Плазменная резка металла

По мере усовершенствования электроники и вычислительной техники появилась возможность изготовления нового поколения станков с расширенными техническими возможностями, увеличенной производительностью и улучшенными характеристиками качества обработки. Плазменной резкой можно обрабатывать детали с самыми сложными криволинейными контурами, наша компания гарантирует выполнение как разовых, так и оптовых заказов. При необходимости ответственные сотрудники предприятия окажут помощь в выборе оптимального контура и схемы раскроя, что позволяет добиваться заметной экономии дорогостоящих заготовок из легированных и цветных металлов.

Плазменная резка станком с ЧПУ – принцип работы оборудования

В таких станках управление технологическими процессами резки и сварки металлов выполняется специальной программой, данные для анализа и принятия самостоятельного решения поступают со специальных технических средства контроля и управления. ЧПУ – комплекс функционально взаимосвязанных программ и специальных технических средств обеспечения, связанных между собой в единый комплекс. Основа – устройство программного управления, которое по мере изменения задания выдает сигналы на исполнительные органы станка для выполнения тех или иных действий, при этом непрерывно производится контроль технологических режимов. На видео представлена принципиальная схема взаимодействия различных систем.

После анализа полученных данных от измерительных систем и приборов технического диагностирования система ЧПУ подает сигналы на:

• главный привод движения, осуществляет перемещение комплекса оборудования по поверхности обрабатываемой заготовки;
• управление приводами подач, осуществляется подача резака со смещением в зависимости от контура вырезаемой детали;
• управление вспомогательными агрегатами и механизмами.

Что такое плазменная резка

Плазменная резка – особый вид обработки металлов и неметаллов, при котором в качестве режущего инструмента применена направленная плазменная струя. Струя работает между электродом и металлом или электродом и сварочным стержнем (при резке неметаллов). В сопло (плазмотрон) подается под большим давлением газ, под воздействием высоких температур он превращается в плазму с температурой в диапазоне +5000–30000°С. Скорость выхода газов из плазмотрона составляет 500–1500 м/с, резка плазмой металлического листа может выполняться при его толщине до 200 мм.

Первое зажигание дуги выполняется высоковольтным краткосрочным импульсом внутри плазмотрона или коротким замыканием катода и анода. Плазмотроны охлаждаются воздушными потоками или жидкостью в зависимости от особенностей станка. Плазморез может использовать активные (воздух, кислород) или неактивные (водород, аргон, азот, водяной пар) газы. Активные газы применяются для резания черных металлов, неактивные используются во время резания цветных сплавов.

Преимущества обработки деталей плазменной резкой

1. Возможность обрабатывать любые металлы, в том числе высоколегированные или цветные, режутся и диэлектрики. Плазменная резка обеспечивает скорость резания намного выше, чем при других методах.
2. Нет ограничений по геометрии контура, изготавливаются декоративные элементы со сложными художественными узорами и кривыми линиями, возможна резка отверстий.
3. Место среза не требует финишной чистовой обработки – значительно сокращаются потери времени и материальных средств на изготовление различных элементов.
4. Изменяется угол резания в зависимости от особенностей деталей, станок регулирует угол наклона сопла.
5. Исключаются явления короблений, прогревается только место самого среза. Близлежащий слой материала не изменяет своих первоначальных свойств.
6. Высокая безопасность технологического процесса, минимальное количество вредных испарений. Плазменная резка не требует обязательного монтажа вентиляции рабочего места.

Тепловая мощность плазмы рассчитывается по формуле qp =Vp-F-e-c-[(T_пл.+Т₀)+q] -4.19, где:

qp – эффективная тепловая мощность плазменной струи;

Vр – скорость резки поверхности листа (см/с);

F – общая площадь сечения зоны выплавляемого металла (см²);

Т_пл – температура плавления материала (°С);

γ – плотность разрезаемого металла (г/см3);

с – теплоемкость разрезаемого металла, Дж/(г×°С);

T₀ – начальная температура металла до начала резки (°С);

q – скрытая теплота плавления материала (°С).

Повышение качества обработки материала плазменной резкой осуществляется за счет индивидуального выбора режимов резания и химического состава плазмы.

