Что представляет собой плазматрон - аппарат для плазменной резки металла?

Что представляет собой плазматрон

Резка с помощью плазмы

Ручная плазменная резка – популярный, высокоэффективный способ обработки металла. Плазменная резка осуществляется с использованием направленного электрического потока. Применение данной технологии позволило существенно расширить возможности аппаратов, применяемых для обработки металла. Использовать для резки толстых металлов простые сварочные аппараты неудобно, к тому же это приводит к значительному повышению расхода электродов.

Для проведения аппаратной плазменной резки необходимы специальные навыки, практика работы по раскрою металла. Новички, не имеющие соответствующих знаний, могут не справиться с этой задачей. Однако в руках профессионалов устройства, работа которых основана на использовании технологии плазменной резки, характеризуются простотой в эксплуатации и позволяют экономить время.

Первые плазменные аппараты использовались исключительно в морской промышленности и машиностроении. В настоящее время область их применения существенно расширилась. Современные плазморезы стали более доступными по цене, поэтому используются они намного чаще.

Использование плазмореза обеспечивает получение более качественного разреза. Шов в этом случае получается не рваным, как при применении обычного сварочного аппарата, а более ровным.

Особенности метода

Плазменная резка металла представляет собой технологический процесс, в ходе которого металлические конструкции разрезаются нужным образом путем плавления. Режущий инструмент выдает низкотемпературную струю плазмы, которая оказывает воздействие на металлическую поверхность, вызывая ее разрезание.

Основные преимущества плазменной сварки

При использовании данного метода между соплом инструмента и металлической заготовкой возникает электрическая дуга.  Средняя температура этой дуги равна 5000 градусов.

Особенность данного процесса состоит в подаче газа в само сопло. Это вызывает повышение температуры дуги до 20 000 градусов, что вызывает ионизацию газа и его преобразование в плазму. Температура плазмы в процессе резки способна достичь 30 000 – 40 000 градусов или выше, это зависит от силы используемого для резки тока.
Плазменный поток во время использования агрегат ярко светится. Он характеризуется высокими показателями электропроводности. Из сопла плазменный поток выходит со скоростью от пятисот до полутора тысяч метров в секунду. Попадая на поверхность металлической заготовки, он активизирует процесс плавления металла и «выдувание» молекул.

Для получения плазмы используют следующие газы:

  •     водород;
  •     воздух;
  •     кислород;
  •     азот;
  •     аргон;
  •     водяной пар.

Водород используется для сварки металлов и их резки под водой, что позволяет ремонтировать морские суда.

Применяется воздушное либо жидкостное охлаждение сопла, в зависимости от особенностей конструкции агрегата. Толщина разрезаемых заготовок может быть разной, данный параметр зависит от мощности аппарата. В среднем она составляет двадцать сантиметров.

Использование плазменного аппарата дает возможность разрезать с высоким качеством металлы любых видов. Также данная инновационная технология позволяет обрабатывать и многие другие материалы, например, пластик или камень.

Отличительные особенности оборудования

В настоящее время выпускаются аппараты, предназначенные для плазменной резки металлов, пластмассы и камня. Существуют следующие разновидности плазморезов:

  •     агрегаты прямого функционирования, обеспечивающие резку с помощью контактного способа;
  •     агрегаты косвенного функционирования, в которых резка осуществляется с использованием бесконтактного способа.

В плазмотроне прямого действия функцию анода выполняет обрабатываемый материал. В аппарате косвенного действия анодом служит его корпус, а нагрев выполняется плазменным факелом, выходящим из сопла.

При использовании агрегатов первого типа электрическая дуга зажигается в результате соприкосновения детали с электродом. Минусом таких моделей является невозможность их использования для разрезания пластмассы или камня. С их помощью можно разрезать только металл.

Оборудование, относящееся ко второму типу, дает возможность осуществлять обработку не только металла, но также камня, керамики, пластмассы и других материалов. Зажигание дуги происходит в промежутке между электродом и соплом. Эти агрегаты универсальны и могут использоваться для различных целей. Они намного популярнее тех моделей, в которых зажигание дуги происходит только после соприкосновения.

Плазморезы, используемые для резки металлических конструкций и работающие контактным методом, имеют следующую стандартную комплектацию:

  •     плазмотрон;
  •     источник питания;
  •     шланг, через который происходит подача газа;
  •     силовая часть, которую составляют кабели;
  •     газовый баллон либо компрессионное оборудование, создающее необходимую для работы аппарата воздушную струю.

