Плазмотрон: принцип работы и конструкция
Плазмотрон – это генератор плазмы, то есть такое техническое устройство, в котором электрический ток используется для образования плазмы, которая, в свою очередь, применяется с целью обработки материалов, например, для резки плазмотроном.
Первые плазмотроны появились в середине ХХ века, что было вызвано расширением производства тугоплавких металлов и необходимостью введения технологии обработки материалов, устойчивых в условиях высоких температур. Ещё одна причина появления плазмотронов – потребность в источнике тепла повышенной мощности.
Предлагаем посмотреть, как работает ручной плазмотрон (он же плазморез):
Вот основные особенности современных плазмотронов:
- Получение сверхвысоких температур, недостижимых при использовании химического топлива
- Лёгкость регулирования мощности, пуска и остановки рабочего режима
- Компактность и надёжность устройства
Устройство плазмотрона
Устройство плазмотрона для резки металла представлено следующими конструктивными элементами:
- Электрод/катод со вставкой из циркония или гафния – металлов с высокой термоэлектронной эмиссией
- Сопло для плазмотрона, обычно изолированное от катода
- Механизм для закручивания плазмообразующего газа
Сопла и катоды – это основные расходные материалы плазмотронов.
При толщине обрабатываемого металла до 10 мм одного комплекта расходных материалов бывает достаточно для одной рабочей смены – восьми часов работы. Сопла и катоды плазмотронов, как правило, изнашиваются с одинаковой интенсивностью, поэтому их замену можно организовать одновременно.
Несвоевременная замена расходников может оказать большое влияние на качество реза: например, при нарушении геометрии сопла может возникнуть эффект косого реза, или на поверхности реза будут возникать волны. Износ катода выражается в постепенном выгорании гафниевой вставки, выработка которой в объёме более 2 мм способствует пригоранию катода и перегреванию плазмотрона. Таким образом, несвоевременная замена изношенных расходных материалов влечёт за собой более скорый износ и остальных комплектующих плазмотронов.
Для защиты плазмотрона от брызг расплавленного металла и металлической пыли в процессе работы, на него надевают специальный кожух, который необходимо время от времени снимать и очищать от загрязнений.
Узнать больше о технологии плазменной резки вы сможете, посмотрев следующее видео:
Разновидности плазмотронов для резки металлов
Все существующие плазмотроны делятся на три большие группы:
I. Электродуговые
II. Высокочастотные
III. Комбинированные
Электродуговые плазмотроны оснащены как минимум одним анодом и катодом, подключёнными к источнику питания плазмотрона постоянного тока. В качестве хладагента таких устройств используется вода, которая циркулирует в охладительных каналах.
Существуют следующие разновидности электродуговых плазмотронов
- Плазмотроны с прямой дугой
- Плазмотроны с косвенной дугой (плазмотроны косвенного действия)
- Плазмотроны с использованием электролитического электрода
- Плазмотроны с вращающимися электродами
- Плазмотроны с вращающейся дугой
Высокочастотные плазмотроны не имеют ни электродов, ни катодов, ведь для связи такого плазмотрона с источником питания используется индуктивный/ёмкостной принцип.
Принцип работы плазмотронов высокочастотной группы требует того, чтобы разрядная камера таких устройств была выполнена из непроводящих материалов, и в качестве таковых обычно используются керамика или кварцевое стекло.
Так как поддержание безэлектродного разряда не нуждается в электрическом контакте плазмы с электродами, в плазмотронах такого типа используется газодинамическая изоляция стенок от плазменной струи, что даёт возможность избежать их перегрева и ограничиться воздушным охлаждением.
Комбинированные плазмотроны работают при совместном действии ТВЧ – токов высоких частот – и горении дугового разряда, в том числе с его сжатием магнитным полем.
Кроме общей классификации плазмотронов на электродуговые, высокочастотные и комбинированные, такие устройства можно разделять на группы по многим принципам: например, в зависимости от типа охлаждения, по способу стабилизации дуги, в зависимости от типа электродов или используемого тока.
Система стабилизации дуги в процессе работы плазмотрона
В зависимости от способа стабилизации дуги, все плазмотроны делятся на газовые, водяные и магнитные. Надо сказать, что система стабилизации дуги является очень важной для процесса функционирования плазмотрона, ведь именно она обеспечивает сжатие столба и его фиксацию по оси электрода и сопла.
Самая простая и распространённая система стабилизации дуги – газовая. Её принцип работы заключается в охлаждении и сжимании стенок столба дуги внешним, более холодным плазмообразующим газом. Водяная система даёт возможность достичь большей степени сжатия и поднять температуру столба дуги до 50000 градусов.
Плазмотроны такого типа используют графитовый электрод, подающийся в меру его сгорания, поскольку пары воды вблизи электрода обеспечивают повышенную скорость этого процесса. По сравнению с этими двумя системами стабилизации, магнитная стабилизация дуги считается менее эффективной, однако её преимущество заключается в возможности регулировки степени сжатия без потерь плазмообразующего газа.
