24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Может ли плазменная резка конкурировать с лазерной

Рассматривая производительность, следует отметить, что при резке деталей из тонколистового метала (до 2..3 мм) с большим количеством отверстий, пазов и др. наиболее эффективен мощный высокоскоростной лазер. Однако на толщинах более 6 мм плазма выигрывает по скорости резки, а при толщине листа 20 мм и выше – вне конкуренции.

Основное правило – при одинаковой потребляемой мощности установок плазменная резка производительней лазерной в 2..3 раза – при изготовлении простых деталей. При этом большие партии однотипных сложных деталей из тонкого металла все же целесообразней изготавливать на лазере, т.к. вырезанные детали могут быть применимы к следующим технологическим операциям без дополнительной обработки (удаление окалины).

Устранение проблем с качеством плазменной резки

Введение

Как и при любой резке, на качество плазменной резки влияет целый ряд факторов. Вот лишь некоторые из них.

  • Тип горелки
  • Расположение горелки
  • Состояние расходных материалов
  • Напряжение дуги или высота резки
  • Тип газа
  • Чистота газа
  • Давление и расход газа
  • Толщина материала
  • Состав материала
  • Состояние поверхности
  • Ток резки
  • Размер отверстия сопла
  • Скорость резки (скорость хода машины)

Большинство из этих переменных взаимозависимы: изменение одной из них влияет на остальные. Часто непросто понять, как устранить проблемы с качеством резки, поэтому мы подготовили для вас описание стандартных решений для распространенных проблем. Начнем с самого понятного параметра.

  • Угол резки
  • Плоскостность резки
  • Шероховатость поверхности
  • Окалина

Рекомендуемые параметры резки обычно обеспечивают оптимальные результаты и приведены в руководстве вместе с режимами резки для вашей системы. Однако иногда условия могут отклоняться от стандартных и требуется корректировка параметров. В этом случае следуйте приведенным ниже правилам.

  1. Меняйте расход и давление газа с небольшим шагом.
  2. Повышайте или понижайте напряжение дуги с шагом 1 В по мере необходимости.
  3. Корректируйте скорость резки с шагом 5 % или менее до тех пор, пока не удастся добиться улучшения.

Угол резки

Отрицательный угол резки

Если верхняя часть детали больше ее нижней части, это означает, что угол резки отрицательный. Это может быть вызвано указанными ниже причинами.

  • Неправильное расположение горелки
  • Изгибание или скручивание материала
  • Износ или повреждение расходных материалов
  • Низкое напряжение дуги
  • Слишком низкая скорость резки

Положительный угол резки

Если верхняя часть детали меньше ее нижней части, это означает, что угол резки положительный. Обычно это вызвано указанными ниже причинами.

  • Неправильное расположение горелки
  • Изгибание или скручивание материала
  • Износ или повреждение расходных материалов
  • Высокое напряжение дуги
  • Слишком высокая скорость резки
  • Неправильная сила тока

Плоскостность резки

Скругление сверху и снизу

Как правило, такой эффект возникает только при резке материалов толщиной менее 6 мм. Чаще всего это происходит из-за избытка энергии или из-за использования слишком высокого тока для данной толщины.

Подрез верхнего края

Подрез верхнего края происходит, если стороны поверхности резки загнуты внутрь. Как правило, такой эффект возникает, когда при резке горелка расположена слишком близко к материалу. Это происходит в том случае, если напряжение дуги слишком низкое для данной толщины материала.

Состояние поверхности

Шероховатость, вызванная резкой

Если на поверхности резки наблюдаются однородные шероховатости (иногда только по одной оси), вероятнее всего, они возникли во время процесса резки. Вот возможные причины.

  • Износ или повреждение расходных материалов
  • Слишком высокий расход газа

Шероховатость, вызванная состоянием машины

Когда шероховатости на поверхности резки неоднородны (часто они бывают расположены только по одной оси), причина этого, вероятно, заключается в характере хода машины. Это может быть вызвано указанными ниже причинами.

  • Загрязнение направляющих, колес, рейки или шестерни машины
  • Смещение направляющих рельсов
  • Износ, повреждение или ослабление крепления колес либо подшипников

Окалина

При резке часто образуется окалина. На это влияет целый ряд факторов. Современные системы плазменной резки поддерживают самые разные режимы работы без образования окалины, поэтому, если вы заметили ее на деталях, вероятнее всего, возникла какая-то проблема. Существует несколько видов окалины: высокоскоростная, низкоскоростная и верхняя.

Высокоскоростная окалина

Когда окалина небольшая, но при этом приварена или закатана на верхней части обрабатываемой детали, это, как правило, вызвано слишком высокой скоростью резки. Окалину такого типа сложно удалить, для этого может потребоваться шлифовка. Часто она сопровождается S-образными бороздками, которые также указывают на слишком высокую скорость резки. Кроме того, необходимо проверить, не слишком ли велико напряжение дуги.

