Что такое плазморез и как он работает
Плазморез
В это воскресенье (22-04-2018) наконец-таки попробовал, что такое плазморез.
Болгарка, конечно хорошо, но резать криволинейные резы ей не получается. Да и толстый металл тоже не особо порежешь. А мне нужно вырезать кусок ржавой рамы из УАЗика и вварить усиление…
В общем, приобрёл вот такого самого наидешманского китайца:
И попробовал порезать пластинку.
Первые впечатления:
1. Очень похоже на газовый резак, обязательно нужны защитные очки/маска. Я с непривычки наловился «зайцев».
2. Ещё толком не понял, что такое контактный поджиг. Пока зажигаю просто нажимая (удерживая) кнопочку и стукая соплом по металлу.
Рез металла толщиной 2 мм получился вот такой. Ток 25-30 А.
Поначалу, пока приноравливался как разжигать дугу, выжег целый кусок пластины:
С обратной стороны:
В конце рука пошла криво:
Горелку немного подпалил:
Пользуюсь одноцилиндровым компрессором с двиглом на 1,5 кВт. Производительность вроде бы 220 л/мин.
Его производительности хватает только-только.
Точнее, пока плазморез режет, а компрессор работает, то давление в баллоне компрессора поддерживается постоянным, т.е. не растёт и не падает. Я выставлял 4 очка.
02-05-2018
Разобрался, как надо резать.
Во-первых, головка плазмореза была собрана впопыхах, неправильно — центральный электрод касался сопла. Поэтому без зазора не резал. Пересобрал и всё завелось!
Режет аж бегом.
Во-вторых, начинать рез удобно на зачищенной поверхности. Коррозию или любое покрытие не любит — плохо зажигается дуга.
Но если начал резать, то дальше уже всё равно, есть покрытие или нет — прорезает и всё.
В общем виде это выглядит так:
— подключаем массу к детали,
— прижимаем головку плазмореза к поверхности детали так, чтобы был контакт головки с деталью. При этом струя из сопла должна иметь выход, иначе будет плавиться головка.
— нажимаем на кнопочку, включается продувка и идут разряды — через полсекунды загорается дуга и выдувает расплавленный металл детали.
Прорезал в трубе два отверстия.
Раз головка уже под-убитая — поначалу я резал с зазором, дуга гуляла по поверхности, часть отражалась обратно к соплу и подплавила его — то резал без предварительного насверливания. Хотя лучше всегда начинать рез с кромки, хотя бы просверленного отверстия или с края листа. Но мне надо было с середины.
Прорезал отлично.
И когда прижимаешь головку, то дуга горит внутри — защитные очки не нужны.
Я доволен, как слон!
18-05-2018
Пришли сопла. Буду пробовать.
05-09-2018
Случилось так, что болгарка откинула копыта. Пришлось резать уголки плазмой.
Это же просто удовольствие одно!
А когда потом стал резать длинный листовой металл — только тогда оценил удобство и быстроту относительно болгарки.
По деревянному брусочку режет ровно, края чуток оплавляет, они не острые.
Всё тихо, беспыльно и ровно. Красота!
14-04-2019
Напишу, как он режет толстый металл.
Максимум, что резал я — это полки швеллера с уклоном от 7 мм до 12 мм.
Получалось вот так:
12 мм резал на полном токе (43 А), но шло с трудом. Не сразу проплавляет и плохо выдувает (давление 4 ат).
Вчера нужно было вырезать в уголке 50х5 отверстие, резал так:
В процессе работы выключили свет, пришлось работать от бензогенератора по-очереди — сначала компрессор, потом 5-6 см режем, воздух кончается и опять: глушим плазму, качаем воздух…
В общем, от генератора на 2,5 кВт (3 кВт максималка) предельный рабочий ток получился 23 А.
При 25 А защита станции ещё не срабатывала, но отключался сам плазморез из-за снижения напряжения.
Жаль, не замерил потребляемый по сети ток… Но в принципе и так всё ясно.
23 А хватает чтобы прорезать 5 мм сталь
07-07-2019
Понадобилось разрезать железнодорожный башмак.
Толщина в месте реза — 15 мм.
Разрезал с превеликим трудом.
Плазморез. Виды и устройство. Плюсы и минусы. Как выбрать
Плазморез – электрический аппарат для резки металла за счет контролируемого потока плазмы. Широко применяется для фигурного сложного раскроя деталей из листовой стали и прочих металлов, а также обработки их кромок.
