Плазменная резка, наряду с лазерной, является одним из востребованных высокотехнологичных способов раскроя листового металла. Обе технологии используют термическое воздействие на металлическую заготовку и отличаются высокой производительностью. Однако принцип нагрева в лазерной и плазменной установках разный, различаются и характеристики получаемого реза. Соответственно, выбор одного из этих методов зависит от параметров заготовки и проектных задач.
Основы технологии плазменной и лазерной резки
Плазменная резка — эффективный способ раскроя металла, характеризующийся высокой мощностью и узконаправленным воздействием на заготовку. Плазма — это ионизированный газ, проводящий электрический ток.
Ионизация газа происходит при температуре 5000-30 000 °С, достигающейся за счет ускорения газового потока в электрическом поле до скорости 1500 м/с. Воздействующая на металл струя плазмы удерживается между двумя электродами или между электродом и обрабатываемой деталью. При движении плазменная струя мгновенно прожигает металл и образует ровный гладкий рез.
В основе лазерной резки также лежит узконаправленное высокотемпературное воздействие, но создается оно сфокусированным световым потоком, высокая энергия которого испаряет металл в точке соприкосновения луча с поверхностью заготовки при температуре до 2500 °С.
Отличительные особенности при резке плазмой и лазером
Сравнить технологические нюансы и качество реза при плазменной и лазерной обработке можно по нескольким параметрам:
- Доступная для раскроя толщина заготовки
Плазменный резак способен раскраивать листы углеродистой стали толщиной до 150 мм, в то время как возможности лазерной резки ограничиваются толщиной 20 мм.
- Обработка термостойких видов металла
Разница в возможности преодолевать большую толщину заготовки ещё заметнее на термостойких сплавах. Так, для лазера доступна толщина обработки нержавеющей стали до 15 мм, алюминия до 12 мм, меди до 5 мм. Плазменным способом возможна резка нержавейки до 150 мм, алюминия до 120 мм, меди до 80 мм.
- Ширина реза
След, оставляемый плазменной дугой, имеет ширину 0,7-1,5 мм. Лазерный луч формирует более узкий рез — 0,1-0,4 мм, обеспечивая большую точность раскроя.
- Минимальный диаметр отверстий
Лазерная технология позволяет получать точечные отверстия диаметром, равным толщине листа, а в импульсном режиме даже втрое меньше. При обработке плазмой минимальный диаметр отверстия составляет 1,5 толщины листа, но не менее 4 мм.
- Конусность
Конусность кромок, или разница ширины реза на верхней и нижней поверхности листа, повышается с увеличением толщины металла. Лазерный луч образует конусность около 0,7° при толщине от 6мм с расширением по нижней поверхности. Конусность при плазменной резке выше, от 3° до 11°, при этом ширина уменьшается от верха к низу.
- Термическое воздействие
При плазменной резке сильный нагрев может вызвать прижоги вдоль кромки — структурные изменения металла, способные спровоцировать растрескивание и выкрашивание. Лазерная резка не формирует такие дефекты.
- Наличие окалины
Окалина, или грат, представляет собой налипшие на кромку реза частицы окислов и расплавленного металла. Обработка плазмой часто образует окалину, что требует дополнительной зачистки кромок. При лазерной резке окалина отсутствует.
- Скорость резки
Плазменный станок работает медленнее лазерного на тонколистовых заготовках. С увеличением толщины скорость лазерной резки снижается.
- Стоимость
В целом себестоимость резки лазерным и плазменным способом сопоставима. Плазменное оборудование стоит меньше, чем лазерная установка, но требует частой замены комплектующих. Резка лазером менее энергозатратна для тонколистового металла до 6мм, с увеличением толщины расход энергии значительно повышается.
Резюмируя сравнение технологий, следует подчеркнуть целесообразность выбора плазменной резки для металла большой толщины свыше 20 мм, где лазер неэффективен. При раскрое тонких металлических листов до 20 мм лазерная резка позволяет получить более тонкий и точный рез с чистой кромкой.
