Instrumenti

Naprava za rezanje s plazmo

Tehnologija rezanja s plazmo se v vsakdanjem življenju izjemno redko uporablja, v industrijski sferi pa je zelo razširjena. Zaradi dejstva, da lahko s pomočjo plazemskega rezalnika enostavno, hitro in učinkovito režete skoraj vsako prevodno kovino, pa tudi druge materiale – kamen in plastiko, se uporablja v strojništvu, ladjedelništvu, javnih službah, oglaševanju , za popravilo opreme in še veliko več. Rez se vedno izkaže za gladek, čeden in lep. Tiste, ki bodo šele obvladali to tehnologijo, bo morda zanimalo razumno vprašanje, kaj je naprava za rezanje s plazmo, kakšno je načelo njenega delovanja, pa tudi kakšne vrste plazemskih rezalnikov in za kaj se uporablja vsak od njih. Vse to bo dalo splošno razumevanje tehnologije rezanja s plazmo, omogočilo vam bo pravo izbiro pri nakupu in obvladovanje delovanja naprave..

Načelo delovanja stroja za plazemsko rezanje

Načelo delovanja stroja za plazemsko rezanje

Kako deluje plazemski rezalnik? In kaj pomeni beseda “plazma”? Za delovanje plazemskega rezalnika sta potrebni le dve stvari – elektrika in zrak. Vir energije dovaja visokofrekvenčne tokove gorilniku (plazmatron), zaradi česar v plazmatronu nastane električni lok, katerega temperatura je 6000 – 8000 ° C. Nato se stisnjen zrak usmeri v plazmatron, ki se z veliko hitrostjo izloči iz odcepne cevi, preide skozi električni oblok, segreje do temperature 20.000 – 30.000 ° C in je ioniziran. Ioniziran zrak izgubi dielektrične lastnosti in postane prevodnik električne energije. Plazma je ravno ta zrak..

Plazma, ki pobegne iz šobe, lokalno segreje obdelovanec, v katerem je treba rezati, kovina se topi. Delce staljene kovine, ki nastanejo na čelni površini reza, odnese tok zraka, ki uhaja z veliko hitrostjo. Tako se reže kovina.

Hitrost pretoka plazme (segret ioniziran zrak) se poveča, če se poveča pretok zraka. Če povečamo premer šobe, skozi katero uhaja plazma, se bo hitrost zmanjšala. Parametri hitrosti plazme so približno naslednji: pri toku 250 A je lahko 800 m / s.

Da bi bil rez enakomeren, je treba plazmatron držati pravokotno na rezalno ravnino, največje dovoljeno odstopanje je 10 – 50 °. Hitrost rezanja je prav tako zelo pomembna. Manjši kot je, širši postane rez in rezane površine postanejo vzporedne. Enako se zgodi, ko se amperaža poveča..

Če povečate porabo zraka, se bo širina rezanja zmanjšala, rezalni robovi pa ne bodo vzporedni..

Naprava za rezanje s plazmo

Naprava za rezanje s plazmo

Stroj za rezanje s plazmo je sestavljen iz napajanje, plazmatron in kabelski cevni paket, preko katerega je priključen napajalnik in kompresor s plazmatronom.

Vir energije za stroj za rezanje s plazmo je lahko transformator ali pretvornik, ki napaja velik tok v plazemsko gorilnik..

Plasmatron, pravzaprav je to glavni element aparata – plazemski rezalnik. Včasih se po pomoti celoten aparat imenuje plazemska svetilka. Morda je to posledica dejstva, da vir energije za plazemski rezalnik na noben način ni edinstven, ampak ga je mogoče uporabiti skupaj z varilnim strojem. In edini element, ki razlikuje plazemski rezalnik od druge naprave, je plazemski gorilnik.

Glavne komponente plazmatrona so med njimi elektroda, šoba in izolator..

Znotraj telesa plazmatrona je valjasta komora majhnega premera, izstopni kanal iz katerega je precej majhen in omogoča nastanek stisnjenega loka. V zadnjem delu ločne komore se nahaja elektroda, ki služi za vzbujanje električnega loka..