Низкоскоростная окалина

Низкоскоростная окалина представляет собой крупные шаровидные частицы на нижней кромке и обычно легко удаляется. Попытайтесь ускорить резку или повысить напряжение дуги, чтобы увеличить высоту расположения резака.

Верхняя окалина

Такая окалина имеет вид брызг на деталях и обычно легко удаляется. Как правило, она вызвана слишком высокой скоростью или большой высотой расположения резака (высоким напряжением дуги).

Неравномерная окалина

Если окалина неравномерная и образуется вверху или внизу детали, проверьте степень износа расходных материалов.

Другие причины образования окалины

Существуют и другие факторы, которые могут привести к образованию окалины, и большинство из них связано с самим материалом. К их числу относятся температура материала, состояние поверхности (например, интенсивная заводская окалина или ржавчина) и состав. Например, на сплавах с высоким содержанием углерода обычно формируется больше окалины.

Щелочность обычно используют для описания металлургических характеристик сварочного флюса. Индекс щелочности представляет собой отношение между основными и кислотными соединениями (оксиды и фториды), из которых состоит флюс.

Как избежать стандартных ошибок операторам при плазменной резке

Следите за качеством и износом расходных материалов

Если выполнять резку обработанных деталей новыми расходными материалами и теми, ресурс у которых уже выработался, то сразу можно определить, что качество обработки таких заготовок будет совершенно разным. Применение сопел и электродов низкого качества или с большой выработкой может стать причиной брака и выхода из строя плазмотрона, а в некоторых случаях и самого источника плазмы. В результате это приведет к дорогостоящему ремонту и простоям.

Определить износ электрода и сопел можно по следующим признакам:

Степень износа расходных материалов всегда можно определить по качеству реза.

При ухудшении раскроя проверьте электрод и сопло на износ. Электрод и сопло выдерживают разное количество «пробитий»: все зависит от толщины металла, его марки и величины тока раскроя. Так, в процессе раскроя нержавеющих сталей потребуется частая замена расходных материалов, в то время как при работе по стали расходники изнашиваются с меньшей скоростью.

Профессиональные резчики ведут журнал, где записывают время работы сопла и электрода с момента замены. Отслеживая среднюю статистику по журналу для конкретного типа заготовки, можно определить дату плановой замены электрода и сопла. Это поможет исключить образование брака и поломок из-за износа расходников.

Не заменяйте расходники без необходимости

Правильно настраивайте плазмотрон и подбирайте расходники

Прежде чем выбирать расходные материалы, необходимо определить тип раскраиваемого металла, толщину изделия, рабочий ток, давление сжатого воздуха и вид защитного газа, если такой используется. При неправильном выборе расходников, ухудшается качество реза и ускоряется их износ.

Важно выполнять раскрой с рабочим током, соответствующим типу расходников и толщине металла. Если расходные элементы рассчитаны на токи до 40-50 Ампер, а рабочий ток 100 Ампер, то будут проблемы и с качеством раскроя, и с износом расходников. Оптимально, когда ток раскроя составляет 95% от номинального тока раскроя сопла. Если ток будет значительно ниже, то будет зашлакованный раскрой, и на тыльной стороне заготовок образуется грат.

Некоторые производители предлагают уже готовые схемы расходных материалов, которые заранее отсортированы по комплектам. Другими словами, уже подобраны наборы по совместимости сопел с электродами и другими расходными материалами. К примеру, такие комплекты доступны для качественного итальянского Плазматрона STM 120.

Не пренебрегайте плановым обслуживанием плазмореза

Плазмотрон необходимо периодически обслуживать: очищать каналы для охлаждения и подачи газа, проверять посадочное место для электрода и сопла.

Удаляйте всю пыль и грязь при чистке с помощью специальной жидкости или перекиси водорода и хлопчатобумажной тряпочки. Выполняйте эту процедуру на чистой поверхности, без стружки и масел.

Кроме того, перед началом работ проверьте плотное прилегание всех деталей, так как от этого будет зависеть циркуляция воздуха и электрический контакт в плазменном резаке.

Следите за давлением плазмообразующего газа

Для высокого качества реза необходимо постоянное давление плазмообразующего газа, поэтому его важно проверять перед началом работы. При недостаточном давлении снижается срок службы расходников и плазмотрона. При избыточном давлении плазмообразующего газа наблюдается затрудненный розжиг плазменной дуги. Помимо этого, будет более высокий износ электрода.

Нужно использовать чистый плазмообразующий газ без примесей, так как от этого тоже зависит срок службы плазмотрона и расходников.

При использовании компрессора для подачи воздуха, следует очищать воздух от частиц пыли, влаги и масла.

Соблюдайте правильное расстояние между резаком и металлом

Следите за расстоянием между металлом и соплом плазмотрона, так как от этого зависит как срок службы расходников и качество раскроя.

