Что можно сделать плазморезом

Что можно делать плазморезом с ЧПУ в домашних условиях

Плазменная резка в течение последних нескольких лет стала активно использоваться как на крупном производстве, так и в небольших частных мастерских. Плазменный резак обеспечивает точную и качественную резку, которая выполняется относительно быстро и при низких затратах. Благодаря этим качествам плазморез с ЧПУ может стать хорошим вложением для развития собственного бизнеса.

Плазменная резка и ее преимущества

Плазменная резка – процесс резки электропроводящих материалов с использованием плазменной электрической дуги при температуре до +30 000 °C.

Первое преимущество использования плазменного резака – нет необходимости подготавливать устройство к началу работы, например, нагревать горелку или материал, который необходимо разрезать. Плазменный резак сразу готов к использованию и обеспечивает высокую эффективность, достигая очень высоких скоростей обработки материала. Например, производительность плазменного резака с ЧПУ в сравнении с кислородно-газовым методом выше почти в семь раз, что кардинально влияет на эффективность работы.

Резак может использоваться для резки различных материалов и особенно металлов различной толщины. Стандартный диапазон толщины составляет от 0,5 мм до 160 мм. Плазменный резак характеризуется, прежде всего, высокой точностью резки и способностью обработки материала вертикально и под углом. Резак минимально влияет на структуру разрезаемого материала, что обусловлено чрезвычайно узкой зоной резания и низким нагревом. Устройство очень быстро пробивает материал, гарантируя небольшой разрыв и минимальную потерю материала, а края и поверхность остаются гладкими и без лишних дефектов.

Что можно вырезать плазморезом для дома

Развитие технологии плазменной резки и специализированного оборудования позволило расширить область применения плазменной резки. Первоначально технология использовалась главным образом для резки таких материалов как черная и нержавеющая сталь, алюминий, но со временем стала применяться и для более твердых металлов – легированной стали и титана. Используя плазморез в собственном небольшом бизнесе, можно изготавливать:

Элементы декоративных или нагруженных металлоконструкций (например: врата, заборы, балконы).

Технология плазменной резки под управлением ЧПУ на компьютере имеет широкий спектр применения и дает возможность изготавливать самые разные изделия, в частности высокоточную продукцию.

Плазморезный станок с ЧПУ для домашнего бизнеса

Покупка плазменного резака для молодой компании станет хорошим вложением с высокой перспективой прибыли. Стоимость плазморезных станков с ЧПУ начинается от 600$. Но их технические характеристики весьма скромные. Например, максимальная толщина обрабатываемого металлического листа. Поэтому возьмем в расчеты бизнес-плана среднюю стоимость комплекта производственного оборудования около 2000$ без учета расходов на расходные материалы. Приблизительный расчет:

• начальные вложения (плазморез + ежемесячные расходы) – 3000 USD;
• ежемесячный доход – 1000-1300 USD;
• срок окупаемости – 5-7 месяцев.

Этот расчет приведен для станка в стандартной комплектации с его эксплуатацией в рамках восьмичасового рабочего дня. Усредненный расчет по пунктам без учета стоимости самого оборудования:

• зарплата оператора плазмореза с ЧПУ – 15 USD в день;
• аренда помещения под оборудование (минимум 40 кв. м.) – 140 USD в месяц;
• затраты на электроэнергию: источник плазмы (9 кВт/час), компрессор (3 кВт/час), станок (4 кВт/час) и прочее (5 кВт/час) – 21 кВт/час * 0,7 (КПД) * 0,06 USD/кВт * 8 ч = 7 USD в день.
• расходные материалы (сопла, электроды и пр.) – 40 USD в месяц.

Итоговая сумма затрат при полной загрузке производства изделий из листового металла составит примерно 28 USD в день.

В идеальных производственных условиях при максимальной загрузке за 8 часов рабочей смены плазморез способен приносить прибыль от 500 USD до 1100 USD, но, учитывая вынужденное время простоя на замену расходников, смену листов и обслуживание станка, из этой суммы можно вычесть 30 %, а также ежедневные 28 USD.

Итоговый месячный доход при расчете на 20 рабочих дней составит от 9 500 USD до 15 000 USD. Но это размер дохода для идеальных условий. В начале развития бизнеса услуги по плазменной резке будут приносить в несколько раз меньше – около 2 500 USD.

Выбор плазмореза с ЧПУ для домашнего производства

Каким критериям стоит уделять наибольшее внимание при выборе перед покупкой недорогого плазмореза для домашнего производства изделий из листового металла? Перед принятием решения о покупке необходимо:

1. Указать производителю тип и толщину металла, который будет способен резать инструмент.
2. Узнать можно ли работать плазморезом на морозе (для большинства моделей при морозе необходимо аппарат и компрессор помещать в теплое помещение).
3. Определить тип резки – плазменно-дуговая или резка плазменной струей:

Также важные технические параметры и характеристики устройства:

Скорость резки плазмотрона под управлением ЧПУ

Этот параметр определяет производительность плазменного резака. Скорость резки зависит от типа и толщины материала относительно удельного напряжения плазменной электрической дуги. Естественно, чем выше скорость резания, тем эффективнее будет резак.

Максимальный ток резки

Сила тока плазменного резака является основным показателем его мощности, эффективности и максимальной толщины материалов, которые он способен обрабатывать. Этот показатель для плазменных резаков варьируется от 5 до 160 А. Современные плазморезы позволяют плавно регулировать силу тока в широком диапазоне.