Плазменная резка. Обзор установок для плазменной резки. Технические советы
С течением времени оборудование для плазменной резки сильно усовершенствовалось. Современная плазменная резка отличается высокой скоростью, небольшими эксплуатационными расходами, лучшим качеством. Плазменная резка может использоваться в различных отраслях промышленности.
Плазменная резка — это процесс, при котором в столб дуги постоянно подается не ионизированный газ. Благодаря энергии дуги этот газ нагревается, ионизируется и превращается в плазменную струю. В современном оборудовании плазменная дуга дополнительно сжимается вихревым потоком газа, поэтому создается очень интенсивный и концентрированный источник тепловой энергии, который превосходно подходит для резки металлов. Хотя технология плазменной резки и кажется сложной, сам процесс нетрудно изучить и выполнить.
ПРЕИМУЩЕСТВА ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ
До появления плазменной резки для разделки стали был очень популярен способ газовой резки, В настоящее время все больше отдается предпочтение плазменной резке, так как она имеет много преимуществ.
Плазмой металл режется быстрее, чем кислородом, не требуется предварительный подогрев металла, ширина разреза очень небольшая, а также, меньше зона термического влияния, поэтому разрезаемый металл не деформируется, не закаливается.
Способ плазменной резки можно использовать для большинства металлов (газовой резкой нельзя резать нержавеющую сталь, алюминий, медь). Кроме того, плазменная резка более чистый, дешевый и удобный способ резки металла, так как для плазменной резки используются в качестве исходных материалов воздух и электричество.
Правильно подключенное оборудование плазменной резки более безопасно, чем оборудование газовой резки, так как в этом случае в горелке не возникает опасность обратного удара пламени.
Способ плазменной резки превосходно подходит для проплавления отверстий, так как сжатая плазменная дуга концентрированно нагревает и плавит металл в месте разреза и в то же время интенсивно, благодаря воздействию скоростного потока газа, удаляет расплавленный металл.
Кроме того, для плазменного проплавления отверстий не требуется предварительный прогрев металла, способом плазменной резки легче резать разнородные металлы.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ
Способом плазменной резки можно резать любой электропроводящий материал. По сравнению с флюсовой, газовой резкой, плазменная резка имеет много преимуществ: можно резать любой металл, выполнять подготовку кромок, выполнить фигурную резку, строжку и проплавление отверстий.
Способом плазменной резки можно резать металлы разнообразной толщины. В зависимости от мощности аппарата плазменной резки можно разрезать как алюминий, так и нержавеющую или углеродистую сталь, а также титан толщиной несколько сантиметров.
ПОДГОТОВКА ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ К РАБОТЕ
При подготовке оборудования к работе в аппарат плазменной резки подается сжатый воздух. Возможны три источника сжатого воздуха: баллоны сжатого воздуха, подключение к имеющейся на заводе системе сжатого воздуха или небольшой воздушный компрессор.
Большинство аппаратов плазменной резки имеют регулятор, необходимый для подачи и распределения потока воздуха в системе.
При подборе необходимого тока и скорости резки лучше всего выполнить несколько разрезов при более высоком токе. Затем, при необходимости, в зависимости от скорости резки, можно уменьшать ток. Если ток слишком высок или скорость резки слишком маленькая, разрезаемый металл перегревается и может образоваться окалина. Правильно подобрав скорость резки и ток, мы получаем очень чистый разрез, на поверхности которого почти не образуется окалины, мало или абсолютно не деформируется разрезаемый металл.
Резку начинают, располагая плазматрон как можно ближе к краю разрезаемого основного металла. Нажмите кнопку выключателя плазматрона — зажжется дежурная дуга, а затем режущая дуга. После зажигания режущей дуги медленно двигайте плазматрон вдоль планируемой линии разреза. Регулируйте скорость движения так, чтобы искры были видны с обратной стороны листа металла. Дуга должна быть направлена вниз и под прямым углом к поверхности разрезаемого металла.
Если на обратной стороне металлического листа не видно искр, это значит, что металл не прорезан насквозь. Это может происходить из-за слишком большой скорости движения, недостаточного тока или из-за того, что струя плазмы направлена не под прямым углом к поверхности разрезаемого металла.
По окончании резки слегка наклоните плазматрон в сторону конца разреза или временно остановитесь, чтобы закончить резку. После того, как вы отпустили кнопку выключателя на плазматроне, некоторое время будет подаваться воздух для охлаждения его нагревающихся частей, и в случае необходимости резку можно снова возобновить.
СТРОЖКА ПЛАЗМЕННОЙ ДУГОЙ
Операцию строжки можно выполнить, когда угол наклона плазматрона в среднем составляет 40 градусов. Нажмите кнопку выключателя плазматрона, чтобы зажечь дежурную, а затем и режущую дугу. В начале строжки поддерживайте как можно более короткую длину горящей плазменной дуги. Затем длину дуги и скорость прохода можно изменять в зависимости от надобности.