При незначительном изменении высоты резака меняется скос на кромках раскраиваемой детали. При пробивке заготовки очень важно сохранять правильную высоту плазмотрона: если она небольшая, то из лунки начинает выплескиваться металл, который, попадая в защитный колпачок и сопло, разрушает их, что, в свою очередь, ухудшает качество реза.

Читать еще:  Как выбрать аппарат плазменной резки?

При касании металла резаком происходит «втягивание» дуги, из-за чего начинает разрушаться завихритель, электрод и сопло. Также возможно разрушение самого плазмотрона.

Слишком большое расстояние между резаком и заготовкой может привести к образованию окалины. Она образуется из-за действия вихревого потока плазменной струи, которая при определенном угле атаки выталкивает расплавленный металл из передней части разреза, а не проталкивает его вглубь разреза.

Оптимальный вариант, когда высота резака от металла составляет 1,5-2 толщины раскраиваемого металла.

Если сечение металла слишком большое, то дежурная дуга может не достать до заготовки при рекомендуемой высоте. В этом случае используется прием «подпрыжка».

При небольшой высоте включается дуга, после чего резак поднимается на оптимальную высоту, куда не будут доставать брызги металла. После пробивки металла плазмотрон снова опускается на расстояние врезки, и начинает движение по контуру реза.

Контролируйте скорость раскроя металла

Качество раскроя во многом зависит от правильно выбранной скорости реза. При небольшой скорости, на заготовке образуются наплывы металла и облоя – по всей длине раскроя на нижних частях кромок детали. Кроме того, наблюдается увеличение количества брызг металла и ширины раскроя.

Если скорость резки слишком большая, дуга начинает запаздывать с перемещением по разрезу, загибаться назад, вызывая деформацию кромок заготовки. На вырезаемой детали образуются небольшие затвердевшие полоски несрезанного металла или окалины вдоль нижней кромки листа. Грат, появившийся из-за высокой скорости резки, достаточно тяжело удалить.

Только при оптимальной скорости раскроя образуется чистая кромка металла, которая не требует особой механической доработки, то есть минимальное количество наплывов, облоя и грата.

Избегайте столкновения резака с вырезаемыми деталями

Плазморез может выйти из строя при столкновении резака с металлом, с ребром раскроечного стола или с вырезанными заготовками. Чтобы избежать поломки, необходимо в управляющей программе правильно настроить границу холостого прохода – вокруг обработанных деталей, а не над ними.

Некоторую защиту от столкновения с металлом обеспечивают стабилизаторы высоты резака, однако, если применять только датчики высоты плазмотрона по напряжению дуги, могут наблюдаться «клевки» в конце раскроя из-за изменения величины напряжения и опускания резака вниз для компенсации.

Чтобы исключить поломку плазмотрона, некоторые комплекты ЧПУ оснащены многоуровневой системой для защиты плазмотрона от столкновения с заготовками. Эта система снабжена датчиками касания, датчиками напряжения дуги и емкостными датчиками.

Применение вышеизложенных рекомендаций по плазменной резке позволит избежать стандартных ошибок при резке, повысит рентабельность раскроя и сэкономит ваши финансовые вложения на ремонт.

Повышение качества плазменной резки

Рассмотрим возможные дефекты, вызванные нарушением технологии плазменной резки либо неверно заданными параметрами процесса, а также способы их устранения.

Угловатость

Угловатостью называют меру угла при плазменной резке. Она может образовываться из-за непостоянства сечения плазменно-дугового реза по высоте. Это вызвано тем, что различные участки режущей дуги вводят в разрезаемый металл неодинаковое количество теплоты, а следовательно, на различной глубине реза расплавляется неодинаковое количество металла.

Окалина

Окалина — расплавившийся в процессе термической резки материал, который затвердевает на заготовке или под ней. Также называется шлаком. В зависимости от от расходных запчастей, очистки воздуха, параметров резки количество образующейся окалины может быть различным, различается и сложность ее удаления.

Качество поверхности

Шероховатость поверхности — совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. Другими словами, это «гладкость» поверхности, которая определяет её важнейшие эксплуатационные свойства.

Цвет

Одним из факторов, на который следует обращать внимание при резке металлов является размер зоны, подвергаемой тепловому воздействию. Сильный нагрев изменяет химическую структуру металла за счет чего кромка, подвергнутая тепловому воздействию, делается темнее (цвета побежалости), скручивается и, в некоторых случаях, становится непригодной для дальнейшей сварки, если зона, подвергнутая тепловому воздействию, не будет удалена. Независимо от используемого процесса, чем быстрее перемещается резак, тем меньше размер зоны, подвергающейся тепловому воздействию. Таким образом, более высокая скорость плазменной резки обеспечивает меньшую зону, подвергнутую тепловому воздействию, которая требует меньше времени на вторичную обработку для ее удаления.

Что же можно предпринять для предотвращения перечисленных выше дефектов?

Приведем несколько советов по повышению качества резки.

