Zariadenie na plazmové rezanie

Technológia plazmového rezania sa v každodennom živote používa veľmi zriedka, ale v priemyselnej sfére je veľmi rozšírená. Vzhľadom na to, že pomocou plazmovej rezačky môžete ľahko, rýchlo a efektívne rezať takmer akýkoľvek vodivý kov, ako aj ďalšie materiály – kameň a plast, používa sa v strojárstve, stavbe lodí, verejných službách, reklamnej výrobe, na opravu zariadení a mnoho ďalších. Strih je vždy hladký, úhľadný a krásny. Tí, ktorí sa práve chystajú zvládnuť túto technológiu, môžu mať záujem o rozumnú otázku, čo je zariadenie na plazmové rezanie, aký je princíp jeho fungovania a aké typy plazmových rezačiek sú a na čo sa každý z nich používa. To všetko poskytne všeobecné porozumenie technológii plazmového rezania, umožní vám urobiť správnu voľbu pri nákupe a zvládnuť prevádzku zariadenia..

Princíp činnosti plazmového rezacieho stroja

Princíp činnosti plazmového rezacieho stroja

Ako funguje plazmová rezačka? A čo sa myslí slovom „plazma“? Aby plazmová rezačka fungovala, sú potrebné iba dve veci – elektrina a vzduch. Zdroj energie dodáva do horáka (plazmatron) vysokofrekvenčné prúdy, vďaka ktorým v plazmatróne vzniká elektrický oblúk, ktorého teplota je 6 000 – 8 000 ° C. Potom je stlačený vzduch nasmerovaný na plazmatron, ktorý je vysokou rýchlosťou vyhodený z odbočky, prechádza elektrickým oblúkom, zahrieva sa na teplotu 20 000 – 30 000 ° C a je ionizovaný. Ionizovaný vzduch stráca dielektrické vlastnosti a stáva sa vodičom elektrickej energie. Plazma je presne tento vzduch..

Plazma unikajúca z trysky lokálne ohrieva obrobok, v ktorom je potrebné rezať, kov sa topí. Častice roztaveného kovu vytvorené na prednom povrchu rezu sú odfúknuté prúdom vzduchu unikajúcim veľkou rýchlosťou. Takto sa rezá kov.

Rýchlosť toku plazmy (ohrievaný ionizovaný vzduch) sa zvyšuje, ak sa zvyšuje prietok vzduchu. Ak zvýšime priemer dýzy, cez ktorú plazma uniká, potom sa rýchlosť zníži. Parametre rýchlosti plazmy sú približne nasledujúce: pri prúde 250 A to môže byť 800 m / s.

Aby bol rez rovnomerný, musí byť plazmatron držaný kolmo na rovinu rezu, maximálna povolená odchýlka je 10 – 50 °. Rýchlosť rezania je tiež veľmi dôležitá. Čím je menší, tým je rez širší a rezné povrchy sú rovnobežné. To isté sa stane, keď sa zvýši intenzita prúdu..

Ak zvýšite spotrebu vzduchu, šírka rezu sa zníži, ale rezné hrany sa stanú nerovnobežnými..

Zariadenie na plazmové rezanie

Zariadenie na plazmové rezanie

Plazmový rezací stroj pozostáva z Zdroj, plazmatron a káblový-hadice, cez ktorý je pripojený napájací zdroj a kompresor s plazmatronom.

Zdrojom energie pre plazmový rezací stroj môže byť transformátor alebo invertor, ktorý dodáva plazmovému horáku veľký prúd..

Plazmatron, v skutočnosti je to hlavný prvok zariadenia – plazmová rezačka. Niekedy sa omylom celý prístroj nazýva plazmový horák. Možno je to spôsobené tým, že zdroj energie pre plazmovú rezačku nie je v žiadnom prípade jedinečný, ale môže byť použitý spoločne so zváracím strojom. A jediným prvkom, ktorý odlišuje plazmovú rezačku od iného zariadenia, je plazmový horák.

Hlavnými súčasťami plazmatronu sú elektróda, dýza a izolátor medzi nimi..

Vo vnútri telesa plazmatronu je valcová komora malého priemeru, z ktorej je výstupný kanál pomerne malý a umožňuje vytvorenie stlačeného oblúka. V zadnej časti oblúkovej komory je umiestnená elektróda, ktorá slúži na excitáciu elektrického oblúka..

Elektródy plazmové rezanie môže byť vyrobené z berýlia, hafnia, tória alebo zirkónia. Na povrchu týchto kovov sa tvoria žiaruvzdorné oxidy, ktoré bránia zničeniu elektródy. Na tvorbu týchto oxidov sú však potrebné určité podmienky. Najbežnejšie sú hafnium elektródy. Nie sú však vyrobené z berýlia a tória a môžu za to samotné oxidy: oxid berylnatý je extrémne rádioaktívny a oxid tórium je toxický. To všetko môže mať mimoriadne negatívny vplyv na prácu operátora..

Pretože iniciácia elektrického oblúka medzi elektródou a obrobkom spracovávaného kovu je priamo náročná, najskôr sa zapáli takzvaný pilotný oblúk – medzi elektródou a hrotom plazmatronu. Stĺpec tohto oblúka vypĺňa celý kanál. Potom začne do komory prúdiť stlačený vzduch, ktorý prechádza elektrickým oblúkom, zahrieva sa, ionizuje a zvyšuje objem 50-100 krát. Tryska plazmatronu je zúžená smerom dole a tvorí plazmový prúd zo zahriateho ionizovaného plynu / vzduchu, ktorý je z trysky vypúšťaný rýchlosťou 2 – 3 km / s. V tomto prípade môže teplota plazmy dosiahnuť 25-30 000 ° C. Za takýchto podmienok je elektrická vodivosť plazmy približne rovnaká ako elektrická vodivosť spracovávaného kovu..

Z trysky plazmového horáka je fúkaná plazma

Keď je plazma vyfúknutá z dýzy a dotkne sa obrobku horákom, vytvorí sa rezací plazmový oblúk – pracovný a pilotný oblúk zhasne. Ak z nejakého dôvodu náhle zhasne pracovný oblúk, je potrebné zastaviť prívod vzduchu, znova zapnúť plazmový horák a vytvoriť pilotný oblúk a potom spustiť stlačený vzduch..

Plasmatronová tryska môže mať rôzne veľkosti a od toho závisia možnosti celého plazmatronu a technológia práce s ním. Napríklad množstvo vzduchu, ktoré môže týmto priemerom prejsť za jednotku času, závisí od priemeru dýzy plazmového horáka. Šírka rezu, prevádzková rýchlosť a rýchlosť chladenia plazmového horáka závisia od spotreby vzduchu. Plazmové rezačky používajú dýzy s priemerom nie väčším ako 3 mm, ale s dlhými tryskami – 9 – 12 mm. Dĺžka trysky ovplyvňuje kvalitu rezu, čím dlhšia tryska, tým lepší rez. Tu však musíte byť opatrní, opatrenie je dôležité všade, pretože príliš veľká tryska sa opotrebuje a zrúti rýchlejšie. Za optimálnu dĺžku sa považuje 1,5 – 1,8 násobok priemeru dýzy.

Je nevyhnutné, aby bolo miesto katódy presne zaostrené na stred katódy (elektródy). Na tento účel sa používa vortexová dodávka stlačeného vzduchu / plynu. Ak dôjde k narušeniu vortexového (tangenciálneho) prívodu vzduchu, potom sa miesto katódy bude pohybovať vzhľadom na stred katódy spolu s oblúkom. To všetko môže viesť k nestabilnému spáleniu plazmového oblúka, vzniku dvojitého oblúka a dokonca k zlyhaniu plazmového horáka..

Využíva sa proces plazmového rezania plazmatické a ochranné plyny. Plazmové rezacie zariadenia s prúdom do 200 A (môžete rezať kov až do hrúbky 50 mm) používajú iba vzduch. V tomto prípade je vzduch plazmatickým plynom a ochranným, ako aj chladiacim. V komplexných priemyselných portáloch sa používajú ďalšie plyny – dusík, argón, vodík, hélium, kyslík a ich zmesi.

Tryska a elektróda v plazmovom rezacom stroji sú spotrebný materiál, ktorý je potrebné včas vymeniť bez toho, aby sa čakalo na ich úplné opotrebenie..

V zásade je obvyklé kupovať plazmové rezačky hotové, hlavnou vecou je správne vybrať správnu jednotku, potom nebudete musieť „dokončiť súbor“. Aj keď v našej krajine existujú „Kulibini“, ktorí môžu vyrobiť plazmový rezací stroj vlastnými rukami tak, že niektoré diely kúpia oddelene.

Odrody plazmových rezacích strojov

Plazmové rezačky sa líšia niekoľkými rôznymi parametrami. Plazmové rezacie zariadenia môžu byť prenosné inštalácie, portálové systémy, kĺbové konzolové stroje, špecializované konštrukcie a zariadenia so súradnicovým pohonom. Zvlášť zdôraznené sú plazmové rezacie stroje CNC (Computer Numerical Control), ktoré minimalizujú zásahy človeka do procesu rezania. Ale okrem týchto existujú aj ďalšie gradácie..

Zariadenia na ručné a strojové rezanie

Ručný plazmový rezací stroj

Ručný plazmový rezací stroj Používa sa na ručné rezanie kovu, keď plazmový horák drží ľudský operátor a vedie ho pozdĺž línie rezu. Vzhľadom na to, že plazmatron je vždy zavesený nad spracovávaným obrobkom, ľudská ruka sa môže mierne chvieť aj pri normálnom dýchaní, to všetko ovplyvňuje kvalitu rezu. Môže mať ochabnutý, nerovnomerný strih, trhavé stopy atď. Na uľahčenie práce obsluhy sú na trysku plazmového horáka umiestnené špeciálne zarážky. S ním môžete plazmový horák položiť priamo na obrobok a opatrne ho viesť. Medzera medzi dýzou a obrobkom bude vždy rovnaká a bude spĺňať požiadavky.

Plazmové rezacie stroje

Strojové rezacie zariadenia sú plazmové rezačky portálového typu a zariadenia na automatické rezanie dielov a rúr. Takéto zariadenia sa používajú vo výrobe. Kvalita rezu pomocou takejto plazmovej rezačky je ideálna; dodatočné spracovanie hrán nie je potrebné. A softvérové ​​ovládanie vám umožňuje rezať rôzne tvarované tvary podľa výkresu bez obáv, že by vám v nesprávnom momente trhlo rukou. Strih je presný a hladký. Pri takýchto plazmových rezacích strojoch je cena rádovo vyššia ako pri ručných strojoch.

Plazmové rezacie stroje s transformátorom a invertorom

Existujú plazmové rezačky transformátora a invertora.

Plazmové rezačky transformátora

Plazmové rezačky transformátora ťažšie ako invertorové a väčšie, ale sú spoľahlivejšie, pretože v prípade prepätia nezlyhajú. Prevádzková doba takýchto zariadení je dlhšia ako u invertorových a môže dosiahnuť 100%. Takýto parameter, akým je trvanie zaradenia, priamo ovplyvňuje špecifiká práce so zariadením. Ak je napríklad pracovný cyklus 40%, znamená to, že horák môže bežať 4 minúty bez prerušenia a potom potrebuje 6 minút odpočinku na vychladnutie. Pracovný cyklus 100% sa používa vo výrobe, kde zariadenie vydrží celý pracovný deň. Nevýhodou plazmovej rezačky transformátora je vysoká spotreba energie.

Na rezanie hrubších obrobkov je možné použiť plazmové rezačky transformátora. Za podobný stroj na plazmové rezanie je cena vyššia ako za invertorový. Áno, a je to krabica na kolesách.

Invertorové plazmové rezacie stroje

Invertorové plazmové rezacie stroje používa sa častejšie v každodennom živote a v malých priemyselných odvetviach. Sú oveľa úspornejšie v spotrebe energie, majú menšiu hmotnosť a rozmery a najčastejšie predstavujú ručné zariadenia. Výhodou invertorovej plazmovej rezačky je stabilné horenie oblúka a účinnosť je o 30% vyššia, kompaktnosť a schopnosť pracovať na ťažko dostupných miestach.

Vzduchové plazmové rezacie a vodné plazmové rezacie zariadenie

Stojí za zmienku, že existujú nielen stroje na plazmové rezanie vzduchom, ktorých princíp činnosti a zariadenie boli popísané vyššie, ale aj stroje na plazmové rezanie.

Ak v vzduchové plazmové rezačky vzduch funguje ako plazma vytvárajúci, ako ochranný a ako chladiaci plyn, potom v rezačky vodnej plazmy voda funguje ako chladič a vodná para tvoriaca látku plazmy.

Plazmové horáky vodné chladenie

Výhodami rezania vzduchovou plazmou sú nízka cena a nízka hmotnosť, nevýhodou však je, že hrúbka rezaného obrobku je obmedzená, často nie viac ako 80 mm..

Sila vodno-plazmových rezačiek vám umožňuje rezať hrubé obrobky, ale ich cena je o niečo vyššia.

Princíp činnosti zariadenia na plazmové rezanie je, že namiesto stlačeného vzduchu používa vodnú paru. To umožňuje upustiť od používania kompresora pre vzduchové alebo plynové fľaše. Vodná para je viskóznejšia v porovnaní so vzduchom, takže je jej potrebné oveľa menej, zásoby v plechovke vystačia zhruba na mesiac alebo dva. Keď v plazmovom horáku prúdi elektrický oblúk, je do neho dodávaná voda, ktorá sa odparuje. Pracovná tekutina súčasne zdvihne katódu so záporným pólom od katódy s kladným pólom dýzy. Výsledkom je, že sa zapáli elektrický oblúk a para sa ionizuje. Ešte predtým, ako sa plazmový horák priblíži k spracovávanému obrobku, sa zapáli plazmový oblúk, ktorý vykoná rezanie. Pozoruhodným zástupcom tejto kategórie plazmových rezačiek je prístroj Gorynych, za taký plazmový rezací prístroj je cena približne 800 USD..

Kontaktné a bezkontaktné plazmové rezacie stroje

V závislosti od toho, či je rezaný materiál zahrnutý v elektrickom obvode plazmového rezania alebo nie, závisí typ rezania – kontaktný a bezkontaktný.

Kontaktné a bezkontaktné plazmové rezacie stroje

Kontaktné plazmové rezanie alebo rezanie plazmovým oblúkom vyzerá takto: oblúk horí medzi elektródou plazmového horáka a obrobkom. Toto sa tiež nazýva priamy oblúk. Oblúkový stĺp je zarovnaný s plazmovým lúčom, ktorý uniká z dýzy vysokou rýchlosťou. Vzduch vháňaný dýzou plazmového horáka stláča oblúk a dodáva mu prenikavé vlastnosti. Vzhľadom na vysokú teplotu vzduchu 30 000 ° C sa rýchlosť jeho odtoku zvyšuje a plazma má silný mechanický účinok na fúkaný kov..

Kontaktné rezanie sa používa pri práci s kovmi, ktoré môžu viesť elektrický prúd. Jedná sa o výrobu dielov s rovnými a zakrivenými obrysmi, rezanie rúrok, pásov a tyčí, vytváranie otvorov v obrobkoch a mnoho ďalších..

Bezkontaktné plazmové rezanie alebo rezanie plazmovým prúdom vyzerá takto: medzi elektródou a tvarovacím hrotom plazmového horáka horí elektrický oblúk, časť plazmového stĺpca sa z plazmového horáka odvádza dýzou a predstavuje vysokorýchlostný plazmový lúč . Práve tento prúd je rezacím prvkom..

Bezkontaktné rezanie sa používa pri práci s nevodivými materiálmi (nekovmi), ako je kameň.

Práca s plazmovým rezacím strojom a technológiou plazmového rezania je celé umenie, ktoré si vyžaduje znalosti, trpezlivosť a dodržiavanie všetkých pravidiel a odporúčaní. Znalosť a pochopenie zariadenia na plazmové rezanie pomáha vykonávať prácu efektívne a presne, pretože operátor chápe, aké procesy sa v jednom alebo inom čase vyskytujú v plazmovom horáku a mimo neho, a môže ich ovládať. Je tiež dôležité dodržiavať všetky bezpečnostné opatrenia a bezpečnostné opatrenia, napríklad je potrebné pracovať s plazmovou rezačkou v zváračskom obleku, v štíte, rukaviciach, v uzavretých topánkach a tesných nohaviciach z prírodnej tkaniny. Niektoré oxidy uvoľnené pri rezaní kovov môžu spôsobiť nenapraviteľné poškodenie ľudských pľúc, preto je potrebné pracovať v ochrannej maske alebo aspoň zabezpečiť dobré vetranie pracovného priestoru..

About the author