Плазменная резка — вид обработки металла, при котором в качестве режущего инструмента выступает струя плазмы, ионизированного газа, который содержит свободные электроны и ионы разного заряда. Плазма образуется при нагреве газа до температуры в несколько тысяч градусов, его подаче с давлением в 6-8 атмосфер и взаимодействии с электродугой — за счет наличия свободных радикалов поток газа способен проводить электричество.
Простым языком: плазморез создает электрическую дугу и подает газ в рабочую зону — в результате формируется плазма, температура которой достигает нескольких тысяч градусов. Благодаря разгону газа под давлением происходит усиление электрической дуги, температура режущего элемента повышается в несколько раз, за счет чего раскрой материала даже с высоким показателем теплопроводности оперативен и не приводит к нагреву изделия и его деформации. Горячая плазма выпускается из сопла с высокой скоростью — около 1500 м/сек.
Принцип технологии плазменной резки
- За счет электрического тока в электроплазменном резаке формируется дуга между электродом и наконечником;
- Между наконечником и электродом подается газ (кислород, воздух, водород, азот, аргон), поток нагнетается компрессором, воздух закручивается и направляется специальными завихрителями;
- Рабочая дуга замыкается между электродом и обрабатываемой поверхностью (в роли катода и анода выступают резак и изделие соответственно), газ ионизируется, образуется поток плазмы — за счет высокой температуры и давления металл расплавляется в месте контакта, оплавленные частицы сдуваются потоком;
- В системе с двумя газами вместе с режущим подается защитный газ — он способствует лучшей фокусировке плазмы, улучшает качество реза и итоговый результат.
Какие газы используются в плазменной резке
Используемые для получения плазменной струи газы разделяются на активные и неактивные. Первые (воздух, кислород) используются в случае обработки заготовок из черного металла, вторые (азот, водород, аргон) — для резки цветных металлов и сплавов:
- Воздушно-плазменная резка — самый бюджетный вариант плазменной обработки, имеет средние показатели скорости и качества резки, высокая чистота достигается при раскрое низколегированных и углеродистых сталей;
- Кислородная резка — применима в профессиональных системах. Плюсы — ровный гладкий рез без заусенцев за счет понижения вязкости расплава, высокая скорость, отсутствие тепловой деформации, 1-ый класс точности (без дополнительной обработки). Подходит для обработки металла средней толщины — от 40 до 100 мм;
- С использованием защитных газов — обработка на дорогостоящем оборудовании, которое позволяет производить обработку заготовок с толщиной до 50 мм с точностью лазерной резки.
Применение плазменной резки
Плазменная обработка применима для раскроя любых видов металла — цветных, черных, тугоплавких, высоко- и низкоуглеродистых сталей. Ее использование позволяет получать детали с формой любой сложности, обрабатывать листовой материал малой и средней толщины, а применение разных типов газа делает возможным раскрой металлопроката с разными параметрами:
- Сжатый воздух — обработка черных металлов, меди и алюминия — до 70 мм;
- Азот — резка листового титана, латуни — до 90 мм, сталей различного состава;
- Азотоводородная смесь — раскрой алюминия, меди и сплавов на их основе с максимальной толщиной заготовки до 100 мм;
- Азот + аргон — высоколегированные стали, черные металлы, медь, титан — до 50 мм;
- Аргон + водород — сплавы с основой из алюминия и меди, высоколегированные стали с толщиной более 100 мм.
Плазменная резка осуществляется с применением ручным станков, а также плазмотронов с ЧПУ. Данный способ раскроя активно используется в строительной промышленности, на предприятиях тяжелого машиностроения, в авиа- и автомобилестроении, на крупных металлообрабатывающих заводах и в небольших фирмах, специализирующихся на изготовлении металлических элементов декора.