Совет 1. Проверка направления плазменной дуги

Не забывайте про правило «правой» кромки. Прямые углы среза при резке всегда находятся справа по направлению движения резака. Проверьте направление резки и при необходимости измените направление хода резки. Помните, что плазменная дуга при использовании стандартных расходных материалов вращается по часовой стрелке.

Сверху приведена стандартная схема хода резака. При вырезании отверстий направление хода сопла меняется в противоположную сторону (изображение снизу).

Совет 2. Проверка выбора процесса в соответствии с материалом и толщиной

Одним из факторов, влияющих на качество выпускаемой продукции, является грамотно подобранный технологический процесс резки. Параметры процесса, которые гарантируют конкурентоспособность изделия, зависят от вида материала и его толщины. Это первое, на что стоит ориентироваться при выборе технологии резки, однако есть и другие немаловажные факторы, такие как требуемое качество резки, производительность, скорость реза, наличие последующей обработки и эксплуатационные затраты.

Рекомендации по выбору расходных материалов в зависимости от толщины метала и прочие приведены в технологических картах резки в разделе «Эксплуатация» инструкции по эксплуатации Hypertherm.

Совет 3. Проверка износа расходных материалов

Сложно переоценить степень влияния качества расходных материалов на качество самих изделий. Необходимо проводить своевременную замену расходных материалов для снижения риска появления дефектов. Сопло и электрод нужно заменять одновременно. Не рекомендуется наносить на уплотнительные кольца излишнее количество смазки. Гарантировать качество производимой Вами продукции может только использование оригинальных расходных материалов Hypertherm. Более подробную информацию о поддельных расходниках и последствиях от их использования читайте в статье на нашем блоге

Совет 4. Проверка перпендикулярности резака заготовке

Завершив базирование детали, необходимо проверить перпендикулярность сопла резака поверхности заготовки. От этого зависит интенсивность тепловложения и, соответственно, степень расплавления металла. Также крайне важно проверить поверхность самой заготовки на наличие искривлений и неровностей.

Совет 5. Проверка корректности расстояния между резаком и изделием

Отрегулируйте расстояние между резаком и изделием. Используя управления дуговым напряжением, отрегулируйте напряжение. По мере износа расходных деталей необходимо регулировать дуговое напряжение для поддержания нужного расстояния между резаком и изделием. Несоблюдение рекомендуемого расстояния между соплом и изделием может привести к образованию дефектов. Рекомендации по выбору промежутка между резаком и деталью могут быть приведены в инструкции по эксплуатации либо на официальном сайте производителя.

Совет 6. Проверка используемой скорости резки

Отрегулируйте скорость резки, так как несоответствие скорости плазменной резки выбранному режиму существенно сказывается на качестве реза. При правильно выбранной скорости резки количество грата, облоя и наплывов металла будет минимальным. Срез будет чистым и механическая обработка должна быть минимальной.

Совет 7. Проверка наличия проблем с системой подвода газа

Найдите и устраните все утечки или сужения. Используйте регуляторы и газопроводы нужного сечения. Установите регулятор на давление, рекомендуемое поставщиком. Проверьте регулятор на самопроизвольное увеличение показаний давления на измерителе выходного давления регулятора. Если оно ползет вверх, закройте вентиль баллона. Проверьте на падение давления на измерителях регулятора. Любое падение является индикацией утечки между вентилем баллона и вентилем горелки. Проверьте на утечки в верхней части баллона. После того, как все утечки газа устранены, снова медленно откройте вентиль баллона.

При давлении, поданном внутрь шланга и при закрытом вентиле горелки, погрузите шланг и наконечник горелки в воду. Найдите утечку путем использования мыльной воды (нежирное мыло) или разрешенного раствора для обнаружения утечек. Утечки в районе соединений вызывают появление пузырей, если распылить на них жидкость для выявления утечек.

Проверьте на наличие утечек соединения вокруг баллона и регулятора.

Используйте чистый высококачественный газ. Если требуется ручная очистка, например при использовании MAX200, убедитесь, что цикл очистки завершен.

Совет 8. Проверка наличия вибрации резака

Жесткость несущей конструкции портала должна обеспечивать отсутствие вибраций. Однако перед началом эксплуатации следует проверить надежность фиксации резака в портале стола. Обратитесь к изготовителю данного комплектного оборудования. При необходимости Вы получаете техническое обслуживание стола.

Совет 9. Проверка необходимости настройки стола

Хотя станки плазменной резки разработаны с учетом нетребовательности к обслуживанию во время эксплуатации, убедитесь, что стол готов к выполнению резки на заданной скорости. Обратитесь к изготовителю комплектного оборудования через официальный сайт. Возможно, необходимо подкорректировать настройку скорости стола.

Если вы прислушались к советами, но до сих пор недовольны качеством резки, обратитесь за консультацией к нашим специалистам. Мы оказываем полную техническую поддержку нашим клиетам и партнерам.

Мы производим лучшие станки плазменной резки с ЧПУ, предлагая Вам только качественные решения и оправдывая Ваши инвестиции в производство.

