Что такое плазменная резка металла и как правильно выбрать для неё аппарат

Конструкция

Конструкция плазменного резака состоит из следующих компонент:

1. Плазмотрон, предназначенный для формирования плазменной струи. Имеет сложную конструкцию, изготавливается из тугоплавкого металла. Требуется подбор таких параметров: диаметра сопла, длины резака, угла подачи сжатого воздуха в область формирования плазмы.
2. Источник питания предназначен для поджига дуги. Должен иметь стабильные параметры по току и напряжению. Подбирают в зависимости от максимальной величины выходного тока, габаритов, размеров и веса.
3. Осциллятор, используемый для упрощения розжига дуги, стабилизации её горения. Имеет простую схему, поэтому может быть собран самостоятельно либо приобретён в сборе.
4. Компрессор для создания потока воздуха, подаваемого для охлаждения горелки, формирования направленного потока плазмы. Подходит практически любая модель. Чтобы не попала влага, потребуется установить осушитель.
5. Медный кабель с зажимом на конце для подключения массы.
6. Кабель-шланг, предназначенный для подключения горелки и поджига электрической дуги, а также для подачи сжатого воздуха. Может быть изготовлен путём укладки кабеля и кислородной трубки внутри поливочной гибкой трубки.

Необходимые комплектующие

Перед сборкой резака потребуется подготовить следующие комплектующие:

• источник питания;
• резак или плазмотрон;
• компрессор с осушителем или фильтром;
• осциллятор;
• электроды;
• шланги;
• кабели.

Подбор блока питания

Выбор источника электроэнергии для плазменной установки выполняется с учётом следующих критериев:

• максимальной толщины и типа разрезаемого металла;
• длительности проведения работ, времени горения дуги;
• требований к параметрам плазмы;
• стабильности тока, напряжения питающей сети;
• требований безопасности;
• необходимости расширения функциональности плазмореза.

Блок питания

Плазмотрон

Поскольку плазмотрон используется для генерации плазмы, к подбору его параметров нужно подходить грамотно. Важные параметры:

• стойкость к рабочим температурам;
• удобство пуска, настройки, остановки работы оборудования;
• небольшой вес, компактные размеры;
• срок службы;
• требования к обслуживанию;
• ремонтопригодность.

По типу стабилизации дуги плазмотроны бывают газового, водяного и магнитного вида.

При работе важно своевременно заменять электроды, чтобы максимально продлить срок службы сопла. Понять необходимость данной процедуры можно по ухудшению качества резки: нарушение точности, появлению поверхностных волн

Важно не перегревать плазмотрон, поскольку это может повлечь серьёзные поломки.

Для создания плазмотрона потребуются следующие детали:

• рукоятка из материала с низкой теплопроводностью, в которой есть отверстия под провода для электрода, трубок для газа;
• пусковая кнопка;
• подходящие по параметрам электроды;
• сопло нужного диаметра;
• изолятор;
• пружина для соблюдения расстояния от сопла до разрезаемого металла;
• наконечник с защитой от брызг расплавленного металла;
• завихритель потока;
• специальная насадка.

Осциллятор

Осциллятор применяется для выработки токов высокой частоты. Работает в режимах коротких импульсов или постоянного горения дуги. Предназначен для быстрого запуска плазмореза.

Конструктивно состоит из следующих элементов:

• выпрямителя;
• конденсаторов;
• блока питания;
• управляющей микросхемы;
• импульсного модуля;
• повышающего трансформатора;
• контроллера напряжения.

Электроды

Выбор электродов определяется на основе рабочих режимов резки, типа металла, требований к качеству работ. Для эксплуатации в небольших мастерских рекомендуется приобретать гафниевые электроды. Бериллиевые или ториевые могут формировать токсичные соединения.

Компрессор и кабель шланги

Модель компрессора подбирается на основе его технических параметров, требований к конструкции плазмореза. Он используется для создания воздушных потоков внутри рабочих каналов, охлаждения компонентов оборудования при непрерывной работе. Для регулировки подачи воздуха на выходе из компрессора устанавливается электрический клапан.