Рабочий цикл

Это еще один чрезвычайно важный параметр устройства, определяющий темп работы. Рабочий цикл определяет, насколько быстро перегреется резак, и как скоро потребуется перерыв, чтобы снизить температуру рабочих компонентов. Рабочий цикл определяется процентом от 10 минут от времени, в течение которого устройство может работать, и времени, в течение которого оно должно перестать работать.

Рабочий цикл должен из минимум 35% работы и соответственно 65% времени простоя. Чем больше процент работы относительно простоя, тем более эффективным будет устройство. Профессиональные плазменные резаки способны работать на 60% и выше.

Параметры плазменного газа

Большинство плазменных резаков используют сжатый воздух с давлением от 4 до 7 бар. Чем выше давление, тем больше мощность плазменной струи и, следовательно, выше качество и скорость резки.

Охлаждение плазменной горелки

Охлаждение ручки – важный аспект, на который нужно обращать внимание. В большинстве плазменных резцов среднего размера рукоятка охлаждается сжатым воздухом из компрессора, тогда как в более крупных плазменных резцах промышленного типа из-за большей силы тока и выработки большего количества тепла рукоятка охлаждается жидкостью из встроенного охладителя.

Благодаря данной бизнес-идее вы можете самостоятельно организовать домашнее производство широчайшего ассортимента продукции. Все что вам нужно станок компьютер и немного опыта работы в программах с векторной графикой, cad-системах, которым можно обучатся в интернет по онлайн курсам или видео-урокам. А дальше только масштабировать свой производственный бизнес. Изделия из металла отличаются надежностью и долговечностью. При нанесении на готовые металлические изделия акриловой краски их срок гарантийной эксплуатации начинается от 15-ти лет.

7 возможностей плазменной резки

Плазменная резка металлов заключается в проплавлении материала за счёт теплоты, которая генерируется сжатой плазменной дугой с последующим интенсивным удалением расплава струёй плазмы.

Области применения плазменной резки весьма многочисленны, ведь эта технология является поистине универсальной в смысле разрезаемых металлов, достигаемых скоростей резки и диапазона обрабатываемых толщин.

Кроме того, внимания заслуживает и экономическая эффективность данного способа обработки металлов: плазменная резка доступна и проста в эксплуатации, может выполняться не только с помощью машин, но и вручную.

Вот основные способы применения автоматизированной и ручной плазменной резки металлов, широко используемые на современных предприятиях различных отраслей и масштаба.

1. Плазменная резка труб

Наиболее удобные и широко распространённые установки для плазменной резки труб – труборезы, оснащённые центраторами. По сравнению с классическим труборезным оборудованием, их преимущество заключается в высокой чёткости обработки поверхности металла, недоступной, скажем, газовой автогенной резке.

Кроме того, большинство плазменного оборудования для резки труб имеет полезные вспомогательные операции, к которым относятся подготовка поверхности, зачистка шва, снятие фаски и разделывание кромок. Для точного перемещения по трубе такое оборудование оснащено специальными приводами.

2. Плазменная резка листового металла

В основном резка металла плазмой применяется в случае необходимости обработки тонких листов (здесь она практически незаменима). Кроме того, заслуживает внимания ручная плазменная резка металлов в листах, поскольку данная технология позволяет создавать довольно компактные приборы, отличающиеся невысоким весом и энергопотреблением.

Резке плазмой поддаётся абсолютное большинство металлов, включая сталь, чугун, бронзу, медь, латунь, титан, алюминий и их сплавы. Единственное, что стоит учитывать при работе плазмой, — это толщина листа разрезаемого металла, которая обуславливается его теплопроводностью. Чем выше теплопроводность металла, тем меньше толщина листа, который удастся разрезать с помощью плазменной технологии.

3. Фигурная плазменная резка металла

Художественная плазменная резка металла с помощью специализированного оборудования получила широкое применение в строительстве и различных сферах производства. Использование ЧПУ и специальных программ позволяет изготавливать плоские детали любой сложности.

Вырезание сложных контуров плазмой допустимо для листов толщиной до 100 мм. Интересно, что качество результата при этом не зависит от таких факторов, как наличие краски, ржавчины, оцинковки и загрязнений на поверхности листа. В процессе фигурной плазменной резки происходит локальный нагрев детали до 30000 градусов, а при такой температуре расплавляются любые металлы.

4. Плазменная резка чугуна

Резка чугуна плазмой – самая надёжная и эффективная технология на сегодняшний день. Данный способ экономичный, быстрый и удобный, и по этим параметрам он превосходит резку болгаркой и газом. Плазменная резка чугуна – наиболее предпочтительный вариант для тяжёлой промышленности, например, если на территории предприятия скопился лом чугуна, который нуждается в демонтаже и перевозке. Плазма обеспечивает глубинные разрезы в металле, и это делает её незаменимой для решения наиболее трудоёмких задач в сфере резки металла.

5. Плазменная резка стали

С помощью плазменной резки можно обрабатывать сталь различной толщины. В отличие от кислородной резки, обработке плазмой подчиняется и нержавеющая сталь. Данная технология режет практически без грота, что очень ценно для быстрого и качественно производства.

Плазменная резка нержавеющей стали обладает целым рядом преимуществ в сравнении с газовой резкой:

• Высокий уровень безопасности;
• Возможность изготавливать детали любой сложности и формы;
• Незначительное загрязнение окружающей среды;
• Быстрое осуществление прожига;
• Универсальность и экономичность технологии;
• Высокая скорость резки малых и средних толщин стали;
• Точность и высокое качество разрезов, чаще всего не требующее дополнительной обработки кромок.

Резка рулонной стали позволяет максимально оперативно и точно изготавливать листы заданного размера, а также штрипс – узкие полосы стали при продольном сечении.

6. Плазменная резка бетона

Интересно, что по технологии плазменной резки можно обрабатывать не только металлы, но и бетон, камень и другие высокопрочные материалы. Однако если для токопроводящих материалов используют плазменно-дуговую резку, то материалы, которые ток не проводят (в том числе бетон) обрабатываются по технологии резки плазменной струёй.

Плазменная резка бетона приобретает в сфере промышленной обработки материалов всё большую популярность. В комплект специализированного оборудования, предназначенного для плазменной резки бетона, входят газовые баллоны с дозирующими редукторами, мобильный трансформатор, штуцер режущего шланга и заземляющий электрический кабель. С помощью такого оборудования можно обрабатывать бетон и железобетон толщиной до 100 мм.

Однако плазменная резка бетона имеет и свои недостатки – это сложность рабочего процесса, сравнительно небольшая глубина резки, громоздкость плазменных установок и необходимость пользоваться услугами персонала высокой квалификации.

7. Плазменная резка отверстий

На современных металлообрабатывающих предприятиях нередко возникает необходимость обработки отверстий для болтовых соединений. Наиболее передовые станки плазменной резки позволяют в условиях реального производства получить отверстия в металлических листах, нисколько не уступающие по качеству обработки результатам гидроабразивной или лазерной резки.

Узнать больше о технологии и аппаратах плазменной резки вы сможете в этом видеоролике:

Плазменная резка для начинающих.

Уважаемые покупатели, в этой статье мы хотим вам рассказать что такое плазменная резка металлов, показать ее основные преимущества, рассказать об устройстве плазменных аппаратов и как их использовать, а теперь обо всем этом по порядку.

Иногда наши покупатели приобретая аппарат плазменной резки с удивлением узнают, что для его работы необходим компрессор. Компрессор необходим для того, чтобы выдувать металл который вы режете. Без компрессора резать плазмой невозможно. Компрессор подключается к аппарату, а к аппарату подключается плазматрон (плазменная горелка), так вот, когда возникает дежурная дуга между катодом и соплом, воздух эту дугу выдувает наружу, где дуга переходит в основную дугу при соприкосновении с металлом; далее происходит процесс плавления металла и выдувания его жидкой части из зоны расплава. При выборе компрессора стоит обратить особое внимание на его качество и на его параметры. Корректная работа аппарата плазменной резки возможно только в сочетании с хорошим компрессором. Мы рекомендуем использовать компрессоры способные выдавать 5-6 атмосфер.

Еще одна немаловажная деталь, на которую мы хотим обратить ваше внимание. В компрессоре должен стоять фильтр воздуха, он может быть встроен в компрессор изначально, а может подключаться отдельно. Воздух, который будет проходить через аппарат плазменной резки и выходить из плазматрона, должен быть чистым, в него не должны попадать никакие посторонние предметы и вещества. Недопустимо попадание паров и частиц масла, мельчайшей частицы металлической стружки, пыль и грязь. Особенно это важно, если вы планируете использовать плазму на пыльных производствах, в гаражах, цехах с бетонными полами и т.д. Чем чище воздух – тем лучше рез!

Если вы будете соблюдать эти условия, аппарат будет работать корректно и без сбоев.

Плазма или газорезка?

Мы не будем говорить о том, что газорезка хуже чем плазменная резка. У газорезки есть ряд преимуществ перед плазмой, например при резе металлолома в больших количествах вам не справиться с этой задачей если использовать плазменную резку. Плазменная резка экономически целесообразна при толщине металла до 50 мм, при большей толщине преимущество переходит к кислородной резке. Но качество и скорость раскроя всегда на стороне плазменной резки.

Для газорезки нужен газ, для плазмы нужно электричество. Выделим два основных преимущества плазмы: первое – вам не нужен газ (ацетилен) вы не связываетесь с взрывоопасными газами, второе — вы можете резать различные типы металлов (сталь, нержавейка, медь, алюминий и пр.)

Таким образом кому-то необходима газорезка, кому-то подойдет плазма, выбор за вами.

Как правильно выбрать аппарат плазменной резки?

Здесь все очень просто. Чем мощнее плазменный аппарат, тем толще металл он может резать. Если вы планируете резать разные толщины, вам лучше выбрать мощные аппарат, если вы будете резать тонкие металлы, вам нет необходимости покупать мощные аппарат, достаточно приобрести сорока амперный аппарат. Обратите внимание на такое понятие, как качество реза. Рез может быть «грязный» и «чистый». Грязный рез – это когда вам нужно просто отрезать кусок металла и для вас не имеет значение какой срез будет, аккуратный или нет. Чистый рез — это максимально ровно отрезанный металл. Как правило, производители указывают в параметрах грязный рез. Чтобы понять чистый рез, вам нужно отнять порядка 25% от указанной толщины. Так например если производитель указал 12 мм – значит чистый рез составит 8-9 мм. Не думайте, что производители вас обманывают, это всемирная практика указать в параметрах грязный рез, а не чистый. Этот параметр показывает максимальную возможность аппарата, а вы уже сами выбираете как вам резать металл, по “грязному” или по “чистому”.

