В начале ХХ века было открыто четвертое состояние вещества – плазма, а уже с 1950-х плазменные станки использовались для резки металлов. Первые плазморезы были дорогими и непроизводительными, поэтому с 1960-х, в основном, применялась лазерная технология. Однако сегодня плазменная резка востребована наравне с лазерной обработкой за счет своей экономичности и мобильности.
Принцип плазменной резки металла
Плазморез – инструмент для резки металлических деталей и конструкций. Принцип его работы заключается в создании высокотемпературного плазменного потока, который буквально за секунду плавит обрабатываемый металл. Плазменный поток создается в процессе ионизации газов при соприкосновении с высокотемпературной дугой.
Заряженные атомы попадают на заготовку, выступающую в качестве заземленного электрода, и устанавливают непрерывную электрическую связь между соплом и поверхностью металла. Энергия плазменного потока концентрируется в одной точке — образуется рез. По окончании обработки через плазморез пропускается воздух для очистки обрабатываемой заготовки и остывания электродов.
При резке заготовок с малой конфигурацией и сложной формой вырезов встает проблема колебаний – из-за них контуры углов и срезов теряют четкость. К тому же, на металле может образоваться окалина, для очищения которой требуются дополнительные усилия.
Лазерная и плазменная резка металла: отличия
Выбор между лазерной и плазменной обработкой принимается в зависимости от требуемых параметров обработки. К примеру, лазерная резка предпочтительна для деталей со сложной геометрией, а плазменная более эффективна для материалов больших толщин. Различия заметны и в цене: лазер значительно дороже. Поэтому для малых предприятий обработка плазмой – экономичная альтернатива.
Особенности лазерной резки
Лазерная резка чаще используется для металлов, обладающих свойством теплопроводности. Она осуществляется с использованием лазерных установок и считается наиболее качественным способом резки металла. Лазер обеспечивает постоянную ширину реза, тогда как при плазменной резке происходят колебания — очертания вырезов и углов теряют четкость. При лазерном раскрое тепловые деформации минимальны, а линии реза получаются более узкими.
Качество лазерной резки зависит от различных факторов: типа металла и сплава, степени его очистки, диаметра луча и мощности привода в установке. На скорость резки влияет инертный газ – к примеру, обычный воздух замедляет процесс.
Точность обработки делает лазерную резку незаменимой в таких отраслях производства как автомобиле- и самолетостроение, а также при изготовлении электронных плат, металлических штампов и пресс-форм.
Особенности плазменной резки
Плазменная резка используется для обработки металлов, проводящих электрический ток. Она осуществляется специальными резаками и применима при раскрое материалов различной толщины – от тонких листов до толстых пластин. Работа с плазморезами требует применения дополнительного оборудования: источников питания и компрессора для доставки газа в плазмотрон.
В некоторых случаях плазменный резак не обеспечивает необходимой точности при резке деталей, из-за чего увеличивается количество отходов и замедляется скорость обработки.
Плазменно-дуговая резка – основной способ обработки, при котором сжатый газ обходит электрод и в результате термической ионизации начинается электродуговое плавление.
Плазменно-струйная резка – способ, при котором сжатый газ проходит через электрод и в результате термической ионизации создается узкая струя плазмы. Плазменно-струйная резка востребована при обработке металлов общего назначения и неметаллических изделий.
Преимущества плазменной резки
Надежность. Благодаря тому, что плазменная резка оказывает точечное термическое воздействие, она не вызывает механической деформации металла.
Универсальность. Плазменные резаки востребованы в различных отраслях промышленности, потому что применяются как для резки металла с высокой или низкой электропроводностью, так и для резки диэлектриков.
Мобильность. Плазменный резак устанавливается и используется в любом месте, где есть электрическая сеть, достаточное количество газа и вытяжка. Таким образом, сокращаются затраты на транспортировку обрабатываемого материала.
