Навигация по таблицам
Перейти к основному оглавлениюОсновные режимы плазменной резки: ток и скорость
| Толщина металла, мм | Ток дуги, А | Напряжение дуги, В | Скорость резки, м/мин | Диаметр сопла, мм | Факельный зазор, мм |
|---|---|---|---|---|---|
| 1-2 | 20-30 | 95-110 | 4.5-6.0 | 0.8-1.0 | 1.5-2.0 |
| 3-5 | 40-60 | 110-125 | 3.5-4.5 | 1.0-1.2 | 2.0-3.0 |
| 6-10 | 80-100 | 125-140 | 2.5-3.5 | 1.2-1.4 | 3.0-4.0 |
| 12-16 | 120-150 | 140-160 | 1.8-2.5 | 1.4-1.6 | 4.0-5.0 |
| 20-25 | 180-220 | 160-180 | 1.2-1.8 | 1.6-1.8 | 5.0-6.0 |
| 30-40 | 250-320 | 180-200 | 0.8-1.2 | 1.8-2.0 | 6.0-7.0 |
| 50-60 | 400-480 | 200-220 | 0.5-0.8 | 2.0-2.5 | 7.0-8.0 |
| 80-100 | 600-700 | 220-240 | 0.3-0.5 | 2.5-3.0 | 8.0-10.0 |
| 120-150 | 800-1000 | 240-280 | 0.2-0.3 | 3.0-4.0 | 10.0-12.0 |
Расход плазмообразующих и защитных газов
| Толщина металла, мм | Воздух, л/мин | Азот, л/мин | Аргон + H2, л/мин | Кислород, л/мин | Защитный газ, л/мин | Давление, бар |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1-2 | 60-80 | 45-65 | 35-50 | 15-25 | 20-30 | 4.5-5.5 |
| 3-5 | 80-120 | 65-95 | 50-70 | 25-35 | 30-45 | 5.0-6.0 |
| 6-10 | 120-160 | 95-130 | 70-95 | 35-50 | 45-65 | 5.5-6.5 |
| 12-16 | 160-200 | 130-165 | 95-120 | 50-65 | 65-85 | 6.0-7.0 |
| 20-25 | 200-250 | 165-210 | 120-150 | 65-85 | 85-110 | 6.5-7.5 |
| 30-40 | 250-350 | 210-280 | 150-200 | 85-115 | 110-150 | 7.0-8.0 |
| 50-60 | 350-450 | 280-360 | 200-260 | 115-150 | 150-200 | 7.5-8.5 |
| 80-100 | 450-600 | 360-480 | 260-320 | 150-200 | 200-280 | 8.0-9.0 |
| 120-150 | 600-800 | 480-640 | 320-400 | 200-260 | 280-350 | 8.5-10.0 |
Параметры качества реза и ширина пропила
| Толщина металла, мм | Ширина реза, мм | Шероховатость Ra, мкм | Перпендикулярность реза, мм/м | ЗТВ, мм | Класс качества |
|---|---|---|---|---|---|
| 1-2 | 1.2-1.6 | 6.3-12.5 | 0.3-0.5 | 0.2-0.4 | 1-2 |
| 3-5 | 1.5-2.0 | 12.5-25 | 0.5-0.8 | 0.4-0.6 | 1-2 |
| 6-10 | 1.8-2.5 | 25-50 | 0.8-1.2 | 0.6-1.0 | 2-3 |
| 12-16 | 2.2-3.0 | 50-100 | 1.2-1.8 | 1.0-1.5 | 2-3 |
| 20-25 | 2.7-3.5 | 100-160 | 1.8-2.5 | 1.5-2.0 | 3-4 |
| 30-40 | 3.0-4.0 | 160-250 | 2.5-3.5 | 2.0-3.0 | 3-4 |
| 50-60 | 3.5-5.0 | 250-400 | 3.5-5.0 | 3.0-4.0 | 4-5 |
| 80-100 | 4.5-6.0 | 400-630 | 5.0-7.0 | 4.0-5.0 | 4-5 |
| 120-150 | 6.0-8.0 | 630-1000 | 7.0-10.0 | 5.0-7.0 | 5 |
Углы скоса кромки и допуски
| Толщина металла, мм | Угол скоса правой кромки, град | Угол скоса левой кромки, град | Максимальный угол скоса, град | Допуск размера, мм | Тип плазменной резки |
|---|---|---|---|---|---|
| 1-2 | 0.5-1.0 | 1.5-2.5 | 3 | ±0.2 | Точная |
| 3-5 | 1.0-1.5 | 2.0-3.0 | 3 | ±0.3 | Точная |
| 6-10 | 1.5-2.0 | 2.5-4.0 | 5 | ±0.5 | Обычная |
| 12-16 | 2.0-2.5 | 3.0-5.0 | 5 | ±0.8 | Обычная |
| 20-25 | 2.5-3.0 | 4.0-6.0 | 6 | ±1.0 | Обычная |
| 30-40 | 3.0-4.0 | 5.0-7.0 | 8 | ±1.5 | Обычная |
| 50-60 | 4.0-5.0 | 6.0-8.0 | 10 | ±2.0 | Грубая |
| 80-100 | 5.0-6.0 | 7.0-10.0 | 12 | ±3.0 | Грубая |
| 120-150 | 6.0-8.0 | 8.0-12.0 | 15 | ±4.0 | Грубая |
Оглавление статьи
Введение в параметры плазменной резки
Плазменная резка представляет собой высокоэффективный технологический процесс обработки металлов, основанный на использовании высокотемпературной плазменной дуги. Качество и производительность резки напрямую зависят от правильного выбора технологических параметров, которые должны соответствовать толщине обрабатываемого материала, его физическим свойствам и требуемому качеству реза.