Как устроен плазморез
Для выполнения плазменной резки требуется оборудование, состоящее из:
Инвертор плазмореза выполняет преображение переменного электрического тока из сети в постоянный ток. В результате 220В на входе превращаются в 400В с силой тока от 25 до 125А.
К инвертору подключается горелка, которая называется плазмотроном. В ней выполняется возбуждение электрической дуги. На последнюю подается поток воздуха, который сильно разогревается. В результате этого формируется раскаленная плазма. При контакте с практически любыми поверхностями она их прожигает. Температуры плазмы достаточно даже для резки керамики, которая является более термостойкой даже чем сталь.
Скорость истечения плазмы 1500 м/с. Это превосходит возможности обычного газового резака, работающего в сочетании с кислородным баллоном, даже когда давление в том доходит до 10 атм. Таким образом, поток плазмы является более производительным, а главное позволяет получать более чистый рез. Он не выглядит столь оплавленным и неровным как после газового резака. Это естественно и исключает образование большого количества шлака на обратной стороне раскраиваемой заготовки.
Область использования
Плазморез используется не только на производствах, но и полюбился мастерам в небольших домашних мастерских. Это связано с доступностью данного оборудования. Плазморезы применяются для выполнения раскроя листового металла толщиной 1-100 мм. Конечно, их возможности зависят напрямую от мощности. Бытовые устройства обычно не режут заготовки сечением больше 15-22 мм.
Потоком плазмы можно выполнять сложный раскрой с множеством изломов. То есть, плазморез справляется с такими задачами, которые просто невозможно выполнить обычным абразивным инструментом в силу его особенностей реза.
Плазморезы целесообразно использовать в таких случаях:
Если сравнивать работу плазморезов, к примеру, с УШМ, то чтобы раскроить толстую стальную плиту длиной 1 м потребуется как минимум несколько абразивных отрезных дисков. То есть, себестоимость такой работы будет заключаться как минимум в их покупке. При работе же плазморезом расходные материалы не нужны. По сути, выполняется только потребление электроэнергии, что не так дорого.
В то же время плазморезы превосходят и газовые резаки. Дело в том, что они делают более чистый рез, который если и нужно шлифовать, то это будет менее сложно. Для работы этого аппарата не нужно заправлять баллоны кислородом и пропаном.
Преимущества
Использование плазмореза дает много преимуществ в работе. Это не удивительно, так как такое оборудование имеет немало плюсов. К их числу можно отнести:
Поток плазмы, выдаваемый плазморезом, имеет рабочую температуру до 20 тыс. градусов, но обычно находится в пределах 8-10 тыс. Это позволяет очень быстро прожигать даже очень толстый металла. К примеру, потоком плазмы можно кроить листовую сталь сечением 25 мм со скоростью 1 м/мин. Никакая болгарка или газовая горелка на такое не способна.
Чтобы прожечь в центре лист металла сечением 15 мм, плазморезу потребуется 2 сек. Это учитывая, что заготовка холодная, поэтому первое время температура с точки воздействия поглощается окружающим материалом. Для сравнения, газовая горелка сделает это не менее, чем за 30 сек.
Поток плазмы прожигает металл быстро, так что срок воздействия в направленную точку небольшой. Это сопровождается тем, что поверхности вокруг разогреваются не сильно. Если пользоваться менее скоростными абразивными инструментами или газовой горелкой, то площадь накала вокруг линии реза намного больше. Когда же обрабатываемая заготовка ранее прошла закалу, то в результате она получит отпуск и станет мягкой. От плазмореза это происходит в меньшей мере. Качества, заданные заготовке в результате предварительной термообработки, после раскроя плазмой практически сохраняются.
Кромки на вырезанных с помощью плазмореза заготовках получаются достаточно качественными. На них нет таких наплывов и прилипшего шлака, как на деталях, полученных с помощью газового резака. Они достаточно ровные и гладкие, чтобы их сразу использовать по назначению, к примеру, при изготовлении сварных конструкций. Если же поверхность нужно отшлифовать до идеала, то после плазмореза шлифовка происходит не так сложно, так как отсутствуют глубокие рытвины.
Бытовой и полупрофессиональный плазморез не применяет в своей работе горючие газы, подобно газовому резаку или промышленному плазменному. Таким образом, использование такого оборудования не сопровождаться риском взрыва. Также у плазмореза нет обратного удара пламени, как наблюдается у кислородных резаков.
