Плазменная резка металла

Плазменная резка металла

Плазменная резка металла
СОДЕРЖАНИЕ
0
266 просмотров
06 января 2021

Как выбирать оборудование для раскроя металла

Чтобы не сделать ошибку и не потратить деньги впустую, до оформления заказа на плазморез необходимо ответить на ряд вопросов:

  • требуется стандартная резка типовых деталей или речь идет о производстве сложных 3D-изделий;
  • как планируется управлять оборудованием — при помощи программного обеспечения, фотокопирования и т. д.;
  • сколько одинаковых деталей требуется в час/минуту? Нужно ли одновременное изготовление нескольких однотипных изделий;
  • листы какой толщины предстоит обрабатывать? От этого показателя зависит мощность установки.

Наиболее важные показатели — поддерживаемые напряжение и сила тока

Если требуется быстрое изготовление партий деталей, важно учитывать длительность разового реза без перегрева оборудования. При выборе сопел предпочтение лучше отдавать образцам из меди

Тогда их придется реже менять. Изготовление деталей из металла большой толщины возможно, если в зону резки подавать азот. Резка деталей небольшой толщины
Предполагает применение воздуха.

Производители поставщики, уважающие своих клиентов, предлагают приобрести не просто стандартные установки для резки металла, а предлагают ответить предварительно на ряд вопросов, характеризующих деятельность. На основании полученных данных подбирается оптимальная модель, соответствующая потребностям заказчика.

Причины выхода оборудования из строя Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что чаще всего станки выходят из строя по следующим причинам:

  • напряжение в сети нестабильно, наблюдаются скачки, превышающие диапазон, установленный производителем;
  • выработан ресурс, детали изношены и подлежат замене;
  • в электросети фиксируются короткие замыкания.

Основные узлы, требующие замены — трансформаторы или инверторы, диоды и резисторы. Дополнительно приходится регулярно проверять мундштуки  и их работоспособность.

Особенности процесса резки

Пользуясь плазморезами, надо учитывать их технические характеристики, химсостав применяемых смесей, параметры изделий, особенность их обработки.

Если у листов небольшая толщина (до 1см), достаточно будет иметь температуру маломощной плазменной дуги. Заготовки с большей толщиной можно кроить, добавочно стабилизировав дугу. Когда же толщина превышает 10 см, нужны плазменные установки, которые в состоянии сформировать дугу с более мощным воздействием.

Много значат виды источника. Для тонколистовой стали до 6 мм достаточно иметь небольшой ток. Чтобы обрабатывать листы, вдвое толще, понадобится источник с высоким уровнем тока. Когда же источник тока окажется более слабым, участки срезов будут иметь отложения шлака.

Ответственного подхода требует выбор составов, которыми обрабатывают заготовки, готовят их к раскрою. Обычно это смеси, содержащие аргон, азот и водород, в случае с медными сплавами, предпочтение отдают водороду. А вот при разрезании изделий из латуни, алюминия наиболее приемлемо сочетание таких элементов, как азот и водород.

Существуют модели плазморезов, которые способные разрезать несколько листов за один прогон. Когда же настрой на особое качественное резание, применяются плазмотроны на кислороде.

Что касается стола машины, под ним расположена система удаления частиц дыма, отходов металла. За резкой металлических листов осуществляется контроль со стороны ЧПУ блока. ПО (в корректном русском переводе) отслеживает процесс укладки их на стол в оптимальном режиме, производит расчет затрат времени, количества деталей, составляет отчеты.

Виды и классификация станков плазменной резки

Все представленные на рынке серийные модели плазменных станков можно условно классифицировать по следующим характеристикам:

  • по конструкции;
  • по способу размещения металла для резки;
  • по методу управления;
  • по количеству поддающихся резке металлам.

В зависимости от конструктивных особенностей принято разделять портальные (стационарные), компактные (переносные) и мобильное оборудование для ручной резки:

  • портальные оснащены рабочим столом, на который укладывается материал для резки. Считаются наиболее производительными, но труднотранспортабельны и стоят дороже;
  • компактные состоят из реечного механизма, на котором закреплён плазмотрон. В случае необходимости могут демонтироваться для сборки в другом месте;
  • мобильное оборудование некорректно причислять к станкам, но некоторые модели обладают превосходными характеристиками, делающими их незаменимыми для небольших производств и частных цехов.

