Ничего не куплено!
В нынешней металлообработке плазменная резка металла, а так же оборудование со схожими функциональными возможностями применяется весьма обширно. Это касается не только крупного или же мелкосерийного производства, но и маленьких мастерских и даже любительских работ эпизодического уровня. Тепловое воздействие плазменной струи универсально - она прорезает любые металлы, в стоимостном выражении аппаратура абсолютно доступна и несложна в освоении. Так что в личном пользовании можно встретить не только традиционное оборудование для сварки, такие как, например, инверторы и полуавтоматы, но и аппараты по плазменной резке металлов.
В качестве рабочей среды таких агрегатов используются газы, водо-воздушные смеси или же особые составы. Из технических газов в качестве основных элементов инициирования плазмы применяются сжатый воздух, водород и кислород, реже - аргон и азот. Выбор рабочей среды определяется совокупностью ее рабочих качеств, а так же технических показателей типового прорезаемого материала. Инертные газовые смеси предпочтительны при жестких требованиях к чистоте кромок, отсутствию на них самых незначительных шероховатостей, их чаще используют по сплавам цветных металлов. Газы двухатомной структуры (азот и водород) в процессе плазмообразования подвергаются рекомбинации, что повышает теплоотдачу в зоне воздействия факела. Кислород при склонности разрезаемого металла к экзотермической реакции обеспечивает скоростную и добротную резку изделий сравнительно большой толщины.
Базовые требования к плазмообразующим средам для высокопроизводительной резки металла таковы:
- Эффективное формирование режущего факела, а также его устойчивость в процессе работы;
- Высокий процент теплопередачи от дуги к прорезаемой детали;
- Большая и регулируемая мощность для возможности обработки изделий самой различной толщины (мощности много не бывает);
- Долгое время работы без замены/ремонта аппаратной части и прочие слагаемые экономичности;
- Высокая чистота поверхностей и вертикальность среза;
- Безопасность в подготовке и непосредственно при работе.
Разумеется, практическая плазменная резка металла применяется без полного комплекта идеальных качеств. Выбираются критические критерии - к примеру, чистота среза, а так же скорость прямолинейной резки, а с частой заменой элементов плазмотрона приходится смириться. Или же на передний план выводится экономичность, доступность по цене и простота применения - тогда экзотермическое реагирование с прорезаемым металлом становится вторичным.
Типовое использование плазмообразующих сред таково:
- Кислород в чистом виде - для скоростной механизированной резки стальных сплавов, особенно при технологической необходимости низкого газонасыщения получаемых срезов;
- Азот. Применяется с добавлением водорода или же воды, возможно и чисто «азотное» прорезание меди в машинных масштабах, а так же ручная обработка других цветных металлов с ограничением их эффективной толщины 8-9 см.
- Аргон с водородом оптимален при чистовой и относительно неторопливой обработке некоторых цветных металлов
- Сжатый воздух - для ручного и машинного разрезания широкого спектра стальных сплавов (низколегированных, стойких к коррозии, с самой различной степенью содержания углерода и др.). Достаточно часто применяется для предварительной, «черновой» резки цветных сплавов;
- Сжатый воздух с кислородом - для индустриальной резки стальных изделий;
- Сжатый воздух с водой - для прорезания стальных заготовок с минимизацией газонасыщения новообразованных поверхностей;
- Сжатый воздух с добавлением бутана либо пропана - для обработки стали с жесткими требованиями к качеству срезов. Допустимо использование для производительного «чистового» разрезания медных сплавов.
Вышеописанные плазмообразующие среды имеют исторический, многолетний характер эксплуатации. На сегодняшний день активно разрабатывается интенсификация классических составов. При обработке сталей воздушно-плазменным факелом обогащение рабочей зоны кислородом позволит усовершенствовать качество кромок, а так же скорость проходов одновременно. Подобный эффект дает добавление в плазменную камеру молекул воды. При разрезании медных сплавов воздухом интенсификация среды углеводородными присадками также полезно для эффективности и чистоты поверхностей. Такие улучшения важны и сами по себе, и в процессе технологической последовательности со сварочными работами.
Последовательность процесса резки металлов включает в себя:
- Начало реза, т.е. так называемое - «врезание». Короткий, однако ответственный этап. Традиционно выполняется с кромок (краев), врезание с внутренних участков возможно при сверлении (пробивке, штамповке) вспомогательного паза или же отверстия.
- Прямолинейная резка - приоритетная рабочая стадия. Все ухищрения по росту эффективности и качественных показателей результата связаны именно с ней.
- Проход криволинейных участков. Данный функционал реализован на некоторых премиальных агрегатах индустриального назначения. Безусловно, по дуге или же кривой можно разрезать и бытовым резаком - однако вертикальность и шероховатость кромок «оставят желать лучшего»
- Завершение разреза. Далеко не столь примитивное дело - ответственные изделия достаточно часто бракуются на последних сантиметрах, нужен соответствующий опыт.
В качестве основных регулируемых параметров, а так же условий при плазменной резке металлов выступают: точный состав рабочей среды, ее расход с учетом толщины и структурных особенностей заготовок; рабочий ток; рекомендованный зазор между металлом и плазмотроном; геометрические характеристики сопел - длина и диаметр. Скорость реза, а так же напряжение на дуге традиционно определяются сразу же после завершения настройки основных параметров.
Скорость плазменной резки
Выбор нужной и оптимальной скорости процесса плазменной резки - один из главных основ качества получаемых изделий, при единовременной экономии материалов. Скорость плазменной резки оказывает влияние не только на качество и надежность, но и на образование шлака в нижней поверхности детали, а также на надобность дальнейшей механической обработки кромок детали.
- Низкая (неудовлетворительная) скорость процесса плазменной резки приведет к перерасходу рабочего газа, кроме того получится излишнее охлаждение детали, а так же образуется шлак.
- Высокая (избыточная) скорость приведет к малоустойчивости дуги плазмы, произойдет потеря точности реза, края деталей деформируются и станут волнистыми.
Определить среднюю оптимальную скорость плазменной резки можно следующим образом: скорость процесса плазменной резки металла должна быть такой, чтобы угол отставания при резке нижней кромки листа по отношению к верхней не превышал 5 (пяти) градусов.
Качество и надежность детали сразу же после процесса плазменной резки можно определить следующими параметрами:
- Линейное отклонение (точность реза);
- Гладкость, а так же шероховатость реза;
- Размер зоны термического влияния;
- Перпендикулярность торцевой поверхности (плоскость реза).
Все выше перечисленные параметры напрямую зависят от угла наклона кромок и ширины реза. Сама форма кромок будет зависеть от ниже представленных параметров:
- Ток и мощность дуги;
- Скорости расхода газа (для образования плазмы);
- Скорость реза.
Линейные отклонения процесса плазменной резки в основном зависят от того, как верно перемещаются каретки станка для плазменной резки металла или же сам плазморез, а также от точности определения и ширины реза.
Неточность и увеличение отслеживания каждого из параметров приводят к уменьшению или же увеличению ширины реза, что может нехорошо сказываться на качестве торцевой поверхности детали, а так же привести нарушению линейных размеров детали вырезаемой на плазменной резке и/или привести к образованию ступенек.
В общем случае для оценки ширины реза можно применять примитивную формулу: ширина реза равна диаметру сопла умноженному на 1,5.
