Plazmové řezací zařízení

Technologie plazmového řezání se v každodenním životě používá extrémně zřídka, ale v průmyslové sféře je velmi rozšířená. Vzhledem k tomu, že pomocí plazmové řezačky můžete snadno, rychle a efektivně řezat téměř jakýkoli vodivý kov, stejně jako další materiály – kámen a plast, používá se ve strojírenství, stavbě lodí, utilitách, reklamní výrobě, pro opravy zařízení a mnoho dalšího. Střih je vždy hladký, úhledný a krásný. Ti, kteří se právě chystají zvládnout tuto technologii, se mohou zajímat o rozumnou otázku, co je to plazmové řezací zařízení, jaký je princip jeho fungování a jaké typy plazmových řezaček jsou a k čemu každý z nich slouží. To vše poskytne obecné znalosti o technologii plazmového řezání, umožní vám učinit správnou volbu při nákupu a zvládnout provoz zařízení..

Princip činnosti plazmového řezacího stroje

Princip činnosti plazmového řezacího stroje

Jak funguje plazmová řezačka? A co se rozumí slovem „plazma“? Aby plazmová řezačka fungovala, jsou zapotřebí pouze dvě věci – elektřina a vzduch. Zdroj energie dodává vysokofrekvenční proudy do hořáku (plazmatron), díky čemuž v plazmatronu vzniká elektrický oblouk, jehož teplota je 6000 – 8000 ° C. Poté je do plazmatronu odeslán stlačený vzduch, který je vysokou rychlostí vysunut z odbočného potrubí, prochází elektrickým obloukem, zahřívá se na teplotu 20 000 – 30 000 ° C a je ionizován. Ionizovaný vzduch ztrácí dielektrické vlastnosti a stává se vodičem elektrické energie. Plazma je přesně tento vzduch..

Unikající z trysky plazma lokálně ohřívá obrobek, ve kterém je nutné řezat, kov se taví. Částice roztaveného kovu vytvořené na čelním povrchu řezu jsou odfukovány proudem vzduchu unikajícím velkou rychlostí. Tak se řeže kov.

Rychlost toku plazmy (ohřátý ionizovaný vzduch) se zvyšuje, pokud se zvyšuje průtok vzduchu. Zvětšíme -li průměr trysky, přes kterou uniká plazma, pak se rychlost sníží. Parametry rychlosti plazmatu jsou přibližně následující: při proudu 250 A to může být 800 m / s.

Aby byl řez rovnoměrný, musí být plazmatron držen kolmo na rovinu řezu, maximální přípustná odchylka je 10 – 50 °. Rychlost řezání je také velmi důležitá. Čím je menší, tím je řez širší a řezné plochy jsou rovnoběžné. Totéž se stane, když se zvýší proud..

Pokud zvýšíte spotřebu vzduchu, šířka řezu se zmenší, ale břity se stanou nerovnoběžnými..

Plazmové řezací zařízení

Plazmové řezací zařízení

Plazmový řezací stroj se skládá z zdroj napájení, plasmatron a kabelová hadice, přes který je připojen napájecí zdroj a kompresor s plasmatronem.

Zdrojem energie pro plazmový řezací stroj může být transformátor nebo invertor, které dodávají plazmovému hořáku velký proud..

Plasmatron, ve skutečnosti je to hlavní prvek aparátu – plazmová řezačka. Někdy se omylem celému zařízení říká plazmový hořák. Možná je to dáno skutečností, že zdroj energie pro plazmovou řezačku není v žádném případě jedinečný, ale může být použit společně se svařovacím strojem. A jediným prvkem, který odlišuje plazmovou řezačku od jiného zařízení, je plazmový hořák.

Hlavními součástmi plazmatronu jsou elektroda, tryska a izolátor mezi nimi..

Uvnitř těla plazmatronu je válcová komora malého průměru, jejíž výstupní kanál je poměrně malý a umožňuje vytvoření stlačeného oblouku. V zadní části obloukové komory je umístěna elektroda, která slouží k buzení elektrického oblouku..

Elektrody pro vzduch plazmové řezání může být vyrobeno z berylia, hafnia, thoria nebo zirkonia. Na povrchu těchto kovů se tvoří žáruvzdorné oxidy, které brání zničení elektrody. Ale pro tvorbu těchto oxidů jsou vyžadovány určité podmínky. Nejběžnější jsou hafniumové elektrody. Nejsou však vyrobeny z berylia a thoria a na vině jsou samotné oxidy: oxid berylnatý je extrémně radioaktivní a oxid thoria je toxický. To vše může mít extrémně negativní vliv na práci operátora..

Protože je iniciace elektrického oblouku mezi elektrodou a obrobkem zpracovávaného kovu přímo obtížná, nejprve se zapálí takzvaný pilotní oblouk – mezi elektrodou a špičkou plazmatronu. Sloupec tohoto oblouku vyplňuje celý kanál. Poté začne do komory proudit stlačený vzduch, který procházející elektrickým obloukem se zahřívá, ionizuje a zvyšuje objem 50–100krát. Tryska plazmatronu je zúžena směrem dolů a vytváří proud plazmy z ohřátého ionizovaného plynu / vzduchu, který je z trysky vypuzován rychlostí 2 – 3 km / s. V tomto případě může teplota plazmy dosáhnout 25-30 tisíc ° C. Za takových podmínek se elektrická vodivost plazmy stává přibližně stejnou jako u zpracovávaného kovu..

Z trysky plazmového hořáku je vyfukována plazma

Když je plazma vyfouknuta z trysky a dotkne se obrobku hořákem, vytvoří se řezací plazmový oblouk – pracovní a pilotní oblouk zhasne. Pokud náhle z nějakého důvodu zhasne pracovní oblouk, je nutné zastavit přívod vzduchu, znovu zapnout plazmový hořák a vytvořit pilotní oblouk a poté spustit stlačený vzduch.

Plasmatronová tryska může mít různé velikosti a na tom závisí možnosti celého plazmatronu a technologie práce s ním. Například množství vzduchu, které může projít tímto průměrem za jednotku času, závisí na průměru trysky plazmového hořáku. Šířka řezu, pracovní rychlost a rychlost chlazení plazmového hořáku závisí na spotřebě vzduchu. Plazmové řezačky používají trysky o průměru nejvýše 3 mm, ale spíše dlouhé – 9 – 12 mm. Délka trysky ovlivňuje kvalitu řezu, čím delší tryska, tím lepší řez. Zde však musíte být opatrní, opatření je důležité všude, protože příliš velká tryska se opotřebuje a zhroutí rychleji. Za optimální délku se považuje 1,5 – 1,8násobek průměru trysky.

Je bezpodmínečně nutné, aby místo katody bylo zaostřeno přesně na střed katody (elektrody). K tomu slouží vířivá dodávka stlačeného vzduchu / plynu. Pokud je narušen přívod vířivého (tangenciálního) vzduchu, pak se místo katody bude pohybovat vzhledem ke středu katody společně s obloukem. To vše může vést k nestabilnímu hoření plazmového oblouku, vzniku dvojitého oblouku a dokonce k selhání plazmového hořáku..

Používá se proces plazmového řezání plazmatické a ochranné plyny. Plazmová řezací zařízení s proudem do 200 A (můžete řezat kov až do tloušťky 50 mm) používají pouze vzduch. V tomto případě je vzduch plyn vytvářející plazmu a ochranný, stejně jako chladicí. Ve složitých průmyslových portálech se používají další plyny – dusík, argon, vodík, helium, kyslík a jejich směsi.

Tryska a elektroda v plazmovém řezacím stroji jsou spotřební materiál, který je třeba včas vyměnit, aniž by se čekalo na úplné opotřebení..

V zásadě je obvyklé kupovat plazmové řezačky hotové, hlavní věcí je správně vybrat správnou jednotku, pak nebudete muset „dokončit soubor“. Ačkoli v naší zemi existují „Kulibinové“, kteří mohou vyrobit plazmový řezací stroj vlastníma rukama tím, že si zakoupí některé části samostatně.

Odrůdy plazmových řezacích strojů

Plazmové řezačky se vyznačují několika různými parametry. Plazmovými řezacími zařízeními mohou být přenosné instalace, portálové systémy, kloubové konzolové stroje, specializované konstrukce a instalace se souřadnicovým pohonem. Zvláště zdůrazněny jsou plazmové řezací stroje CNC (Computer Numerical Control), které minimalizují zásah člověka do procesu řezání. Ale kromě těchto existují ještě další gradace..

Zařízení pro ruční a strojní řezání

Ruční plazmový řezací stroj

Ruční plazmový řezací stroj Používá se k ručnímu řezání kovu, když je plazmový hořák držen lidskou obsluhou a vede ho podél linie řezání. Vzhledem k tomu, že plazmatron je vždy zavěšen nad zpracovávaným obrobkem, může se lidská ruka i při normálním dýchání mírně třást, to vše ovlivňuje kvalitu řezu. Může mít prověšení, nerovnoměrný řez, škubání atd. Pro usnadnění práce obsluhy jsou na trysku plazmového hořáku umístěny speciální zarážky. S ním můžete položit plazmový hořák přímo na obrobek a opatrně ho vést. Mezera mezi tryskou a obrobkem bude vždy stejná a bude splňovat požadavky.

Plazmové řezací stroje

Strojní řezací zařízení jsou plazmové řezačky portálového typu a zařízení pro automatické řezání dílů a trubek. Taková zařízení se používají ve výrobě. Kvalita řezu s takovou plazmovou řezačkou je ideální; další zpracování hran není nutné. A softwarové ovládání vám umožňuje provádět řezy různých tvarů v souladu s kresbou, aniž byste se museli bát, že byste ve špatném okamžiku škubli rukou. Střih je přesný a hladký. U takových plazmových řezacích strojů je cena o řád vyšší než u ručních strojů.

Transformátorové a invertorové plazmové řezací stroje

Existují plazmové řezačky transformátoru a invertoru.

Transformátorové plazmové řezačky

Transformátorové plazmové řezačky těžší než invertorové a větší, ale jsou spolehlivější, protože v případě přepětí nezklamou. Provozní doba těchto zařízení je delší než u invertorových a může dosáhnout 100%. Takový parametr, jako je doba zařazení, přímo ovlivňuje specifika práce se zařízením. Pokud je například pracovní cyklus 40%, znamená to, že pochodeň může běžet 4 minuty bez přerušení a poté potřebuje 6 minut odpočinku, aby vychladla. Pracovní cyklus 100% se používá ve výrobě, kde zařízení vydrží celý pracovní den. Nevýhodou plazmové řezačky transformátoru je vysoká spotřeba energie.

K řezání silnějších obrobků lze použít plazmové řezačky transformátoru. U podobného stroje na plazmové řezání je cena vyšší než u invertorového. Ano, a je to box na kolech.

Invertorové plazmové řezací stroje

Invertorové plazmové řezací stroje používá se častěji v každodenním životě a v malých průmyslových odvětvích. Jsou mnohem úspornější ve spotřebě energie, mají menší hmotnost a rozměry a nejčastěji představují ruční zařízení. Výhodou invertorové plazmové řezačky je stabilní hoření oblouku a účinnost je o 30% vyšší, kompaktnost a schopnost pracovat na těžko dostupných místech.

Vzduchový plazmový řezací a vodní plazmový řezací stroj

Stojí za zmínku, že existují nejen stroje na řezání vzduchem a plazmou, jejichž princip fungování a zařízení byly popsány výše, ale také stroje na řezání vodou a plazmou.

Pokud v vzduchové plazmové řezačky vzduch působí jako plazma vytvářející a jako ochranný a jako chladicí plyn, pak dovnitř řezačky vodní plazmy voda funguje jako chladič a vodní pára v plazmatu.

Vodní chlazení plazmovým hořákem

Výhodami řezání vzduchem a plazmou jsou nízká cena a nízká hmotnost, nevýhodou však je omezená tloušťka řezaného obrobku, často ne více než 80 mm.

Síla řezačů vodní plazmy vám umožňuje řezat silné obrobky, ale jejich cena je o něco vyšší.

Princip činnosti vodního plazmového řezacího stroje spočívá v tom, že místo stlačeného vzduchu využívá vodní páru. To umožňuje upustit od používání kompresoru pro vzduchové nebo plynové lahve. Vodní pára je ve srovnání se vzduchem viskóznější, takže je jí zapotřebí mnohem méně, zásoba v plechovce vystačí zhruba na měsíc nebo dva. Když v plazmovém hořáku protéká elektrický oblouk, je do něj přiváděna voda, která se odpařuje. Pracovní tekutina současně zvedá katodu záporného pólu od katody kladného pólu trysky. V důsledku toho se zapálí elektrický oblouk a pára se ionizuje. Ještě předtím, než se plazmový hořák přiblíží ke zpracovávanému obrobku, zapálí se plazmový oblouk, který provede řezání. Výrazným představitelem této kategorie plazmových řezaček je Gorynychův aparát, u takového plazmového řezacího zařízení je cena zhruba 800 USD..

Kontaktní a bezkontaktní plazmové řezací stroje

V závislosti na tom, zda je řezaný materiál zahrnut do elektrického obvodu plazmového řezání nebo ne, závisí typ řezání – kontaktní a bezkontaktní.

Kontaktní a bezkontaktní plazmové řezací stroje

Kontaktní plazmové řezání nebo řezání plazmovým obloukem vypadá takto: oblouk hoří mezi elektrodou plazmového hořáku a obrobkem. Toto se také nazývá přímý oblouk. Obloukový sloup je zarovnán s plazmovým paprskem, který vysokou rychlostí uniká z trysky. Vzduch vháněný tryskou plazmového hořáku stlačuje oblouk a dodává mu pronikavé vlastnosti. Díky vysoké teplotě vzduchu 30 000 ° C se zvyšuje rychlost jeho odtoku a plazma má silný mechanický účinek na foukaný kov.

Kontaktní řezání se používá při práci s kovy, které mohou vést elektrický proud. Jedná se o výrobu dílů s rovnými a zakřivenými obrysy, řezání trubek, pásů a tyčí, vytváření otvorů v obrobcích a mnoho dalšího..

Bezkontaktní plazmové řezání nebo řezání plazmovým paprskem vypadá takto: mezi elektrodou a tvořící špičkou plazmového hořáku hoří elektrický oblouk, část plazmového sloupce se z plazmového hořáku provádí tryskou a představuje vysokorychlostní plazmový paprsek . Právě tento paprsek je řezacím prvkem..

Bezkontaktní řezání se používá při práci s nevodivými materiály (nekovy), jako je kámen.

Práce s plazmovým řezacím strojem a technologií plazmového řezání je celé umění, které vyžaduje znalosti, trpělivost a dodržování všech pravidel a doporučení. Znalosti a porozumění zařízení pro plazmovou řezačku pomáhají provádět práci efektivně a přesně, protože obsluha rozumí tomu, jaké procesy se v té či oné době vyskytují v plazmovém hořáku i mimo něj, a může je ovládat. Je také důležité dodržovat všechna bezpečnostní opatření a bezpečnostní opatření, například je nutné pracovat s plazmovou řezačkou ve svářečském obleku, ve štítu, rukavicích, v uzavřených botách a těsných kalhotách z přírodní tkaniny. Některé oxidy uvolněné při řezání kovů mohou způsobit nenapravitelné poškození lidských plic, proto je nutné pracovat v ochranné masce nebo alespoň zajistit dobré větrání v pracovním prostoru..

About the author