Современные системы плазменной резки способны обрабатывать металлы толщиной от 0,5 до 150 мм в стандартном исполнении, а промышленные установки достигают толщин до 220 мм при токах до 1000 А и более. Температура плазменной струи в современных системах может достигать 20-30 тысяч градусов Цельсия, что обеспечивает высокую эффективность обработки различных материалов. Основными параметрами, определяющими эффективность процесса, являются сила тока дуги, напряжение, скорость перемещения резака, расход и тип плазмообразующего газа, а также геометрические характеристики плазмотрона.
Параметры тока и напряжения дуги
Сила тока дуги является одним из наиболее критичных параметров плазменной резки, поскольку от неё напрямую зависит толщина разрезаемого металла и срок службы электрода и сопла. Каждый комплект расходных материалов имеет определённое номинальное значение тока, при превышении которого происходит их ускоренный износ.
Практика показывает, что наилучшие результаты достигаются при использовании тока дуги, составляющего 90-95% от номинального значения для конкретного комплекта сопло-электрод. При недостаточном токе рез получается зашлакованным с образованием грата на нижней кромке, а при избыточном токе резко сокращается срок службы расходных материалов.
I_раб = I_ном × 0.92
где I_ном - номинальный ток комплекта расходных материалов
Влияние напряжения дуги
Напряжение дуги определяется длиной дугового промежутка и типом плазмообразующего газа. С увеличением толщины металла требуется повышение напряжения для обеспечения стабильного проплавления. Типичные значения напряжения находятся в диапазоне от 95 В для тонких листов до 280 В для металла толщиной свыше 120 мм.
Скорость резки и факторы влияния
Скорость перемещения плазмотрона является критически важным параметром, влияющим на качество поверхности реза, угол скоса кромок и образование дефектов. Оптимальная скорость резки определяется балансом между производительностью процесса и требуемым качеством обработки.
Влияние скорости на качество реза
При слишком низкой скорости резки плазменная струя начинает расширяться, что приводит к увеличению ширины реза и образованию шлака на нижней кромке. Факел раскалённых газов при этом располагается вертикально за нижней плоскостью заготовки. Превышение оптимальной скорости вызывает волнистость линии реза и плохое отделение шлака.
Определение оптимальной скорости
Правильно выбранная скорость резки характеризуется наклоном факела раскалённых газов в сторону движения плазмотрона под углом 10-20 градусов к вертикали. При этом обеспечивается чистое прорезание металла с минимальным образованием грата.
V = K × (I / S)^0.6
где V - скорость резки (м/мин), I - ток дуги (А), S - толщина металла (мм), K - коэффициент материала (0.8-1.2)
Расход и типы газов для плазменной резки
Выбор плазмообразующего газа и его расход оказывают определяющее влияние на качество реза, скорость обработки и экономические показатели процесса. Различные газы обеспечивают специфические характеристики плазменной дуги и подходят для обработки определённых типов материалов.
Основные типы плазмообразующих газов
Воздух является наиболее доступным и экономичным плазмообразующим газом для ручной резки. Он показывает хорошие результаты при обработке листов толщиной до 25 мм, однако вызывает незначительное азотирование кромки реза. Азот обеспечивает более чистый рез и применяется в автоматических системах для толщин свыше 25 мм.
Кислород используется для высококачественной резки конструкционных сталей, обеспечивая минимальный угол скоса и высокую скорость обработки. Смеси аргона с водородом применяются для резки высоколегированных сталей, алюминия и цветных металлов, обеспечивая превосходное качество поверхности.
Расчёт расхода газов
Расход плазмообразующего газа определяется мощностью дуги, диаметром сопла и требуемой скоростью плазменной струи. Недостаточный расход приводит к нестабильности дуги и плохому качеству реза, а избыточный расход увеличивает эксплуатационные расходы без улучшения результата.
Q = 0.8 × I × d²
где Q - расход газа (л/мин), I - ток дуги (А), d - диаметр сопла (мм)
Стандарты качества реза
Качество плазменной резки регламентируется международными и национальными стандартами, которые устанавливают допустимые значения геометрических параметров и шероховатости поверхности реза. Основными критериями оценки качества являются перпендикулярность реза, шероховатость поверхности, размеры зоны термического влияния и наличие дефектов.
Классы качества резки
Стандарт ISO 9013 определяет пять классов качества плазменной резки. Класс 1 соответствует наивысшему качеству с минимальными отклонениями от перпендикулярности и низкой шероховатостью поверхности. Классы 4-5 используются для грубой резки, где точность геометрии не является критичной.
Контроль параметров качества
Шероховатость поверхности реза оценивается параметром Ra и зависит от скорости резки, тока дуги и типа плазмообразующего газа. Перпендикулярность реза измеряется как отклонение от вертикали на единицу толщины материала. Зона термического влияния должна быть минимальной для предотвращения изменения структуры материала.
Угол скоса кромки и ширина реза
Угол скоса кромки является характерной особенностью плазменной резки, обусловленной конической формой плазменной струи. Величина скоса зависит от направления вращения газового потока, скорости резки и других технологических параметров. Понимание и контроль этого параметра критично для обеспечения точности изготавливаемых деталей.
Механизм образования скоса
В большинстве плазматронов газовый поток закручивается по часовой стрелке, что приводит к различным углам скоса на правой и левой сторонах реза. Правая сторона по ходу движения резака имеет меньший угол скоса и более высокое качество поверхности. Это явление необходимо учитывать при составлении программ раскроя.
Ширина реза и её контроль
Ширина реза определяется диаметром сопла, силой тока и скоростью резки. Практическое правило гласит, что ширина реза составляет 1.5-2.0 диаметра выходного отверстия сопла. Для компенсации ширины реза в системах ЧПУ используются специальные корректоры траектории движения инструмента.
Δ = W/2
где Δ - величина смещения траектории, W - ширина реза
Выбор параметров для различных толщин
Выбор оптимальных параметров плазменной резки требует комплексного подхода с учётом толщины материала, его типа, требуемого качества и производительности. Для каждого диапазона толщин существуют рекомендуемые сочетания параметров, обеспечивающие наилучший результат.
Тонкие листы (1-10 мм)
Для тонких листов применяются относительно низкие токи дуги и высокие скорости резки. Основная задача - предотвращение коробления и обеспечение минимальной зоны термического влияния. Рекомендуется использование воздуха или азота в качестве плазмообразующего газа.
Средние толщины (12-50 мм)
Средний диапазон толщин требует повышения мощности дуги и снижения скорости резки. Для улучшения качества реза рекомендуется применение двухгазовой технологии с использованием азота в качестве основного газа и водяного тумана для защиты.
Большие толщины (60-150 мм)
Резка толстых листов требует максимальных значений тока дуги и низких скоростей перемещения. Критически важно обеспечение стабильного проплавления на всю толщину и эффективного удаления расплавленного металла из зоны реза.
Часто задаваемые вопросы
Заключение
Правильный выбор параметров плазменной резки является основой получения качественного результата и экономической эффективности процесса. Представленные в статье таблицы и рекомендации основаны на современных технологических разработках и практическом опыте ведущих производителей оборудования.
Внедрение систематического подхода к выбору режимов резки позволяет не только улучшить качество обработки, но и существенно снизить расход материалов и энергоресурсов. Постоянное совершенствование технологий плазменной резки открывает новые возможности для повышения точности и производительности металлообработки.
Источники информации:
- ГОСТ Р ИСО 9013-2022 "Термическая резка. Классификация резов. Геометрические характеристики изделий и допуски по качеству"
- Технические руководства ведущих производителей плазменного оборудования
- Отраслевые стандарты и рекомендации по плазменной резке металлов
- Научно-технические публикации по современным технологиям термической резки
- Практические руководства по эксплуатации систем плазменной резки
