22.11.2023р. Плазмове прямолінійне і криволінійне різання в різних положеннях металів

Р

Для того, щоб нарізувати металеві вироби, існує безліч технологій. Якщо вам потрібна швидка обробка при невеликих витратах плазмове різання стане хорошим вибором технології. В порівнянні з класичним газополум'яним способом з використанням пальника, устаткування для цієї технології у декілька разів продуктивніше і має велику потужність.

Таким чином, використовуючи плазмове різання, ви отримуєте якість лазерних методик за нижчою ціною.

Сама по собі різання плазмою належить до технологій термічного розкрою. Для обробки металу використовується струмінь плазми, що є розжареним до іонного стану потоком газу, що спрямовується до поверхні на високій швидкості. Температура плазми при цьому рекордно висока і може досягати десятків тисяч градусів за Цельсієм. Внаслідок цієї особливості можна різати ті жаростійкі матеріали, які не піддаються звичнішим способам розкрою.

ЯКІ Є ПЕРЕВАГИ У ЦЬОГО ВИДУ РІЗАННЯ МЕТАЛУ

Можна здогадатися, що поєднання надзвичайно високих температур і тонкості струменя плазми наділяють цей вид різання металовиробів особливими якостями:

• універсальність. Така технологія підійде для роботи з будь-якими металами незалежно від хімічного складу сплавів, а також для будь-яких виробів з них — листів зі сталі, куточків і заготівель;
• оперативність. Для роботи з виробами невеликої товщини ця методика підходить краще за все, оскільки дозволяє різати їх у 25 разів швидше, ніж при використанні газополум'яного пальника;
• якість. Плазма не лише відмінно розтинає будь-який матеріал, але і внаслідок утворення великої різниці в тиску видаляє зайві елементи розплаву. Крім того, слід від дуги надзвичайно тонкий, тому така локальна дія не залишає ніяких видимих слідів деформації;
• точність. Можливість використання локальної дії дуже тонкого струменя плазми дозволяє створювати зрізи будь-якої форми й будь-якого напряму, прорізати отвори та працювати з украй складними заготівлями, що вимагають підвищеної уваги до деталей;
• економія коштів. Для інших методик різання, що використовують нагрітий газ, часто необхідно окремо купувати газ або його суміші. Для того, щоб отримати струмінь плазми по цьому методу, вистачить і звичайного навколишнього повітря — у нім вже містяться потрібні гази.

 

ВІДМІННОСТІ ЦІЄЇ ТЕХНОЛОГІЇ ВІД ІНШИХ

Принцип роботи плазмотрона — апарату, який генерує плазму, можна досить просто пояснити. Після того, як сформувалася електрична дуга з високою температурою, в сопло плазматрону поступає газ — як ми вже з'ясували, досить використання повітря, що оточує апарат. Газ взаємодіє з дугою, переходить в стан іонізації, утворюючи плазму, яка має украй високу швидкість — до півтори тисячі метрів в секунду, а також високу температуру — до тридцяти тисяч градусів. Такий струмінь здатний різати металовироби завтовшки до двох метрів.

При використанні цієї технології практично не утворюється окалина або оплав. А оскільки різ проходить по украй тонкій лінії внаслідок локальної дії плазми, навколишня поверхня листа металу або іншого виробу не піддається деформації під впливом високої температури. Ця особливість дозволяє використати плазмове різання для роботи з деталями, що вимагають особливої точності — наприклад, для літако- або ракетобудування.

ЯКЕ УСТАТКУВАННЯ ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ ДЛЯ ПЛАЗМОВОГО РІЗАННЯ?

Апарати для роботи з такою технологією можна розділити на два типи:

• дуговий різак прямої дії;
• струминний різак побічної дії.

У першому випадку дуга утворюється між електродом і металом виробу. Пряма дія струму забезпечує високу продуктивність. Для другого виду апаратів характерне утворення електричної дуги між електродом і соплом усередині апарату.

За призначенням також виділяють побутові плазматрони — вони невеликі в розмірах, досить легкі, але і мають нижчу продуктивність в порівнянні з іншими видами цього устаткування. Їх потужності може вистачити максимум на деталі завтовшки у два сантиметри. Крім того, такий плазморіз доводиться тримати на вазі, що не дуже зручно і також знижує продуктивність різання.

Промислові ж плазморізи можна назвати потужним спеціалізованим устаткуванням, здатним працювати з будь-якими сплавами й створювати на них будь-які лінії розкрою. На відміну від ручних апаратів, промислове устаткування має більшу потужність і можливості для роботи з виробами. Спеціалізоване програмне забезпечення дозволяє встановлювати різні режими різання залежно від оброблюваного виробу — таким чином можна одночасно обробляти лист, трубу і куточки.

Плазмове різання — вид плазмової обробки металів, при якому як різальний інструмент використовується струмінь плазми. Плазмове різання використовуються в ручних різаках та у складі координатних верстатів, в тому числі — з числовим програмним керуванням.

Принцип дії. Принцип дії апаратів плазмового різання полягає в проплавлені матеріалу за рахунок теплоти, що генерується стислою плазмовою дугою, з подальшим інтенсивним видаленням розплаву плазмовим струменем.