При использовании плазмореза достаточно его просто включить, и если это предусмотрено конструкцией, отрегулировать мощность. Не нужно настраивать давление кислорода и горючего газа. То есть, освоиться с принципом работы аппарата можно за пару минут, и сразу же начать получать навыки работы с ним.
Заготовки, которые подлежат раскрою не обязательно перед работой очищать от ржавчины, старой краски или прочих загрязнений. Плазменная дуга прорезает все, при этом у нее не наблюдаются воздушные хлопки и разбрызгивания жидких горячих капель металла.
Недостатки
Плазморез действительно очень полезное для мастерской оборудование, но его нельзя считать идеальным для выполнения всех работ по раскрою. Существуют задачи, с которыми лучше разобраться другим инструментом. Все дело в некоторых недостатках и ограниченных возможностях данного оборудования.
В целом к минусам плазморезов можно отнести:
Чтобы рез получился качественным, дуга должна быть направлена перпендикулярно к плоскости заготовки. В противном случае линия реза будет искривленной. Однако дорогие плазморезы могу выполнять и косые резы.
Плазморезы не подходят для того, чтобы греть ими заготовки для повышения их пластичности перед изгибом. С их помощью это сделать реально, но очень сложно, так как существует риск прожечь заготовку. Газовая горелка справляется с такой задачей куда лучше.
Также нельзя забывать, что плазморез работает от электрической сети. Им не получится вырезать металл в месте без электрификации, как это делают газовые резаки. Если устройство используется с компрессором, а не баллоном, то нужно учитывать, что тот также нуждается в электричестве.
Виды плазморезов
Плазморезы можно разделить на виды в зависимости от типа:
В зависимости от типа применяемого газа плазморезы можно разделить на обычные, работающие от сжатого воздуха, а также требующие подключения кислорода, аргона. Прибор на воздухе относится к классу бытовых устройств, которые обычно и применяются частным мастерами. На очищенных газах резка получается быстрее и точнее. Такие устройства применяют на производственном оборудовании.
По типу поджига дуги плазморезы бывают контактные, пневматические и высокочастотные. Они имеют весьма существенные отличия. Так у контактного устройства поджиг дуги происходит только в момент прижатия сопла плазмотрона к поверхности, контактирующей с клеммой массы на инверторе. В результате вспыхивает дуга и происходит рез. У пневматических устройств это случается за счет подачи газа. То есть прикасаться соплом к заготовке не нужно. Это позволяет сохранить ресурс сопла, которое в результате меньше обгорает и пачкается шлаком. Высокочастотный плазморез работает автоматически. Его дуга переходит в режим реза просто при приближении к поверхности. Это происходит за счет ее возбуждения высокочастотным импульсом, между катодом и анодом в сопле.
По типу охлаждения плазморезы можно разделить на воздушные и жидкостные. Первые остывают за счет обдува корпуса инвертора вентилятором. Такой тип охлаждения применяется в бытовых и полупрофессиональных устройствах. Плазморезы с водяным охлаждением это уже профессиональные установки, способные работать значительно дольше без остановок. Они остывают за счет циркуляции внутри охлаждающей жидкости, обычно смеси дистиллированной воды и этилового спирта. В целом для рядового пользователя интересными являются только устройства с воздушным охлаждением. Однако нужно отталкиваться от его эффективности, так как перегревать оборудование нельзя.
Критерии выбора
Выбирая плазморез следует обратить внимание на такие важные параметры:
При выборе нужно учитывать, что рекомендуемая максимальная толщина реза указывается в двух значениях. Первое определяет сечение, при котором кромки после резки не нужно будет обрабатывать. Второй параметр толщины является максимальным пределом, но при такой обработке рез будет иметь дефекты.
Плазморез: строение, принцип работы, выбор аппарата
Содержание:
Плазморезы — оборудование, предназначенное для резки металла с помощью плазмы. Область использования плазморезов довольно широка. Они используются в металлообрабатывающей промышленности для точного раскроя металлических листов, фигурной резки, обработки литых деталей и пр. Резка металла — одна из наиболее часто требуемых процедур при его обработке. Технологии, которые используются в плазморезе, позволяют проводить резку быстро и качественно.
При разрезании металла плазморезом используется очень горячая плазма, которая под давлением выходит из аппарата. Она может формироваться из обычного воздуха или из специального газа — кислорода, аргона, азота.
Плазморез состоит из нескольких элементов:
Как работает плазморез
Понять основные принципы работы плазмореза можно познакомившись с технологией плазменной резки. Мы начнем с того, что рассмотрим понятие плазмы. Плазма — сильно нагретый ионизированный воздух или газ, электропроводность которого сравнима с электропроводностью металла. Это позволяет ему выступать проводником дуги.
Резка плазморезом подразумевает использование газоэлектрической горелки, которая использует обыкновенную сварочную дугу. Чтобы обеспечить необходимые условия для ее возникновения, нужно выполнить следующие действия:
В результате выполнения этой последовательности между вольфрамовым стержнем и соплом возникает электродуга. Сжатый воздух, поступающий из компрессора или баллона, создает в сопле высокое давление, а при взаимодействии с электродугой он переходит в состояние плазмы. Её температура может достигать 30 000°С и даже выше. Это позволяет с легкостью резать металл. Одна из особенностей плазмы — электропроводность не хуже, чем у металла. Скорость плазменного потока составляет 2-3 метра в секунду.
Во время работы с плазморезом металл расплавляется под воздействием высокотемпературной плазмы.При этом возникает небольшая окалина, которую тут же сдувает поток сжатого воздуха. Чем уже диаметр сопла, тем больше будет давление и тем быстрее будет разрезаться металл. Чтобы сформировать электродугу высокого качества, используют тангенциальную или вихревую подачу газа/воздуха.
Значительное преимущество того, как плазморез режет металл, состоит в том, что в процессе работы металл нагревается локально и не деформируется.
Виды плазморезов
По типу резки:
По типу используемого газа:
По типу поджига дуги:
По типу охлаждения:
Какой плазморез выбрать?
Чтобы понять, как правильно выбрать плазморез, который будет подходить для решения ваших задач, нужно разобраться с несколькими критериями выбора.
Выбор плазмореза по техническим характеристикам
Тип металла и его толщина
Чтобы разрезать цветной металл, потребуется сила тока, в 1,5 раза превышающая значение необходимого тока для той же толщины черного металла:
Рабочий цикл
В технических характеристиках каждого плазмореза при покупке указывается максимальная продолжительность работы без перерыва. Если необходимо работать подолгу (продолжительность включения от 80%), то необходимо выбрать мощную модель.
Моменты, которые нужно учитывать при выборе
Часто задаваемые вопросы о плазморезах
Чем плазморез лучше газового резака?
При работе плазморезом, в отличие от использования газовой горелки, на металле не образуется большое количество наплывов, окислов и окалин, рез выходит более чистым. Плазморез также способен резать более толстый металл, чем газовый резак, и работать с цветными металлами.
Чем плазморез отличается от сварочного аппарата?
В сварочном аппарате не используется сжатый воздух для образования плазмы. В результате, металл плавится, но не выдувается из области обработки. Это позволяет образовать сварочную ванну. А вот при работе плазморезом струя плазмы под высоким давлением режет металл. Таким образом, действие плазмореза противоположно действию сварочного аппарата.
Какую толщину металла может разрезать плазморез?
Это зависит от силы тока, с которой может работать аппарат. При резке черного металла показатель составляет 4 А на 1 мм, а при резке цветных (медь, алюминий и т.п.) — 6 А на 1 мм. То есть, плазморез с силой тока 60 А сможет разрезать 15 мм черного металла или 10 — цветного.
Плазменная резка металла: что это такое, принцип и схема работы резака
В области металлообработки имеет весомое значение плазморез, о нем мы и расскажем: что это такое – воздушно плазменная резка металла, принцип работы, дополнительно покажем видео и фото.
Что это за метод
Его отличие в скорости разреза. Если классическое пламя, основанное на пропане и кислороде, с невысокой температурой горения. Указанный способ работает по принципу усиления электродуги под высоким давлением. В результате тепло не успевает распределиться по всей заготовке, а она – деформироваться.
Особенность – дуга плазмотрона является не только резаком. Она позволяет и производить сварочные работы, если будет использована присадочная проволока.
Разновидности плазморезов
Особенность разных типов – в способе розжига дуги и ее поддержания. В классическом варианте она образуется между соплом и деталью. Но если материал не имеет способности проводить ток, то ионизированная электродуга возникает между катодом и анодом и держится на постоянной основе. Отдельно стоят приспособления, использующие пар от жидкости (она находится в резервуаре), который усиливает давление и заменяет эффект ионизирующего вещества.
Виды и принцип плазменных резаков
В основном выбор зависит от сферы использования – какие металлы предстоит разрезать, ширина заготовок, требования к срезу, теплопроводность материала и прочие параметры. Разновидности:
Из вышеперечисленных приборов самой распространенной основой являются инертные газы, например, аргон, водород, азот, гелий. В зависимости от толщины металла используют аппараты на инверторе или трансформаторе. Также они различаются по наличию контакта между резаком и заготовкой или по бесконтактному способу.