Не делайте слишком глубокую строжку, лучше выполнить несколько проходов. После того, как вы отпустили кнопку выключателя на плазматроне, некоторое время будет подаваться сжатый воздух для охлаждения, и в случае необходимости строжку можно снова возобновить.
ПРОПЛАВЛЕНИЕ ОТВЕРСТИЙ ПЛАЗМЕННОЙ ДУГОЙ
Проплавить отверстие при угле наклона плазматрона 40 градусов. Нажмите кнопку выключателя. Когда загорится режущая дуга, наклоните плазматрон так, чтобы угол его наклона составлял 90 градусов, и дуга насквозь проплавит основной металл. Лучше всего руководствоваться правилом, что таким способом можно проплавить металл, толщина которого не превышает наибольшей указываемой в паспорте аппарата толщины разрезаемого металла.
НА ЧТО ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ ПРИ ВЫБОРЕ АППАРАТА ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ
Выходная мощность
Номинальная мощность аппарата плазменной резки подбирается в зависимости от типа и толщины разрезаемого металла. Толщину разрезаемого металла также определяет диаметр сопла, тип применяемого газового потока (воздух, азот).
Определите, какой металл вы собираетесь резать, и проверьте мощность аппарата, который вы собираетесь купить. Например, аппарат плазменной резки имеет номинальную мощность 60 А или 90 А. Используя этот аппарат, можно резать металл толщиной до 30 мм. Аппарат такого типа превосходно служит в различных отраслях промышленности, в автомобильных ремонтных мастерских, в домашних мастерских. Если планируете резать более толстый металл, вам понадобится аппарат плазменной резки который имеет номинальную мощность 90 А или 170 А. Используя этот аппарат, можно резать металл толщиной до 50 мм.
Скорость резки
Проверьте скорость резки аппарата. Обычно она измеряется сантиметрами в минуту. Некоторыми аппаратами металл толщиной 30 мм можно перерезать в течение 5 минут, другим — достаточно одной минуты. Скорость резки — очень важная характеристика, особенно при массовом производстве, когда необходимо уменьшать затраты времени.
Входная мощность
Проверьте первичное напряжение и необходимую для источника питания силу тока.
Также определитесь, необходим ли вам универсальный аппарат, который мог бы работать с различным напряжением и током. Некоторые аппараты могут использовать только напряжение 220 В или 380 В, однофазный или трехфазный ток питания.
Продолжительность работы
Это очень важная характеристика, на которую необходимо обратить внимание при покупке аппарата. Продолжительность работы — это время, в течение которого аппарат, не перегреваясь, может резать. Например: если продолжительность работы (ПН) аппарата 60 %, то аппарат без перерыва может работать 6 минут, а затем в течение оставшихся 4-х минут ему необходимо охлаждаться. Большая продолжительность работы очень важна, если требуется выполнять длинные разрезы, если требуется высокая производительность или если аппарат используется в обстановке при повышенной температуре. Соответствующая продолжительность работы обычно указывается для максимальной мощности аппарата в данном случае. Если аппарат будет использоваться с меньшей мощностью, то соответственно увеличится его продолжительность работы.
Температура среды (в которой будет эксплуатироваться аппарат плазменной резки) также может иметь влияние на продолжительность работы. Некоторые производители определяют продолжительность работы своих аппаратов при температуре 40°С. Если продолжительность работы источника питания определена при температуре 25°С, то при температуре 40°С его нельзя будет длительно использовать.
ПЛАЗМАТРОН (ПЛАЗМЕННАЯ ГОРЕЛКА)
Выбор плазматрона зависит от особенностей материалов или продуктов, которые требуется резать. Плазматрон всегда должен быть достаточной мощности, должен обеспечивать качественную резку в тяжелых рабочих условиях и при интенсивной эксплуатации быть стойким к ударам. Можно использовать плазматроны разной конструкции. Плазматрон с медным соплом, которое более прочно, чем керамическое, практически не бьется, имеет воздушное охлаждение. Рукоятка может быть укомплектована крепящимся к плазматрону дополнительным элементом, который будет поддерживать наконечник на расстоянии от 1,6 мм до 3 мм от рабочей поверхности.
Это облегчает работу оператора, так как можно двигать плазматрон на постоянном требуемом расстоянии от рабочей поверхности. Длина дополнительного элемента (фиксированное расстояние между рабочей поверхностью и плазматроном) зависит от толщины разрезаемого металла и требуемой силы тока. Используя при резке малые токи, можно соплом прикоснуться к поверхности металла или провести по металлу. При использовании для резки большого тока (выше 60 А) расстояние между горелкой и поверхностью металла должно быть 1,6-4,5 мм.
При выборе плазматрона для плазменной резки необходимо определиться, для каких целей он будет использоваться, так как возможны различные конструкционные решения. Например, если он используется исключительно в диапазоне малых токов и может разрезать только тонкие листы металла, тогда для охлаждения плазматрона защитный газ не требуется, поэтому в этом случае в плазматрон подается только необходимый для резки воздух. Если плазматрон используется для резки толстых листов металла, то требуется больший ток, поэтому в плазматрон желательно подавать не воздух, а защитный газ (азот) для охлаждения плазматрона.