Elektrode za zračno plazemsko rezanje je lahko izdelan iz berilija, hafnija, torija ali cirkonija. Na površini teh kovin se tvorijo ognjevzdržni oksidi, ki preprečujejo uničenje elektrode. Toda za nastanek teh oksidov so potrebni določeni pogoji. Najpogostejše so hafnijeve elektrode. Vendar niso narejeni iz berilija in torija, krivi pa so prav oksidi: berilij oksid je izjemno radioaktiven, torij pa je strupen. Vse to lahko zelo negativno vpliva na delo operaterja..

Ker je sprožitev električnega loka med elektrodo in obdelovancem obdelane kovine neposredno težavna, se najprej vžge tako imenovani pilotni lok – med elektrodo in konico plazmatrona. Stolpec tega loka zapolni celoten kanal. Po tem se začne v komoro dovajati stisnjen zrak, ki se pri prehodu skozi električni lok segreje, ionizira in volumen poveča za 50 – 100 -krat. Šoba plazmatrona je zožena navzdol in tvori plazemski tok iz segretega ioniziranega plina / zraka, ki se iz šobe izloči s hitrostjo 2 – 3 km / s. V tem primeru lahko plazemska temperatura doseže 25-30 tisoč ° C. V takšnih pogojih električna prevodnost plazme postane približno enaka prevodnosti kovine..

Iz šobe plazemske gorilnice izpiha plazma

Ko plazma izpiha iz šobe in se z gorilnikom dotakne obdelovanca, nastane rezalni plazemski lok – delovni, pilotski lok pa ugasne. Če je iz nekega razloga nenadoma ugasnil tudi delovni lok, je treba ustaviti dovod zraka, ponovno vklopiti plazemsko gorilnico in oblikovati pilotski lok ter nato zagnati stisnjen zrak.

Nastavek za plazmatron imajo lahko različne velikosti in od tega so odvisne zmogljivosti celotnega plazmatrona in tehnologija dela z njim. Na primer, količina zraka, ki lahko preide skozi ta premer na enoto časa, je odvisna od premera šobe plazemske gorilnice. Širina rezanja, hitrost delovanja in hitrost hlajenja plazemske gorilnice so odvisni od količine porabe zraka. Plazemski rezalniki uporabljajo šobe s premerom največ 3 mm, ampak precej dolge – 9 – 12 mm. Dolžina šobe vpliva na kakovost reza, daljša je šoba, boljši je rez. Toda tukaj morate biti previdni, ukrepi so povsod pomembni, saj se prevelika šoba hitreje obrabi in zruši. Za optimalno dolžino velja 1,5 – 1,8 -kratni premer šobe.

Nujno je, da je katodno mesto strogo osredotočeno na sredino katode (elektrode). Za to se uporablja vrtinčni dovod stisnjenega zraka / plina. Če je vrtinčni (tangencialni) dovod zraka moten, se bo katodna točka skupaj z lokom premaknila glede na sredino katode. Vse to lahko privede do nestabilnega gorenja plazemskega loka, nastanka dvojnega loka in celo do okvare plazemske gorilnice..

Uporablja se postopek rezanja s plazmo tvori plazmo in zaščitni plini. Naprave za plazma rezanje z jakostjo do 200 A (lahko režete kovino do 50 mm debeline) uporabljajo samo zrak. V tem primeru je zrak plin, ki tvori plazmo in je zaščitni ter hladilni. V kompleksnih industrijskih mostovih se uporabljajo drugi plini – dušik, argon, vodik, helij, kisik in njihove zmesi.

Šoba in elektroda v stroju za rezanje s plazmo sta potrošni material, ki ju je treba pravočasno zamenjati, ne da bi čakali na njihovo popolno obrabo..

V bistvu je običajno kupiti plazemske rezalnike že pripravljene, glavna stvar je, da pravilno izberete pravo enoto, potem vam ne bo treba “končati z datoteko”. Čeprav v naši državi obstajajo “Kulibini”, ki lahko izdelujejo stroj za rezanje s plazmo z lastnimi rokami, pri čemer kupujejo nekatere dele ločeno.

Sorte strojev za rezanje s plazmo

Rezalnike za plazmo odlikuje več različnih parametrov. Naprave za rezanje s plazmo so lahko prenosne naprave, portalni sistemi, zgibni konzolni stroji, specializirane konstrukcije in naprave s koordinatnim pogonom. Še posebej so izpostavljeni CNC (računalniško numerično krmiljenje) stroji za plazemsko rezanje, ki zmanjšujejo človekov poseg v postopek rezanja. Toda poleg teh obstajajo še druge stopnje..

Naprave za ročno in strojno rezanje

Ročni stroj za rezanje s plazmo

Ročni stroj za rezanje s plazmo Uporablja se za ročno rezanje kovine, ko plazemski gorilnik drži človeški operater in ga vodi vzdolž rezalne črte. Ker je plazmatron vedno obešen nad obdelovancem, ki se obdeluje, lahko človeška roka rahlo zadrhti tudi med normalnim dihanjem, vse to vpliva na kakovost reza. Lahko ima povešene, neenakomerne reze, sledi trzanja itd. Da bi olajšali delo upravljavca, so na šobo plazemske gorilnice nameščene posebne zapore. Z njim lahko plazemski gorilnik postavite neposredno na obdelovanec in ga previdno vodite. Vrzel med šobo in obdelovancem bo vedno enaka in bo ustrezala zahtevam.

Stroji za rezanje plazme

Naprave za strojno rezanje so portalni plazemski rezalniki in naprave za avtomatsko rezanje delov in cevi. Takšne naprave se uporabljajo v proizvodnji. Kakovost reza s takšnim plazemskim rezalnikom je idealna; dodatna obdelava robov ni potrebna. Programski nadzor pa vam omogoča, da v skladu z risbo naredite reze različnih oblik brez strahu, da boste v napačnem trenutku potegnili roko. Rez je natančen in gladek. Za take stroje za rezanje s plazmo je cena za red višja kot za ročne stroje.

Stroji za plazemsko rezanje transformatorjev in inverterjev

Obstajajo transformatorski in inverterski plazemski rezalniki.

Plazemski rezalniki transformatorjev

Plazemski rezalniki transformatorjev težji od inverterskih in večjih velikosti, vendar so bolj zanesljivi, saj v primeru napetostnih sunkov ne odpovejo. Čas delovanja takšnih naprav je daljši od časa pretvornikov in lahko doseže 100%. Ta parameter, kot je trajanje vključitve, neposredno vpliva na posebnosti dela z napravo. Na primer, če je obratovalni cikel 40%, to pomeni, da lahko gorilnik deluje 4 minute brez prekinitve, nato pa potrebuje 6 minut počitka, da se ohladi. Delovni cikel 100% se uporablja v proizvodnji, kjer delo aparata traja cel delovni dan. Pomanjkljivost transformatorskega plazemskega rezalnika je velika poraba energije.

Plazemske rezalnike transformatorjev lahko uporabite za rezanje debelejših obdelovancev. Za podoben stroj za rezanje z zračno plazmo je cena višja kot za pretvornik. Ja, in to je škatla na kolesih.

Inverterski stroji za rezanje s plazmo

Inverterski stroji za rezanje s plazmo se pogosteje uporabljajo v vsakdanjem življenju in v majhnih industrijah. So veliko bolj ekonomični pri porabi energije, imajo manjšo težo in dimenzije ter najpogosteje predstavljajo ročne aparate. Prednost inverterskega plazemskega rezalnika je stabilno gorenje obloka, učinkovitost pa je 30% večja, kompaktnost in sposobnost dela na težko dostopnih mestih.

Stroj za zračno plazemsko rezanje in vodno plazma rezanje

Omeniti velja, da ne obstajajo le stroji za rezanje z zračno plazmo, katerih načelo delovanja in naprava sta bila opisana zgoraj, ampak tudi stroji za rezanje z vodno plazmo.