Кислородная резка

Кислородная резка основана на сгорании металла в струе технически чистого кислорода. Металл при резке нагревают пламенем, которое образуется при сгорании какого-либо горючего газа в кислороде. Кислород, сжигающий нагретый металл, называют режущим. В процессе резки струю режущего кислорода подают к месту реза отдельно от кислорода, идущего на образование горючей смеси для подогрева металла. Процесс сгорания разрезаемого металла распространяется на всю толщину, образующиеся окислы выдуваются из места реза струёй режущего кислорода.

Читать еще:  Реноватор для резки металла

Металл, подвергаемый резке кислородом, должен удовлетворять следующим требованиям: температура воспламенения металла в кислороде должна быть ниже температуры его плавления; окислы металла должны иметь температуру плавления ниже, чем температура плавления самого металла, и обладать хорошей жидкотекучестью; металл не должен иметь высокой теплопроводности. Хорошо поддаются резке низкоуглеродистые стали.

Для кислородной резки пригодны горючие газы и пары горючих жидкостей, дающие температуру пламени при сгорании в смеси с кислородом не менее 1800 гр. Цельсия. Особенно важную роль при резке имеет чистота кислорода. Для резки необходимо применять кислород с чистотой 98,5-99,5 %. С понижением чистоты кислорода очень сильно снижается производительность резки и увеличивается расход кислорода. Так при снижении чистоты с 99,5 до 97,5 % (т.е. на 2 %) — производительность снижается на 31 %, а расход кислорода увеличивается на 68,1 %.

Технология кислородной резки. При разделительной резке поверхность разрезаемого металла должна быть очищена от ржавчины, окалины, масла и других загрязнений. Разделительную резку обычно начинают с края листа. Вначале металл разогревают подогревающим пламенем, а затем пускают режущую струю кислорода и равномерно передвигают резак по контуру реза. От поверхности металла резак должен находиться на таком расстоянии, чтобы металл нагревался восстановительной зоной пламени, отстоящей от ядра на 1,5-2 мм, т.е. наиболее высокотемпературной точкой пламени подогрева. Для резки тонких листов (толщиной не более 8-10 мм) применяют пакетную резку. При этом листы плотно укладывают один на другой и сжимают струбцинами, однако, значительные воздушные зазоры между листами в пакете ухудшают резку.

На машинах МТР «Кристалл» применяется резак «Эффект-М». Особенность резака — наличие штуцера для сжатого воздуха, который, пройдя через внутреннюю полость кожуха, истекает через кольцевой зазор над мундштуком и создает колоколообразную завесу, что локализует распространение продуктов сгорания и защищает элементы конструкции машины от перегрева.

Параметры режимов резки низкоуглеродистой стали приведены ниже в таблице 1:

1. Толщина разрезаемого металла
5. Давление кислорода
6. Скорость резки
7. Расход кислорода
8. Расход пропана
9. Ширина реза
10. Расстояние до листа

Воздушно-плазменная резка

Процесс плазменной резки основан на использовании воздушно-плазменной дуги постоянного тока прямого действия (электрод-катод, разрезаемый металл — анод). Сущность процесса заключается в местном расплавлении и выдувании расплавленного металла с образованием полости реза при перемещении плазменного резака относительно разрезаемого металла.

Для возбуждения рабочей дуги (электрод — разрезаемый металл), с помощью осциллятора зажигается вспомогательная дуга между электродом и соплом — так называемая дежурная дуга, которая выдувается из сопла пусковым воздухом в виде факела длиной 20-40 мм. Ток дежурной дуги 25 или 40-60 А, в зависимости от источника плазменной дуги. При касании факела дежурной дуги металла возникает режущая дуга — рабочая, и включается повышенный расход воздуха; дежурная дуга при этом автоматически отключается.

Применение способа воздушно-плазменной резки, при котором в качестве плазмообразующего газа используется сжатый воздух, открывает широкие возможности при раскрое низкоуглеродистых и легированных сталей, а также цветных металлов и их сплавов

Преимущества воздушно-плазменной резки по сравнению с механизированной кислородной и плазменной резкой в инертных газах следующие: простота процесса резки; применение недорогого плазмообразующего газа — воздуха; высокая чистота реза (при обработке углеродистых и низколегированных сталей); пониженная степень деформации; более устойчивый процесс, чем резка в водородосодержащих смесях.


Рис. 1 Схема подключения плазмотрона к аппарату.


Рис. 2 Фазы образования рабочей дуги
а — зарождение дежурной дуги; б — выдувание дежурной дуги из сопла до касания с поверхностью разрезаемого листа;
в — появление рабочей (режущей) дуги и проникновение через рез металла.