При этом качество резки улучшается.
Материалы
Для плазменной резки требуется не только сжатый воздух, но и другие комплектующие части и материалы. Это сопло горелки и электрод для резки. Изношенные или поврежденные сопла или электроды оказывают влияние на качество резки. Низкая квалификация оператора, влажность воздуха, резка толстых листов металла с использованием интенсивных режимов ускоряют износ данных комплектующих частей. Оптимальное качество резки достигается только при одновременной замене сопла и электрода.
Вес и размеры
Если требуется переносной аппарат плазменной резки, его вес и размеры являются очень важными факторами. Можно приобрести небольшие переносные аппараты, весящие менее 40 кг. Также существуют мощные аппараты плазменной резки, которые весят намного больше, они являются стационарными постами резки и позволяют выполнять качественную резку металлов толщиной до 50 мм.
КАК БЕЗОПАСНО РАБОТАТЬ С ОБОРУДОВАНИЕМ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ
При работе с оборудованием плазменной резки необходимо жестко придерживаться правил техники безопасности, так как, выполняя плазменную резку, мы имеем большое количество представляющих опасность факторов: высокое напряжение, температура, ультрафиолетовое излучение и расплавленный металл.
Необходимо носить одежду сварщика, иметь сварочный щиток со стеклами соответствующей степени затемнения.
Перед началом резки осмотрите защитный щиток, сопло и электрод, не начинайте работу, если сопло или электрод недостаточно закреплены.
Не стучите плазматроном, стараясь удалить брызги металла, так как можете его повредить. Если хотите экономить материалы, избегайте частого зажигания и обрыва плазменной дуги. Всегда руководствуйтесь «Инструкцией пользователя».
Правильно эксплуатируя и обслуживая аппарат плазменной резки, вы сможете выполнять резку с высокой скоростью, качественно и чисто.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ
Важными параметрами плазменной резки считаются: факельный зазор (между соплом и листом), состав плазмообразующего газа, скорость резки, сила тока плазменной дуги. Скорость резки будет зависеть от силы тока и зазора между соплом и листом.
При ручной плазменной резке в качестве газа используется воздух. Для автоматической плазменной резки применяется двойной газ: листы до 25 мм режутся азотом и водяным туманом, а более 25 мм – водородом или аргоном в сочетании с азотом или двуокисью углерода.
В процессе плазменной резки важен не только используемый газ, но и давление, образующееся в течение резки (чем выше, тем хуже), это повлияет на качество процесса и срок службы электрода и сопла.
На длительность эксплуатации электрода и сопла напрямую влияет также ток дуги. Для определенного комплекта электрод-сопло установлен свое номинальное значение тока. Если нужно увеличить ток, то следует брать сопло большего диаметра.
Факельный зазор, т.е. расстояние между соплом и листом, должен быть постоянным. Только в этом случае можно получить качественный рез. Если уменьшить зазор, то это приведет к сгоранию сопла и электрода. Особенно быстро сгорит сопло при контакте с листом.
Скорость плазменной резки влияет на качество реза, а также на образование шлака и легкость его удаления. На качество и точность резки решающее влияние оказывают ширина реза и угол наклона кромок. Эти параметры определяются током дуги, расходом газа и скоростью движения плазмотрона. Ширина реза определяется диаметром выходного отверстия сопла и током дуги.
Чтобы оценить ширину, следует увеличить диаметр сопла в 1,5 раза. Широкий рез может получиться при частичном разрушении электрода, большом факельном зазоре (расстоянии между соплом и листом), высоком токе дуги, малой скорости резки.
ЧАСТО ВСТРЕЧАЕМЫЕ ОШИБКИ ПРИ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКЕ
Во время выполнения плазморезательных работ специалистами может допускаться ряд характерных ошибок, которые влияют на качество резки и повышают стоимость работ. Первая ошибка – слишком поздно или наоборот слишком рано осуществляется замена комплектующих плазматрона: сопел, электродов и пр. Использование изношенных комплектующих снижает качество резки и сокращает службу самого плазматрона. Если заменит детали ранее, то это приведет росту стоимости плазменной резки.
Вторая ошибка – использование неправильных режимов резки, которые также сокращают срок службы комплектующих плазматрона. Способствует раннему сбою в работе плазматрона небрежное к нему отношение. На плазматрон следует одевать защитный чехол, чистить от пыли и грязи, вовремя менять сопла и электроды, а также прочие комплектующие.
Третья — часто встречаемая ошибка при работе с плазматроном – отсутствие контроля расхода газа и охладителя. Несоответствие влажности, давления и замасленности этих веществ нормам приводит к электрическому пробою в плазматроне, а также к увеличению диаметра дуги, что изнашивает сопла, электроды и прочие комплектующие и ухудшает результат резки.
В режиме непрореза расплавленный металл попадает на плазматрон, к тому же плазматрон работает на повышенном токе, что сокращает срок службы его комплектующих.
