Pentru prelucrare eficientă Pentru o serie de metale, se folosește adesea tăierea cu plasmă, al cărei principiu de funcționare este utilizarea unui arc cu plasmă.
1 Tehnologia de tăiere cu plasmă a metalelor
Procesul de tăiere cu arc cu plasmă care ne interesează în practica mondială este „ascuns” sub abrevierea PAC. Plasma este un gaz ionizat la temperatură ridicată care poate conduce curentul electric. Un arc de plasmă se formează într-o unitate numită plasmatron dintr-o unitate electrică convențională.
Acesta din urmă este comprimat, iar apoi este introdus în el un gaz, care are capacitatea de a forma plasmă. Mai jos vom vorbi despre importanța unor astfel de gaze care formează plasmă pentru procesul de tăiere cu plasmă.
Din punct de vedere tehnologic, există două metode de tăiere:
2 Tăiere cu plasmă - principiul de funcționare al pistoletului cu plasmă
O lanternă cu plasmă este un dispozitiv de tăiere cu plasmă, în corpul căruia este plasată o mică cameră cu arc cilindric. La ieșirea din acesta există un canal care creează un arc comprimat. Pe partea din spate a unei astfel de camere există o tijă de sudură.
Se aprinde un arc preliminar între vârful dispozitivului și electrod. Această etapă este necesară, deoarece este aproape imposibil să se realizeze inițierea unui arc între materialul tăiat și electrod.Arcul preliminar specificat iese din duza pistolului cu plasmă, intră în contact cu pistolul și în acest moment fluxul de lucru este creat direct.
După aceasta, canalul de formare este complet umplut cu o coloană cu arc de plasmă, gazul care formează plasma intră în camera plasmatron, unde este încălzit, apoi ionizat și crescut în volum. Schema descrisă provoacă o temperatură ridicată a arcului (până la 30 de mii de grade Celsius) și aceeași viteză puternică a fluxului de gaz din duză (până la 3 kilometri pe secundă).
3 Gazele care formează plasmă și efectul lor asupra capacităților de tăiere
Mediul de formare a plasmei este poate parametrul cheie al procesului, care determină potențialul tehnologic al acestuia. Compoziția acestui mediu determină posibilitatea de:
- reglarea indicatorului de flux de căldură în zona de prelucrare a metalului și a densității curentului din aceasta (prin schimbarea raportului dintre secțiunea transversală a duzei și curent);
- variarea volumului de energie termică pe o gamă largă;
- reglarea tensiunii superficiale, a compoziției chimice și a vâscozității materialului de tăiat;
- controlul adâncimii stratului saturat de gaz, precum și al naturii proceselor chimice și fizice din zona de tratare;
- protecție împotriva apariției urmelor subacvatice pe metal și (pe marginile lor inferioare);
- formarea condițiilor optime pentru îndepărtarea metalului topit din cavitatea tăiată.
În plus, multe specificatii tehnice echipamentele utilizate pentru tăierea cu plasmă depind, de asemenea, de compoziția mediului pe care o descriem, în special de următoarele:
- proiectarea mecanismului de răcire pentru duzele dispozitivului;
- opțiunea de montare a catodului în plasmatron, materialul acestuia și nivelul de intensitate al alimentării acestuia cu lichid de răcire;
- circuitul de control al unității (ciclograma acestuia este determinată exact de debitul și compoziția gazului utilizat pentru formarea plasmei);
- caracteristicile dinamice și statice (externe) ale sursei de alimentare, precum și un indicator al puterii acesteia.
Nu este suficient să știți cum funcționează tăierea cu plasmă; în plus, ar trebui să selectați combinația potrivită de gaze pentru a crea un mediu de formare a plasmei, ținând cont de prețul materialelor utilizate și de costul direct al operației de tăiere.
În mod obișnuit, procesarea semi-automată și manuală a aliajelor rezistente la coroziune, precum și prelucrarea manuală a cuprului și a aluminiului, la mașină și economică, utilizează un mediu cu azot. Dar oțelul carbon slab aliat este mai bine tăiat într-un amestec de oxigen, care nu poate fi folosit absolut pentru prelucrarea produselor din aluminiu care sunt rezistente la coroziunea oțelului și a cuprului.
4 Avantajele și dezavantajele tăierii cu plasmă
Însuși principiul funcționării tăierii cu plasmă determină avantajele acestei tehnologii față de metodele cu gaz de prelucrare a materialelor nemetalice și produse metalice. Principalele avantaje ale utilizării echipamentelor cu plasmă includ următoarele fapte:
- universalitatea tehnologiei: aproape toate materialele cunoscute pot fi tăiate folosind un arc de plasmă, de la fontă și cupru până la aluminiu și oțel;
- viteza mare de operare pentru metale de grosime medie si mica;
- tăieturile sunt cu adevărat de înaltă calitate și de înaltă precizie, ceea ce face adesea posibilă să nu se efectueze prelucrarea mecanică suplimentară a produselor;
- poluare minimă a aerului;
- nu este nevoie să preîncălziți metalul pentru a-l tăia, ceea ce face posibilă reducerea (și semnificativ) a timpului de ardere a materialului;
- siguranță ridicată a muncii datorită faptului că tăierea nu necesită butelii de gaz, care sunt potențial explozive.
Este de remarcat faptul că, conform unor indicatori, tehnologiile cu gaze sunt considerate mai adecvate decât tăierea cu plasmă. Dezavantajele acestuia din urmă includ de obicei:
- complexitatea designului plasmatron și costul său ridicat: în mod firesc, acest lucru crește costul fiecărei operațiuni;
- grosime de tăiere relativ mică (până la 10 centimetri);
- nivel ridicat de zgomot în timpul procesării, care apare din cauza faptului că gazul zboară din plasmatron cu viteză transonică;
- nevoia de întreținere de înaltă calitate și cea mai competentă a unității;
- nivel crescut de excreție Substanțe dăunătoare atunci când este utilizat ca compoziție de azot care formează plasmă;
- imposibilitatea conectării a două freze pentru prelucrarea manuală a metalelor la o pistoletă cu plasmă.
Un alt dezavantaj al tipului de prelucrare descris în articol este că abaterea de la perpendicularitatea tăieturii nu este permisă mai mult de un unghi de la 10 la 50 de grade (unghiul specific depinde de grosimea produsului). Dacă creșteți valoarea recomandată, are loc o extindere semnificativă a zonei de tăiere, iar acesta devine motivul pentru necesitatea înlocuirii frecvente a materialelor utilizate.
Acum știți ce este tăierea cu plasmă și sunteți bine versat în toate caracteristicile sale.
Tăiere cu plasmă- un tip de prelucrare cu plasmă a materialelor în care, ca calitate sculă de tăiereÎn loc de cutter, se folosește un jet de plasmă.
(Wikipedia)
Tăierea cu plasmă astăzi este considerată una dintre cele mai eficiente metode de tăiere dreaptă și modelată a metalului. Vă permite să tăiați toate tipurile de produse din oțel, aluminiu, cupru, fontă, titan, tablă și profil, precum și marginile teșite la un anumit unghi.
Avantajele caracteristice ale procesului
Tăierea cu plasmă a metalului se caracterizează prin următoarele caracteristici:
- Performanta ridicata. Viteza de taiere este de 5-10 ori mai mare in comparatie cu metoda oxigenului gazos. În acest parametru este al doilea după tăierea cu laser.
- Versatilitate. Este posibil să tăiați aproape orice material; este suficient să setați parametrii optimi de proces - puterea și presiunea gazului.
- Calitatea pregătirii nu contează prea mult - vopsea, murdăria sau rugina de pe metal nu reprezintă o problemă pentru tăierea cu plasmă.
- Calitate și acuratețe sporite. Unități moderne asigură o lățime minimă de tăiere, sunt relativ curate, fără decalaj excesiv pe margini - în majoritatea cazurilor nu necesită prelucrare suplimentară sau chiar curățare.
- O zonă mică afectată de căldură ajută la minimizarea deformării pieselor tăiate ca urmare a expunerii la temperaturi ridicate.
- Posibilitatea de tăiere creț a complexului forme geometrice.
- Siguranța procesului, spre deosebire de tăierea gaz-oxigen, unde există butelii cu oxigen comprimat și gaz inflamabil.
- Unitățile pentru tăierea cu plasmă a metalului sunt ușor de întreținut și de operat.
Care este procesul de tăiere a metalului cu plasmă?
Plasma este un gaz conductiv ionizat de temperatură ridicată. Un jet este format într-un dispozitiv special - un plasmatron. Se compune din următoarele elemente principale:
- Electrod (catod) - este echipat cu o inserție dintr-un material cu emisie termoionică ridicată (hafniu, zirconiu), care se arde în timpul funcționării și necesită înlocuire atunci când se produc mai mult de 2 mm.
- Mecanism de turbion al fluxului de gaz.
- Duza este de obicei izolată de catod printr-o bucșă specială.
- Giulgiu - Protejează componentele interne de stropii de metal topit și praf de metal.
Are 2 fire - un anod (cu o sarcină pozitivă) și un catod (cu o sarcină negativă). Firul „pozitiv” este conectat la metalul laminat care este tăiat, firul „negativ” este conectat la electrod.
La începutul procesului de tăiere cu plasmă a metalului, se aprinde un arc pilot între catod și vârf, care este suflat din duză, iar atunci când atinge piesa de prelucrat, formează un arc de tăiere.
Când canalul de formare din pistolul cu plasmă este umplut cu o coloană cu arc, un gaz de formare a plasmei începe să fie furnizat în camera arcului sub o presiune de mai multe atmosfere, care este supus încălzirii și ionizării, ceea ce contribuie la creșterea volumului acestuia. . Acest lucru duce la curgerea sa din duză la viteză mare (până la 3 km/sec), iar temperatura arcului în acest moment poate ajunge de la 5000 la 30000 °C.
O gaură mică în duză îngustează arcul, ceea ce ajută la direcționarea acestuia către un anumit punct de pe metal, care este aproape instantaneu încălzit până la punctul de topire și suflat din zona de tăiere.
După trecerea pistoletului cu plasmă de-a lungul unui contur dat, se obține o piesă de prelucrat dimensiunile ceruteși forme cu margini netede și o cantitate minimă de scară pe ele.
Gaze formatoare de plasmă pentru tăierea diferitelor metale
Pentru tăierea cu plasmă a metalelor, pot fi utilizate atât gaze active, cât și inactive. Alegerea lor depinde de tipul de metal și de grosimea acestuia:
- Amestecul de azot este destinat cuprului, aluminiului și aliajelor pe bază de acestea. Grosimea maximă posibilă este de 100 mm. Nu se aplică pentru titan și toate tipurile de oțel.
- Azotul cu argon este utilizat în principal pentru tăierea cu plasmă a claselor de oțel aliat înalt, a căror grosime nu depășește 50 mm, dar amestecul nu este recomandat pentru metale feroase, titan, cupru și aluminiu.
- Azot. Poate fi folosit pentru a tăia oțeluri cu conținut scăzut de carbon și elemente de aliere de până la 30 mm grosime, oțeluri înalt aliate de până la 75 mm, cupru și aluminiu până la 20 mm, alama până la 90 mm și titan de grosime nelimitată.
- Aer comprimat. Potrivit optim pentru tăierea cu plasmă cu aer a metalelor feroase și a cuprului cu grosimea de până la 60 mm, precum și a aluminiului de până la 70 mm. Nu este destinat pentru titan.
- Un amestec de argon cu hidrogen - taiere de aliaje pe baza de aluminiu si cupru, oteluri cu continut ridicat de elemente de aliere cu o grosime de peste 100 mm. Nu este recomandat pentru utilizare pe oțeluri cu conținut scăzut de carbon, carbon, oțeluri slab aliate și titan.
Dar nu este suficient să conectați pur și simplu un cilindru cu gazul necesar pentru formarea plasmei, deoarece mulți factori depind de compoziția sa. specificații echipament:
- puterea și caracteristicile externe (statistice și dinamice) ale sursei de energie;
- ciclograma dispozitivului;
- metoda de fixare a catodului în plasmatron, precum și materialul din care este realizat;
- tipul de proiectare al mecanismului de răcire pentru duza plasmatron.
Sfaturi pentru tăierea cu plasmă a metalelor neferoase și aliaje:
- Când tăiați manual oțelurile înalt aliate, se recomandă utilizarea azotului ca gaz de formare a plasmei.
- Pentru a asigura o ardere stabilă cu arc atunci când tăiați manual aluminiul cu un amestec de argon-hidrogen, acesta nu trebuie să conțină mai mult de 20% hidrogen.
- Alama este cel mai bine tăiată cu amestecuri de azot și azot-hidrogen și are, de asemenea, o viteză de tăiere mai mare.
- După tăierea de separare, cuprul trebuie curățat de-a lungul planului de tăiere la o adâncime de 1-1,5 mm. Această cerință nu se aplică alamei.
Aplicații ale tăierii cu plasmă
Datorită productivității sale ridicate, versatilității și costurilor accesibile, tăierea cu plasmă a metalelor este la mare căutare în multe industrii:
- întreprinderi și companii de prelucrare a metalelor;
- industriile aeronautice, navale și auto;
- industrie de contructie;
- întreprinderi grele de inginerie;
- uzine metalurgice;
- producerea de structuri metalice.
Este pur și simplu imposibil să enumerați toate domeniile de utilizare - dispozitivele manuale și mașinile automate pentru tăierea cu plasmă a metalelor pot fi găsite aproape peste tot. Sunt utilizate atât de marile fabrici pentru producția de structuri metalice, cât și de micile companii specializate în forjare artisticăși prelucrarea pieselor.
Un loc special printre aceste echipamente îl ocupă mașinile pentru tăierea cu plasmă a metalelor cu CNC - minimizează factorul uman și măresc semnificativ productivitatea. Dar principalul lor avantaj este reducerea consumului de metal laminat datorită posibilității de a crea programe speciale. Tehnologii de înaltă calificare dezvoltă carduri de tăiere, care sunt o tablă virtuală de metal de anumite dimensiuni, pe care stivuiesc piesele de prelucrat cât mai strâns posibil, ținând cont de lățimea tăieturii și de mulți alți parametri ai procesului pentru a utiliza mai rațional metalul laminat. .
Subtilități ale procesului de tăiere a metalelor
Pentru a obține o piesă de prelucrat de înaltă calitate în timpul tăierii cu plasmă, este necesar să se mențină o distanță constantă între duză și metalul tăiat - de obicei în intervalul 3-15 mm. În caz contrar, este posibilă creșterea lățimii tăieturii, a zonei afectate de căldură și a piesei de prelucrat care nu îndeplinește dimensiunile specificate.
Curentul în timpul funcționării ar trebui să fie minim pentru un anumit material și grosime. Valorile sale supraestimate și, în consecință, consum crescut gazul care formează plasmă provoacă uzura accelerată a catodului și a duzei pistoletului cu plasmă.
Cea mai dificilă operație în procesul de tăiere cu plasmă a metalului este perforarea găurilor. Acest lucru este cauzat de o probabilitate mare de formare a arcului dublu și de defectarea pistoletului cu plasmă. Poansonarea se efectuează la o distanță crescută între catod și anod - ar trebui să existe 20-25 mm între duză și suprafața materialului. După perforare, lanterna cu plasmă este coborâtă în poziția de lucru.
Tăierea metalelor - proces tehnologicîmpărțirea unei părți monolitice în părți separate. Operațiune în curs mecanic(tăiere, tăiere), jet de apă (suspensie de apă și material abraziv) sau termice (încălzire).
Ultimul tip este tăierea cu gaz oxigen, laser și plasmă a metalului.
Ce este tăierea cu plasmă? Aceasta este prelucrarea produselor metalice, în care un jet de plasmă servește ca tăietor.
Plasma este un flux de gaz ionizat încălzit la câteva mii de grade. Conține particule cu sarcini pozitive și negative. Are proprietăți cvasi-neutre. Adică, într-un volum infinitezimal, sarcina totală este echilibrată și egală cu zero.
Cu toate acestea, prezența radicalilor liberi înseamnă că plasma este un conductor de electricitate. Combinația dintre temperatură ridicată, conductivitate electrică și viteză mare de curgere (mai mare decât viteza sunetului) a făcut posibilă în ultimul secol dezvoltarea și crearea echipamentelor cu plasmă pentru tăierea metalului.
Principiul de funcționare
Cum funcționează plasma - sunt utilizate două metode de prelucrare a pieselor metalice:
- res acțiune directă sau tăierea cu arc cu plasmă a metalelor;
- prin influenţă indirectă.
Cutter direct
Se aprinde un arc electric între tăietor (unitatea catodică) și produs (anod). Catodul (electrodul) este plasat în interiorul unei carcase care are o duză. Gazul, sub presiune, care trece pe lângă electrod, se încălzește până la temperaturi mariși ionizează. De mare viteză curgerea este creată la trecerea duzei. Un arc electric topește metalul. Gazul fierbinte asigură îndepărtarea din zona de încălzire.
Cutter indirect
Această metodă face posibilă prelucrarea metalelor obișnuite, dar și a celor cu conductivitate electrică și dielectrici scăzute. Spre deosebire de schema anterioară, sursa scânteii electrice este plasată în tăietor. Prin urmare, doar fluxul de plasmă are impact asupra produselor procesate. Un astfel de echipament costă mult mai mult decât modelele cu acțiune directă.
Ambele tipuri de freze au un nume științific și tehnic comun - plasmatron (literalmente, generator de plasmă).
Beneficiile tratamentului cu plasmă
În comparație cu alte tipuri de prelucrare a metalelor, această metodă are o serie de proprietăți de consum:
- capacitatea de a prelucra piese din diferite metale, precum și produse nemetalice;
- viteza de prelucrare a grosimilor mici (până la 50 mm) este de 25 de ori mai mare decât cu;
- încălzirea locală a piesei are loc numai în punctul de impact, ceea ce contribuie la absența stresului termic și la deformarea produsului;
- tăiere de înaltă calitate și curată a metalelor, - rugozitate scăzută a suprafeței la locul de prelucrare;
- absența substanțelor și obiectelor explozive - gaze inflamabile, butelii de presiune etc.;
- Metoda vă permite să produceți tăieturi geometrice complexe.
Ce echipament este folosit
Pentru taierea metalelor cu plasma, unitati industriale si uz casnic. Primele sunt un complex multifuncțional complex cu un proces automat (mașini CNC). Al doilea sunt dispozitivele mici care funcționează dintr-o rețea de 220 V sau 380 V.
Sursa tăierii cu plasmă în aparatele de uz casnic este un invertor (generator de sudură) sau un transformator. Primul tip este mai mic ca dimensiune și mai convenabil de utilizat. Al doilea are fiabilitate ridicată, termen lung Operațiune. Fluidul de lucru este aerul atmosferic preparat.
Puterea unității manuale este suficientă pentru a tăia metal cu o grosime de până la 15-20 mm. Unele modele sunt echipate cu o funcție de aprindere cu arc fără contact. Pachetul include o lanternă cu plasmă și un dispozitiv de preparare a aerului.
Folosit în ateliere acasă, condiții producție profesională si constructie:
- râu plasmă tablă;
- prelucrarea produselor cilindrice, inclusiv a țevilor de oțel;
- decuparea formelor geometrice complexe, inclusiv a găurilor;
- prelucrarea produselor din ceramică și piatră și alte tipuri de meșteșuguri.
Acest tip de echipament este semnificativ superior ca funcționalitate și ușurință în utilizare față de tăierea oxicombustibil convențională. Nu doar din punct de vedere al dimensiunii, ci și din punct de vedere al siguranței.
Un model de plasmatron de uz casnic este prezentat în fotografie.
Proprietățile tehnologiei
Electrocasnicele industriale și de uz casnic se unesc principii generale lucrări de tăiere cu plasmă:
- crearea unui arc electric;
- formarea de gaz ionizat;
- crearea unui flux de plasmă de mare viteză;
- efectul acestui mediu activ asupra materialului prelucrat.
Tăierea cu arc cu plasmă se caracterizează prin:
- Temperatura de tur. Valorile sunt în intervalul 5000-30000 ° C. Este determinată de tipul de material care se prelucrează: valorile inferioare sunt utilizate pentru metale neferoase, valorile superioare sunt utilizate pentru oțelurile refractare.
- Debitul. Valorile variază între 500-1500 m/s. Configurat pentru un anumit tip de procesare:
- grosimea piesei de prelucrat;
- tipul de material;
- tipul de tăiere (dreaptă sau curbă);
- durata de funcționare a plasmatronului.
- Gaz folosit pentru tăierea cu plasmă. La prelucrarea metalelor feroase (oțeluri), grupul activ este oxigenul (O2) și aerul. Pentru metale și aliaje neferoase, - inactiv: azot (N2), argon (Ar), hidrogen (H2), vapori de apă. Acest lucru se explică prin faptul că metalele neferoase sunt oxidate de oxigen (încep să ardă), deci se folosește un mediu de gaz protector. În plus, prin combinarea compoziției amestecului de gaze, calitatea prelucrării poate fi îmbunătățită.
- Lățimea de tăiere. Există o secvență directă aici: pe măsură ce indicatorii cresc, lățimea de tăiere crește. Valoarea acestuia este influențată de:
- grosimea și tipul metalului;
- diametrul duzei;
- puterea curentului;
- consumul de gaze;
- viteza de taiere.
- Performanţă. Determinată de viteza de procesare. De exemplu, pentru unitățile de uz casnic și conform GOST, valoarea nu depășește 6,5–7 m/min (~0,11 m/sec). Depinde de grosime, tip de metal, viteza jetului de gaz. Desigur, pe măsură ce dimensiunea crește, viteza de procesare scade.
Calitatea procesării
Calitate taiata - factor important la prelucrarea metalului, mai ales dacă este vorba de tăierea cu plasmă a țevilor. Determinat de modul de operare și de priceperea interpretului. Tăierea cu arc cu plasmă este reglementată de GOST 14792-80. Standard international de calitate - ISO 9013-2002.
Documentele definesc principalele criterii:
- Toleranță pentru perpendicularitate sau angularitate. Afișează abaterile de la planul perpendicular și de tăiere la suprafața piesei de prelucrat.
- Topirea marginii superioare. Nu sunt permise fisuri la punctele de procesare. Marginea superioară poate fi ascuțită, topită, topită-surplontă.
- Rugozitate. Potrivit GOST, este împărțit în trei clase, 1, 2 și 3.
Tipuri de tăiere cu plasmă
Tehnologia de tăiere cu plasmă a metalelor este un set de mai multe metode. Tăierea cu arc cu plasmă este împărțită în:
- metoda aer-plasma de tăiere a metalelor;
- plasmă gazoasă;
- metoda de taiere laser-plasma.
Primele două tipuri sunt similare în principiu de funcționare - un arc electric plus un flux ionizat de gaz fierbinte. Diferența este în fluidul de lucru. În primul caz - aer, în al doilea - un fel de gaz sau vapori de apă.
Conform metodei de prelucrare a pieselor de până la 200 mm grosime, se folosesc echipamente combinate. O instalație industrială modernă combină tratamentul termic cu un jet de gaz sau utilizarea unei pistolețe cu plasmă. Mașinile de tăiat sunt echipate cu un modul CNC (Computer Numerical Control). Ei tăiau tablă de-a lungul unei căi drepte sau curbe.
Tăierea manuală cu plasmă este o tăiere clasică cu arc cu plasmă. Unitățile portabile (la nivel de uz casnic) taie metale feroase folosind un jet de aer ionizat. Extinderea gamei de gaze implică o complicație semnificativă a echipamentelor și o creștere a costului acestuia.
Laser-plasma
Este o combinație pe o singură mașină. Taietura cu laser folosit pentru lucrari cu grosimi de pana la 6 mm. Foile mai mari sunt prelucrate folosind tăierea cu arc cu plasmă.
Tăierea cu laser și cu flacără, combinate pe o singură mașină CNC, crește productivitatea. Vă permite să creați diverse linii de tăiere, inclusiv găuri de tăiere.
Tăierea cu laser sau cu plasmă, combinată pe un singur dispozitiv, economisește semnificativ spațiul de producție. Tăierea cu arc cu plasmă este utilizată pe piese mari de prelucrat. Laser - la prelucrarea pieselor mici cu cerințe crescute pentru precizia de tăiere.
Diferența fundamentală metoda laser din plasmă, este o sursă de încălzire. Într-un laser, este un fascicul de lumină focalizat. Zona de contact este extrem de mică, astfel încât este posibil să se obțină un impact local asupra piesei. Datorită acestui lucru, lățimea de tăiere este mică, iar calitatea de tăiere este mai mare decât la un plasmatron.
Din această cauză, tăierea țevilor cu plasmă pierde treptat teren acolo unde este necesar precizie ridicată tăiat și prezentat calitate crescută până la marginea produsului.
Prelucrarea titanului
Titanul și aliajele sale câștigă o mare popularitate în industriile spațiale, aviatice, medicale și alte industrii. Combinația de rezistență și densitate scăzută sunt principalele avantaje ale acestei substanțe. Dar acest metal este activ din punct de vedere chimic și refractar.
Datorită acestor caracteristici, este dificil de supus prelucrărilor mecanice și termice. Nu puteți folosi un instrument de tăiere - metalul va arde. Prin urmare, tăierea titanului este bine stăpânită folosind o metodă plasmatron și laser.
În plus față de tăierea directă convențională, metoda laser cu plasmă permite prelucrarea spațială a formelor geometrice complexe, de exemplu, împerecherea mai multor găuri.
Un exemplu de tăiere cu plasmă a metalului folosind un plasmatron poate fi văzut în videoclip.
Tăierea cu plasmă este foarte des folosită în industrii precum construcțiile navale, inginerie mecanică, precum și în fabricarea de structuri metalice, utilități publice etc. În plus, un tăietor cu plasmă este destul de des folosit într-un atelier privat. Cu ajutorul acestuia, orice material care conduce curentul și unele materiale neconductoare precum lemnul, piatra și plasticul sunt tăiate rapid și eficient.
Tehnologia de tăiere cu plasmă vă permite să tăiați tablă si conducte, executa tăietură figurată sau face piese. Lucrarea se realizează folosind arc de plasmă de temperatură înaltă. Pentru a-l crea, aveți nevoie doar de o sursă de alimentare, aer și un tăietor. Pentru ca munca să se realizeze destul de ușor, iar tăierea să fie netedă și frumoasă, ar trebui să aflați cum se realizează principiul de funcționare al tăierii cu plasmă.
Cum funcționează un tăietor cu plasmă?
Acest aparat este format din următoarele elemente:
- alimentare electrică;
- compresor de aer;
- tăietor cu plasmă sau lanternă cu plasmă;
- pachet cablu-furtun.
Sursa de alimentare pentru mașina de tăiat cu plasmă furnizează lanterna cu plasmă cu o anumită putere de curent. Este un invertor sau un transformator.
Invertoarele sunt destul de ușoare, economice din punct de vedere al consumului de energie, ieftine ca preț, cu toate acestea, sunt capabile să taie piese de prelucrat de grosimi mici. Din acest motiv, ele sunt folosite numai în ateliere private și mici industrii. Dispozitivele de tăiere cu plasmă cu invertor au cu 30% mai multă eficiență decât tăietoarele cu transformator și au o ardere mai bună a arcului. Ele sunt adesea folosite pentru lucru în locuri greu accesibile.
Transformatoarele sunt mult mai grele, consumă multă energie, dar în același timp au mai puțină sensibilitate la schimbările de tensiune și cu ajutorul lor decupează piese de grosime mare.
Cutterul cu plasmă este considerat elementul principal al tăietorului cu plasmă. Elementele sale principale sunt:
- duză;
- răcitor/izolator;
- un canal necesar pentru alimentarea cu aer comprimat;
Este necesar un compresor pentru a furniza aer. Principiul de funcționare al tăierii cu plasmă implică utilizarea gazelor protectoare și formatoare de plasmă. Pentru dispozitivele care proiectat pentru curent de până la 200 A, se aplică numai aer comprimat atât pentru răcire cât şi pentru crearea plasmei. Sunt capabili să taie piese de până la 50 mm grosime.
Pachetul cablu-furtun este utilizat pentru a conecta compresorul, sursa de alimentare și lanterna cu plasmă. De cablu electric curentul începe să curgă de la invertor sau transformator pentru a iniția un arc electric și aer comprimat este furnizat prin furtun, care este necesar pentru ca plasma să apară în interiorul pistolului cu plasmă.
Principiul de funcționare
Când apăsați butonul de aprindere, începe fluxul de curent frecventa inalta de la sursa de alimentare (invertor sau transformator). Ca rezultat, în interiorul lanternei cu plasmă se formează o cameră de serviciu. arc electric, a cărui temperatură ajunge la 8 mii de grade. Coloana acestui arc începe să umple întregul canal.
După ce arcul pilot a apărut, aerul comprimat începe să curgă în cameră. Ieșind din țeavă, el trece printr-un arc electric, se încălzește, în timp ce crește volumul de 50 sau 100 de ori. În plus, aerul începe să se ionizeze și încetează să mai fie un dielectric, dobândind proprietățile de conducere a curentului.
Duza pistoletului cu plasmă, îngustată în jos, comprimă aerul, creând din acesta un flux, care începe să iasă de acolo cu o viteză de 2 - 3 m/s. În acest moment, temperatura aerului ajunge adesea la 30 de mii de grade. Acest aer fierbinte ionizat este plasmă.
În momentul în care plasma începe să iasă din duză, aceasta intră în contact cu suprafața metalului care se prelucrează, arcul pilot se stinge în acest moment și arcul de tăiere se aprinde. Ea începe încălziți piesa de prelucrat la locul de tăiere. Ca urmare, metalul se topește și apare o tăietură. Pe suprafața metalului tăiat se formează particule mici de metal topit și sunt eliminate de un curent de aer. Așa funcționează lanterna cu plasmă.
Avantajele tăierii cu plasmă
Lucrările de tăiere a metalelor sunt adesea efectuate pe un șantier, într-un atelier sau atelier. Puteți utiliza autogen pentru aceasta, dar nu toată lumea este mulțumită de acest lucru. Dacă volumul de muncă implicat în tăierea metalului este prea mare, iar cerințele pentru calitatea tăierii sunt foarte mari, atunci ar trebui să luați în considerare utilizarea unui tăietor cu plasmă, care are următoarele avantaje:
Dezavantajele tăierii cu plasmă
Există și dezavantaje ale tăierii cu plasmă. Prima dintre ele este că grosimea maximă de tăiere admisă este destul de mică, iar pentru cele mai puternice unități este rareori mai mare de 80 - 100 mm.
Următorul dezavantaj este cerințele destul de stricte pentru abaterea de la perpendicularitatea tăieturii. Unghiul de deviere nu trebuie să fie mai mare de 10 - 50 de grade si depinde de grosimea piesei. Dacă aceste limite sunt depășite, are loc o extindere destul de semnificativă a tăieturii, care are ca rezultat uzura rapidă a consumabilelor.
În plus, echipamentul de lucru este destul de complex, ceea ce face complet imposibilă utilizarea a două freze în același timp, care sunt conectate la o singură mașină.
Concluzie
Principiul de funcționare al tăierii cu plasmă este destul de simplu. În plus, dispozitivul care este folosit pentru aceasta are un număr mare de avantaje, de câteva ori mai mari decât dezavantajele existente. Dacă îl utilizați corect, puteți economisi timp semnificativ și puteți obține rezultate de înaltă calitate.
Tăierea materialelor folosind fluxul de plasmă este de înaltă tehnologie, mod eficient prelucrarea lor de calitate. Tăierea manuală cu plasmă, efectuată cu echipamente adecvate, extinde sfera acestui tip de lucru.
2 Clasificarea de bază a echipamentelor de tăiere cu plasmă
Toate dispozitivele pentru tăierea cu plasmă sunt împărțite în:
- acțiune indirectă – pentru tăiere fără contact;
- acțiune directă – pentru contact.
Primul tip de freze sunt folosite pentru prelucrarea materialelor nemetalice. Această tehnică este specifică și nu este solicitată în afara producției. În metoda fără contact, se aprinde un arc electric între electrod și duza pistoletului cu plasmă.
Dispozitive cu acțiune directă tăiate diverse metale. Când lucrați cu ele, piesa care trebuie tăiată este inclusă schema electrica aparat cu plasmă, iar un arc electric este aprins între acesta și electrodul situat în duză. Fluxul de gaz ionizat este încălzit în întreaga zonă dintre punctul său de ieșire și suprafața piesei de prelucrat - jetul de plasmă are o putere mai mare decât în dispozitivele de primul tip. Plasma manuală se realizează numai folosind echipamente de acest tip, folosind metoda contactului.
3 Dispozitive pentru tăierea manuală cu plasmă a metalelor
Acestea constau dintr-o lanternă cu plasmă, o sursă de alimentare, un set de cabluri și furtunuri cu care lanterna cu plasmă este conectată la sursa de alimentare și cilindru de gaz sau un compresor. Lanternă cu plasmă (cutter cu plasmă) – elementul principal astfel de echipamente. Uneori, din greșeală, întregul aparat este numit astfel. Acest lucru se poate datora faptului că sursele de energie utilizate pentru tăietoarele cu plasmă nu diferă de dispozitivele similare și pot fi utilizate împreună cu echipament de sudură. Și singurul element care distinge un dispozitiv cu plasmă de un alt dispozitiv este plasmatronul. Componentele sale principale:
- duză;
- electrod;
- izolator termorezistent situat între ele.
O lanternă cu plasmă este un echipament care transformă energia unui arc electric în energie termală plasma.In interiorul corpului acesteia se afla o camera cilindrica cu un canal de iesire (duza) de diametru foarte mic. Un electrod este instalat în spatele camerei, care servește la formarea unui arc electric. Duza este responsabilă pentru viteza și forma fluxului de plasmă. O mașină manuală de tăiat cu plasmă este folosită pentru a tăia metalul manual - operatorul ține lanterna cu plasmă în mâini și o deplasează peste linia de tăiere.
Deoarece unealta de lucru este suspendată tot timpul și, prin urmare, poate fi supusă mișcării din cauza mișcărilor involuntare ale executantului, acest lucru afectează invariabil calitatea tăierii. Tăietura poate fi neuniformă, cu lăsare, urme de smucitură etc. Pentru a facilita și îmbunătăți calitatea muncii, există suporturi și opritoare speciale care sunt amplasate pe duza pistolului cu plasmă. Acestea vă permit să plasați echipamentul direct pe piesa de prelucrat și să îl ghidați de-a lungul liniei de tăiere. În acest caz, spațiul dintre metal și duză va îndeplini întotdeauna cerințele.
În timpul tăierii manuale, gazul de formare a plasmei și de protecție (pentru răcirea duzei și îndepărtarea produselor de tăiere) poate fi aer sau azot. Acestea sunt furnizate de la linia principală, un cilindru sau un compresor încorporat în echipament.
4 Surse de alimentare pentru mașinile de tăiat cu plasmă de mână
Toate sursele de alimentare pentru dispozitivele portabile funcționează de la rețeaua de curent alternativ. Majoritatea convertesc electricitatea primită în tensiune de curent continuu, în timp ce restul servesc doar la amplificarea curentului alternativ. Această distribuție se datorează faptului că torțele cu plasmă funcționează DC, eficiență mai mare. Curentul alternativ este utilizat într-un număr de cazuri - de exemplu, pentru tăierea aluminiului și a aliajelor sale.
Sursa de alimentare poate fi un invertor sau un transformator care furnizează un curent mare plasmatronului. Invertoarele sunt de obicei folosite în industriile mici și acasă. Au dimensiuni, greutate mai mici și sunt mult mai eficiente din punct de vedere energetic decât transformatoarele. Invertoarele fac cel mai adesea parte dintr-un aparat manual pentru. Avantajele dispozitivelor cu invertor includ eficiența, care este cu 30% mai mare decât cea a dispozitivelor transformatoare, arderea stabilă a arcului electric, precum și compactitatea și capacitatea de a efectua lucrări în orice locuri greu accesibile.
Dezavantajele sunt limitările de putere (curentul maxim este de obicei 70–100 A). De regulă, mașinile cu invertor sunt utilizate la tăierea pieselor de prelucrat de grosime relativ mică.
Sursele de alimentare cu transformatoare își primesc numele datorită transformatoarelor de joasă frecvență utilizate în proiectarea lor. Au dimensiuni si greutate mult mai mari, dar in acelasi timp pot avea o putere mai mare decat sursele inverter. Dispozitivele transformatoare sunt utilizate pentru tăierea manuală și mecanizată a metalelor de diferite grosimi. Sunt mai fiabile, deoarece nu se defectează în timpul supratensiunii. Durata activării lor este mai mare decât cea a dispozitive cu invertor, și poate atinge valori de 100%.
Durata de comutare (DS) are un impact direct asupra specificului lucrului cu echipamentul. De exemplu, dacă tăierea manuală cu plasmă a metalului, echipamentul pentru care are un ciclu de funcționare de 40%, a durat 4 minute fără pauză, atunci dispozitivul trebuie să primească 6 minute de odihnă pentru a se răci. În producție sunt utilizate dispozitive cu ciclu de lucru 100%, unde dispozitivul este exploatat pe toată durata zilei de lucru. Un dezavantaj semnificativ al echipamentelor transformatoare este consumul ridicat de energie.
5 Principiul de funcționare al mașinilor manuale de tăiat cu plasmă
După ce instalația manuală de tăiere cu plasmă a fost asamblată (au fost realizate toate conexiunile și conexiunile elementelor sale), semifabricat metalic conectat la aparat (invertor sau transformator) cu cablul prevăzut în acest scop. Echipamentul este conectat la rețeaua electrică, lanterna cu plasmă este adusă la materialul de prelucrat la o distanță de până la 40 mm și arcul electric pilot (inițierea ionizării) este aprins. Apoi alimentarea cu gaz este pornită.
După primirea unui jet de plasmă, care are o conductivitate electrică ridicată, în momentul contactului acestuia cu metalul, se formează un arc electric de lucru (de tăiere). În același timp, însoțitorul se oprește automat. Arcul de lucru menține continuitatea procesului de ionizare a gazului furnizat și formarea unui flux de plasmă. Dacă dintr-un motiv oarecare se stinge, atunci trebuie să opriți alimentarea cu gaz, porniți din nou dispozitivul cu plasmă și aprindeți arcul pilot, apoi porniți gazul.