Технология воздушно-плазменной резки. Для обеспечения нормального процесса необходим рациональный выбор параметров режима. Параметрами режима являются: диаметр сопла, сила тока, напряжение дуги, скорость резки, расстояние между торцом сопла и изделием и расход воздуха. Форма и размеры соплового канала обуславливают свойства и параметры дуги. С уменьшением диаметра и увеличением длины канала возрастают скорость потока плазмы, концентрация энергии в дуге, её напряжение и режущая способность. Срок службы сопла и катода зависят от интенсивности их охлаждения (водой или воздухом), рациональных энергетических, технологических параметров и величины расхода воздуха.

При воздушно-плазменной резке сталей диапазон разрезаемых толщин может быть разделён на два — до 50 мм и выше. В первом диапазоне, когда необходима надёжность процесса при небольших скоростях резки, рекомендуемый ток 200-250 А. Увеличение силы тока до 300 А и выше приводит к возрастанию скорости резки в 1,5-2 раза. Повышение силы тока до 400 А не даёт существенного прироста скоростей резки металла толщиной до 50 мм. При резке металла толщиной более 50 мм следует применять силу тока от 400 А и выше. С увеличением толщины разрезаемого металла скорость резки быстро падает. Максимальные скорости резки и сила тока для различных материалов и толщины, выполненные на 400 амперной установке приведены в таблице ниже.

Скорость воздушно-плазменной резки в зависимости от толщины металла: таблица 2

Режимы. таблица 3

Режимы воздушно-плазменной резки металлов. таблица 4


Рис. 3 Области оптимальных режимов резки металлов для плазмотрона с воздушным охлаждением (ток 40А и 60А)


Рис. 4 Области оптимальных режимов для плазмотрона с воздушным охлаждением (ток 90А).


Рис. 5 Зависимость выбора диаметра сопла от тока плазмы.


Рис. 6 Рекомендуемые токи для пробивки отверстия.

Скорость воздушно-плазменной резки, по сравнению с газокислородной, возрастает в 2-3 раза (см. Рис. 7).


Рис. 7 Скорость резки углеродистой стали в зависимости от толщины металла и мощности дуги.
Пологая нижняя линия — газокислородная резка.

При воздушно-плазменной резке меди рекомендуется применять силу тока 400 А и выше. Замечено, что при резке меди с использованием воздуха во всём диапазоне толщины и токов образуется легко удаляемый грат.

Хорошего качества реза при резке алюминия, с использованием воздуха в качестве плазмообразующего газа, удаётся достигнуть лишь для небольших толщин (до 30 мм) на токах 200 А. Удаление грата с листов большой толщины затруднительно. Воздушно-плазменная резка алюминия может быть рекомендована лишь как разделительная при заготовке деталей, требующих последующей механической обработки. Припуск на обработку допускается не менее 3 мм.

Несоответствие угла резки

Если размеры верхней и нижней плоскости детали не совпадают, то это говорит о нарушении правильного угла среза. Такой сбой бывает в результате:

  • нарушения правильного положения резака;
  • наличия изгиба плоскости обрабатываемого материала;
  • износа электрода;
  • просадки или чрезмерного повышения напряжения в сети;
  • несоответствующей скорости прохождения;
  • неправильно подобранной силы тока.

В ходе наладки изменение рабочих параметров следует делать с минимальным шагом, каждый раз проверяя работу.

Отверстия под болты должны иметь цилиндрическую форму

Чтобы обеспечить хорошее прилегание болта, значения диаметра отверстия сверху и снизу должны быть практически одинаковы. Скорость резки – это параметр, который имеет критически важное значение для цилиндричности отверстия. Программисты указывают скорость резки для линейного перемещения в дюймах в минуту (дюйм/мин) или миллиметрах в минуту (мм/мин), однако при движении по кругу резак должен замедляться, чтобы компенсировать естественную задержку плазменной дуги по мере резки. В большинстве ЧПУ реализована автоматическая компенсация этого явления за счет применения алгоритма, который раскладывает на множители скорость при резке отверстия. В этом расчете, который называется центрипетальным ограничением, принимаются во внимание значения длины радиуса, ускорения резака и минимальной угловой скорости для регулировки фактической скорости резки по кругу. У программиста или оператора есть возможность настроить линейное ускорение или замедление для оптимизации фактической скорости круговой резки, что позволит улучшить цилиндричность. Это означает, что для получения отверстий под болты потребуется запрограммировать другие значения скорости, которые будут более низкими по сравнению со скоростями резки при прямом резе той же самой заготовки.

Плазменная резка металлов: описание технологии

В настоящее время существует несколько разных способов резки металлических изделий. Все методы отличаются друг от друга эффективностью и стоимостью. Но важным фактором является то, что некоторые способы могут использоваться только на промышленном предприятии, в то время как иные также могут применяться и в домашних условиях.

Среди методов, применяющихся в быту, особенно следует подчеркнуть плазменную резку металлов. Ведь, по сути, эффективность данного способа ограничивается тем, насколько опытен мастер и правильно ли была подобрана установка.

Для большего понимания давайте подробнее разберемся с тем, что представляет собой резка металла при помощи плазмы, как она осуществляется, а также в каких сферах она может применяться.

Основы плазменной резки металла

Прежде чем разбираться с основами плазменной резки металлических изделий, необходимо узнать, что такое плазма. Потому как от правильного понимания данного термина и принципов работы с плазматроном напрямую зависит качество конечного результата.

Читать еще:  Резка труб дисковой фрезой

Для успешной резки металлов рабочая струя, состоящая из жидкости и газа и направленная на обрабатываемую поверхность, должна быть доведена до определенных характеристик. К данным характеристикам следует отнести:

  • скорость. Рабочая струя подается на поверхность металлического изделия под большим давлением. То есть плазменная резка подразумевает моментальный нагрев металла и его последующий выдув. Следует отметить, что скорость струи может достигать 1.5-4 км за секунду;
  • температуру. Так как для создания плазмы необходимо за максимально короткое время разогреть металлическое изделие до 5-30 тысяч градусов Цельсия, то для достижения такого показателя используется электрическая дуга. После того, как воздух достигнет необходимой температуры он ионизируется, поменяет свои свойства и обретет способность проводить электрический ток. В процессе плазменной резки также могут использоваться системы для нагнетания воздушного потока и специальные осушители для удаления излишков влаги;
  • наличие электроцепи. Сразу следует отметить, что абсолютно все о резке металлов при помощи плазмы можно узнать только на практике. Но все же определенные нюансы нужно учитывать еще перед покупкой установки. На современном рынке представлены плазматроны прямого и косвенного действия. Их основное отличие заключается в том, что первая разновидность устройств может использоваться только с теми материалами, которые могут проводить электрический ток и могут быть включены в электросеть, в то время как для второго вида данный нюанс не имеет абсолютно никакого значения. Именно поэтому использование плазматронов косвенного действия предоставляет возможность осуществлять раскройку металлов и каких-либо иных материалов, не проводящих ток.

Ко всему вышесказанному также следует добавить, что плазменная резка толстых металлических изделий практически никогда не используется. Почему? Все дело в том, что такого рода раскройка достаточно дорогостоящая и малоэффективна.

Как осуществляется резка металлов плазмой?

Основной принцип работы резки металлов при помощи плазмы следует описать следующим образом.

  • Во-первых, компрессор подает на горелку плазматрона воздух.
  • Во-вторых, благодаря практически моментальному нагреву воздушного потока при помощи электрического тока он начинает пропускать сквозь себя электричество и образовывать плазму. В некоторых устройствах вместо воздуха могут использоваться инертные газы.
  • В-третьих, резка металлической конструкции при помощи плазмы выполняется за счет моментального узконаправленного нагрева поверхности до определенной температуры и последующего выдувания расплавившегося металла.
  • В-четвертых, после того, как все работы по резке были окончены, образуются отходы, которые включают остатки металлического листа, высечку, окалины и остатки расплавленного металла.

Так как для успешной резки при помощи плазмы материал разогревается до жидкого состояния, то толщина металла не должна превышать определенного значения. К примеру, толщина алюминия не должна быть больше 120 мм, меди – более 80 мм, легированной и углеродистой стали более 50 мм, а чугуна – более 90 мм.

Виды плазменной резки металлов

В настоящее время существует два метода обработки металлических изделий, от которых зависят характеристики плазменной резки. Такими способами являются:

  • плазменно-дуговая резка. Данный метод идеально подходит для всех разновидностей металлов, которые могут проводить электрический ток. В большинстве случаев плазменно-дуговую резку применяют для промышленного оборудования. Вся суть метода состоит в том, что плазма образуется благодаря дуге, появляющейся между плазматроном и поверхностью обрабатываемого металла;
  • плазменно-струйная резка. В этом случае дуга создается непосредственно в самом плазматроне. Благодаря этому плазменно-струйная резка более универсальна и позволяет осуществлять раскройку неметаллических изделий. Главным недостатком данного способа является необходимость регулярной замены электродов.

Следует отметить, что резка металлов при помощи плазмы работает также, как и стандартная дуговая, но в данном случае не используются привычные нам электроды. Но нужно учитывать, что эффективность резки, прежде всего, зависит от толщины обрабатываемого материала.

Скорость и точность процесса плазменной резки металлов

Как и в случае с другими разновидностями термической обработки материалов, при плазменной резке металлов осуществляется оплавление изделия, что отражается на качестве среза. Кроме того, существуют и иные нюансы, характерные для вышеуказанного метода. А именно:

  • конусность. В зависимости от производительности установки и от того, насколько опытный мастер выполнял резку, конусность может составлять 3-10 градусов;
  • оплавление кромки. Вне зависимости от профессионализма мастера и режима резки металлической конструкции в начале выполнения работ будет присутствовать небольшое оплавление поверхности;
  • скорость резки. Стандартная процедура раскроя металла при помощи плазматрона выполняется достаточно быстро и с минимальным расходом напряжения и электроэнергии. Если учесть технические характеристики ручных установок и нормы ГОСТ, то скорость резки металла при помощи плазмы не должна быть более 6500 мм/минута;
  • характеристики реза. Скорость и качество выполнения плазменной резки зависит от операций, которые необходимо выполнить. К примеру, для обычного разделительного реза потребуется меньше всего времени и, кроме того, большинство установок могут разрезать даже металл, толщина которого достигает 64 мм. Ну а если необходимо осуществить фигурную резку, то это займет больше времени, а толщина обрабатываемого материала не должна превышать 40 мм.

