Плазмово-дугове різання полягає в проплавленні металу плазмовою дугою по лінії різу і видалення розплавленого металу струменем плазми, що утворюється в дузі.
Плазмово-дугове різання виконують плазмовою дугою і плазмовим струменем. При різанні плазмової дугою метал виплавляється з порожнини різу спрямованим потоком плазми, що збігається з струмоведучих стовпом створює його дуги прямої дії. Цим способом розрізають товсті
листи алюмінію і його сплавів (до 80 - 120 мм), високолеговану сталь і мідні сплави.
Плазмово-дугове різання рекомендується застосовувати для:
вирізання деталей і отворів різної конфігурації, а також деталей, що не вимагають подальшої механічної обробки;
для різання труб профілів; для підготовки крайок під зварювання на заводах монтажних заготовок, базах і монтажних майданчиках, а також безпосередньо на монтажі.
Плазмово-дугове різання на відміну від кисневого дозволяє робити різання різних металів на одному і тому жолоблення з мінімальною деформацією, високою швидкістю і продуктивністю різання.
Плазмово-дугове різання є прогресивним високопродуктивним способом різання металів. Воно здійснюється шляхом глибокого проплавлення металу стислою дугою в зоні різання і видалення частинок розплавленого металу газовим потоком.
Плазмо образуючими газами служать:
чистий аргон вищого гатунку (ГОСТ 10157-73),
технічний азот 1-го сорту (ГОСТ 9293-59),
суміші аргону з технічним воднем, повітря.
Джерелами живлення дуги є однопостові зварювальні перетворювачі ПСО-500 і випрямлячі ВКС-500.
Для забезпечення підвищеної напруги холостого ходу використовують послідовне включення двох-трьох перетворювачів на одну дугу.
Плазмотрон
Це пристрій являє собою електроплазменний різак, завдяки якому розрізається металева деталь. Він вважається головним «механізмом» плазморіза.
Плазмотрон включає:
Робочий електрод;
Робоча сопло;
Ізолюючий елемент, що володіє високою термостійкістю.
Пальник плазморіза
Необхідно попередньо визначитися з матеріалом, який необхідно прорізати і умовами роботи.
На рукояті плазморіза подібного виду є можливість закріпити допоміжні елементи, що підтримують насадку сопла на яку потрібно подолати. Це полегшує процес експлуатування.
Для розрізу тонкого металу слід вибрати установку, в пальник якої надходить кисень, а для товстого виробу - азот.
Принцип роботи.
Принцип плазмового різання металу починається з підключення пристрою, тим самим збираючи всі складові частини в єдину систему. Далі інвертор або трансформатор підключають до мережі змінного струму і металевої деталі.
Основний принцип роботи плазмового різання металу можна описати таким чином:
1. Компресор під тиском подає повітря на пальник плазмотрона.
2. Повітряний потік моментально розігрівається завдяки впливу на нього електричного струму. У міру нагрівання повітряна маса починає пропускати крізь себе електрику, в результаті чого і утворюється плазма. У деяких моделях замість повітря використовують інертні гази.
Плазмово-дугове різання можна застосовувати для різання легованих і вуглецевих сталей, чавуну, кольорових металів і їх сплавів. Найбільш раціонально і економічно застосування її при різанні високолегованих сталей, кольорових металів і їх сплавів.
Плазмово-дугове різання доцільно застосовувати головним чином на машинах, так як високі швидкості різання сильно ускладнюють управління процесом.
Наприклад, сталь товщиною 1 5 мм апаратом потужністю 50 кВт
ріжеться зі швидкістю 20 м /хв, а сталь товщиною 10 мм-зі швидкістю 3 4 м /хв.
Зі збільшенням електричної потужності плазми швидкість різання ще більше зростає. Сучасні плазмотрони мають електричну потужність 150 кВт і більше; товщина розрізаються листів досягає 100 мм.
Плазмово-дугове різання виробляють як вручну, так і механізованим способом за допомогою газорізальних машин, що забезпечують необхідну швидкість переміщення плазмово-дугового різака: від 50 до 4000 мм /хв для легких і від 50 до 10000 мм /хв для важких машин.
Процес плазмово-дугового різання носить точковий характер;
при цьому тепло в основному витрачається на нагрів поверхневих шарів металу, що розрізає.
Крім того, великі капітальні вкладення і витрати електроенергії ускладнюють впровадження цього способу різання для обробки середніх товщин.
Швидкість і точність різання металу плазмою.
Як і при будь-якому іншому вигляді термічної обробки, при плазмовому різанні металу відбувається певне оплавлення металу, що відбивається на якості різу. Існують і інші особливості, які є характерними для цього методу. А саме:
• Конусність - залежно від професіоналізму майстра і продуктивності установки, конусність може становити від 3 ° до 10 °.
• Оплавлення кромки - незалежно від того, які режими різання металу використовуються і від професіоналізму майстра виконує роботи з обробки металу, не вдається уникнути невеликого оплавлення поверхні при самому початку виконання робіт.
• Характеристики різу - якість і швидкість плазмового різання металу залежить від того, які саме операції необхідно виконати. Так розділовий різ з низькою якістю виконується швидше за все, при цьому більшість ручних установок здатні розрізати метал до 64 мм. Для фігурного різання можлива обробка деталей товщиною всього до 40 мм.
Здійснення різання передбачає утримування сопла агрегату до оброблюваної поверхні на дистанцію 4 см і спалах чергової дуги, внаслідок якої буде виникати іонізація газу. Далі в сопло надходить газоподібний повітря, в результаті чого повинен сформуватися електроплазменний потік.
Варто зазначити, що коли електроплазменная струмінь сформована, первісна дуга відключається автоматом. Завдання допоміжної струменя полягає в підтримку іонізації потоку плазмового компонента. Бувають випадки, коли робоча дуга згасає, значить потрібно перекрити доступ газу в сопло і повторити процедуру заново.
Головним принципом в роботі плазмового різання вважається потужність. Вибираючи потужність агрегату необхідно враховувати властивості виробу, з чим доведеться працювати. За цією ознакою будуть відрізнятися габарити сопла і вид газоподібної суміші. Щоб впоратися з виробом з металу 30 мм достатньо вибрати потужність агрегату 50-90А.
Ручне різання металу плазмою проводиться за допомогою досить невеликих пристроїв з плазмової пальником. Вони маневрені, універсальні і можуть бути використані для виконання різних завдань. Їх можливості залежать від сили струму ріжучої системи. Параметри установок ручного різання варіюються від 7-25 А до 30-100 А. У ручних системах в якості плазмообразующего і захисного газу зазвичай використовується технічний повітря. Вони сконструйовані таким чином, щоб їх можна було використовувати з різним входом струма, який може змінюватися від 120 до 600 В, а також використовуватися в одно- або трифазних мережах.
Як правило, ручна система вибирається залежно від товщини матеріалу і бажаної швидкості обробки. Пристрій, який забезпечує високу силу струму, працює швидше. Однак при різанні з великою силою струму стає важче контролювати якість роботи.