Как работает плазменная резка

Существует два основных вида резки металла: механическая и термическая. Плазменная резка — это метод термической резки, при котором для разрезания металла используется ионизированный газ.

Это одна из самых распространенных технологий для резки толстых металлических листов, но она также подходит и для тонколистового металла. Прежде чем углубляться в преимущества и возможности плазменной резки, следует ответить на другой вопрос.

Что такое плазма?

Вы наверняка слышали о трех основных агрегатных состояниях вещества: твердом, жидком и газообразном. Но есть и четвертое — да, это плазма.

Плазму можно встретить в природе, в основном в верхних слоях атмосферы Земли. Знаменитые полярные сияния — это результат воздействия солнечного ветра, состоящего из плазмы. Молнии и высокотемпературное пламя также содержат плазму. Она есть и в наших телах.

В целом, на плазму приходится около 99% видимой Вселенной.

В повседневной жизни мы можем столкнуться с плазмой в телевизорах, люминесцентных лампах, неоновых вывесках и, конечно же, в аппаратах плазменной резки.

Плазма — это электропроводное ионизированное газоподобное вещество. Это означает, что некоторым атомам в нем не хватает электронов, и в то же время в нем присутствуют свободные электроны.

Газ можно превратить в плазму, подвергнув его интенсивному нагреву. Именно поэтому плазму часто называют ионизированным газом.

Плазма похожа на газ, поскольку ее атомы не находятся в постоянном контакте друг с другом. В то же время она ведет себя подобно жидкости благодаря своей способности течь под воздействием электрического и магнитного полей.

Невероятная режущая мощь плазмы

Как работает плазменный резак?

Процесс плазменной резки относится к термическим методам. Это означает, что для плавления металла используется тепло, а не механическое воздействие.

Общий принцип работы системы всегда одинаков. В плазменных резаках используется сжатый воздух или другие газы, например, азот. Эти газы ионизируются, создавая плазму.

Как правило, сжатые газы вступают в контакт с электродом и ионизируются, что приводит к увеличению давления. Когда давление нарастает, поток плазмы устремляется к режущей головке.

Режущее сопло сужает этот поток, формируя струю плазмы. Эта струя направляется на заготовку. Поскольку плазма электропроводна, заготовка заземляется через режущий стол.

Когда плазменная дуга касается металла, ее высокая температура расплавляет его. Одновременно с этим высокоскоростной поток газа выдувает расплавленный металл из зоны реза.

Запуск процесса резки

Существуют различные способы запуска процесса. Первый, более бюджетный вариант, — это высокочастотный контактный поджиг. Он не используется в аппаратах плазменной резки с ЧПУ, так как высокая частота может создавать помехи для современного оборудования. При этом методе используется искра высокого напряжения и высокой частоты. Она возникает, когда сопло плазмотрона касается металла, замыкая электрическую цепь. Эта искра, в свою очередь, и создает плазму.

Другой вариант — метод пилотной (дежурной) дуги. Сначала внутри резака с помощью цепи высокого напряжения и низкого тока создается искра. Эта искра образует пилотную дугу — небольшой объем плазмы. Когда пилотная дуга вступает в контакт с заготовкой, возникает основная, режущая дуга. После этого оператор может начинать процесс резки.

Третий способ — использование подпружиненной головки плазмотрона. Когда резак прижимается к заготовке, происходит короткое замыкание, и по цепи начинает течь ток. При ослаблении давления образуется пилотная дуга. Дальнейшие действия аналогичны предыдущему методу: дуга подносится к заготовке для начала резки.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Возможность резать любые токопроводящие материалы. Газопламенная резка, хотя и подходит для толстых металлов, ограничена только черными металлами.
• Отличное качество реза при толщине до 50 мм.
• Максимальная толщина реза — до 150 мм.
• Сравнительно невысокая стоимость при резке материалов средней толщины.
• Лучший способ резки нержавеющей стали и алюминия средней толщины.
• Доступность станков с ЧПУ, обеспечивающих высокую точность и повторяемость.
• Возможность резки в воде, что уменьшает зону термического влияния (ЗТВ) и снижает уровень шума.
• Меньшая ширина реза по сравнению с газопламенной резкой.
• Более высокая скорость резки, чем у газокислородной.
• Изменяя параметры, тот же аппарат можно использовать для плазменной сварки.

Недостатки

• Более широкая зона термического влияния (ЗТВ) по сравнению с лазерной резкой.
• Качество реза тонких листов и пластин уступает лазерной резке.
• Точность ниже, чем у лазерной резки.
• Не позволяет резать такие толщины, как газопламенная или гидроабразивная резка.
• Оставляет зону термического влияния (ЗТВ), в отличие от гидроабразивной резки.
• Более широкая кромка реза, чем у лазерной резки.

Выбор метода резки

Выбор между различными методами резки зависит от материала, его толщины и назначения деталей.

Рекомендуемая толщина для плазменной резки составляет от 15 до 50 мм.

Для углеродистой и нержавеющей стали рекомендуемый верхний предел толщины составляет около 50 мм. Для алюминия эта толщина не должна превышать 40 мм.

Для обработки материалов большей толщины применяют гидроабразивную и газопламенную резку.

Для тонколистового металла и пластин меньшей толщины предпочтительнее использовать лазерную резку из-за более высокого качества и скорости. Однако верхний предел для лазерной резки находится в диапазоне 25–30 мм.

Кроме того, при работе с листами толщиной от 15 мм плазменная резка оказывается быстрее и, следовательно, дешевле. Однако здесь снова встает вопрос о требуемом качестве. Впрочем, гладкую и ровную поверхность всегда можно получить с помощью последующей обработки.

Ключевые преимущества плазменного станка с ЧПУ

Станок плазменной резки с ЧПУ (числовым программным управлением) использует плазмотрон для резки металлов различной толщины по заданным координатам в нескольких осях. Преимущество станков с ЧПУ перед ручными плазменными резаками заключается в том, что процесс резки программируется и контролируется компьютером, а не движениями человека. Технология плазменной резки с ЧПУ сочетает в себе высокую скорость, точность и низкую стоимость, а также предлагает множество других преимуществ.

Универсальность

Универсальность — одно из ключевых преимуществ плазменной резки с ЧПУ. Этот метод позволяет эффективно резать как тонкие, так и толстые материалы. Чаще всего такие станки применяются для резки различных металлов, в том числе:

• Сталь
• Нержавеющая сталь
• Алюминий
• Медь
• Латунь

Помимо этих материалов, плазменная резка с ЧПУ применяется в самых разных сферах и отраслях промышленности для увеличения скорости производства и снижения затрат.

Рост производительности

Станки плазменной резки с ЧПУ оснащаются системой автоматического контроля высоты резака и современным программным обеспечением CAD/CAM. Это повышает производительность, позволяя выполнять больше резов за день с меньшим количеством отходов. Наши системы обеспечивают безупречное качество реза с минимальным термическим воздействием, поэтому каждая вырезанная деталь в точности соответствует заданным размерам и требованиям. Это гарантирует, что ваши клиенты останутся довольны и станут постоянными. Благодаря производству большего количества качественных изделий и удержанию клиентов, инвестиции в станок плазменной резки с ЧПУ — это разумный выбор, который с лихвой окупится в короткие сроки.

Эффективность

Станки плазменной резки с ЧПУ предназначены для выполнения крупномасштабных задач по резке, серийного производства, а также единичных заказов или художественных проектов за гораздо меньшее время, чем потребовалось бы при использовании ручного инструмента. Вы можете программировать и вырезать разнообразные формы по требованию, без необходимости предварительного нагрева или охлаждения заготовки. Станок плазменной резки с ЧПУ готов к работе в любой момент.

Точность

Поскольку станок плазменной резки управляется системой ЧПУ, он отличается высочайшей точностью. После программирования резак движется по строго заданной компьютером траектории, которая остается неизменной и надежной при каждом повторении. Это обеспечивает непревзойденную точность практически любого реза, независимо от его сложности.

Разумная цена

Станки плазменной резки с ЧПУ существуют уже несколько десятилетий. Раньше они были узкоспециализированным оборудованием, но в последние годы стали гораздо доступнее. Теперь их преимуществами могут воспользоваться как крупные промышленные предприятия, так и небольшие мастерские, частные подрядчики или даже любители.

Превосходные результаты

Результаты, полученные с помощью плазменной резки, неоспоримо превосходят результаты механической резки «металл по металлу». Плазменный рез не оставляет стружки и создает ровную кромку с минимальными погрешностями при условии, что программа резки составлена правильно.

Безопасность

Еще одно преимущество компьютерного управления станком — повышенная безопасность за счет автоматизации процесса. Настройка и выполнение резки происходят в электронной среде, что избавляет оператора от необходимости держать резак в руках или контактировать с горячим металлом. Кроме того, плазменная резка безопаснее большинства альтернативных методов газовой резки.

Простота в использовании

Станок плазменной резки с ЧПУ прост в освоении и требует минимального обучения для эффективной работы. Это значительно снижает затраты на подготовку новых операторов для производств и делает оборудование доступным для мастерских, состоящих из одного человека, который хочет пополнить свой арсенал станком с ЧПУ.