Важным нюансом является то, что от мастерства специалиста во многом зависит скорость и качество выполнения плазменной резки. Именно поэтому точный и чистый рез с минимальным отклонением от необходимых размеров сможет осуществить только квалифицированный работник, имеющий профильное образование.

Можно ли выполнять резку цветных металлов при помощи плазмы?

В зависимости от вида материала, его плотности и многих иных технических характеристик для обработки цветных металлов могут использоваться различные способы резки. Но в любом случае в процессе резки цветного сплава необходимо учитывать следующие рекомендации:

  • в процессе резки нержавеющей стали нежелательно использовать сжатый воздух. В зависимости от толщины материала может использоваться или же чистый азот, или азот, смешанный с аргоном. Кроме того, не стоит упускать такой нюанс, что нержавеющие стали чувствительные к воздействию переменных токов, так как это может привести к быстрому выходу материала из эксплуатации.
    Наиболее оптимальным решением для резки нержавейки будет использование установки косвенного воздействия;
  • для резки алюминия толщиной до 70 мм можно использовать сжатый воздух. Но его применение нецелесообразно в случае, если материал имеет малую плотность.

Сфера применения плазменного раскроя металлов

В настоящее время плазмотроны пользуются широкой популярностью и спросом. И это ничуть не удивительно, потому как если сравнивать с другим оборудованием для резки металла, то вышеуказанное устройство позволяет добиться высокого качества реза при относительно невысокой стоимости ручной установки.

Сегодня плазменная резка металлических конструкций используется в следующих отраслях промышленности:

  • обработка металлопроката. При помощи плазмы можно без каких-либо сложностей разрезать абсолютно любой металл, включая тугоплавкий, черный и цветной;
  • изготовление металлических конструкций;
  • обработка различных деталей и художественная ковка. Не сомневайтесь, при помощи плазменного резака удастся создать деталь практически любой сложности;
  • автомобилестроение, авиастроение, капитальное строительство и многое другое.

Следует отметить, что использование станков для плазменной резки не смогло заменить ручное оборудование.

Художественная плазменная резка металлов предоставляет уникальную возможность создать деталь, которая точно соответствует замыслу дизайнера или художника, что позволяет использовать ее для декоративного украшения лестниц, заборов, перил и т.п.

Основные достоинства и недостатки резки металлов плазмой

Сегодня плазменная резка металла используется практически в каждой отрасли промышленности. Причины такой распространенности скрываются в достоинствах процедуры. Так к преимуществам указанного выше метода следует отнести:

  • высокую скорость работы и производительность. Если сравнивать данный метод со стандартной электродной резкой, то плазменная резка предоставляет возможность выполнить все работы в несколько раз быстрее;
  • низкую стоимость. Если необходимо сэкономить, то резка при помощи плазмы – это идеальное решение. Главное и единственное ограничение скрывается в толщине материала. Ведь экономически невыгодно и нецелесообразно резать, к примеру, сталь, толщина которой составляет более 50 мм;
  • точность. Благодаря использованию современного оборудования деформации от тепловой обработки практически невидны и не нуждаются в дополнительной обработке;
  • безопасность резки.
    Что касается отрицательных сторон такого рода резки металла, то к минусам следует отнести:
  • ограничения, связанные с толщиной реза;
  • жесткие требования касательно выполнения обработки металлической детали.

Сравнение лазерной и плазменной резки металла

Основное отличие плазменной резки от лазерной состоит в методе воздействия на поверхность обрабатываемого материала.

Да, несомненно, лазерное оборудование обеспечивает меньший процент оплавленности, а также большую производительность и скорость обработки детали, но такого рода обработка будет стоить на порядок дороже и кроме того толщина обрабатываемого материала не должна превышать 20 мм.

Что касается резки плазменным способом, то в данном случае плазматрон меньше стоит и имеет более широкую область применения.

Особые условия

При массовом производстве определенных деталей иногда нарушается заданная форма или их сопряженность. Подобные нарушения увеличивают допустимый износ деталей, и ограничиваются специальными допусками, которые указаны в ГОСТ 2.308-2011. Каждый вид используемого допуска имеет 16 определяющих степеней точности, которые оговариваются для деталей разной конфигурации с учетом используемого материала. Необходимо также учитывать, что используемые допуски размера и конфигурации для деталей имеющих цилиндрическую форму берутся с учетом диаметра деталей, а плоские детали с учетом толщины, а максимальная погрешность не должна превышать показатель допуска.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector