Плазменная резка металла

Плазменная резка является высокоточным методом термической обработки металла. Роль резца здесь выполняет направленная струя плазмы, которую подают под высоким давлением на электрическую дугу. Благодаря такому методу уменьшается время работы оборудования и исключается вероятность теплового искажения заготовки во время нагрева.

Разновидности плазменной резки

Технология плазменной резки металла является набором определенных методов.

Плазменно-дуговая резка делится на:

• воздушно-плазменную;
• газоплазменную;
• лазерно-плазменную.

Принцип действия первых двух способов имеет много общего: электрическая дуга и ионизированный поток раскаленного газа. Отличаются они рабочим телом: при воздушно-плазменном методе используется воздух, при газоплазменном – водяной пар или какой-либо газ.

Чтобы обработать заготовки толщиной до 20 см, используют комбинированное оборудование. Современные промышленные агрегаты совмещают термообработку струей газа или применение плазмотрона. Каждый станок для резки оборудован модулем ЧПУ (числовое программное управление). Раскраивают листовые металлы по прямой или криволинейной траектории. 

Ручная плазменная резка является классической плазменно-дуговой резкой. Черный металл режут воздушной ионизированной струей с помощью переносных бытовых агрегатов. Если расширить ассортимент используемых газов, оборудование значительно усложнится, а его стоимость вырастет.

Специфика технологии

Плазменную резку выполняют двумя методами – плазменно-струйным и плазменно-дуговым. Чтобы обработать металл, чаще всего используют плазменно-дуговой способ. Правильный подбор силы тока и скорости резки – гарантия получения качественного и ровного разреза. 

Главный рабочий элемент плазмореза – электроплазменный резак. Когда аппарат включается, в резак поступает электрический ток высокой частоты и между наконечником и электродом образуется высокотемпературная дуга. Проходящий через нее сжатый воздух нагревается под воздействием электричества до 25 000-30 000⁰ С. При этом его объем увеличивается в 100 раз. В это же время воздух ионизируется и становится электропроводником. Сформировавшая дуга, вырвавшись из наконечника со скоростью до 3 м/с, не только раскаляет металл в заданном месте, но и сдувает оплавленные крупинки. Результат такого воздействия плазмы на металл - образование ровного, аккуратного разреза.

Преимущества плазменной обработки

Обработка металла с помощью плазменной резки имеет явные преимущества по сравнению с другими способами резок:

• плазморезом можно обрабатывать все виды цветных и черных металлов (даже тугоплавкие сорта);
• скорость обработки в разы выше, чем у газового или другого оборудования;
• с помощью плазменной резки можно изготавливать художественные и фигурные детали любой степени сложности;
• на точность и качество резки не оказывает влияние толщина листа (резкий поток плазмы можно регулировать);
• оборудование позволяет производить наклонные резы и обрабатывать листы большой ширины;
• на кромках отсутствуют заусенцы, сколы и шероховатости, поэтому их не требуется подвергать дополнительной обработке;
• выброс в воздух опасных веществ в процессе обработки металла сведен к минимуму;
• не нужно предварительно прогревать лист металла, следовательно, время изготовления детали значительно сокращается;
• металл в области резания не получает эффект закалки;
• нагревается только небольшой участок в месте реза;
• благодаря экономичному раскрою листа снижается стоимость работ;
• деталь не деформируется в ходе создания.

Необходимое оборудование

Для того, чтобы резать металл плазмой, используют агрегаты бытового и промышленного назначения. Промышленное оборудование – это станки с числовым программным управлением (сложные многофункциональные автоматизированные комплексы). Бытовые аппараты имеют небольшие размеры и работают от сети 220V или 380V. Купить их можно совершенно недорого.

Источником плазменной резки в бытовых агрегатах является инвертор (сварочный генератор) или трансформатор. Первый имеет небольшие габариты и удобен в обращении. Второй надежен в эксплуатации и долговечен. Его рабочим телом является подготовленный атмосферный воздух.

Приборы используют в домашних мастерских, на профессиональном производстве и в строительстве. Ими режут листовой металл, обрабатывают керамические, каменные и цилиндрические изделия (включая стальные трубы), вырезают геометрические фигуры сложных форм (включая отверстия). Такое оборудование функциональнее и удобнее в использовании, чем обычная газокислородная резка. Как по размерам, так и по технике безопасности. 

Качество обработки

Качество реза является важным критерием при обработке металла. Особенно, если речь идет о плазменной резке труб. На качество реза оказывает влияние режим работы и квалификация исполнителя. Плазменно-дуговая резка выполняется в соответствии с ГОСТом 14792-80 и должна соответствовать международному стандарту качества - ISO 9013-2002.

Документы определяют основные критерии:

• Допуск на перпендикулярность или угловатость. Является показателем отклонений от перпендикуляра и плоскости реза к поверхности изделия, подлежащего обработке.
• Оплавление верхнего края. Не допускается появление трещин в точках обработки. Верхний край может получится острым, оплавленным, оплавленно-нависающим.
• Шероховатость. В соответствии с ГОСТом она может быть 1, 2 или 3 класса.

Плазменная резка, в отличие от метода лазерного кроя, позволяет подвергать обработке листовой металл большой ширины и раскраивать металлические листы под определенным углом. Появление дефектов на поверхности готовых изделий при этом сводится к минимуму, следовательно, их не приходится подвергать дополнительной механической обработке.