Одним из самых эффективных и широко применяющихся методов резки по металлу является плазма. Она хорошо справляется с листами металла большой толщины, при этом нисколько не уступая по качеству обработки. Среди категорий обработки ее можно отнести к термической, так как при работе по большей части задействуют температурные факторы, а не механические. Плазма в тандеме с ионизирующим газом проходит через металлическую поверхность, как разогретый нож, через кусок сливочного масла. Отсюда такая эффективность в металлообработке и большой спрос.
Принцип работы
Перед тем, как плазменный резак разогревается до состояния, при котором может легко прожигать почти любой металл, в установке начинается ионизация. В качестве сырья для этого процесса могут выступать газы, например, азот или сжатый воздух. Из них, впоследствии контакта с электродом под большим давлением, и появляется плазма. При увеличении давления плазменный резак начинает пропорционально увеличиваться, устремляясь к головке резака, словно жидкость. В головке режущей установки для этого специально есть сужающийся канал, из-за которого плазма концентрируется в одной точке.
Удобство плазменной резки заключается в том, что весь расплавленный металл под высокотемпературным давлением буквально выдувается из изделия. Остатки сырья стекают вниз, не пачкая заготовку, таким образом изделие и рабочая поверхность перед станком остаются ровными и чистыми.
Из-за работы электродов и свойства электропроводности плазмы, вся установка для резки нуждается в заземлении, поэтому конструкция стола чаще монтируется к полу помещения. По этой же причине пока сложно говорить о более сложных плазменных инструментах и полностью автоматизированном процессе обработки.
Особенности и нюансы
Несмотря на удобство и эффективность плазмы в работе с металлом, не всегда этот метод может быть удобен для резки и обработки. В частности это связано с тем, что не все оборудование для резки плазмой так легко может запускать процессы ионизации. Иногда для запуска требуется искра с высоким напряжением тока, так как на более бюджетных станках просто нет возможности для ее создания. К тому же, оснащение резаков такими мощностями зачастую ведет к сбоям в работе и прочим проблемам с электрикой, по этой причине метод также не считается совершенным.
В некоторых случаях, чтобы решить данную проблему, прибегают к созданию пилотной дуги, при которой искра создается прямо внутри режущего канала с использованием тока низкого напряжения и малой частоты. В этой дуге появляется небольшой сгусток плазмы, который раздувается по мере работы установки.
Еще один способ решения — метод пружинного плазмотрона, когда режущую головку до старта установки вплотную прижимают к заготовке. Из-за этого в момент запуска между металлической поверхностью и резаком создается короткое замыкание и искра, благодаря которой появляется дуга плазмы. Далее дуга аналогично «раздувается» в процессе резки.
Процесс ионизации и использование газов
Для плазменного резака процесс ионизации газов важен так же, как для механического оборудования заточка инструментов. К примеру, острота и скорость разреза напрямую зависят от условий среды ионизации и использования определенных газов для этого процесса. Плазмообразующие факторы могут влиять на глубину слоя газонасыщенности и характер химических и физических свойств на следах от разреза. Поэтому для некоторых материалов необходимо использование определенных газов и консистенции. К примеру, для обработки сплавов из меди и алюминия используют только такие газы:
- Азот;
- Смесь аргона и водорода;
- Смесь азота и кислорода;
- Кислород;
- Сжатый воздух.
Преимущества и недостатки
Среди достоинств можно выделить:
- Возможность резки и обработки почти всех, проводящих ток, металлы;
- Хорошее качество резки в диапазоне от 50 до 150 мм толщины слоя;
- Беспрепятственное использование плазмы в водной среде для уменьшения зоны термического влияния (ЗТВ) и снижения общего шума рабочего процесса;
- Минимальные показатели пропила металлов;
- Большая скорость и эргономичность метода.
Недостатки:
- Невозможность качественной обработки тонких слоев металлов в сравнении с резкой лазером;
- Ограничение по толщине в сравнении с гидроабразивной резкой;
- Сложность процесса ионизации и необходимость постоянного наличия оператора;
- Требования к ровному расположению материалов;
- Неэкологичность рабочей среды.
В сравнении с газопламенными, лазерными и гидроабразивными методами резки металла, плазменная уступает в некоторых аспектах. Однако скорость работы и высокая точность в своем рабочем диапазоне нивелирует эти недостатки.
Компания ООО «Первая Металлобаза» предлагает услуги по резке металла, в том числе методом плазменной резки.
