Плазмове різання — вид плазмової обробки металів, при якому як різальний інструмент використовується струмінь плазми. Плазмове різання використовуються в ручних різаках та у складі координатних верстатів, в тому числі — з числовим програмним керуванням.
Принцип дії апаратів плазмового різання полягає в проплавлені матеріалу за рахунок теплоти, що генерується стислою плазмовою дугою, з подальшим інтенсивним видаленням розплаву плазмовим струменем.
Газ нагріваємо приблизно до 10000 ° С, створюємо тиск і іонізацію – отримуємо плазму. Далі переходимо до визначення плазмової різки.
Плазмове різання – це один із способів розкрою металу, при якому в якості ріжучого інструменту виступає струмінь плазми.
Низьковуглецева сталь найбільш підходить для плазмового розкрою. Саме на неї орієнтуються всі виробники джерел плазми створюючи карти різання і табличні значення струму і швидкості розкрою для різних товщин сталі.
Високовуглецева сталь (в тому числі оцинкована сталь) так само піддається плазмової різки, але тут для отримання якісного реза потрібна буде тонка настройка обладнання і експерименти з режимами розкрою.
Леговані сталі так само можна різати плазмою (найбільш відома — нержавіюча сталь). Оскільки леговані сталі використовуються в промисловості набагато рідше.
Між електродом і соплом апарату або між електродом і металом, що підлягає різанню, запалюється електрична дуга. У сопло подається газ під тиском в кілька атмосфер, перетворюваний електричною дугою в струмінь плазми з температурою від 5000 до 30000 градусів і швидкістю від 500 до 1500 м/с. Товщина металу може сягати 200 мм (економічно доцільна: 50 — для сталі, 90 — для чавуна, 100—120 — для кольорових металів). Первісне запалювання дуги здійснюється високовольтним електричним імпульсом або коротким замиканням між форсункою і матеріалом. Форсунки охолоджуються потоком газу або рідиною. Форсунки з рідинним охолодженням використовуються в установках великої потужності і дають кращу якість обробки.
Гази, що використовувані для отримання плазмового струменя, поділяються на активні (кисень, повітря) і неактивні (азот, аргон, водень, водяна пара). Повітря в основному використовуються чорнового різання чорних металів, кисень — для чистового різання конструкційної сталі; азот та інші неактивні — для різання нержавіючої сталі та кольорових металів.
Принцип дії. Принцип дії апаратів плазмового різання полягає в проплавлені матеріалу за рахунок теплоти, що генерується стислою плазмовою дугою, з подальшим інтенсивним видаленням розплаву плазмовим струменем.
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.
3. Різка плазмою, якщо розглянути її більш детально здійснюється методом швидкого вузькоспрямованого нагрівання поверхні до необхідної температури з наступним видуванням розплавленого металу.
4. При виконанні робіт неминуче утворюються відходи від плазмового різання. Відходи включають висікання або залишки листа після висічені необхідних деталей, а також окалини або залишок розплавленого металу.
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
Від складу плазмоутворюючого середовища в більшості випадків залежить:
1. установка покажчика теплового потоку в зоні, де обробляється метал, а також щільності струму, який міститься всередині;
2. обсяг енергії тепла в широкому межі;
3. регулювання показника поверхневого напруги, хімічного складу і в’язки матеріалу, який необхідно розрізати;
4. контроль глибини шару, який насичений азотом;
5. характеристика хімічних і фізичних процесів роботи в зоні, де відбувається обробка;
6. захист від патьоків, які досить часто виникають на металі та інших сплавах;
7. встановлення хороших умов для виносу з порожнини розпеченого металу.
Більш того, робота деяких технічні параметри предметів, необхідних для різання безпосередньо залежить від умов середовища, в яких відбувається робота.