Внутри шлангов размещают кабель, трубку для сжатого воздуха. На массовом кабеле располагают щуп для обеспечения контакта с разрезаемым металлом и поджига стабильной дуги.

Термический метод

Этот способ подразумевает применение паяльной лампы. Поверхность нагревается до тех пор, пока лакокрасочное покрытие не начнет постепенно отслаиваться, после чего оно легко удаляется при помощи щетки по металлу или шпателя.

Среди достоинств метода – экономия времени по сравнению с обычным механическим удалением. Недостатками являются пожароопасность и ограничение по виду обрабатываемых поверхностей. Кроме того, это довольно грубый способ: в результате работы паяльной лампы на поверхности изделия образуется окалина, которую необходимо удалять при помощи шлифовки и полировки.

Виды плазморезов

Понимая принцип работы плазмореза и его устройство, рассмотрим разновидности оборудования. Это поможет определиться с деталями выбора под конкретные задачи на производстве.

Плазморезы по типу резки

Плазморезы бывают ручными и автоматическими

Это важно учесть при выборе, чтобы оборудование подходило под предстоящие процессы

Плазморезы для ручной резки

Применяются для работы с небольшими сечениями 1-10 мм. Это актуально для гаража и небольшой мастерской, где изготавливаются двери, ворота, калитки, мангалы. Им удобно прорезать скважины, вырезы под замки и петли, кроить заготовки под полотна и гнутые короба. Оборудование подороже способно прорезать 10-30 мм.

Это расширяет сферу использования и подходит для вырезания заготовок под последующую механическую обработку на производстве (изготовление фланцев, валов, порезка труб и т. д.). Такие установки мобильны и удобны.

Плазморез для ручной резки.

Плазморез для автоматической резки

Используются с режущими головками, перемещаемыми на кронштейнах портального или консольного типа. Управляются с ЧПУ. Могут одновременно вести резку сразу 2-4 головками. Подходят для кроя деталей, габаритами от 1х1 до 3х30 м. Нуждаются в достаточном месте и сложны при транспортировке.

Станок для плазменной резки.

Плазморезы по типу используемого газа

Для работы плазмореза необходим воздух, чтобы ионизироваться в электрической дуге. Здесь различаются два типа оборудования:

Плазморезы на сжатом воздухе

Бытовой и полупрофессиональный класс. Стоят дешевле, просты в управлении (регулируется только сила тока), универсальны. Совсем маленькие аппараты рассчитаны на крой сечения до 10 мм. Более мощные справятся с 12-25 мм. Главным плюсом является недорогое обслуживание (цена сопел, единоразовая покупка компрессора). В последствии ничего дорогостоящего докупать не придется.

Плазморезы на аргоне, кислороде, азоте или их смесях

Применяются на крупных станках по плазменной резке. Нуждаются в продолжительных настройках, зато способны выполнять рез быстрее, точнее и сложнее. Необходимо регулярно тратиться на закупку баллонов с газом. Такой тип подходит для крупных предприятий с большим объемом выпускаемой продукции.

Станок для плазменной резки на аргоне.

Плазморезы по типу поджига дуги

Еще плазморезы делятся по способу возбуждения электрической дуги:

• Контактные. Этот тип поджига встречается в бытовых инверторах. Соплом плазмотрона необходимо коснуться изделия, к которому подсоединена масса. Простая конструкция горелки реже ломается, но сопло быстрее покрывается окалинами.
• Пневматические. Образуют дугу самостоятельно при подаче газа (без касания об изделие). Это удобно для частого перемещения и выполнения мелких резов. Экономит ресурс сопла и повышает производительность.
• Высокочастотные (HF). Самый комфортный тип поджига, достигаемый за счет осциллятора. Дуга возбуждается высокочастотным импульсом, между катодом и анодом в сопле. При подносе к изделию автоматически переходит в режущую. Тип поджига подходит для точного начала реза, чтобы на заготовке не осталось электрических следов.