Механическое повреждение плазмотрона – самая неприятная ошибка, допускаемая мастером. Могут повредиться сопло, электрод, сам механизм. Во избежание случайных контактов с листом используются стабилизаторы высоты.
УСТРОЙСТВО ПЛАЗМЕННЫХ РЕЗАКОВ
Плазменный резак, называемый также плазмотроном или плазменной горелки предназначается для образования плазмы при резке металла. Плазмотроны предназначаются как для ручной, так и механизированной плазменной резки.
В комплект резака входят следующие узлы: сопло, электродержатель с электродом, дуговая камера, изолятор, который разделяет электродный и сопловый узлы, системы водо- и газоснабжения.
Устройство резака для плазменной резки будет зависеть от рабочей среды, зажигания среды, системы охлаждения и пр. Самые простые виды плазмотронов – для инертных и восстановительных газов. Плазмотроны с водяной и магнитной стабилизацией используются редко.
Резаки с газожидкостной стабилизацией дуги комплектуются системой каналов для подачи воды в столб дуги в сопловом узле. Для стабилизации дуги при плазменной резке используются двухфазные газожидкостные потоки, которые вводятся по схеме двухпоточного плазмотрона. Такой способ стабилизации повышает режущие свойства плазменной дуги, а за счет подачи жидкости в формирующее сопло улучшается его охлаждение.
Также активно используются плазмотроны с водяной завесой и газожидкостной системой охлаждения. Они также укомплектованы системой водяных каналов, которые создают завесу вокруг дуги. Вода охлаждает кромку металла и улучшает условия и качество плазменной резки таким плазмотроном.
Сопло плазменного резака формирует дугу, разрезающую металл.
На свойства дуги будут влиять форма и размеры соплового канала. Уменьшая диаметр сопла и увеличивая его длину, вы получаете поток плазмы высокой скорости и отличные условия плазменной резки.
ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА ЗИМОЙ
В зимний период при минусовых температурах отличной альтернативой газо-кислородной резке становится плазменная резка. Этот вид резки металла не требует заправки, аттестации, доставки большого количества комплектующих. Для плазменной резки нужна лишь электроэнергия и периодическая смена комплекта сопел и электродов.
Для плазменной резки при низких температурах плазмотрон должен иметь воздушное охлаждение. Соблюдайте осторожность при работе с плазмотроном зимой. Компрессор, шланги и сам плазмотрон между работами нужно хранить в местах с плюсовой температурой.
Аппараты плазменной резки с воздушным охлаждением плазмотрона режут металл толщиной до 55 мм. Но не весь металл имеет подобную толщину, иногда требуется плазмотрон для более плотного листа. Аппараты могут комплектуются кабель-шланговыми пакетами до 30 м – это позволит осуществлять плазменную резку на морозе, не вынося само оборудование из теплого помещения.
МАШИНЫ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ
Плазменная резка может быть как ручной, так и механизированной. В комплект оборудования для механизированной резки входят плазменная горелка (плазмотрон), источник энергии, система управления процессом резки, устройство для перемещения установки.
Машины для плазменной резки могут быть стационарными и передвижными, одно-, двух- и многоместными, портального, портально-консольного и шарнирного типа, с фотоэлектронным, магнитным или числовым управлением.
На машинах для плазменной резки портального типа лист располагается под ходовой частью – порталом. На портально-консольных машинах лист находится под консолью, а на портале располагается копировальное устройство. На консоли находятся плазмотрон и суппорт. Шарнирные машины размещают лист под шарнирной рамой. В комплект такого устройства также входят суппорт, копирующий механизм и собственно плазмотрон.
При фотоэлектронном управлении машиной для плазменной резки фотокопировальное устройство отслеживает контур чертежа.
Плазмотрон режет лист четко по контуру, повторяя за фотоэлементом.
Электромагнитное управление плазменной резкой используется в шарнирных машинах. Копиром является ранее вырезанная деталь. Копировальная машина комплектуется электродвигателем, редуктором, электромагнитом и металлическим стержнем. Под действием магнита стержень прижимается к копиру и обводит его по контуру. За стержнем движется и плазматрон.
Программное управление процессом резки позволяет получать комплект деталей нужного контура, а также заранее программировать плазматрон на выполнение определенной задаче по резке в зависимости от толщины металла, вида реза и пр.
Станки для плазменной резки с плазматронами различаются также по виду обрабатываемой продукции. Это может быть прокат, листовой или профильный, трубы. От вида разрезаемой продукции зависит комплектация того или иного станка.
ПЛАЗМОТРОН С МЕДНЫМ ПОЛЫМ ЭЛЕКТРОДОМ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ
Ресурс работы электрода при плазменной резке особо актуален, когда дело имеешь с толстым металлом.
Для решения этой проблемы существует плазмотрон с полым медным внутренним электродом, оснащенный резьбовой нарезкой. При разработке плазмотрона за основу брались теоретические и экспериментальные исследования. За основу бралась модель непрерывно движущегося пятна привязки дуги по поверхности электрода. В каждом макро пятне есть микро пятна, которые передвигаются по поверхности разогретого электрода. Для расчета эрозии электрода высчитывают время нагрева электрода до плавления, кипения и испарения, а также принимают плотность тока в микро пятне.
Уменьшение плотности тока в микро пятне приводит к уменьшению эрозии электрода плазмотрона. Применение резьбовой нарезки на внутренней поверхности полого электрода способствует образованию застойных зон, когда поток отрывается за каждым витком резьбы. Застойные зоны на электроде способствуют выравниванию различных параметров и увеличению интенсивности пульсации. В результате создания благоприятных условий для крупномасштабного шунтирования, опорное пятно дуги распределяется на несколько опорных пятен, тем самым предотвращается нагрев электрода плазмотрона и увеличивается срок его службы.
Плазмотрон с медным полым электродом в связи с рядом его особенностей комплектуется источником питания с более высоким напряжением холостого хода. Увеличения напряжения дуги приводит к росту мощности плазмотрона, что благоприятно влияет на резку. С медным полым электродом плазмотрон может работать и на нейтральных, и на кислородсодержащих газах.
Такого рода плазмотрон состоит из катодного и соплового узлов, которые разделены вихревой камерой, куда подается газ. Узел катода – это медный полый электрод, запрессованный в корпус. Сопловой узел – это водоохлаждаемая секция со сквозным каналом.
На мощность плазмотрона влияет увеличение тока дуги, а также изменение расстояние между срезом сопла и изделием. При силе тока на дуге 400 А и толщине металла до 80 мм стойкость сопла и внутреннего электрода плазмотрона составит 120-150 часов.
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КАЧЕСТВО ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ
Иногда можно встретить мнения о недостаточном качестве плазменной резки металлов.
Но они однозначно ошибочны и связаны с отсутствием опыта человека в этой сфере.
Плазменная резка способна справится с широким ассортиментом металлов и сплавов. Благодаря высокой температуре луча плазмотрона, плазменный резак разрежет и титан.
Комплектующие и оборудования для плазменной резки недорогие в сравнении с той же лазерной резкой. К тому же комплект сопел и электродов для резки не занимает много места.
Основных факторов, которые влияют на качество плазменной резки всего пять. Во-первых, это техническое состояние оборудования. Исправность механизмов и комплектующих, отсутствие конденсата и примесей, точность приводов, калибровка датчиков в первую очередь влияют на исход резки. Следующими факторами, обусловливающими отличную работу плазмотрона и комплектующих, а также качественную резку являются давление и качество плазмообразующего газа. Фактор номер четыре – это скорость перемещения плазмотрона на прямых и радиусных территориях.
И последний, но не менее важный показатель – контроль за состоянием электрода и сопла.
Состояние этих небольших, но очень важных комплектующих аппарата для плазменной резки способно определить исход процесса.
Плазмотрон высокой мощности, обеспечивающий высокую концентрацию энергии в месте реза, гарантирует малую ширину реза, отличное качество кромок и отсутствие коробления. На качество реза также важное влияние оказывает скорость перемещения плазмотрона. Правильно выбранная скорость плазмотрона обеспечит узкий, шириной не более двойного диаметра сопла, рез, гладкие поверхности и отсутствие скруглений.
ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА: ТЕХНОЛОГИЯ, ТИПЫ, КОМПЛЕКТУЮЩИЕ
Плазменная резка разрезает металл за счет теплоты, которая выделяется сжатой плазменной дугой. А получается плазменная дуга в специальном устройстве – плазмотроне в результате сжатия и вдувания в нее плазмообразующего газа.
Различают плазменно-дуговую резку и резку плазменной дугой. При первом типе резки дуга образуется между электродом и слоем металла. Разрезает металл энергия одного из приэлектродных пятен дуги, плазмы столба и факела.
При резке плазменной дугой дуга горит между электродом и наконечником плазмотрона, металл же не входит в электрическую цепь. Часть плазмы дуги выносится из плазмотрона в виде струи, которой и режется металл.
В плазмотроне находится цилиндрическая дуговая камера с выходным каналом, который формирует сжатую плазменную дугу. Такое комплектующее как электрод располагается в тыльной части этой камеры. Обычно возбуждение дуги между электродом и металлом затруднительно. Поэтому зажигается дежурная дуга между электродом и плазмотроном. Эта дуга выходит из сопла и при касании с металлом образуется рабочая дуга, а дежурная тухнет.
В дуговую камеру плазмотрона подается плазмообразующий газ, который под действием тепла дуги нагревается, увеличивается в объеме и истекает из сопла со скоростью 2-3 км/с.
Электроды, важнейшие комплектующие аппаратов и машин для плазменной резки, изготавливаются из вольфрама, меди, гафния и прочих металлов. Не менее важные комплектующие сопла выбираются медные и медные с вольфрамовой вставкой.