По способу размещения металла станки можно разделить на категории:

  • Портальные. Материал укладывается на рабочий стол, над которым расположен портал с плазмотроном. В процессе резки портал передвигается продольно по рельсам, а поперечное движение обеспечивает каретка.
  • Консольные. В них резак держится на направляющей, зажатой с одной стороны. Направляющая похожа на хобот и перемещается в одном направлении.
  • Портально-консольные. Объединяют в себе возможности двух основных типов.
  • Шарнирные. Работают на основе шарнирной рамы, прикреплённой к колонне (в настоящее время встречаются редко).

Возможность создавать сложные вырезы, качество места реза, автоматизация, скорость во многом зависят от установленной системы управления станков:

  • наибольшее распространение получил блок ЧПУ (аналог промышленного компьютера), в памяти которого может содержаться множество программ для резки конкретных видов металла;
  • фотоэлектронное управление работает на основе отражаемого от чертежа светового потока, которому чётко следует плазменный резак;
  • реже встречается электромагнитное управление или различные комбинированные виды.

Есть и многие другие параметры классификации:

  • по технологиям работы (резка плазменно-дуговым способом, струёй);
  • по количеству одновременно работающих плазмотронов;
  • по количеству изделий для одновременной резки и т. д.

Рейтинг лучших инверторных плазморезов

Aurora PRO Airhold 42

Плазменный резак работает от обычной домашней сети и потребляет 220 В, а показатель силы тока составляет 40 А. На максимальных настройках демонстрирует продолжительность работы 60%.

Подходит для раскройки углеродистой и легированной стали, чугуна и меди. Сопло у плазмореза долго не изнашивается, хотя может потемнеть в процессе работы. При необходимости для устройства легко найти комплектующие на замену.

Внимание! Плазморез хорошо функционирует даже при температуре — 20 °С и является оптимальным для уличных работ.
Средняя цена резака Aurora PRO составляет 22000 рублей

Brima Cut-40

Полупрофессиональный плазморез 40 А питается от обычной бытовой сети и потребляет 5 кВт энергии. Работает в паре с компрессором, требует не меньше 170 л воздуха в течение минуты. Показатель продолжительности действия составляет 60%, агрегат осуществляет чистый пропил до 12 мм. Отличается компактными размерами и хорошо подходит для дома и гаража, на корпусе имеются отверстия для отвода воздуха и встроенный вентилятор. Комплектуется 3 соплами и 3 электродами.

Средняя стоимость плазмореза Brima составляет 18000 рублей

Конструкция

Базовая конструкция плазменного станка практически не отличается от других станочных приборов и состоит из:

  • основного блока;
  • источника подачи электричества;
  • рабочего механизма.

Рабочий механизм включает наконечник и шланг. Вместе они образуют электрическую дугу при включении. Главным инструментом, выполняющим плазморезку, выступает плазменный резак. Данный механизм также известен под названием «плазматрон». В процессе обработки он получает силу тока через источник питания, что позволяет ему работать на протяжении длительного периода. В главном блоке находится кабель-шланговый пакет и воздушный компрессор.

Плазматрон и плазморез — разные понятия. Плазматрон, известный также под названием «плазменный резак» — рабочий инструмент станочного прибора. Плазморез — название всего станка.

Плазматрон состоит из:

  • сопла;
  • электрода;
  • охладителя (изолятора);
  • канала подачи сжатого воздуха.

Электрод возбуждает электрическую дугу, благодаря чему она приводится в рабочее состояние. Данная деталь производится по чертежам на основе различных элементов: гафний, цирконий, бериллий, торий.

А что в обзоре плазморезов

На предприятиях различных отраслей используют:

  • стационарные модели, среди них есть машины портального; шарнирного; консольного типа для резки металла при помощи плазмы;
  • мобильные или переносные такого же предназначения (вертикальная плазменная резка), оборудованные системами ЧПУ.