Настільний верстат плазмового різання з ЧПК

Ручний різак

Верстат плазмового різання з ЧПК

Між електродом і соплом апарату або між електродом і металом, що підлягає різанню, запалюється електрична дуга. У сопло подається газ під тиском в кілька атмосфер, перетворюваний електричною дугою в струмінь плазми з температурою від 5000 до 30000 градусів і швидкістю від 500 до 1500 м/с. Товщина металу може сягати 200 мм (економічно доцільна: 50 — для сталі, 90 — для чавуна, 100—120 — для кольорових металів). Первісне запалювання дуги здійснюється високовольтним електричним імпульсом або коротким замиканням між форсункою і матеріалом. Форсунки охолоджуються потоком газу або рідиною. Форсунки з рідинним охолодженням використовуються в установках великої потужності і дають кращу якість обробки.

Гази, що використовувані для отримання плазмового струменя, поділяються на активні (кисень, повітря) і неактивні (азот, аргон, водень, водяна пара). Повітря в основному використовуються чорнового різання чорних металів, кисень — для чистового різання конструкційної сталі; азот та інші неактивні — для різання нержавіючої сталі та кольорових металів.

 

Відмінності від інших методів різання

Переваги плазмового різання від інших методів різання:

·         може бути застосовано для обробки будь-яких металів;

·         швидкість різання для металів малої і середньої товщини в кілька разів вище швидкості газополум'яного різання;

·         невеликий і локальний нагрів матеріалів, що виключає її теплову деформацію;

·         висока чистота і якість поверхні розрізу;

·         безпека процесу різання;

·         можливість фігурного різання.

Апарати плазменного різання. Перші моделі апаратів плазмового різання були громіздкими та дорогими, тому застосовувались майже виключно в промисловості. Сучасні машини використвують інверторні джерела, що дозволяє побудувати більш компактні, легкі та дешеві прилади. Тепер плазморізи можна зустріти в невеликих майстернях, а доступність цих приладів відкрила нові сфери використання: художню обробку металу, фігурне різання, використання у будівельних та кровельних роботи і т.ін.

В Україні Дослідним Заводом Інституту Електрозварювання ім. Е. О. Патона випускається апарат плазмового різання ПРИ-40S DC.^[1]

Великі перспективи мають комбіновані прилади — апарати, що поєднують у собі можливості плазморізу та зварювального апарату (часто багатофункціонального, який дозволяє виконувати електродугове зварювання покритим зварювальним електродом та зварювання в атмосфері інертного газу за вольфрамовим електродом)^[2]

 

ІНСТРУКЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНА КАРТКА

ТЕМА:  Плазмове різання

МЕТА: Ознайомити з конструкцією установки для плазмового дугового різання, та прийомами різання.

 

№ з/п	Зміст завдання та послідовність виконання	Технічні умови і вказівки щодо виконання завдання	Малюнок (схема)
1.Будова апаратури.   Комплект обладнання	Балон з газами, джерело живлення, охолоджуюча вода,колектор, струпцина, кабель-шланговий пакет, різак, метал	Плазмово – дугове різання застосовують при обробці металів, які не піддаються кисневому різанню, високо леговані сталі, алюміній, титан, мідь і їх сплави. Різак плазмової дуги заснований на способі стиснутої дуги, глибоко проникати в метал, проплавляючи його лінії різання дуговим розрядом. Під дією високої температури стиснутої дуги, газ проходить через дуговий розряд, сильно іонізуючи утворює струю плазми, яка удаляє розплавниний метал із місця різання До комплекту обладнання для плазмово – дугового різання входять: різак, пульт керування, джерело живлення дуги, балони з плазмоутворюючими газами, механізм для переміщення плазмотрона вздовж лінії різання. Встановлення різака плазмотрона, різак нержавіючої сталі кольорових металів та їй сплав різної товщини конфігурації. Запалення дуги і підтримання його горіння	різак РДМ – 2-66 для плазмово дугової різки.
Джерело живлення		Живлення дуги виконують від джерела постійного струму (-), підводиться до вольфрамового електрода, а (+) домідної насадки, охолоджуваної води у якості плазмо утворюючих газів і для захисту вольфрамового електрода застосовують аргон, азот, суміші аргону з азотом, воднем і повітрям, стиснене повітря	Схема зовнішнього з’єднання Комплекта КДП–1

 

                                 

 Питання:

1.     Яка сутність плазмового різання?

2.     Яке обладнання використовується під час плазмового  різання?

3.     Які інструменти використовуються під час плазмового різання?

4.     Вкажіть технологію плазмового прямолінійного різання в нижньому положенні шва.

5.     Вкажіть технологію плазмового прямолінійного різання у вертикальному положенні зварного шва.

6.     Які режими  плазмового прямолінійного різання в нижньому положенні шва?

7.     Які режими  плазмового прямолінійного різання у вертикальному положенні зварного шва?

8.     Поясніть послідовність плазмового різання.

9.      Які види плазмового ви знаєте?

10.  Які переваги та недоліки плазмового різання перед іншими видами різання?