Исходя из мощности и предназначения, есть бытовые устройства и промышленные. Первые работают от стандартной сети с напряжением в 220 В, а вторые подключаются к 380 В.
Устройство плазменной резки
Уже в названии понятно, что главный элемент, оказывающий воздействие, – это плазма, которая состоит из ионизированного газа под давлением с высокой электропроводностью. Чем выше температура, тем сильнее проводимость, а значит, и скорость процедуры. Конструктивно прибор состоит из нескольких частей, как показано на схеме:
Источник электропитания
Энергию может подавать трансформатор или инвертор. Первый очень надежный, фактически нечувствительный к перепадам тока, а также может применяться по отношению к толстым металлическим брускам до 80 мм. К минусам можно отнести увеличенный вес и большую стоимость, не очень высокий КПД, поэтому прибор сложно назвать экономным. Обычно применяется на производстве при необходимости металлообработки крупных заготовок.
Инвертор имеет лишь один относительный минус – им нельзя резать материал более 40 мм в ширину. Зато есть масса плюсов:
Что такое плазменный резак или плазмотрон
Это основной узел, инструмент, с помощью которого через сопло подается плазма. От диаметра и длины отверстия зависит поток и, как результат, качество среза. Внутри находится электрод, он изготавливается из редких материалов с очень высокой прочностью и температурой плавления – бериллий, гафний или цирконий. Они при нагреве создают тугоплавкий оксид, который защищает целостность режущей кромки. Также есть охладитель с подачей воздуха и колпачок. Подробнее на схеме:
Компрессор
От этого элемента зависит то, как работает плазменный резак, – равномерно или с перебоями. В компрессионном устройстве содержится воздух, который подается в определенном объеме тангенциальной или вихревой струей. Если это не будет сделано, возможен нестабильный розжиг дуги, образование двух электродуг одновременно или полный выход плазмотрона из строя.
Схема работы плазмореза
Инженер нажимает на кнопку запуска, включается подача электричества, автоматически зажигается первая пробная дуга. Она еще не имеет достаточную температуру для соединения. Затем воздух начинает поступать на сопло через компрессор в сжатом виде, ионизироваться, становясь проводником электроэнергии, что в обычных условиях без ионной обработки противоестественно для кислорода.
Через узкое отверстие сопла начинает выходить поток плазмы. Нагрев газа увеличивается до 30 тысяч градусов, поэтому луч начинает проводить электричество также хорошо, как и металл. При соприкосновении дуги с заготовкой происходит разрез, который моментально обдувается для охлаждения.
Принцип работы плазмореза и скорость плазменной резки
Когда термообработанный кислород обогащается ионами и выходит через сопло, его ускорение достигает 2-3 тысяч метров в секунду. Этот параметр справедлив при условии узкого отверстия не более 3 мм. При такой быстроте передвижения веществ молекулы еще сильнее разогреваются. Такого жара хватает для плавки даже тугоплавких металлов. Чем меньше эта характеристика у материала, тем быстрее и с меньшими деформациями происходит процесс.
Особенности технологии
Есть два подвида процедуры в зависимости от замыкания проводящего контура.
Как работает резка плазменной струей
Металл не является замыкающим элементом, он находится между двумя сторонами – анодом и катодом. Принцип используется в том случае, когда обрабатываются неметаллы и вещества с низкой электропроводностью, то есть диэлектрики. Плазма образуется между электродом и наконечником, а заготовка просто находится между двумя полюсами.
Плазменно-дуговая резка
Используется, когда нужно разрезать металлическую плашку, которая имеет высокую токопроводимость. Это позволяет разжигать электродугу между проводником и образцом для резки. При этом образуется струя. Плазмообразование происходит при содействии кислорода под высоким давлением и ионизирующего газа.
Обрабатываемая зона резги начинает плавиться и капли выдуваются вниз, образуя отверстие, ровный срез. Применяется постоянный ток прямой полярности.
Виды и технологии плазменной резки
Различают три технологических подхода в зависимости от среды, в которой проходит процедура:
Особенность всех трех типов в применении безопасных, пожаробезопасных материалов.
Как выбрать плазменный резак
Основное условие для выбора – назначение. При домашнем использовании удобнее инверторный источник питания. Также важен такой параметр, как сила тока – от нее зависит скорость работы. При выборе пользуйтесь таблицей: