблиці і відштовхуючись від конкретних умов (товщина металу, діаметр сопла). Завдяки чому можна добитися значного скорочення витрат. По закінченню операції, автомат самостійно сповістить оператора, вимкне і відведе плазмотрон від матеріалу.
Які гази використовуються, їх особливості
Плазмова різка металу являє собою процес проплавления і видалення розплаву за рахунок теплоти, одержуваної від плазмової дуги. Швидкість і якість різання визначаються плазмоутворюючого середовищем. Також, плазмообразующих середовище впливає на глибину газонасиченого шару і характер фізико-хімічних процесів на крайках зрізу. При обробці алюмінію, міді й сплавів, виготовлених на їх основі, використовуються наступні плазмообразующих гази:
- Стиснене повітря;
- кисень;
- Азотно-киснева суміш;
- азот;
- Аргоно-воднева суміш.
ВАЖЛИВО! Для деяких марок металу неприпустимо застосування певних плазмообразующих сумішей (наприклад, для різання титану можна використовувати суміші, що містять у складі азот або водень).
Всі гази, які використовуються при виконанні плазмової обробки, умовно діляться на захисні та плазмообразующих.
З метою побутового призначення (товщина до 50 мм, сила струму дуги - менше 200 А) застосовується стиснене повітря, який може використовуватися як захисний, так і плазмообразующий газ, а в більш складних умовах промислового призначення застосовуються інші газові суміші, які містять кисень, азот , аргон, гелій або водень.
Переваги та недоліки плазмового різання
Обробка металів апаратами або верстатами плазмового різання дає в роботі цілий ряд переваг.
- У порівнянні з кисневою пальником, плазморез володіє більш високою потужністю, і відповідно, продуктивністю, і за цим параметром поступається тільки лазерним установкам промислового масштабу.
- Плазмова різка вигідна з економічної точки зору при товщині металу до 60 мм. Для різання матеріалів з товщиною більше 60 мм рекомендується використовувати кисневу різку.
- Сучасні плазморізи відрізняються високоточної та якісної обробкою металів. Зріз виходить «чистий», з мінімальною шириною, завдяки чому, практично не вимагає додаткової шліфовки.
- Також, плазменно-дугова обробка характеризується універсальністю застосування, безпекою та низьким рівнем забруднення навколишнього середовища.
З недоліків можна відзначити скромну товщину зрізу (до 100 мм), а також неможливість одночасної роботи двох плазмореза і дотримання жорстких вимог до відхилень від перпендикулярності зрізу.
Можливості плазмового різання
Сфера застосування плазмового різання дуже різноманітна, завдяки своїй універсальності і діапазону оброблюваних металів і металевих сплавів. Автоматизована і ручна плазмова різка матеріалів широко застосовується на підприємствах і в багатьох галузях промисловості для виконання обробки:
Характеристики плазмореза дозволяють виконувати обробку нержавіючої сталі, що недоступно кисневим пальників. Плазморізи практично незамінні для обробки тонкої листової сталі. На особливу увагу заслуговують ручні пристрої, які відрізняються компактними розмірами і економічним споживанням електроенергії. Технологія плазменно-дугового різання особливо цінується за виконання чистого зрізу без «напливів», що позитивно впливає на швидкість і точність виконання робіт, а також на виробничі можливості підприємств.