1. Алюминий и его сплавы. При толщине листа до 20 мм используется азот, при толщине листов до 100 мм рекомендуется применять азотно-водородную смесь (до 65% азота и до 35% водорода), при толщине более 100 мм в состав плазмы входит до 50% водорода и до 50% аргона.
2. Медь. При толщине листа до 15 мм применяется азот, при толщине до 40 мм воздух, при толщине более 40 мм применяется аргоно-водородная смесь.
3. Латунь. По всем параметрам смесь идентична используемой для резки меди.
4. Легированные и углеродистые стали. При резке листа толщиной до 20 мм применяется азот, при толщине более 20 мм применяется азотно-водородная смесь в равных пропорциях.

При изменении химического состава плазмообразующей среды удается:

1. Настраивать физические характеристики теплового потока в зоне резания, регулировать параметры силы тока. Это дает возможность в широких пределах изменять значения плазмы и влиять на процесс резания.
2. Контролировать химические реакции, проходящие в зоне резания, не допускать ухудшения физических показателей прочности. Нержавеющие стали полностью сохраняют свои свойства, легирующие добавки остаются в исходных концентрациях.
3. Предупреждать явления наплывов снизу срезов, поддерживать оптимальные условия выноса с места резания расплавленных материалов, минимизируются дефекты отверстий.

От характеристик плазмы зависят конструкции плазмотронов, варианты крепления и материал катодов, циклограмма управления процессом резания и технические характеристики источников питания.

Алгоритм настройки аппарата

Перед выполнением заказа специалисты нашей компании разрабатывают технологическую схему обработки плазменной резкой. При этом учитываются рекомендации производителей аппаратуры и выполняются опытные срезы для подбора наиболее оптимальных режимов. Резка металла плазмой вначале проверяется на максимально допустимых для данных материалов показателях, в зависимости от полученных результатов подбираются оптимальные значения параметров. При несоблюдении режимов резания не только значительно уменьшается производительность, но и ухудшается обработка срезов. Это негативно влияет на качество выполнение заказа, предварительная настройка исключает вероятность появления таких проблем. Строжка выполняется при угле наклона плазмотрона до 40°. Если заказчику требуется делать глубокую строжку, то такая плазменная резка металла выполнятся в несколько заходов. За счет этого улучшается качество обработки детали. Сельское хозяйство требует индивидуальной настройки на каждый заказ.

Плазменная сварка

Плазменная сварка может выполняться по двум различным технологиям: плазменной дугой и плазменной струей. В первом случае дуга работает между свариваемыми изделиями и неплавящимся электродом станка, во втором случае сварка производится плазменной струей между электродом и соплом (плазмотроном). В зависимости от толщины свариваемого металла процесс может протекать в трех режимах.

Режим микроплазменной сварки
Самая распространенная плазменная сварка, сила тока Iсв = 0,1–25А. Толщина свариваемых деталей до 1,5 мм, диаметр дуги сварки не превышает 2 мм. Небольшой диаметр дуги дает возможность прогревать ограниченную площадь материала, соседние участки не повреждаются, изменение кристаллической структуры не происходит. Основной газ аргон, с учетом характеристик свариваемых металлов могут применяться добавки. Станок может выполнять сварку в режиме непрерывной или импульсной полярности, разнополярными импульсами и непрерывной обратной полярности.

Режим плазменной сварки на средних токах

Во время процесса сила тока Iсв = 50–150А, по физическим параметрам плазменная сварка напоминает аргоновую, но за счет увеличения мощности и уменьшения площади нагрева свариваемых поверхностей повышается качество шва и производительность установки. Кроме того, снижается себестоимость выполненных работ. Сварка может осуществляться как с применением присадочной проволоки, так и без нее.

Режим плазменной сварки на больших токах

Плазменная сварка производится на токах Iсв > 150А, по эффективности эквивалентна обычной сварке при токах более 300А. Процесс сопровождается полным плавлением с образованием сквозного отверстия с последующим слиянием расплавленного металла. Принципы работы дает возможность применять для сваривания толстостенных деталей. С обратной стороны расплавленный металл удерживается за счет воздействия сил поверхностного натяжения. Используется при сваривании легированных сталей различных марок, алюминиевых сплавов, меди, титана и иных тугоплавких материалов. Плазменная сварка требует обязательного соблюдения установленных режимов, в противном случае возможно нарушение работоспособности плазмотрона.