Кроме того, перед покупкой желательно понять как часто вы будете включать аппарат плазменной резки. Обратите внимание на ПВ приобретаемого аппарата. Если ПВ аппарата 60% — значит в 10 минутном цикле вы можете резать 6 минут, а 4 минуты аппарат будет отдыхать, если ПВ 100% — значит можно не отрываться от работы, аппарат будет работать постоянно.

Расходные части.

Покупая аппарат плазменной резки, мы рекомендуем вам узнать у поставщика как обстоят дела с расходкой для плазменной горелки. Практически все производители вместе с аппаратом кладут расходные части, вы можете приступать к резке незамедлительно, но расходка горит, независимо от производителя. И когда встает вопрос о замене, выясняется, что там где аппарат покупался – “расходки” нет. Мы часто сталкиваемся с такими случаями, когда помогаем людям подобрать расходку, и стоит признать, что не всегда это получается. Расходка не всегда стыкуется. Так, например, расходка для аппаратов китайского происхождения не подходит к европейским товарам или американским. Кроме того, нет возможности поменять плазматрон (плазменную горелку) – разные разъемы. В нашем интернет-магазине продаются аппараты плазменной резки произведенные в Китае, все расходные части для горелок CUT всегда в наличии и как показывает практика, китайская расходка подходит практически на все аппараты сделанные в Китае.

Скорость с которой резать металл.

Этот вопрос нам часто задают покупатели. Определенного ответа на него нет, вы поймете, как быстро вам надо будет вести плазматрон по металлу только в процессе обучения, приноровиться очень просто. Все зависит от толщины металла и амперажности, которую вы выставите. Когда вы приступите к резу, вы сразу увидите — если вы ведете плазматрон очень быстро (в таком случае металл не будет прорезаться полностью) если очень медленно (в этом случае вы просто будете расходовать воздух и электроэнергию). Перед тем как резать нужные вам заготовки или отрезки, мы рекомендуем потренироваться на ненужных обрезках, чтобы выбрать оптимальный режим и скорость реза.

Еще один совет, когда вы включите аппарат – поставьте ток на максимум, а во время реза уменьшайте его, пока не поймете, что этого тока достаточно для реза вашей толщины металла. Начинайте с больших токов, затем идите на понижение.

И ещё, не старайтесь ставить максимальный ток, чтобы отрезать побыстрее, так как чем больше ток, тем быстрее выходит из строя расходка; не делайте слишком частые поджиги, поскольку именно в момент поджига происходит интенсивное «выветривание» тугоплавкой вставки на катоде и преждевременный выход его из строя, т.е. нажали на кнопку и режьте непрерывно. Если по условиям работы вам необходимо делать короткие резы, например резать сетку – приготовьтесь к частой замене расходки.

Как все работает.

Установки плазменной резки имеют напряжение холостого хода 250-300 В.

При нажатии на кнопку подаётся сжатый воздух и одновременно между катодом и соплом во внутренней камере плазмотрона прикладывается это напряжение холостого хода, но чтобы пробить этот промежуток и зажечь плазму, необходима поджигающая искра – эту функцию поджига выполняет осциллятор (напряжение поджига порядка 5-10 кВ). Как только дуга зажглась (и дуга в этот момент называется дежурной) воздух выдувает плазму наружу. Ток дежурной дуги как правило в мощных аппаратах ограничен внутри мощным сопротивлением для экономии расходки, для реза не предназначен; дежурная дуга горит 2-3 сек. Если в течение этого времени дуга не коснулась металла или металл по каким-то причинам не соединён с «+» установки (например, обрыв обратного кабеля), то дуга гаснет. Если же всё прошло нормально, то дежурная дуга переходит в основную дугу, блок осциллятора отключается. Далее происходит плавление металла дугой и одновременное выдувание расплавленного материала из расплава. Горение основной дуги происходит между тугоплавкой вставкой из гафния, впрессованной в торец катода и материалом изделия. Наибольшее разрушение этой вставки происходит именно в момент поджига, поэтому лучше стараться избегать слишком частых включений в целях экономии расходки.

Выбрать аппарат плазменной резки можно здесь.

Для наглядности, мы провели несколько тестов. Аппарат Сварог CUT 100 разрезал металл толщиной 10 мм. с увеличением до 35 мм. Ток резки был выставлен 90 Ампер.

Аппарат Сварог CUT 40 разрезал пластину толщиной 4 мм. Ток резки 20 Ампер.

Как работает плазменная резка

Сегодня многие интересуются, как работает плазменная резка, в чем отличие технологии от традиционных методов обработки металла и других материалов. Простые обыватели и даже некоторые специалисты сомневаются в необходимости использования плазмы, считая, что любые сварочные работы по-прежнему можно выполнять с помощью традиционного газа.

В данном материале мы постараемся доступным языком объяснить, что такое плазморез, как он работает, в чем его преимущества перед лазером и газовой сваркой. После этого у вас вряд ли останутся сомнения в эффективности резки металла с помощью плазмы.