Комплект электрод-сопло наряду с плазмотроном являются важнейшими составляющим устройств для плазменной резки, от качества которых зависит исход резки. На процесс резки и характеристики основных узлов плазмотрона влияет состав плазмообразующего газа. Наряду с комплектующими плазменного резака, плазмообразующая среда определяет количество тепла, которое будет выделяться в процессе, поскольку при определенной геометрии сопла и токе именно состав среды будет определять напряженность поля столба дуги внутри и снаружи сопла.
УСТАНОВКИ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ
Чтобы укомплектовать машины плазменной резки всем необходимым используются плазмотроны, электроды, сопла, системы и аппараты различных производителей.
Горелки для плазменной резки и расходные материалы – Weldingoutfitter.com
У нас есть широкий выбор горелок для плазменной резки и расходных материалов! Мы хотели бы поставить вам: направляющие для резки, электроды, экраны, прокладки, плазменные наконечники или плазменные горелки! Если вам нужно что-то, чего нет на этой странице, звоните!По любым вопросам звоните по телефону 1-641-201-1352!
Сортировать по
ПопулярныеЦена, от низкой к высокойЦена, от высокой к низкойПо алфавиту, от A до ZПо алфавиту, от Z до ADДата, от старой к новойДата, от новой к старойЛучшие продажи
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Сделать выбор
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Сделать выбор
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Сделать выбор
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Быстрый просмотр
Quick View
Промышленная плазменная резка
Если есть что-то, что остается неизменным в тяжелой промышленности, так это то, что технологии продолжают развиваться, и это расширяет возможности для реализации проектов.
Сегодня такие задачи — обычное дело. Но они были бы невозможны без достижений и эволюции технологий строительства и инструментов. Например, плазменный резак — один из тех инструментов, которые изначально казались чем-то из области научной фантастики, но сегодня это электроинструмент, который любой, у кого есть деньги, может купить в магазине. И у нас есть оборудование и аксессуары, которые вам нужны, если вы заинтересованы в плазменных резаках и расходных материалах.
Теперь вы можете резать плазмой
В большинстве форм резки сварочных горелок используется газовый компонент, но только плазменная резка использует особую технику ионизации газа. Когда газ проталкивается через отверстие с нужной скоростью с приложенной к нему энергией, он становится «четвертым состоянием» материи после твердого, жидкого или газообразного состояния, и это плазма.
Этот перегретый ионизированный газ создает огромное количество тепла, которое можно точно сфокусировать.
Хотя это чрезвычайно мощная технология, которая была впервые применена в 1950-х годов, поначалу он практически не использовался в тяжелой промышленности. Эта технология была дорогой в обслуживании, и даже когда затраты снизились в 1980-х годах, технология была доступна только крупнейшим компаниям, работающим в очень больших масштабах производства, чтобы оправдать стоимость дорогих машин. Однако сегодня эти машины может позволить себе любой желающий.
Резаки и расходные материалы
У нас есть ряд различных торговых марок, которые вы узнаете и которым доверяете, когда речь идет о плазменных резаках. Miller, Thermal Dynamics, Lincoln Electric, Trafimet и Hypertherm представлены в нашем каталоге оборудования, которое вы ищете. Все они также имеют соответствующую цену.
Если вы ищете плазменные резаки, у нас есть их в наличии, помимо резаков, дополнительные аксессуары, такие как роликовые направляющие и, конечно же, множество расходных материалов.
Плазменная резка может быстро пройти через множество различных аксессуаров, таких как электроды, сопла, дефлекторы, удерживающие чашки, режущие наконечники и многое-многое другое. У нас есть все дополнительные небольшие расходные материалы, которые вам могут понадобиться, а также аксессуары, такие как направляющие для круговой резки и проставки для плазменной резки, которые помогут улучшить вашу работу.
Отличные цены, быстрая доставка
Если вы знаете, какой плазменный резак или расходные материалы вам нужны, мы можем доставить ваши товары в любую точку континентальной части США. Вам не придется долго ждать, а состояние будет в целости и сохранности благодаря сотрудничеству с опытными и уважаемыми партнерами по доставке. Если вам нужна еще большая ценность, попробуйте заказать больше у нас. Любой заказ на сумму 100 долларов и более получает бесплатную доставку и обработку!
Преимущества плазменной резки по сравнению с горелкой
Когда дело доходит до резки металла, большинство производителей указывают на плазменную резку или газокислородную резку как на два наиболее популярных метода.
Оба метода имеют свои плюсы и минусы, преимущества и недостатки, а также сторонников и недоброжелателей. И, как и следовало ожидать, выбор наиболее подходящей режущей системы для работы не всегда прост. Выбор зависит от применения, типа и толщины разрезаемого материала, качества резки, эксплуатационных расходов, места работы и многих других факторов.
В этом посте мы рассмотрим некоторые из этих факторов. Но сначала давайте посмотрим, как работает каждая техника.
Как работают плазменные резаки
Плазменный резак или система плазменной резки использует поток плазмы для передачи энергии проводящему рабочему материалу. Поток плазмы обычно формируется путем подачи газа, такого как азот, кислород, аргон или даже воздух, через узкое сопло. Электрический ток, создаваемый внешним источником питания, добавляет потоку газа достаточно энергии для его ионизации, превращая его в плазменную дугу. Поэтому этот процесс часто называют плазменно-дуговой резкой. Плазменная дуга разрезает заготовку, сначала расплавляя ее, а затем сдувая расплавленный металл.