Сегодня несложно сделать выбор плазменного станка, – есть много производителей, специализирующихся на изготовлении устройств подобного рода. Ассортимент представлен отечественными и зарубежными моделями. Назовем и кратко охарактеризуем хотя бы некоторые из них:

Установка PlasmaCut от российской компании Юнимаш ориентирована на то, чтобы ее применяли на предприятиях среднего и малого бизнеса. Источник плазмы Hypertherm – из числа наиболее технологичных, в наличии механизм FOCUT, осуществляющий контроль за высотой резака, мощные ШД. Управлять ним можно дистанционно, посредством USB и Ethernet, со стойки, на которой смонтирован пульт управления.

Станок IGNIS для плазменной резки с ЧПУ (Россия) представляет несколько модификаций – IGNIS 2500, 3000 и 6000 с разными габаритами, мощностью плазмообразующего источника и грузоподъемностью. Все они рассчитаны на применение при толщине металла 28 мм, имеют стабильный спрос и применимы в техническом оснащении небольших по масштабу работы мастерских, предприятий.

Powermax считается машиной уникальных свойств, способной выполнять плазменный раскрой изделий, различных по виду и форме.

PlasmaBox – отличный станок из серии многокоординатных, имеет четыре ШД, работающих с разными мощностями.

РВ 6000, РМ 3000, PS 2500 – агрегаты, выполняющие нарезку заготовок с разной длиной и толщиной.

Все эти высокопроизводительные станки пользуются системой ЧПУ фирмы AMN.  В некоторых моделях для применения в промышленности, плазмотрон охлаждается принудительно под воздействием жидкости, у остальных охлаждение – естественное воздушное.

Следует также сказать, что слабое место станков с программным управлением – уязвимость для воздействия электромагнитного излучения. Это делает устройства с ЧПУ требовательными к способу поджига электрической дуги. Наиболее безопасный вариант – пневмоподжиг, иногда обозначаемый в названиях моделей аппаратов как PN. Главная особенность пневмоподжига – подвижный электрод, который в нужный момент придвигается к соплу. За счет уменьшения расстояния для возбуждения дуги не требуются высокочастотные импульсы и помехи на электронику минимизируются. Сегодня на рынке представлено не так много аппаратов с пневмоподжигом, например, он реализован в плазморезе Triton CUT 100 PN CNC.

Где применяется плазменный станок с ЧПУ?

Плазменная резка металлов, характеризующаяся высокой производительностью и универсальностью, пользуется огромной востребованностью во многих сферах промышленности.

Резку струей пламени применяют в: металлообрабатывающих предприятиях и компаниях;

  • авиа- и машиностроении;
  • строительстве;
  • металлургических заводах.

Плазморезы востребованы в крупных заводах по изготовлению металлоконструкций и в небольших частных фирмах, которые специализируются на обработке деталей и художественной ковке. С использованием плазменных аппаратов налаживается производство металлических дверей, деталей оборудований, запчастей для сельхозмашин, стеллажей для торговых залов и много другой продукции.

Увеличивается спрос на плазменное оборудование и в коммунальных хозяйствах, в обрабатывающих отраслях, в кузнечных цехах, рекламных студиях.

Применение установок

Плазменные станки с ЧПУ выбираются для отраслей, где требуются близкие к идеальным точность и ровность реза. Это машино-, судо-, приборостроительные сферы, металлопрокатные заводы и т. д. Но монтаж оборудования для плазменной резки не ограничивается производственными и промышленными предприятиями. Станки нередко выбирают для комплектования частных мастерских, включая кузнечные цеха.

Итак, какими возможностями обладают плазменные станки:

  • Резка листового материала. Это основная область, для которой достаточно небольшого компактного устройства. Плазме поддаётся большое количество разнообразных металлов. Толщина поддающихся материалов пропорциональна их теплопроводимым свойствам. Т.е. чем они выше, тем меньше должна быть толщина металла.
  • Резка трудноподдающихся обработке металлов. Плазма одна из немногих без проблем справляется с чугуном, а также достаточно капризной нержавеющей сталью. При этом место реза получается чистым, без грота и оплавлений, что особенно ценно при производстве высококачественных изделий.
  • Резка труб. При работе с трубопрокатом большого диаметра сложно обойтись только автогенным аппаратом. Тут и приходят на помощь плазменные труборезы, которые могут оснащаться дополнительными приводами для автоматизации процесса. К тому же, плазма гораздо чище и ровнее способна разрезать трубу, чем тот же автоген.
  • Художественная фигурная резка. Станок позволяет вырезать оригинальные узоры сложной геометрической формы из листового металла. Изделия находят применение в строительстве, приборостроении, а также в качестве декоративных компонентов для украшения фасадов, заборов, беседок. Посредством фигурной резки можно воплотить любые дизайнерские задумки.
  • Резка других материалов. Помимо прочего, станок плазменной резки купить можно и в целях обработки бетона, камня и других прочных материалов с плотной структурой (толщиной до 100 мм). Однако для этих целей необходимы специальные станки или модернизация существующего оборудования.
  • Резка отверстий. С данной задачей прекрасно справляются практически все станки плазменной резки.

Технология начала активно внедряться во все промышленные сферы не так давно, но уже приобрела массу почитателей среди профессиональных мастеров, специалистов разного уровня. Они оценили универсальность плазменного метода резки, его высокое качество, а главное – экономическую эффективность.

Сегодня у многих на слуху мировые гиганты Hypertherm, Kjellberg, а также российские бренды. Один из ведущих отечественных разработчиков – это ПЛАЗМАКРОЙ, выпускающий высококачественное инновационное оборудование по доступным ценам. Количество производителей плазменного оборудования неуклонно растёт, что обусловлено всё возрастающим спросом. Уже сейчас можно говорить о будущем плазмы, которая, возможно, вскоре вытеснит с рынка многие аналоги и станет общедоступным инструментом для металлообработки.

Можно ли сделать аналогичное оборудование самому

Самостоятельное изготовление плазмореза требует наличия некоторых навыков по сборке сложной техники. Основными элементами конструкции выступают: сопло, нагревательный элемент, источник питания, компрессор, коммутирующая аппаратура. Сложность возникает с подбором плазмореза, через который соединяются горючие воздушные массы.

Недостаточные расчетные значения диаметра сопла приводят к браку или к недостаточно прорезанному материалу. В качестве источника питания используют инвертор от любого сварочного аппарата. Критерием подбора является его максимальная мощность.

Критичным является соответствие типа горючего вещества выбранному материалу заготовки. С изделиями из алюминия используют азот или водород. Для медных сплавов подходит только водородная смесь. А латунь раскраивают при помощи объединенных азота и водорода.

Принцип действия установки

Действие станков основывается на уникальных свойствах ионизированного газа (т.е. плазмы), подающегося под большим давлением. Поэтапно процесс можно описать так:

  1. в плазматроне поджигается электродуга. Дуга образуется между электродом и самим металлом (в других ситуациях – внутри плазмотрона, между электродом и соплом);
  2. поджиг дуги осуществляется разными способами: с помощью импульса, замыкания или форсунки. В случае с форсункой необходимо её эффективное охлаждение;
  3. к соплу от компрессора подаётся газ (или воздух) с давлением от 3,5 до 10 атмосфер;
  4. электрическая дуга превращает этот газ в струю плазмы.

Сопло имеет конструкцию, сужающуюся в нижней части. Это позволяет более эффективно сжимать нагретый до невероятной температуры воздух. Он выходит из сопла с бешеной скоростью. После этого он соприкасается с поверхностью металла, разогревая место контакта. Место реза начинает плавиться, образуются мельчайшие капельки металла, которые в процессе сдуваются воздушной струёй.

В результате такого процесса плазма разогревается до 5–30 тысяч градусов по цельсию. Это позволяет работать с любыми металлами, включая тугоплавкие сплавы.

Основная область применения оборудования плазменной резки

  • Резка алюминиевых сплавов до 10 см толщиной. Свыше этого значения потребуются аргоно-водородные смеси.
  • Резка меди. Химсостав, структура и высокая теплопроводность меди накладывают некоторые ограничения на толщину (до 1,5 см).
  • Резка 10-миллиметровых высоколегированных сталей.
  • Резка нержавеющих сталей до 5 см.
  • Резка углеродистых и высокоуглеродистых сталей до 5 см.
  • Резка труб различного диаметра. Использование дополнительных модулей позволяет работать с трубами диаметром более 2 метров.
  • Фигурная художественная резка. Позволяет воплотить любые дизайнерские задумки.

Это далеко не полный список возможностей плазменной резки, который зависит от особенностей оборудования, используемых газов и других факторов.

Аппаратура с ЧПУ может не только резать, но и тщательно обрабатывать швы, делать отверстия. Помимо этого, некоторые станки могут использоваться для обработки иных материалов, не являющихся токопроводящими. Это может быть бетон, камень и другое.

Эксплуатационные преимущества аппарата

Почему ведущие крупномасшатбные предприятия и профессиональные мастера приобретают именно станки плазменной резки металла с ЧПУ и отказываются от лазерной, гидроабразивной и традиционной газокислородной технологий? Всё это благодаря уникальным эксплуатационным преимуществам:

  • плазма на станке позволяет резать металл идеально ровно и точно, при этом на месте среза не остаются наплыв, грат и другие дефекты. Кромка после плазменной резки не нуждается в дополнительной обработке;
  • зона реза не нагревается сильно, термическое воздействие совсем небольшое, благодаря чему исключается деформация даже очень тонкого металла;
  • безопасность при работе и минимальный уровень загрязнения окружающей среды;
  • возможность работы практически с любыми металлами (чугун, алюминий, нержавейка, титан и т. д.). При смене материала для резки нужно всего лишь выставить нужную мощность и давление воздуха, нет необходимости менять плазмотрон;
  • производительность плазменных агрегатов выше в разы, чем, например, у газокислородных;
  • невосприимчивость к поверхности металла (она может быть загрязнена, с элементами ржавчины или даже покрашена);
  • расширенные возможности для нормирования технологических процессов.

Экономическая составляющая зависит от ряда факторов, среди которых толщина и вид металла. Покупка станка оправдана при постоянной работе:

  • с алюминием, включая сплавы на его основе (до 12 см);
  • меди (до 8 см);
  • легированных и углеродосодержащих сталей (до 15 см);
  • чугуна (до 9 см).

В плане этих задач плазма лидирует даже в сравнении с лазерными станками. Хотя стоит заметить, что с тонкими металлами и сложными фигурными вырезами лазер справляется лучше. А для особо толстых (до 500 мм) больше подходит кислородная технология. Зато лазер режет медленней и плохо справляется с алюминием и нержавейкой, а, например, водно-абразивные приборы стоят дорого и не могут работать с ржавеющими металлами.

У всех есть свои преимущества и недостатки. И мало какой производственный объект будет оснащать цеха станками нескольких типов. Т.е. плазменное оборудование – наиболее оптимальное и универсальное решение.

Для решивших купить станок плазменной резки металла с ЧПУ цена – не главный критерий. А она, кстати, очень даже немаленькая, особенно для портальных установок (но обычно ниже лазерных). Всё же решающим фактором для многих является производительность и качество реза, от которых напрямую и зависит окупаемость оборудования. Соответственно, учитывая качественные характеристики, продуктивность и экономность, цену также можно отнести к преимуществам.

Топ-10 недорогих плазморезов

Дорогостоящие плазменные резаки промышленного типа могут стоить сотни тысяч рублей. Однако на рынке в широком ассортименте представлены устройства из средней и низкой ценовой категории.

TSS Pro Cut-40

Инверторный плазменный резак работает от сети 220 В и выдает максимальный ток 40 А. Периодичность включения у модели составляет 60%, а наибольшая толщина пропила равна стандартным 12 мм. Работает с любыми металлами и сплавами, но требует подключения отдельного компрессора.

Стоимость плазмореза начинается от 18000 рублей

Fubag Plasma 30 LV

Бытовой аппарат со скромным потреблением 3,6 кВт функционирует от обычной сети и выдает максимум 30 А при работе. Периодичность включения невысокая — 32%, в отдыхе плазморез нуждается часто. Расходует 115 л газа в минуту, обладает толщиной резки до 10 мм.

Небольшие возможности плазмореза Fubag модели 30 LV окупаются доступной ценой — всего 4500 рублей

Русэлком Cut 40

Один из самых хороших плазморезов для дома предлагает силу режущего тока до 35 А и справляется с заготовками толщиной 12 мм. Встроенного компрессора у агрегата нет, поэтому для него потребуется приобрести внешний источник. Охлаждение у модели воздушное, но КПД составляет не менее 60%, что и обуславливает высокую популярность агрегата.

Купить резак Русэлком можно за 18700 рублей

Bars Profi Cut 47 D

Бытовой плазменный резак способен выдавать от 20 до 40 А тока при сварке. Поддерживает подключение к сети 220 В, справляется с металлами до 12 мм. Не коробит и не деформирует листы в процессе работы, выполняет распил точно и быстро.

Bars Profi без встроенного компрессора стоит около 17000 рублей

FoxWeld Plasma 43

Плазморез с высоким КПД 85% отличается долговечностью и устойчивостью к износу — расходники и энергоносители устройства долго не выходят из строя. Прибор оснащен автоматической продувкой и возможностью электронной регулировки. Обладает компактными размерами и относительно небольшим весом 8,5 кг.

Цена FoxWeld Plasma 43 средняя, примерно 20000 рублей

Ресанта ИПР-40К

Плазморез латвийского производства оснащен ручной системой поджига, поддерживает ток до 40 А, при максимальной нагрузке демонстрирует продолжительность действия 35%. Справляется со сталью 12 мм и с алюминием 6 м, работает от бытовой электросети.

Купить Ресанта ИПР-40К можно от 21000 рублей

Kedr Cut-40

Недорогой профессиональный резак потребляет целых 6,6 кВт при работе, поэтому чаще всего используется в промышленных условиях. Обладает максимальным током 40 А и показателем периодичности включения 60%, распиливает металл до 12 мм.

Приобрести плазморез Kedr можно за 22000 рублей

FoxWeld Saggio Plasma 40

Еще один плазменный резак от FoxWeld поддерживает стандартную толщину сечения 12 мм и демонстрирует периодичность включения 35%. Способен выдавать ток от 15 до 40 А, отличается высоким классом защиты и изоляции. Требует приобретения внешнего компрессора, причем подача воздуха не должна быть ниже 110 л.

Saggio Plasma 40 от FoxWeld стоит около 15000

Ресанта IPR-25

Недорогой аппарат плазменного действия подходит для домашнего применения. Максимальная сила тока устройства составляет всего 25 А, при этом периодичность включения довольно высокая — 60%. Поддерживает систему бесконтактного поджига, работает от сети 220 В и не создает перегрузок для электросистемы.

Купить модель плазмореза IPR-25 от Ресанта можно всего за 7000 рублей

FoxWeld Plasma 33

Недорогой воздушно-плазменный аппарат от FoxWeld применяется для резки стали, алюминиевых сплавов и других металлов. Обладает КПД на уровне 85%, поддерживает ток 15-30 А, выполняет пропил до 8 мм. Система поджига в устройстве контактная, для работы с плазморезом рекомендуется покупать компрессор с производительностью не менее 170 л за минуту. В комплекте с аппаратом идут шланг, заземляющий кабель и узел редуктор-осушитель для подготовки воздуха.

В среднем цена FoxWeld Plasma 33 начинается от 13000 рублей

Применение установок

Благодаря своим технологическим и эксплуатационным достоинствам, машина плазменной резки может быть использована на любом производстве, где необходима данная операция, в том числе крупносерийном и мелкосерийном. Установки широко используются в металлообрабатывающих подразделениях следующих сфер промышленности:

  • судостроение;
  • автомобилестроение;
  • машиностроение;
  • вагоностроение;
  • самолетостроение и многих других.

Плазменная резка ЧПУ может выполнять 3D-обработку металлов, изготавливать однотипные простые и сложные детали, выполнять художественно-декоративные элементы и многое другое. Технология позволяет работать с различными металлами, при условии установки адекватного режима.

Комментировать
0
266 просмотров
Это интересно

Русские никогда не жили в избах Занимательные факты
197 комментариев