Резка металла с помощью плазмореза
Плазменная резка металлов выступает одним из эффективных методов кроя материалов по соотношению скорости процесса и качества реза. Хотя по затратам на оборудование она значительно превосходит газопламенную резку, ввиду чистоты кромок отпадает необходимость в последующей механической зачистке, повышается производительность, увеличивается объем выпущенных изделий. Рассмотрим суть резки металла с помощью плазмореза, какое потребуется оборудование, пошаговую инструкцию по выполнению процесса.
- Суть метода плазменной резки
- Разновидности плазменной резки металлов
- Преимущества резки металла плазморезом
- Необходимое оборудование для плазменной резки
- Необходимые СИЗ
- Пошаговое руководство по резке металла плазморезом
Суть метода плазменной резки
Плазменная резка металлов заключается в нагреве материала электрической дугой и его и пробивании струей плазмы. Плазма образуется в плазмотроне (горелке), которым орудует сварщик. Внутри устройства есть катод и анод. На электроды подается напряжение от инвертора постоянного тока, возбуждается электрическая дуга с температурой 5000 ⁰С. Затем через дугу пропускается газ, который нагревается и начинает ионизироваться. Это приводит к тепловому расширению газа и увеличению его объема до 50-100 раз. В результате образуется плазменная дуга с температурой до 30 000 ⁰С.
За счет высокой температуры происходит быстрый нагрев и возможна резка любого металла. Высокое давление плазменной дуги сдувает частицы шлака и капли расплавленного материала, поэтому разрезанные кромки получаются чистыми. Кинетическая энергия ионизированных частиц и тепловая энергия электрической дуги в сочетании более эффективны, чем газовое пламя кислородного резака. Такой метод резки плазмой называется CUT.
Разновидности плазменной резки металлов
Существует несколько отличий по реализации, оборудованию и принципам работы аппаратов для CUT-резки.
По оборудованию
Аппараты бывают ручными и в виде установок с ЧПУ. Первый тип компактный, инвертор можно легко перенести в руках на нужное место. Но мощность плазмореза невысокая, максимальная толщина металла, которую он способен прорезать, составляет 10-16 мм. Есть ручные версии промышленного масштаба, которые режут толщину до 100 мм. У них предусмотрено водяное охлаждение, но сам плазмотрон сварщик удерживает и направляет руками.
Станки с ЧПУ работают по загруженным в память шаблонам, а головка плазмотрона передвигается на каретках при помощи приводов от электродвигателей. Машинная плазменная резка позволяет кроить металлы сечением до 200 мм, выполнять криволинейные резы четко по шаблону, но стоимость такого оборудования высокая. Размещается оно стационарно.
По типу поджига
Бюджетные плазморезы имеют в сопле горелки только анод. Катодом выступает само изделие (разрезаемый материал). Чтобы появилась плазменная дуга, необходимо поднести горелку к заготовке и коснуться ее. Этот способ поджига называется контактным. При многочисленных подходах приходится часто зажигать дугу касанием головки горелки об изделие. Это сокращает срок службы оснастки, замедляет работу.
В более дорогих плазмотронах установлены катод и анод. Дуга горит между ними сразу после нажатия кнопки, даже когда горелка находится далеко от изделия. Такая дуга называется дежурной, а способ поджига – бесконтактным. При подносе к разрезаемому материалу плазменная дуга замыкается на нем и ведется резка. Этот метод более удобный для объемной работы или частых коротких резов.
По используемому газу
Для резки черных металлов используется подача сжатого воздуха. К плазморезу подключается компрессор, который вырабатывает давление и объем, соответствующие характеристикам аппарата. Еще черные металлы и легированная сталь могут резаться плазморезами с водой. Она заливается в специальный отсек и подается прямо в сопло горелки. При нагреве образуется пар, создается давление, кислород в испаряемой воде ионизирует электрическую дугу для образования плазмы.
Цветные металлы (медь, латунь, алюминий и пр.) режутся при помощи подачи сжатого газа из баллона. Это может быть азотно-кислородная смесь, чистый азот, аргоно-водородная смесь. Такой газ выступает не только расходным веществом для образования плазмы, но и защищает расплавленный металл от взаимодействия с окружающей средой, поскольку сам является инертным. В противном случае жидкий металл сильно кипел бы, оставались бы наплывы, нуждающиеся в последующей механической обработке.
Преимущества резки металла плазморезом
Плазменная резка имеет явные преимущества по сравнению с газопламенной при помощи баллонов с кислородом и пропаном или ацетиленом:
- Высокая скорость работы, обеспечивающая повышенную производительность при больших объемах резки.
- Возможность выполнять криволинейные резы любой сложности, вырезать фигуры, детали необычной формы.
- Аккуратный рез без наплывов, с ровной кромкой, что сокращает последующую механическую обработку шлифовальными машинками или вовсе исключает ее.
- Ввиду высокой температуры нагрев зоны резки происходит мгновенно, поэтому остальная часть изделия не успевает нагреться и деформироваться.
- Максимальная толщина реза, зависящая от мощности плазмореза, составляет до 200 мм.
- Ширина реза составляет 1-2 мм (зависит от силы тока и толщины металла), что позволяет экономно кроить материал при вырезании многочисленных однотипных деталей.
- Возможность резать черные, легированные и цветные металлы, а также не металлы, включая керамику, бетон. Кислородным пламенем резать тугоплавкие металлы невозможно вообще.
- Высокая экологическая безопасность, поскольку происходит минимальное выделение вредных газов в атмосферу.
- Возможность резать под прямым углом и держа горелку под наклоном, сразу снимая фаску для разделки кромок под сварку.
- Высокий уровень безопасности, поскольку нет баллонов с горящими газами и кислородом.
Плазморезы, работающие с водой, наиболее компактны, поскольку не требуют компрессора и газового баллона. Их легко транспортировать для удаленной работы.
Среди минусов резки металла с помощью плазмореза – высокая стоимость оборудования. Еще во время процесса дуга громко шипит, поскольку поток плазмы выходит на высокой скорости. Расходники для аппаратов CUT-резки дорогие, и ремонт самих аппаратов тоже не дешевый.
Необходимое оборудование для плазменной резки
Чтобы резать металлы и другие материалы плазмой, нужно купить плазморез, плазмотрон и компрессор.
Выбор плазмореза
При выборе плазмореза учитывают несколько характеристик аппарата:
-
Питающее напряжение. Бывает 220 или 380 V. Первый вариант подходит для гаража, домашней мастерской. Аппарат легко подключить к бытовой сети. Для предприятия и профессиональной деятельности лучше купить трехфазный инвертор повышенной мощности. Он более производительный, но в обычную розетку включить его не получится.
-
Сила тока. Характеристика напрямую влияет на максимальную толщину разрезаемого металла. При показателе 30-50 А, плазморез справится с заготовками сечением 10-16 мм. Для работы с листами 50-60 мм потребуется сила тока 140-160 А.
-
Продолжительность нагрузки. Определяет, как долго можно вести резку металла без остановки. Недорогие модели имеют ПН 40%, т.е. нуждаются в перерывах каждые 4 минуты (4 минуты – резка и 6 минут – охлаждение). Для профессиональной деятельности лучше купить плазморез с ПН 60-100%.
Хороший недорогой вариант для гаража и частной мастерской – БАРСВЕЛД Profi CUT-47 D. Он весит всего 6,6 кг, имеет дисплей для установки режимов резки, прочный металлический корпус. Для предприятия лучше приобрести промышленную версию с повышенной силой тока БАРСВЕЛД Profi CUT-167 D. У плазмотрона удобные колеса для перемещения по месту, есть две ручки для погрузки, встроен цифровой дисплей и манометр для отслеживания ключевых показаний.
Установка воздушно-плазменной резки БАРСВЕЛД Profi CUT-47 D (220 В)
Установка воздушно-плазменной резки БАРСВЕЛД Profi CUT-77 D (220 В)
Установка воздушно-плазменной резки БАРСВЕЛД Profi CUT-107 D (380 В)
Установка воздушно-плазменной резки БАРСВЕЛД Profi CUT-167 D (380 В)
Настройки аппарата для плазменной резки
| Толщина металла, мм | Сила тока, А | Давление воздуха, атм. | Диаметр сопла, мм |
|---|---|---|---|
| 1-10 | 40-50 | 4,5 | 0,9-1,1 |
| 10-15 | 50-80 | 4,5 | 1,5-1,8 |
| 15-25 | 80-130 | 5 | 1,8-2,2 |
| 25-50 | 100-150 | 5,5 | 2,2-2,5 |
Выбор плазмотрона
Плазмотрон или плазменный резак – это горелка в руках сварщика, которой ведется резка металла. Инструмент различается по максимальной силе тока, длине рукава и типу охлаждения. Сила тока должна соответствовать плазморезу. Если инверторный аппарат выдает 150 А, а плазменный резак рассчитан на 50 А, то последний быстро испортится.
Для вырезания мелких заготовок за рабочим столом достаточно короткого кабель-канала 2-3 м. Для работы с большими листами стали лучше иметь длинный рукав плазмотрона 6-8 м, чтобы не переставлять аппарат.
Плазменные резаки с воздушным охлаждением дешевле, но при частой работе на высокой мощности они быстрее перегреваются, портится оснастка. Модели с водяным охлаждением дороже, зато благодаря циркуляции жидкости позволяют дольше вести непрерывную резку. Хороший вариант по цене – БАРСВЕЛД LT-50 с рукавом 6 м, головка которого рассчитана на ток 50 А. Более профессиональная модель – ERGOCUТ A101. Она выдерживает силу тока до 100 А и имеет опорную скобу, помогающую поддерживать постоянное расстояние между соплом и изделием.
Плазменный резак Трафимет ERGOCUТ A101
Плазменный резак БАРСВЕЛД LT-50
Плазменный резак Трафимет Plasma CB70
Плазменный резак БАРСВЕЛД LT-141
Выбор компрессора
Чаще всего плазморезы используют для аккуратной резки черных или легированных сталей. В таком случае к нему приобретают компрессор. Характеристики модели должны совпадать с требованиями плазмореза, иначе аппарату не будет хватать воздуха для полноценной работы.
Поскольку сжатый воздух принимает непосредственное участие в образовании плазмы, от его чистоты зависит работа плазмотрона и качество реза. Лучше использовать компрессоры безмасленого типа, у которых камера со смазкой и камера с поршнем разделены. Это обеспечивает чистоту сжатого воздуха.
Недорогой вариант такого компрессора с хорошим качеством – OL 195/24 СМ1.5 (FUBAG). Он вырабатывает 180 литров в минуту и имеет ресивер на 24 л. Более производительная версия для профессионального использования – PASSAT-50 BLACK Aurora. У нее 4 цилиндра, поэтому за минуту вырабатывается 500 л сжатого воздуха. Впрочем, если у компрессора есть хороший фильтр на выходе, можно использовать и модели масляного типа.
Компрессор FUBAG OL 195/24 СМ1.5
Компрессор Aurora PASSAT-50 BLACK
Компрессор Aurora PASSAT-25 BLACK
Компрессор DENZEL DLS950/24
Необходимые СИЗ
Поскольку температура плазменной дуги в 6 раз превышает температуру электрической дуги, обязательна защита сварщика материалами, не поддерживающими горение. Основное внимание стоит уделить крагам из толстой ткани. Например, у перчаток БАРСВЕЛД с подкладкой отличная теплозащита. Их шьют из нити Kevlar, поэтому они отличаются повышенной прочностью.
Во время горения дуги излучается яркий свет и УФ-лучи. Они вредны для роговицы и сетчатки глаза, а также кожи. Для защиты сварщика в процессе плазменной резки используется сварочная маска. Удобнее проводить работы в маске-хамелеон. В ней легко установить резак на начало линии реза (хорошо видно разметку маркером), а затем точно начать крой, смотря через затемненный дисплей. Оптимальный вариант по цене и качеству – маска БАРСВЕЛД МС 307 ПРЕМИУМ (FULL COLOR). Она передает цвета естественно, сварщик хорошо видит процесс реза, куда отлетает шлак, насколько чисто выполняется работа.
Краги пятипалые спилковые БАРСВЕЛД
Маска сварщика БАРСВЕЛД МС 107 (FULL COLOR)
Маска сварщика БАРСВЕЛД МС 207 (FULL COLOR)
Маска сварщика БАРСВЕЛД МС 307 (FULL COLOR)
Пошаговое руководство по резке металла плазморезом
Чтобы резать металл с помощью плазмореза, следуйте инструкции:
- Разместите заготовку так, чтобы под ней было свободное пространство. Убедитесь, что искры не будут попадать на воспламеняющиеся материалы.
- Заранее предусмотрите, куда будет падать вырезанная деталь.
- Включите инвертор CUT, запустите компрессор, дождитесь, пока создастся нужное давление.
- Наденьте маску, зажгите дежурную дугу на резаке.
- Поднесите плазмотрон к началу линии реза.
- Коснувшись дугой материала, дождитесь его расплавления и сплошного пробивания.
- Держите горелку почти перпендикулярно поверхности или с небольшим наклоном, в противоположную от направления движения сторону.
- Ведите плазмотрон по разметке. Скорость зависит от толщины металла.
- Прорезав 5 см остановите процесс и оцените, насколько чисто резак прорезает металл. Возможно, необходимо увеличить силу тока.
Для резки ровных заготовок можно использовать опорную направляющую в виде толстой пластины, уложенной за 5 мм от размеченной линии. Ведя головку резака вдоль нее получится ровный рез. Аналогично по шаблону можно выполнять криволинейные линии. Если после резки остались наплывы шлака с обратной стороны, сбейте их шлакоотделителем или удалите шлифовальной машинкой.
Ответы на вопросы: резка металла с помощью плазмореза
Купить
