Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Плазменная резка металла — термический метод раскроя токопроводящих материалов сжатой струёй ионизированного газа с температурой от 15 000 до 30 000 °C. Метод обеспечивает точный рез на толщинах от 0,5 до 160 мм и широко применяется в машиностроении, строительстве металлоконструкций и судостроении.
Плазменная резка — способ термического раскроя, при котором разделение металла происходит за счёт локального плавления и выдувания расплава высокоскоростным газовым потоком. В отличие от механических методов обработки, заготовка не испытывает механических нагрузок и не деформируется от давления инструмента.
Процесс относится к классу термической резки. В российской практике качество поверхности реза и точность вырезаемых деталей регламентируются ГОСТ 14792-80 «Детали и заготовки, вырезаемые кислородной и плазменно-дуговой резкой» — для толщин стали и алюминия 5–60 мм. Для деталей, изготавливаемых в соответствии с международными стандартами, применяется ГОСТ Р ИСО 9013-2017, соответствующий ISO 9013:2017.
Метод применим ко всем токопроводящим металлам: углеродистым и нержавеющим сталям, алюминиевым сплавам, меди, латуни, чугуну, титану. Неэлектропроводящие материалы — стекло, керамика, пластик — плазменной резке не поддаются.
Между электродом плазмотрона и разрезаемым металлом возбуждается электрическая дуга постоянного тока. В канал плазмотрона подаётся рабочий газ — воздух, азот, кислород или газовая смесь. Проходя через дугу, газ ионизируется: его молекулы диссоциируют, теряют электроны и переходят в состояние плазмы.
Температура плазменной струи на выходе из сопла достигает от 15 000 до 30 000 °C. Для сравнения: температура плавления конструкционной стали составляет около 1 500 °C. Высококинетичный газовый поток мгновенно выдувает расплавленный металл из зоны реза, формируя чистую кромку. Скорость резки составляет от 0,2 до 10 м/мин в зависимости от толщины и марки материала.
Различают два режима: плазменно-дуговая резка — дуга горит между электродом и заготовкой (прямая дуга, применяется в промышленности как наиболее энергоэффективный вариант); и резка плазменной струёй — дуга замкнута между электродом и соплом, заготовка не входит в электрическую цепь. В промышленной механизированной резке применяется исключительно первая схема.
Основные параметры промышленного процесса: сила тока — от 20 до 800 А; напряжение холостого хода источника — 120–400 В; расход плазмообразующего газа — 10–100 л/мин; рабочая скорость резки — 0,2–10 м/мин (зависит от толщины и материала).
Источник питания формирует стабильный постоянный ток с крутопадающей внешней характеристикой. Современные инверторные источники обеспечивают плавную регулировку тока и функцию бесконтактного поджига. Диапазон рабочих токов — от 20 А для ручных аппаратов до 800 А для промышленных установок с ЧПУ.
Плазмотрон (плазменный резак) — основной рабочий орган установки. Конструктивно включает катод, сопло из меди с водяным охлаждением и систему подачи газа. Материал катода зависит от плазмообразующего газа: при работе на сжатом воздухе или кислороде применяются вставки из гафния, при работе на азоте или инертных газах — из циркония.
Диаметр отверстия сопла подбирается под рабочий ток: для токов до 100 А — 0,8–1,2 мм, для мощных промышленных режимов (200 А и выше) — 1,5–3,0 мм. Ресурс расходных элементов существенно зависит от стабильности режимов и чистоты плазмообразующего газа.
Для автоматизированного раскроя плазмотрон монтируется на портальный или консольный координатный стол с системой ЧПУ. Контроллер высоты горелки (THC — Torch Height Control) автоматически поддерживает постоянное расстояние между соплом и листом, что критично для стабильности ширины реза и угла скоса. Точность позиционирования промышленных машин термической резки — ±0,1–0,5 мм.
Максимальная толщина разрезаемого металла определяется мощностью источника тока. Промышленные установки с током 600–800 А обеспечивают следующие диапазоны:
Ширина реза при обычной плазменной обработке составляет 1,5–3,0 мм для листов до 20 мм и 3,0–6,0 мм для толщин 20–60 мм. Прецизионная плазма (HTPAC) позволяет сократить ширину реза до 0,8–1,5 мм на толщинах до 12 мм.
Угол скоса реза (конусность) — характерная особенность плазменного метода. При использовании обычных плазменных систем угол скоса составляет 2–5° на «рабочей» стороне реза. На противоположной стороне он может достигать 3–8°. Прецизионные системы с вихревой стабилизацией дуги позволяют снизить конусность до 1–2° на материалах толщиной до 25 мм.
ГОСТ 14792-80 распространяется на детали, вырезаемые механизированной плазменно-дуговой резкой из стали и алюминиевых сплавов толщиной 5–60 мм. Стандарт устанавливает три класса точности размеров и три класса по каждому показателю качества поверхности реза.
Примечание: для углеродистых сталей нормы ЗТВ по ГОСТ 14792-80 удваиваются, для сталей аустенитного класса — уменьшаются вдвое. Трещины в зоне термического влияния не допускаются ни в одном из классов.
ГОСТ Р ИСО 9013-2017 (соответствует ISO 9013:2017) применяется при оценке качества реза оборудованием ведущих зарубежных производителей. Стандарт классифицирует поверхность реза по пяти диапазонам отклонения от перпендикулярности (u) и нормирует среднюю высоту профиля Rz5. Область применения — толщины от 0,5 до 300 мм для различных методов термической резки.
Машиностроение — раскрой фланцев, кронштейнов, рам и корпусных деталей из листового проката. Плазменная резка конкурентоспособна в диапазоне толщин 6–60 мм, обеспечивая скорость в 3–5 раз выше газокислородной резки.
Строительство металлоконструкций — изготовление балок, ферм, опорных плит, монтажных деталей. Судостроение — раскрой корпусных деталей из конструкционных сталей толщиной 8–40 мм.
Технология применяется при подготовке кромок под сварку в соответствии с ГОСТ 5264-80. Кромки после плазменной резки классов 1 и 2 по ГОСТ 14792-80 в большинстве случаев пригодны для сварки без дополнительной механической обработки. При производстве работ обязательно соблюдение требований ГОСТ 12.3.039-85 «ССБТ. Плазменная обработка. Требования безопасности».
Плазменная резка металла — один из наиболее производительных методов термического раскроя в современном промышленном производстве. Температура дуги от 15 000 до 30 000 °C, диапазон рабочих толщин до 160 мм и высокая скорость резки делают её незаменимой при изготовлении металлоконструкций, деталей машин и судовых конструкций.
Грамотный выбор плазмообразующего газа, режимов тока и скорости резки с учётом требований ГОСТ 14792-80 и ГОСТ Р ИСО 9013-2017 позволяет получить кромки, готовые к сварке или непосредственной сборке. Знание реальных параметров ЗТВ, ширины реза, конусности и классов точности является основой для корректного назначения допусков при проектировании и технологической подготовке производства.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.