Плазморезы по типу охлаждения

Воздушное

Применяется в бытовых и полупрофессиональны моделях. Тепло с горелки удаляется естественным путем в окружающий воздух. Внутри каналы остужаются благодаря подаче кислорода или инертного газа. В самом корпусе расположен вентилятор, обдувающий трансформатор и выпрямляющий блок. При работе потребуются периодические перерывы, чтобы не расплавить сопло.

Плазморез с воздушным охлаждением.

Жидкостное

Используется на промышленных версиях оборудования. В плазмотроне есть каналы, по котором, при помощи водяного насоса, циркулирует дистиллированная вода с этиловым спиртом. Это быстро забирает тепло и позволяет работать аппаратом без перерывов. Подходит для объемных задач или эксплуатации установки в две смены.

оплата ON-LINE

Виды станков

Как устроен плазморез

• источник питания;
• воздушный компрессор;
• плазменный резак или плазмотрон;
• кабель-шланговый пакет.

Источник питания для аппарата плазменной резки осуществляет подачу на плазмотрон определенной силы тока. Представляет собой инвертор или трансформатор.

Трансформаторы гораздо увесистее, тратят много энергии, но при этом имеют меньшую чувствительность к перепадам напряжения, и с их помощью разрезают заготовки большой толщины.

Плазменный резак считается главным элементом плазмореза. Его основными элементами являются:

• сопло;
• охладитель/изолятор;
• канал, необходимый для подачи сжатого воздуха;
• электрод.

Компрессор требуется для подачи воздуха. Принцип работы плазменной резки предусматривает применение защитных и плазмообразующих газов. Для аппаратов, которые рассчитаны на силу тока до 200 А, применяется только сжатый воздух как для охлаждения, так и для создания плазмы. Они способны разрезать заготовки толщиной в 50 мм.

Кабель-шланговый пакет используется для соединения компрессора, источника питания и плазмотрона. По электрическому кабелю от инвертора или трансформатора начинает поступать ток для возбуждения электрической дуги, а по шлангу осуществляется подача сжатого воздуха, который требуется для возникновения внутри плазмотрона плазмы.

Принцип работы

После того как возникла дежурная дуга, в камеру начинает поступать сжатый воздух. Вырываясь из патрубка, он проходит через электрическую дугу, нагревается, при этом увеличиваясь в объеме в 50 или 100 раз. Кроме того, воздух начинает ионизироваться и перестает быть диэлектриком, приобретая свойства проводить ток.

Сопло плазмотрона, суженное книзу, обжимает воздух, создавая из него поток, которое начинает вырываться оттуда со скоростью 2 – 3 м/с. В этом момент температура воздуха часто достигает 30 тыс. градусов. Именно такой раскаленный ионизированный воздух и является плазмой.

В то время, когда плазма начинает вырываться из сопла, происходит ее соприкосновение с поверхностью обрабатываемого металла, дежурная дуга в этот момент гаснет, а зажигается режущая. Она начинает разогревать заготовку в месте реза. Металл в результате этого плавится и появляется рез. На поверхности разрезаемого металла образуются небольшие частички расплавленного металла, сдуваемые с нее потоком воздуха. Таким образом осуществляется работа плазмотрона.

Преимущества плазменной резки

Работы по резке металла часто осуществляются на стройплощадке, в мастерской или цеху. Можно использовать для этого автоген, но не всех это устраивает. Если объем работ, связанный с резкой металла, слишком большой, а требования, предъявляемые к качеству реза, очень высоки, то следует подумать о том, чтобы использовать плазменный резак, имеющим следующие достоинства:

• Если мощность подобрана правильно, то аппарат плазменной резки позволяет в 10 раз повысить производительность. Такой параметр позволяет плазморезу уступить только промышленной лазерной установке, однако, он значительно выигрывает в себестоимости. Целесообразно с экономической точки зрения применять пламенную резку для металла, имеющего толщину до 50 – 60 мм.

• Универсальность. С помощью плазменной резки обрабатываются чугун, медь, сталь, алюминий и прочий металл. Необходимо просто выбрать оптимальную мощность и выставить конкретное давление воздуха.

• Высокое качество реза. Аппараты плазменной резки способны обеспечить минимальную ширину реза и кромки без перекаливания, наплывов и грата практически без дополнительной обработки. Кроме того, достаточно важен такой момент, что зона нагрева материала в несколько раз меньше, чем при использовании автогена. А так как термическое воздействие минимально на участке реза, то и деформация от этого вырезанных деталей будет незначительной, даже если они имеют небольшую толщину.
• Не происходит существенного загрязнения окружающей среды. С экономической точки зрения, если имеются большие объемы работ, то плазменная резка гораздо выгоднее кислородной или механической. Во всех остальных случаях учитывают не материалы, а трудоемкость использования.

Недостатки плазменной резки

Недостатки в работе плазменной резки тоже имеются. Первый из них – максимально допустимая толщина реза довольно небольшая, и у самых мощных агрегатов она редко бывает больше 80 – 100 мм.

не должен быть больше 10 – 50 градусов

Кроме того, рабочее оборудование довольно сложное, что делает совершенно невозможным использование двух резаков одновременно, которые подключаются к одному аппарату.

Приборы для плазменной резки

На прилавках специализированных магазинов вы встретите приборы двух типов: для бесконтактной и контактной резки.

Бесконтактная резка используется для обработки пластика и натурального камня. В таких устройствах плазма образуется между соплом и электродом.

Бесконтактная резка используется для обработки пластика и натурального камня

Контактная обработка подразумевает непосредственное соприкосновение электродуги с металлом. Именно такие устройства обычно приобретают для бытовых нужд.

Автоматические устройства

Такие приборы можно встретить на промышленных предприятиях. Они управляются с помощью компьютеризированных систем и позволяют точно кроить серийные листовые детали толщиной до 7 см. Обычно это очень мощные агрегаты, которые питаются от сети в 380 В.

Стоимость подобных агрегатов – от миллиона рублей и выше

Ручные резаки

Устройства с ручным управлением мобильны и довольно компактны. Они состоят из самого плазмотрона, шланга, трансформаторного блока и выпрямительной подстанции.

Работа с такими аппаратами может происходить в двух направлениях:

• косвенной, бесконтактной резки струёй плазмы. Этот принцип используется для неметаллических поверхностей;
• прямой контактной резки для металлических деталей.

Такие устройства используются не только в быту, но и на предприятиях, осуществляющих металлообработку

Вес таких приборов редко превышает 25 кг, работают они от сети с обычным напряжением в 220 В. Подобные устройства универсальны и стоят от 15 тысяч рублей.

Источники питания плазматрона

Не все приборы для ручной резки работают от переменного тока. Некоторые резцы могут иметь преобразователи и усилители. Но КПД у них ниже, чем у инструментов, получающих питание постоянным током. Получается, что только такие приборы являются универсальными для резки любых изделий.

Для цветных металлов, температура плавления которых ниже стали, достаточно использования резака с инвертором. Это самый оптимальный выход, позволяющий работать в мобильном режиме

Трансформаторы весят гораздо больше, но и мощность выдают соответствующую. Они не дают сбои при перепадах напряжения. Плюс трансформаторы можно использовать постоянно, не делая перерывы на остывание. Но и счётчик электроэнергии при этом мотает киловатты с космической скоростью.

Лучшие плазморезы с высокочастотным поджигом

Модели этого типа отличаются удобством использования и высоким качеством резки. Они быстро включаются в работу, подходят для продолжительного использования, поэтому рекомендованы для выполнения профессиональных задач.

Aurora Airforce 80

4.9

★★★★★
оценка редакции

96%
покупателей рекомендуют этот товар

У этой модели высокая скорость работы и качественный рез, которые гарантируют комфорт при эксплуатации в интенсивном режиме. Владельцу доступна регулировка времени продувания горелки (от 5 до 25 секунд). Максимальная толщина реза составляет 30 миллиметров, продолжительность включения при максимальном токе — 40%.

Прочный корпус не боится резких ударов. Широкая рукоять агрегата обеспечивает легкость перемещения. К другим особенностям Aurora Airforce стоит отнести встроенный манометр, небольшие габариты и удобный контроль основных параметров.

Достоинства:

• высокая производительность;
• быстрая установка и включение в работу;
• гибкая настройка;
• прочный корпус;
• долгий срок службы.

Недостатки:

большой вес.

Aurora Airforce может использоваться для резки любых сплавов, и предназначен для профессиональной эксплуатации.

Fubag Plasma 65 T

4.9

★★★★★
оценка редакции

95%
покупателей рекомендуют этот товар

Удобно расположенный центральный разъем дает возможность быстро подключить горелку к этому резаку. Встроенный фильтр и осушитель воздуха повышают качество работы и продлевают срок службы расходников. Круглые ножки способствует устойчивости прибора на поверхности.

Мощность аппарата составляет 9,5 кВт, максимальная толщина резки — 35 миллиметров. Прочный корпус надежно защищает внутренние элементы от внешнего воздействия и механических повреждений.

Достоинства:

• качественный рез;
• очень большая мощность;
• удобное управление;
• долгий срок службы;
• надежный корпус.

Недостатки:

высокое энергопотребление.

Fubag Plasma 65 T хорош для резки заготовок из стали и алюминия. Пригодится в профессиональной мастерской.

Сварог Real CUT 45 (L207)

4.8

★★★★★
оценка редакции

92%
покупателей рекомендуют этот товар

Плазморез обладает простой и интуитивно понятной панелью управления, что облегчает работу с ним даже неподготовленному пользователю. Большое количество вентиляционных отверстий на крышке корпуса быстро отводят тепло, исключая риск перегрева внутренних узлов.

Максимальная мощность составляет 4,3 кВт, толщина реза — 12 миллиметров. Быстрое подключение кабеля к специальным разъемам упрощает введение аппарата в эксплуатацию. Малые габариты и вес способствуют комфортному перемещению и установке в выбранном месте.

Достоинства:

• малый вес и компактность;
• удобство переноски;
• быстрое подключение;
• простое управление.

Недостатки:

кабель коротковат.

Сварог Real CUT 45 рекомендован для профессионального использования — когда важна качественная резка.

Ресанта ИПР-40

4.8

★★★★★
оценка редакции

91%
покупателей рекомендуют этот товар

Удобная для захвата рукоять и прочный наплечный ремень упрощают транспортировку агрегата. Корпус не боится резких ударов и надежно предохраняет внутренние элементы от повреждений.

На панели управления расположены регулятор рабочего тока, манометр, световые индикаторы. Это упрощает настройку и облегчает контроль текущего состояния.

Продолжительность включения резака при максимальном токе — 35%, толщина металла не должна превышать 12 мм. Система принудительного охлаждения гарантирует стабильную работу оборудования при интенсивной эксплуатации.

Достоинства:

• долгий срок службы;
• прочный корпус;
• удобно переносить;
• гибкая настройка;
• есть индикация состояний.

Недостатки:

шумно работает.

Ресанта ИПР-40 подойдет для резки любых металлов и используется там, где требуется точность работы.

FoxWeld Varteg Plasma 70

4.8

★★★★★
оценка редакции

87%
покупателей рекомендуют этот товар

У плазмореза FoxWeld есть аварийного индикатора, который может функционировать в двух режимах, сигнализируя о недостаточном давлении сжатого воздуха в системе или превышении допустимой температуры компонентов. Это позволяет предупредить поломку и обеспечивает качественную работу.

