|
Принципы плазменной резки металлов
Обычный человек, видя красивые резные металлические изделия, вряд ли задумывается, как это сделано. Вот красивые ворота, или флюгер, или уличный фонарь — всё это вырезано из металла.
Резка металла применяется и в промышленности для изготовления крепежа, деталей автомобилей, строительных узлов. При демонтаже старых конструкций часто тоже возникает необходимость их разрезать для дальнейшей утилизации.
И гильотина, и плазменный нож
Если старые мастера грубо отрубали куски металла для дальнейшей обработки, то современные профессионалы почти с ювелирной точностью вырезают необходимые детали. Такие заготовки требуют минимальной обработки, потому что их форма и размеры приближены к требуемым стандартам. Какие же инструменты есть у современных «левшей»? Это приспособления, использующие или механическое, или тепловое воздействие на металл. Вот основные виды резки металла:
- рубка специальным ножом-гильотиной;
- ленточнопильная;
- плазменная;
- лазерная;
- газокислородная;
- гидроабразивная.
Плазменная резка — скорость и точность
Остановимся на особенностях и преимуществах плазменной резки металлов. Плазма — это ионизированный газ температуры 15000—20000°C, проводящий электрический ток. Она образуется в канале сжатой электрической дуги, возникающей между катодом резака и анодом-заготовкой. Такой температурный режим обеспечивает высокую скорость резки токопроводящих металлов. Линии разреза получаются максимально параллельными, ширина примерно 2.5 мм, а это обеспечивает точность кроя заготовок. На резаных кромках практически не образуется наплывов. Маленькая площадь теплового воздействия обеспечивает минимальную деформацию получаемых деталей.
Плазменная дуга — и в воздухе, и в воде
Следующий шаг в усовершенствовании плазменной резки — использование дополнительной среды. В её качестве часто используются кислород и азот. Эти химические элементы, применяемые в качестве режущих газов в плазменной дуге, уменьшают её длину, что повышает качество резки. Но свойства кислорода и азота различны, поэтому и эффект от их использования отличается:
- кислород даёт ровные, без заусенцев, кромки, не содержащие излишнего азота;
- при использовании азота для резки металла применяется меньшая сила тока, уменьшается износ электродов. Но в кромках разреза накапливается больше азота, который затрудняет дальнейшую обработку;
- основное достоинство воздуха, также применяемого в качестве дополнительной среды, дешевизна;
- газовые смеси применяются для резки цветных металлов.
Плазменная резка возможна не только в воздухе, но и в воде, а также с использованием воды в качестве дополнительной среды. Пар, образующийся при впрыскивании воды, ограничивает режущую дугу и улучшает параметры резки.
Плазменную дугу можно ограничить и специальными резаками, которые с помощью нагнетания газа при вращении повышают эффективность работы.
Разные металлы — разные виды резки
Плазмой режут и черные, и цветные металлы. В зависимости от толщины и вида металла применяются различные виды резки.
При работе с алюминием и его сплавами применяются такие смеси:
- при толщине 5-20 мм — азот;
- при толщине 20-100 мм — азотно-водородная смесь;
- при толщине более 100 мм — аргонно-водородная смесь.
Медь и латунь режут более мощной дугой и такими смесями:
- до 15 мм — азот;
- 15-40 мм — сжатый воздух;
- свыше 40 мм — аргонно-водородная смесь.
Сталь, в зависимости от процента углерода в её составе и толщины заготовки, обрабатывают либо азотом, либо азотно-водородной смесью, либо кислородом и азотно-кислородной смесями.
Преимущества и недостатки
Плазменная резка выигрывает по сравнению с лазерной и гидроабразивной в экономичности, газокислородной — в качестве кромок, с ленточнопильной — в возможности фигурной резки даже малых радиусов.
К некоторым недостаткам отнесём повышенный уровень шума при сухой резке, ультрафиолетовое излучение, риск коррозии при подводных работах.
Плазменная резка широко применяется в различных отраслях, а её технология постоянно совершенствуется с учётом последних мировых разработок.
|