Как работает плазморез?

Основным отличием плазмореза от обычного сварочного аппарата является присутствие в его конструкции плазмотрона. Этот элемент состоит из следующих частей:

  •     электрода;
  •     рабочего сопла;
  •     изолирующей детали, обладающей высокими показателями термостойкости.

Основная функция плазмотрона состоит в преобразовании в плазму энергии дуги. Используемый в процессе резки металла газ должен пройти сквозь камеру цилиндрической формы, в которой установлен жестко зафиксированный электрод.

В некоторых случаях оператору приходится удерживать на одном уровне резак в процессе работы. Однако сделать это достаточно сложно, поэтому качество резки получается недостаточно высоким. Чтобы облегчить этот процесс, применяются различные специальные приспособления, выбор которых зависит от формы определенных факторов, например, формы заготовки.

Края заготовки при проведении плазменной резки часто получаются неровными, имеют наплывы. Избежать этого позволяют специальные подставки, упоры и насадки. Чтобы вырезать с помощью ручной резки круглое отверстие, используют дополнительные инструменты, снабженные держателями в форме циркуля.

Классификация и характеристика оборудования

Классификация оборудования для ручной плазменной резки

Применяемое оборудование имеет разную мощность, размеры и принцип работы. Резку бесконтактным методом можно осуществлять с помощью агрегатов прямого и косвенного действия.

Выходящий из сопла газ представляет собой ионизирующий поток, обеспечивающий прогрев определенного участка. Работая с таким оборудованием, необходимо пользоваться перчатками и специальной маской либо очками.

Питание такие устройства получают от электросети. Обычно используется трехфазная электросеть, но существуют и агрегаты, способные функционировать от одной фазы сети.

В настоящее время плазменная резка является одним из традиционных способов обработки. Используемые для ее осуществления агрегаты внешне напоминают обычные сварочные аппараты. Они компактны и снабжены удобными панелями управления. Для удобства перемещения в них предусмотрены специальные ручки.

Особенности проведения ручной плазменной резки

Перед началом резки необходимо собрать устройство, подготовив его к использованию – прикрутить шланги, затем присоединить компрессор либо баллон. После этого трансформатор либо инвертор присоединяют к массе (заготовке) и сети.

После этого сопло следует приблизить к поверхности заготовки. Дежурную дугу зажигают на расстоянии от 3 до 4 сантиметров, это обеспечит ионизацию рабочего  газа. Когда дуга зажжется, в сопло поступит поток рабочего газа. В результате этого сформируется воздушно-газовый поток, выполняющий функцию главной составляющей плазменной струи.

Сформировавшаяся плазменная струя характеризуется высокой электропроводностью. Между концом электрода и поверхностью металла возникает рабочая дуга, после чего дежурная дуга автоматически отключается.

Как выбрать подходящий агрегат по времени, мощности и скорости резки?

Подбор номинальной рабочей мощности устройства осуществляют с учетом вида и толщины обрабатываемого металла. В соответствии с видом металла, выбирают и газ, в качестве которого может использоваться обычный воздух либо азот.

Также нужно выбрать диаметр выходящего отверстия сопла. Для резки металла, толщина которого составляет около трех сантиметров, используют агрегаты мощностью порядка 100 А. Установки такого типа востребованы сегодня во многих областях промышленности. При необходимости резать более толстый металл, выбирают аппарат мощностью до 200 А.

В настоящее время производятся комбинированные модели плазмотронов, подходящие для подключения к электросети мощностью 380 или 220 В. Величину используемого для резки тока можно настроить соответственно толщине обрабатываемого металла.

При выборе модели необходимо также обратить внимание на скорость разрезания металла и время непрерывной работы агрегата.

Советы по эксплуатации

Износившееся за время эксплуатации устройства сопло можно заменить новым. Также имеется возможность установить более длинную насадку и улучшить показатели резки.
Если при работе используется азот, необходимо следить за тем, чтобы не было утечки газа. Также важно контролировать подключение аппарата к электросети.
Перегружать систему в процессе проведения резки не рекомендуется, из-за этого могут сломаться силовые элементы аппарата, его насадка и другие части.