Плазменная резка подходит для широкого спектра применений, таких как прямая резка, резка под углом, строжка, вырезание отверстий, резка мелких деталей и маркировка. Вы можете узнать больше о плазменной резке здесь, на нашей странице «Технологии плазменной резки».
Как работают кислородные горелки
Кислородно-кислородная резка представляет собой химическую реакцию между чистым кислородом и сталью с образованием оксида железа. Его можно описать как быстрое контролируемое ржавление. Пламя предварительного нагрева используется для повышения температуры поверхности стали примерно до 962 ° C (1800 ° F, ярко-красный цвет). Затем чистый кислород тонкой струей под высоким давлением направляется к нагретой области. По мере того как сталь окисляется и выдувается, образуя полость, поток предварительного нагрева и кислорода движется с постоянной скоростью, образуя непрерывный разрез. В этом процессе чаще всего в сочетании с кислородом используются четыре основных горючих газа: ацетилен, пропан, пропилен и природный газ.
Основные области применения и применения (хотя и не ограничивающиеся только этим) включают резку стали для изготовления или демонтажа; нагрев деталей для гибки, правки или термообработки; и ослабление застрявших, ржавых деталей и болтов во время ремонтных работ.
Оба метода широко используются в различных отраслях промышленности, включая общее производство и ремонтные мастерские, восстановление автомобилей, строительство, производство систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, механическое производство, горнодобывающую промышленность, судостроение и даже художественные работы, вывески и украшения. Эти методы также можно использовать с программными системами управления движением на столе с ЧПУ.
Теперь давайте подробнее рассмотрим сильные и слабые стороны каждого из них для разных типов работ.
Тип материалов для резки
Плазменные резаки могут работать с большинством любых электропроводящих металлов, включая как черные металлы, такие как углеродистая сталь, чугун и нержавеющая сталь, так и цветные металлы, такие как алюминий, латунь и медь.
Газокислородные резаки работают только с металлами, которые легко окисляются, за исключением меди, нержавеющей стали и алюминия, которые обычно используются в металлообрабатывающих цехах.
Толщина металла
Плазменные горелки обычно используются для резки металлов толщиной до 2 дюймов, хотя плазма может резать материал толщиной до 6 дюймов. Кроме того, плазма может резать более тонкие металлы быстрее, чем кислородные горелки, практически не вызывая деформации металла. Кислородная резка чаще используется для резки более толстого углерода от 2 до 12 дюймов.
Качество резки
Плазменные резаки обеспечивают более точную резку, поскольку они режут быстро с небольшим количеством шлака, в результате чего получаются чистые пропилы с меньшим пропилом (ширина фактического реза), чем у кислородных резаков. При газокислородной резке навыки оператора являются наиболее важной переменной, определяющей качество резки. Еще одним фактором является требование предварительного нагрева подложки.
При плазменной резке заготовку не нужно предварительно нагревать, как при кислородной резке, что значительно экономит время.
Затраты
В большинстве случаев первоначальные капитальные затраты на плазменные системы выше, чем на кислородно-топливные системы, однако долгосрочные эксплуатационные расходы при использовании плазмы ниже, особенно когда газовые баллоны не нужны. Кроме того, для работы, требующей чистых и точных резов, кислородная резка может стоить дороже, если потребуется какая-либо работа по очистке после резки.
Портативность
Кислородно-топливные горелки всегда были популярным выбором для полевых работ из-за их высокой портативности — они не нуждаются в электричестве, требуют только горелки и газовых баллонов и могут работать практически где угодно. Плазменные резаки, с другой стороны, требуют только электрического подключения и сжатого воздуха. Однако технологический прогресс означает, что сегодняшние плазменные системы меньше и легче, чем когда-либо.
Например, семейство портативных систем плазменной резки и строжки Hypertherm Powermax обеспечивает оптимальную производительность при обработке металлов толщиной до 1-1/2 дюйма. Самое портативное устройство Hypertherm, плазменный резак Powermax30 AIR, весит менее 30 фунтов. и включает в себя встроенный воздушный компрессор, позволяющий резать металл везде, где есть однофазное питание. На большинстве удаленных рабочих мест электроэнергия не является проблемой, так как генератор с приводом от двигателя обычно находится под рукой.
Безопасность
Кислородно-топливные системы требуют хранения или обращения с опасными газами, чего нельзя сказать о системах плазменной резки.
В заключение можно сказать, что оба метода резки обычно позволяют выполнить работу, но каждый метод имеет некоторые преимущества в зависимости от типа и толщины материала и конечного применения металла.
Все еще думаете, какой процесс резки лучше всего подходит для вас? Посетите нашу страницу «Выбор процесса резки», чтобы узнать больше о типах методов резки и некоторых их возможностях.