Плазменная резка – что это такое

Резка металла представляет собой технологический процесс разделения монолитного элемента на части. Для этого могут использоваться механический способ, то есть рубка или распиливание, гидроабразивный, где обработка производится за счет суспензии из воды и абразива, а также термический способ или нагрев. Под термической обработкой понимается газокислородная, лазерная и плазменная резка металла.

Что такое плазменная резка? Это технология обработки изделий из металла, при которой роль резака играет струя плазмы.

Плазма – это поток ионизированного газа, нагретого до температуры в несколько тысяч градусов. В таком потоке присутствуют отрицательно и положительно заряженные частицы. Ему присущи квазинейтральные свойства, то есть в бесконечно малом объеме суммарный заряд уравновешивается и оказывается равен нулю. Однако за счет наличия свободных радикалов плазма способна проводить электричество.

Благодаря сочетанию таких свойств плазмы, как высокая температура, способность проводить электричество и скорость потока, превышающая скорость звука, в XX веке удалось разработать устройство для плазменной резки.

Если говорить проще о том, как работает плазменная резка, то речь идет о нагреве металла струей плазмы при помощи плазмореза. Этот аппарат создает между соплом резака и обрабатываемым металлом электродугу, температура которой доходит до +5 000 °С. Однако эффективная обработка при таком нагреве невозможна. Чтобы добиться результата высокого качества, в рабочую зону дополнительно подается газ – именно он формирует плазму температурой до +30 000 °С.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Помимо того, что плазма очень горячая, она выходит из сопла со скоростью 1 500 м/с, за счет чего удается без труда резать металл. Стоит отметить, что подобная обработка отличается высокой точностью и аккуратностью, поэтому современная промышленность все чаще отдает ей предпочтение.

Как работает плазменная резка металла

Как работает аппарат плазменной резки? Усиление электрической дуги происходит при помощи разгона газом под давлением, за счет чего в несколько раз повышается температура режущего элемента по сравнению с пропан-кислородным пламенем. Это дает возможность быстро резать металл таким образом, чтобы даже при высокой теплопроводности все изделие не успело нагреться и деформироваться.

Итак, как работает плазменная резка металла? Суть метода состоит в следующем:

• Источник тока выдает необходимое напряжение, а именно: 220 V для небольших устройств, 380 V для промышленных систем, позволяющих работать с материалами большой толщины.
• Ток по кабелям попадает в плазмотрон, то есть в горелку в руках сварщика-резчика. Данный элемент оснащен катодом и анодом, роль которых играют электроды. Именно между ними загорается электрическая дуга.
• Компрессор нагнетает воздух и подает его в аппарат по предусмотренным для этого шлангам. Плазмотрон снабжен специальными завихрителями, которые направляют и закручивают воздух. Поток пронизывает электрическую дугу, при этом ионизирует ее и во много раз повышает температуру, создавая плазму. Такую дугу принято называть дежурной, поскольку она обеспечивает поддержание работы.
• Достаточно часто применяют кабель массы, подсоединяя его к разрезаемому материалу. Когда сварщик-резчик подносит плазмотрон к изделию, получается рабочая дуга – она замыкается между электродом и поверхностью. За счет высокой температуры и давления воздуха образуется аккуратный разрез и небольшие наплывы, которые можно без труда удалить при помощи постукивания. Когда утрачивается контакт с поверхностью, дуга продолжает гореть в дежурном режиме. Поэтому при ее повторном поднесении к обрабатываемому материалу можно продолжать резку.
• После того как раскрой завершен, кнопку на плазмотроне отпускают, выключая все виды электрической дуги. Далее систему некоторое время продувают воздухом, чтобы избавиться от мусора и позволить электродам остыть.

Роль режущего элемента при плазменной резке играет ионизированная дуга плазмотрона. Она позволяет как раскраивать материал, так и сваривать его. Во втором случае применяют присадочную проволоку, состав которой подбирается под конкретный вид металла, а подаваемый воздух заменяют инертным газом.

Резка металлических изделий производится двумя способами, такими как:

• Рез прямого действия, который также называют плазменно-дуговой резкой.

В этом случае между резаком и изделием, то есть катодом и анодом, зажигают электрическую дугу. Катод (электрод) находится внутри корпуса с соплом. Газ под давлением проходит мимо электрода, нагревается и ионизируется. В сопле создается высокая скорость потока. В процессе такой обработки электродуга плавит металл, а раскаленный газ обеспечивает вывод излишков из зоны нагрева.

• Рез косвенным воздействием.

Данная технология дает возможность работать с обычными металлами, а также с теми, которые отличаются малой электрической проводимостью, и диэлектриками. При такой обработке источник электроискры находится в резаке, поэтому изделие контактирует только с потоком плазмы. Отметим, что стоимость подобных устройств значительно выше, чем у моделей прямого действия.

Обе разновидности резаков ученые называют плазмотронами, то есть генераторами плазмы.

Резку металла можно производить при помощи устройств промышленного и бытового назначения. В промышленных условиях работают со сложными многофункциональными автоматизированными комплексами или станками с ЧПУ. Тогда как для использования в быту предназначены небольшие аппараты, подключаемые к сети 220 V или 380 V.