Максимальная толщина реза 20 мм, создаваемое давление — 5 бар. Аппарат оснащен вентилируемой передней панелью. Удобный блок управления способствует быстрому введению плазмореза в действие, а эргономичная рукоять упрощает транспортировку.

Достоинства:

• четкая индикация состояний;
• быстрое охлаждение;
• удобное управление;
• легкость транспортировки;
• прочный корпус.

Недостатки:

крупные габариты.

FoxWeld Varteg Plasma 70 стоит приобрести для работы с алюминием, медью, сталью и пр. Универсальный выбор для регулярного применения.

Как работать

Работа с плазменной сваркой начинается с проверки требований правил безопасности при работе

В этом случае есть вероятность взрыва сжатого газа, ожог от расплавленного металла, пожар, поэтому сварщик должен быть обеспечен защитным костюмом, обязан соблюдать осторожность и продумывать последовательность своих действий

ВАЖНО:

• В процессе выполнения работ существует вероятность поражения электрическим током, сварщику необходимо быть внимательным, стоять на токоизолирующем коврике.
• При повышении силы тока увеличивается шум до 115 дБ, тогда необходимо защищать уши от шума с помощью беруш либо с помощью противошумной каски, наушников.
• Для защиты от выделений газов, пыли помещение нужно оборудовать не только общей, но ещё местной вентиляцией.
• Для защиты глаз от пыли, частиц металла, газа необходимо надеть очки защитные со светофильтрами В-2 или В-3 или защитный щиток.

Перед работой подготовить детали: очистить кромки, выполнить разметку соответствующим инструментом. Риски, царапины и разрывы не допускаются на свариваемых поверхностях, их необходимо удалить или зачистить.

1. Включить сварочный аппарат, отрегулировать подачу сжатого газа.
2. Задать ток резки, он выбирается в зависимости от толщины свариваемых изделий.
3. Запустить горелку. Если дуга не зажигается с трех попыток, нужно проверить износ электрода и сопла, питание.
4. Зазор между соплом и свариваемыми изделиями должен быть 3-5 мм. Когда будет получена нужная дежурная дуга, можно начинать процесс сварки. Для этого нажимаем на пусковое устройство плазмотрона.Когда горелка приближается к изделиям, образуется дуга между изделием и горелкой. Происходит сварка, при этом нужно следить за скоростью сварки: при высокой скорости возможен непровар детали, при слишком медленной – перегрев, прожог. Самая высокая температура факела образуется возле сопла.
5. После окончания сварки выключить горелку и источник питания. Охладить горелку в жидкости.

Видео

КЕДР CUT-40B с компрессором – недорогой в эксплуатации

Средняя стоимость – 40 тыс. рублей.

Технические характеристики

• Напряжение сети: 220 В
• Мощность при максимальной нагрузке: 7.50 кВт
• Максимальная толщина реза: 12 мм
• Ток резки: 20 — 40 A
• Артикул: cut40b
• Габаритные размеры: 515х262х468
• Вес: 27 кг.

Аппарат предназначен для воздушно-плазменной резки любого токопроводящего материала: мягкая, оцинкованная, нержавеющая сталь, медь, алюминий, разные сплавы. Толщина металла не должна превышать 12 мм.

Установка подключается к бытовой сети на 220 В и комплектуется компрессором с системой авторегулировки давления воздуха. Давление напрямую связано с током резки. Такая конструкция славится длительным сроком службы расходников – сопла и катода плазматрона.

По мере необходимости компрессор подключается к системе централизованной воздухоподачи или встроенному компрессору. Среди особенностей стоит отметить высокочастотное управление поджига дуги.

Преимущества:

• Высокое качество шва.
• Надежный плазменный резак.
• Подключается к обычной бытовой сети на 220 В, что упрощает использование аппарата и расширяет сферу его применения.
• Приспособленность к высокоскоростной работе.

Недостатки:

Малая толщина реза.

вернуться к меню