Če v zračni plazemski rezalniki zrak deluje kot plazma tvorba in kot zaščitni ter kot hladilni plin, nato pa notri rezalniki z vodno plazmo voda deluje kot hladilnik, vodna para tvorilca plazme.

Vodno hlajenje plazma gorilnika

Prednosti rezanja z zračno plazmo so nizka cena in majhna teža, pomanjkljivost pa je, da je debelina rezanega obdelovanca omejena, pogosto ne več kot 80 mm.

Moč vodno-plazemskih rezalnikov vam omogoča rezanje debelih obdelovancev, vendar je njihova cena nekoliko višja.

Načelo delovanja rezalnega stroja z vodno plazmo je, da namesto stisnjenega zraka uporablja vodno paro. To omogoča opustitev uporabe kompresorja za jeklenke z zrakom ali plinom. Vodna para je bolj viskozna kot zrak, zato je potrebno veliko manj, zaloga v pločevinki zadostuje za približno mesec ali dva. Ko v plazemski gorilnik teče električni lok, se vanj dovaja voda, ki izhlapi. Hkrati delovna tekočina dvigne katodo negativnega pola od katode pozitivnega pola šobe. Posledično se vname električni lok, hlapi se ionizirajo. Še preden se plazemski gorilnik približa obdelovancu, ki se obdeluje, se vžge plazemski lok, ki opravi rezanje. Presenetljiv predstavnik te kategorije plazemskih rezalnikov je aparat Gorynych, cena takšnega aparata za plazma rezanje je okoli 800 USD..

Kontaktni in brezkontaktni stroji za rezanje plazme

Odvisno od tega, ali je material za rezanje vključen v električni krog plazemskega rezanja ali ne, je vrsta rezanja odvisna – kontaktna in brezkontaktna.

Kontaktni in brezkontaktni stroji za rezanje plazme

Kontaktno plazemsko rezanje ali rezanje s plazemskim oblokom izgleda tako: lok gori med elektrodo plamenske gorilnice in obdelovancem. Temu pravimo tudi neposredni lok. Obločni stolpec je poravnan s plazemskim curkom, ki z veliko hitrostjo uhaja iz šobe. Zrak, ki piha skozi šobo plazemske gorilnice, stisne lok in mu daje prodorne lastnosti. Zaradi visoke temperature zraka 30.000 ° C se hitrost njegovega odtoka poveča in plazma močno mehansko vpliva na pihano kovino.

Kontaktno rezanje se uporablja pri delu s kovinami, ki lahko prevajajo elektriko. To je izdelava delov z ravnimi in ukrivljenimi obrisi, rezanje cevi, trakov in palic, izdelava lukenj v obdelovancih in še veliko več..

Brezkontaktno plazemsko rezanje ali rezanje s plazemskim curkom izgleda takole: med elektrodo in oblikovalno konico plazemske gorilnice gori električni lok, del plazemskega stebra se iz plazemske gorilnice izvede skozi šobo in predstavlja hitri plazemski curek . Ta curek je rezalni element..

Brezkontaktno rezanje se uporablja pri delu z neprevodnimi materiali (nekovine), kot je kamen.

Delo s strojem za rezanje s plazmo in tehnologijo rezanja z zračno plazmo je cela umetnost, ki zahteva znanje, potrpljenje in upoštevanje vseh pravil in priporočil. Poznavanje in razumevanje naprave za rezanje plazme pomagata pri učinkovitem in natančnem opravljanju del, saj upravljavec razume, kateri procesi se v določenem času zgodijo v plazemski gorilnici in zunaj nje ter jih lahko nadzoruje. Prav tako je pomembno upoštevati vse varnostne ukrepe in varnostne ukrepe, na primer delo z rezalnikom plazme je potrebno v varilni obleki, v ščitu, rokavicah, v zaprtih čevljih in tesnih hlačah iz naravnega blaga. Nekateri oksidi, ki se sproščajo pri rezanju kovin, lahko povzročijo nepopravljivo škodo na človeških pljučih, zato je treba delati v zaščitni maski ali vsaj zagotoviti dobro prezračevanje v delovnem območju..