Плазменная резка металла

Плазменная резка — это высокотехнологичный метод обработки металлов, при котором в качестве режущего инструмента используется мощная струя плазмы. В процессе работы между электродом и металлической заготовкой возникает электрическая дуга. В зону резки под давлением подаётся газ, который под воздействием дуги превращается в поток плазмы — ионизированного газа, проводящего электричество. Температура плазмы может достигать 5–30 тысяч градусов, а её скорость — варьироваться от 500 до 1500 м/с. Такой метод позволяет эффективно разрезать стальные и сплавные изделия толщиной до 200 мм (трубы, листовой прокат, профили).

Технология плазменной резки обеспечивает точный и чистый раскрой листового металлопроката без механического контакта с материалом. Благодаря этому можно резать как чёрные, так и цветные металлы, а также жаропрочные сплавы без структурных изменений в зоне реза.

ООО «Авангард» выполняет плазменную резку металлических заготовок на автоматизированном оборудовании «Retro Systems Hornet HD-200» (США) с ЧПУ на базе Hypertherm, что гарантирует высокую точность и качество реза.

Стоимость плазменной резки

Марка стали "Ст-3"

Что представляет собой плазменная резка?

Этот метод обработки известен под аббревиатурой РАС. В зависимости от технологии различают резку при помощи плазменной струи и плазменно-дуговую резку. Первый способ применяется для работы с неметаллическими материалами. В этом случае электрическая дуга зажигается между специальным наконечником плазмотрона и сварочным электродом.

Второй способ предполагает возбуждение дуги между неподвижным электродом и обрабатываемым изделием. В результате образуется высокоскоростная плазменная струя, которая в сочетании с плазменной дугой обеспечивает высокую точность и эффективность резки.

Описание процесса

Плазменная резка — это один из наиболее прогрессивных и продуктивных методов обработки металлов, который активно используется для серийного и массового производства заготовок. Чаще всего его применяют для резки металлических листов толщиной до 40 мм, при этом обеспечивается возможность создания сложных контуров с высокой точностью — до 0,25 мм. Оборудование обладает точностью позиционирования в пределах 0,1 мм.

Этот способ применим для резки различных материалов: конструкционных и инструментальных сталей, высоколегированных никелевых и хромовых сплавов, алюминиевых сплавов, меди, латуни и других цветных металлов.

Принцип работы

Использование плазмореза позволяет быстро изготавливать заготовки без избыточного нагрева и деформации, что отличает этот метод от газокислородной резки. Кроме того, он обеспечивает точное создание фигурных контуров и снижает расход материала по сравнению с ленточными станками и угловыми шлифмашинами.

Этапы процесса:

• Источником тока подается напряжение, которое передается на плазмотрон.
• Между катодом и анодом возникает электрическая дуга.
• Компрессор подает сжатый воздух, который затем направляется завихрителями.
• Поток воздуха взаимодействует с электрической дугой, в результате чего происходит его ионизация и нагрев (образуется вспомогательная дуга).
• При поднесении к заготовке подключается кабель массы, и возникает рабочая дуга между изделием и резаком.
• Процесс резки осуществляется рабочей плазменной дугой в соответствии с заданным контуром.

После завершения обработки заготовка продувается воздухом для удаления остатков расплава и охлаждения элементов оборудования.

Помимо резки, плазма также используется для сварки, но в этом случае вместо воздуха применяют инертные газы, а также добавляют присадочную проволоку.

Способы обработки

В зависимости от конструкции плазмотрона можно выделить два типа резаков: прямого и косвенного действия.

Прямой резак

В этом случае дуга зажигается между резаком (катодом) и обрабатываемым изделием (анодом). Под давлением газ проходит через сопло, ионизируется и нагревается до высокой температуры. В момент выхода из сопла поток ускоряется, плавит металл и удаляет расплавленный материал из зоны резки.

Этот метод подходит для ручной и механизированной обработки, а также применяется для работы с большинством металлов и сплавов.

Косвенный резак

В этом случае электрическая дуга горит внутри резака, а на заготовку воздействует только поток плазмы. Таким образом, материал не участвует в образовании плазменного потока.

Этот метод применяют для резки металлов с низкой электропроводностью, неметаллических материалов и диэлектриков. Оборудование косвенного действия стоит дороже, чем резаки прямого действия.

Преимущества и недостатки технологии

Плюсы

• Подходит для работы с любыми металлами, включая нержавеющую сталь, титан, алюминий и медные сплавы.
• Высокая скорость обработки, особенно при малых и средних толщинах.
• Локальный нагрев минимизирует деформации заготовки.
• Не требуется предварительный подогрев деталей.
• Чистая и ровная поверхность реза без значительных заусенцев.
• Высокая точность исключает необходимость дополнительной механической обработки.
• Позволяет вырезать сложные формы без ограничений по геометрии.
• Безопаснее, чем газовая резка, так как не использует взрывоопасные смеси.

Минусы

• Высокая стоимость оборудования и расходных материалов.
• Шум при работе на больших скоростях.
• Требуется обучение персонала для работы с установками.
• Важно соблюдать точность, так как наклон реза может достигать 10–50 градусов в зависимости от толщины металла.

Оборудование для плазменной резки

Существуют стационарные установки и компактные переносные модели. Последние предназначены для работы в труднодоступных местах и позволяют резать металл толщиной до 12 мм, тогда как стационарные аппараты могут работать с заготовками толщиной до 100 мм.

Стандартная комплектация включает:

• Рукоятку с кнопкой включения.
• Электрод (катод) и сопло (анод).
• Компрессор и завихритель для подачи воздуха.
• Изоляторы, предотвращающие перегрев элементов конструкции.
• Набор сменных сопел и защитных наконечников.

Какие газы используются

• Активные: кислород, воздух (применяются для черных металлов).
• Инертные: аргон, водород, азот, водяной пар (используются для цветных металлов).

Выбор газовой смеси влияет на температуру нагрева, скорость обработки и чистоту реза. Например, использование инертных газов уменьшает окисление поверхности.