Технические характеристики используемого оборудования

Компания имеет самую современную модель аппарата плазменной резки TRITON CUT 100 PN. Агрегат имеет наибольшую мощность в серии, в качестве рабочего тела использован воздух. За счет использования инновационных разработок установка одновременно повышает качество и производительность, при этом понижена себестоимость производства работ.

Наличие специального электрода позволяет производить розжиг дуги перед плазменной резкой непосредственно внутри горелки – исключаются наводки на оборудование, приводящие к сбоям работы системы управления ЧПУ. Электронная система постоянного слежения за высотой резака (ТНС) позволяет автоматически изменять параметры в зависимости от колебаний толщины металла. Инверторный аппарат специально спроектирован для работы с ЧПУ – технология повышает стабильность производственных процессов при обработке листовых металлов толщиной 1–50 мм.

Технология разработана компанией Siemens, силовые модули IGBT собраны по алгоритму Soft Switch. За счет такого подхода минимизируется смещение фаз при коммутации транзисторов, существенно понижаются непродуктивные тепловые потери на услуги плазменной резки, экономятся расходники. Уменьшается вероятность нестандартных скачков тока, гарантируется стабильность цикла, плазменная резка металла имеет КПД 88%. Место среза идеально ровное (см. Видео), уменьшается время на завершающую обработку кромок, исключаются негативные последствия деформации, стальные конструкции полностью сохраняют заданные геометрические размеры и формы деталей. Для повышения точности обработки используются два режима:

1. Режим 2Т. Воздушно-плазменная резка осуществляется только при нажатой кнопке на плазменном резаке.
2. Режим 4Т. Используется на станках с числовым управлением, используется для резания больших объемов, возможна резка отверстий.

Для эффективного охлаждения горелки после завершения процесса резания используется функция POST GAS, подача газа после гашения дуги продолжается до полного охлаждения сопла, обеспечивается эффективная вентиляция. За счет этого увеличивается ресурс расходных материалов. Расходные материалы оказывают прямое влияние на стоимость резания, чем меньше их требуется, тем дешевле услуги. Производительность инвертора при показателях тока 100 А достигает не менее 60% – один из самых высоких показателей среди всех аппаратов похожих серий. Благодаря такому значению аппарат может использоваться в производстве с высокой интенсивностью, инверторная характеристика позволяет достигать таких результатов. Для защиты устройства от перегревов и сверхвысоких токов короткого замыкания установлена самая современная арматура – повышается надежность и длительность использования оборудования, гарантируется своевременное выполнение заказов, плазменная резка металла может делаться в длительном режиме.

Преимущества нашей компании

Мы предоставляем услуги по резке и сварке различных металлов и сплавов. После получения технического задания специалисты компании:

1. Анализируют технологическую сложность заказа. На основании информации разрабатываются оптимальные схемы его выполнения, подбираются расходные материалы.
2. Составляют программы рабочего процесса. Одновременно рассчитывается оптимальная карта раскроя заготовок, за счет чего значительно уменьшаются непродуктивные потери дорогостоящих материалов и недостатки обработки.
3. Составляют график выполнения заказа. Во время составления графика принимается во внимание загруженность оборудования и сотрудников, очередность выполнение заказов и их количество.
4. Рассчитывают стоимость работ плазменной резкой. Расчеты в обязательном порядке согласуются с заказчиком. Высокий профессионализм сотрудников компании позволяет им давать советы по уменьшению себестоимости выполнения заказа при одновременном сохранении надлежащего качества, плазменная сварка и резка металлов происходят в заданных параметрах.

Оптовые и постоянные клиенты могут пользоваться эффективной системой лояльности, им предоставляются скидки и бонусы на услуги плазменной резки, новая цена позволяет достигать существенной экономии. Связывайтесь с ответственными представителями компании и получайте более подробные технические и экономические консультации.

Нижний Новгород – расположение главного офиса компании, мы предоставляем услуги в таких городах как: Бор, Городец, Балахна, Лукино, Большое Козино, а также Йошкар-Ола, Югра, Арзамас.