Существуют различные способы резки металла — от ручных и механических до тепловых и гидроабразивных. В производстве деталей с высокой точностью реза применяются методы тепловой резки, к которым относится и плазменная. Плазменный раскрой используется в авиастроении, судостроении, изготовлении машин и аэрокосмической техники, а также в строительстве и домашнем хозяйстве. Как устроена работа плазменной резки, для каких материалов она подходит и какими преимуществами обладает перед лазерной, раскрываем в статье.
Технология плазменной резки
Плазменная резка представляет собой технологию раскроя металла газом, который под интенсивным нагревом от электрического тока преобразуется в плазму. Основным инструментом служит плазмотрон — в его разрядной камере горит мощная электрическая дуга, в нее же подаётся газ. Газ нагревается (от 2 до 30 тыс. °C), ионизируется и выходит через сопло плазменной струей со скоростью от 1500 м/с. Плазменная струя плавит и испаряет металл. Параллельно этому струи газа выдувают расплавленный материал из области реза.
Плазменная резка металла подразделяется на плазменно-дуговую (косвенного действия) и плазменно-струйную (прямого действия). Дуговая подходит только для электропроводных металлов и чаще применяется в производстве, источником является переменный ток. Струйная резка используется на металлах, непроводящих ток, и неметаллах. Источником выступает постоянный ток.
В качестве плазмообразующих сред применяют аргон, азот, кислород, воздух с водой (вода частично превращается в пар, а частично диссоциирует на водород и кислород). Лучшие преобразователи энергии дуги в тепло — газы с высокой теплопроводностью. Выбор газа определяется исходя из типа и толщины разрезаемого металла, а также используемой аппаратуры.
Аппарат плазменной резки состоит из источника питания (трансформаторный или инверторный), компрессора для подачи сжатого воздуха и плазмотрона, который объединяет в себе электрод и сопло.
Какие материалы поддаются плазменной обработке
Плазменной резке подвергаются как черные, так и цветные металлы: конструкционные стали всех марок, коррозионно-стойкие стали, чугун, алюминий, медь, латунь, титановые сплавы. Толщина разрезаемого листа не должна превышать 150 мм, для некоторых металлов этот показатель еще ниже и зависит от плазмообразующей среды — например, алюминий может быть раскроен при толщине до 7 см, а аргоно-водородом — толщиной до 10 см. Ширина реза при плазменном раскрое составляет 0,8–1,5 мм.
Способом плазменно-струйной резки раскраивают неметаллы: пластмассу, органическое стекло, текстиль, пенопласт, фанеру, резину. Однако в целом на неметаллах плазма применяется редко.
Преимущество плазменного раскроя перед лазерной резкой
Главная причина, почему стоит выбрать плазму: плазменная резка ЧПУ подходит для раскроя металлов большей толщины, чем при лазерной резке. Лазер не применяется на металлических листах толщиной свыше 40 мм. И даже при толщине металла более 20 мм лазерная резка будет слишком затратной в ресурсном плане, а цена на такую резку выйдет неоправданно высокой. Одновременно с этим станок плазменной резки раскраивает металлы толщиной до 150 мм. Также при раскрое материала уже от 6 мм плазменная резка в СПб оказывается быстрее лазерной в три раза.