Несмотря на разницу в функционале и размерах, промышленные и бытовые устройства работают на основе единых принципов плазменной резки и требуют:

• формирования электродуги;
• создания ионизированного газа;
• образования высокоскоростного потока плазмы;
• воздействия на изделие активной среды.

Плазменно-дуговая резка отличается такими характеристиками:

• Температура потока в пределах +5 000…+30 000 °C. Конкретная цифра зависит от обрабатываемого материала – минимальные температуры используются при работе с цветными металлами, а верхние показатели позволяют обрабатывать тугоплавкие стали.
• Скорость потока в пределах 500–1500 м/с. Она подбирается под требования конкретного вида резки, при этом оценивается толщина заготовки, материал, тип распила (прямой либо криволинейный), продолжительность работы системы.
• Газ для плазменной резки. С черными металлами работают при помощи активной группы, куда входят кислород (O₂) и воздух. Обработка цветных металлов и сплавов предполагает использование неактивной группы, а именно азота (N₂), аргона (Ar), водорода (H₂), водяного пара. Кислород окисляет цветные металлы, то есть запускает их горение, поэтому их обрабатывают в среде защитных газов. Также за счет изменения состава газовой смеси удается поднять качество обработки.
• Ширина разреза. В данном случае работает одно правило: при росте показателей повышается ширина реза. На нее влияют толщина и вид металла, диаметр сопла, сила тока, количество используемого газа и скорость обработки.
• Производительность, которая зависит от скорости резки. Так, бытовые агрегаты в соответствии с ГОСТ ограничены показателем 6,5–7 м/мин (

Виды плазменной резки

Технология плазменной резки металла включает в себя несколько способов. Плазменно-дуговая резка делится на:

• воздушно-плазменную;
• газо-плазменную;
• лазерно-плазменную.

Принципы действия первых двух видов практически одинаковы – раскрой ведется за счет электродуги в сочетании с ионизированным потоком раскаленного газа. Единственное, чем отличаются данные подходы – это рабочее тело. При воздушно-плазменной резке его роль играет воздух, а при газоплазменной – газ либо водяной пар.

С заготовками толщиной не более 200 мм работают при помощи комбинированного оборудования. Дело в том, что современная промышленная установка позволяет производить термообработку газовой струей или использовать плазмотрон.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Станки для плазменной резки оснащены модулем ЧПУ, что позволяет им выполнять раскрой листов металла по прямой либо с формированием криволинейных кромок.

Ручная плазменная резка представляет собой классическую плазменно-дуговую обработку. Бытовые переносные устройства используют для раскроя черного металла воздушную ионизированную струю. Изменение состава газов приводит к тому, что оборудование значительно усложняется, а значит, повышается его стоимость.

Лазерно-плазменная резка – это сочетание нескольких методов обработки металла в одном станке. Отметим, что раскрой лазером используется для листов толщиной не более 6 мм. Материалы большей толщины требуют применения плазменно-дуговой резки.

Можно значительно повысить производительность при условии, что используется станок с ЧПУ, который позволяет осуществлять лазерную и пламенную резку. Таким образом добиваются различных линий раскроя, подготавливают необходимые отверстия. Кроме того, за счет сочетания двух технологий в одном устройстве серьезно экономятся производственные площади.

Плазменно-дуговой способ обработки применяется для габаритных заготовок. Лазерная работает лучше всего на мелких деталях, когда выдвигаются особые требования к точности раскроя.

Основная разница между лазерным и плазменным методом резки состоит в источнике нагрева. В лазере его роль играет сфокусированный световой луч. Так получается очень маленькая площадь его контакта с изделием, воздействие оказывается локальным. Это приводит к тому, что рез имеет небольшую ширину, а значит, достигается более высокое качество раскроя, чем когда работает плазмотрон.

Выделают три вида плазменной резки в зависимости от используемой среды:

• Простой, где в процессе обработки используется воздух (или азот) и электрический ток.
• С газом, который может быть плазмообразующим или защитным. Второй необходим, чтобы не допустить воздействия окружающей среды на зону реза и повысить качество раскроя.
• С водой, тогда жидкость заменяет защитный газ, а также охлаждает элементы системы и удаляет вредные выделения.

Понять в общих чертах, как работает плазменная резка, можно, посмотрев видео.

Видео о том, что такое плазма и как работает плазменная резка: https://youtu.be/GUXgCnErxfE.

Какие газы используются при плазменной резке

Плазменная резка металла предполагает его проплавление и удаление расплава за счет теплоты плазменной дуги. Плазмообразующая среда влияет не только на скорость и качество работ, но и на такие показатели, как глубина газонасыщенного слоя и характер физико-химических процессов, протекающих по кроям реза.

При обработке алюминия, меди, а также сплавов на их основе плазма образуется из:

• сжатого воздуха;
• кислорода;
• азотно-кислородной смеси;
• азота;
• аргоно-водородной смеси.

Существуют марки металла, которые не могут обрабатываться некоторыми видами плазмообразующих смесей. Так, резка титана не должна производиться при помощи соединений, имеющих в составе азот и водород.

Повторим, что все газы, применяемые для подобной резки, принято делить на защитные и плазмообразующие.

В бытовых устройствах, позволяющих работать с металлом толщиной не более 50 мм при силе тока дуги до 200 А, используют сжатый воздух. Он может играть роль защитного и плазмообразующего газа. Тогда как в промышленных системах работают другие газовые смеси, содержащие кислород, азот, аргон, гелий или водород.

Что можно резать: возможности плазмы

Говоря о возможностях плазмы, нужно понимать, как работает плазменная резка и сварка. Такая обработка производится за счет проплавления материала при помощи теплоты. Последняя генерируется сжатой плазменной дугой, после чего расплав выносится из зоны реза струей плазмы.

Эта технология универсальна, поэтому на данный момент активно используется в целом ряде областей. Она позволяет работать с большинством металлов, а также достигать рекордных показателей по скорости резки и толщине заготовок.

Отдельно стоит сказать об экономической составляющей вопроса. Работать с плазменной резкой можно без больших финансовых затрат, не менее важно, что она может производиться как с помощью машин, так и вручную.

Назовем основные сферы, в которых применяют автоматизированную и ручную плазменную резку металлов.

1. Плазменная резка труб.

Самыми удобными считаются установки для плазменной резки труб, так называемые труборезы, снабженные центраторами. Они отличаются от классического труборезного оборудования высокой точностью обработки, которая остается недостижимой для газовой автогенной резки.

Немаловажно, что большая часть оборудования для резки труб при помощи плазмы позволяет производить вспомогательные операции. Среди них стоит назвать подготовку поверхности, зачистку шва, снятие фаски и разделывание кромок. Точное перемещение по трубе такого оборудования обеспечивается за счет специальных приводов.

2. Плазменная резка листового металла.

Чаще всего данная технология используется для раскроя тонких листов, поскольку другие методы не позволяют выполнять подобные операции. Немаловажно, что для ручной плазменной резки листового металла используются достаточно компактные и легкие приборы с небольшим расходом электроэнергии.

Плазма справляется с большинством металлов, в том числе подходит для обработки стали, чугуна, бронзы, меди, латуни, титана, алюминия и сплавов этих металлов. Данная технология имеет только одно ограничение – по толщине листа, что связано с уровнем теплопроводности. При большей теплопроводности снижается толщина листа, который возможно раскроить при помощи данного метода.

3. Фигурная плазменная резка металла.

Подобная художественная обработка требует использования специализированного оборудования и активно используется в строительстве и многих отраслях производства. Благодаря ЧПУ и специальным программам удается производить плоские детали вне зависимости от их сложности.

Плазма дает возможность вырезать сложные контуры на листах толщиной не более 100 мм. Стоит отметить, что результат не зависит от наличия на металле краски, коррозии, оцинковки и любых загрязнений. При фигурной обработке при помощи плазмы область реза нагревается до +30 000 °C, а настолько высокая температура позволяет плавить любые металлы.

4. Плазменная резка чугуна.

На данный момент это наиболее надежная и эффективная технология. Дело в том, что речь идет об одновременно экономичном, быстром и удобном методе, превосходящем по перечисленным характеристикам резку болгаркой и газом. Плазма позволяет работать с чугуном в тяжелой промышленности. Именно таким образом, например, подготавливают к утилизации скопившийся на территориях предприятий лом. Благодаря плазме делают глубинные разрезы в металле, за счет чего удается справляться с наиболее трудоемкими задачами.

5. Плазменная резка стали.

Такой способ отлично работает при раскрое стали различной толщины. Немаловажно, что плазма дает возможность резать нержавейку, что недоступно кислородной резке. В данном случае практически не происходит образования грата, поэтому удается сократить временные затраты и повысить продуктивность производства.

Плазменная резка нержавеющей стали выгодно отличается от газовой целым рядом характеристик, таких как:

• высокий уровень безопасности;
• возможность производить детали любой сложности и формы;
• низкий уровень загрязнения окружающей среды;
• быстрый прожиг;
• универсальность и экономичность;
• большая скорость обработки листов стали малой и средней толщины;
• точность и высокое качество разрезов, что позволяет отказаться от финальной обработки.

При помощи резки рулонной стали очень быстро и точно изготавливают листы необходимого формата и штрипсы, то есть узкие полосы стали при продольном сечении.

6. Плазменная резка бетона.

Плазма отлично работает не только в тех случаях, когда требуется резка металлов, но и при обработке бетона, камня и других материалов с высокой прочностью. Разница лишь в том, что раскрой токопроводящих материалов осуществляют плазменно-дуговой резкой, тогда как с материалами, которые ток не проводят, работают при помощи плазменной струи.

Данный метод обработки бетона все активнее используется в промышленных масштабах. Подобное специализированное оборудование оснащается газовыми баллонами с дозирующими редукторами, мобильным трансформатором, штуцером режущего шланга и заземляющим электрическим кабелем. Такая техника позволяет работать с бетоном и железобетоном, толщина которого не превышает 100 мм.

Но нужно понимать, что этот способ имеет и минусы. К ним относятся сложность рабочего процесса, относительно малая глубина резки, громоздкость оборудования и необходимость высокой квалификации у персонала.

7. Плазменная резка отверстий.

Современным металлообрабатывающим предприятиям достаточно часто приходится производить резку отверстий для болтовых соединений. Самые современные станки плазменной резки позволяют получать отверстия в металлических листах такого же качества, как при гидроабразивной или лазерной обработке.

Аппараты для плазменной резки

Чтобы понять, как работает плазморез воздушно-плазменной резки, остановимся на его конструкции. Она включает в себя источник питания, плазменный резак/плазмотрон, воздушный компрессор и кабель-шланговый пакет.

Источник питания, то есть трансформатор или инвертор, подает на плазмотрон ток определенной силы. Трансформаторы отличаются большим весом, высоким расходом энергии, но при этом не так чувствительны к скачкам напряжения. Не менее важно, что они позволяют работать с заготовками большей толщины.

Инверторы не такие тяжелые и дорогие, потребляют меньше электроэнергии, но уступают трансформаторам по толщине обрабатываемых заготовок. По этой причине с ними чаще работают на небольших производствах и в частных мастерских. КПД инверторных плазморезов на треть выше, чем у трансформаторных, они обеспечивают более стабильное горение дуги. Отметим, что они упрощают работу в труднодоступных местах.

Плазмотрон, также известный как «плазменный резак», играет роль основной составляющей плазмореза. Иногда понятия «плазмотрон» и «плазморез» приравнивают, однако плазмотроном называется сам резак, а не всю установку.

Ключевыми составляющими плазменного резака являются сопло, электрод, охладитель/изолятор между ними и канал, по которому подается сжатый воздух.

Внутри корпуса плазмотрона расположен электрод из гафния, циркония, бериллия или тория, именно он приводит к возбуждению электрической дуги. Все перечисленные металлы могут использоваться для воздушно-плазменной резки, так как во время обработки на их поверхности формируются тугоплавкие оксиды, не позволяющие электроду разрушаться. Однако только часть этих металлов используется на практике, поскольку некоторые из них образуют оксиды, опасные для здоровья персонала. Так, оксид тория токсичен, а оксид бериллия радиоактивен. Поэтому обычно электроды для плазмотрона изготавливают из гафния, все остальные металлы применяются не так часто.

Сопло плазмотрона обжимает и создает плазменную струю, та испускается из выходного канала и осуществляет резку металла. Размер сопла определяет возможности, характеристики плазмореза и используемые методы работы. Диаметр сопла влияет на то, какой объем воздуха может пройти через него за единицу времени. Тогда как от объема воздуха зависят ширина реза, скорость охлаждения и скорость работы всей системы.

В большинстве случаев диаметр сопла составляет 3 мм. Еще одна не менее важная характеристика – длина сопла: чем она больше, тем более аккуратным и качественным получается кромка изделия. Однако нужно понимать, что слишком длинное сопло не способно служить долго и быстро приходит в негодность.

Компрессор в данной системе обеспечивает подачу воздуха. Напомним, что при использовании технологии плазменной резки приходится пользоваться плазмообразующими и защитными газами. В аппаратах, которые работают с током мощностью не более 200 А, для образования плазмы и охлаждении применяется сжатый воздух. С помощью подобного устройства возможна резка заготовок толщиной до 50 мм. Промышленный станок работает на основе гелия, аргона, кислорода, водорода, азота и сочетания этих газов.

Кабель-шланговый пакет является соединением между источником тока, компрессором, плазмотроном. Кабель пропускает ток, необходимый для зажигания дуги, от трансформатора/инвертора, в то время как по шлангу поступает воздух в сжатом состоянии, именно он потом будет играть роль плазмы. Плазма образуется в плазмотроне – подробнее мы поговорим об этом немного позже.

Нажатая кнопка розжига дает сигнал системе, последняя начинает работать, к плазмотрону поступают высокочастотные токи – в нем между электродом и наконечником сопла возбуждается дежурная дуга температурой в пределах +6 000…+8 000 °С. Нужно пояснить: формирование дуги при участии только электрода и листа металла является затруднительным процессом. Далее столб дежурной дуги заполняет канал.

Когда загорается дежурная дуга, в камеру поступает сжатый воздух. Он нагревается от дуги, расширяется почти в сто раз, ионизируется, теряет свойства диэлектрика, то есть становится проводником для тока.

Используемое в системе сопло сужено книзу, поэтому способно обжимать воздух, формируя поток, движущийся со скоростью 2-3 м/с. Нагретый до +25 000…+30 000 °С воздух с измененными свойствами играет роль плазмы. Уровень его электропроводимости соответствует этому показателю у обрабатываемого металла.

Когда плазма касается заготовки, режущая дуга возбуждается, дежурная гаснет. Обеспечивается локальный разогрев изделия рабочей дугой, за счет чего металл плавится, образуется рез. Появляющиеся на заготовке частицы горячего металла удаляются воздухом, выходящим из сопла. Такой подход к резке при помощи плазмы считается наиболее простым.

Пока вы работаете с подобным устройством, важно, чтобы катодное пятно дуги находилось посередине электрода/катода. Для достижения такого эффекта применяют вихревую либо, как ее еще называют, тангенциальную подачу воздуха. Ее нарушение приводит к тому, что катодное пятно с плазменной дугой смещаются от необходимой точки. В результате не получается добиться стабильного горения плазменной дуги либо образуются сразу две дуги. Кроме того, возможен и худший расклад, при котором придется восстанавливать работу всей установки.

Увеличение расхода воздуха приведет к ускорению потока плазмы, а значит, к ускорению работы. Увеличив диаметр сопла, можно добиться снижения скорости, большей ширины реза. При токе 250 А плазма выходит из сопла со скоростью 800 м/с.

Скорость является важным параметром, который влияет на ширину реза: повышение этого показателя приводит к сужению реза. При низкой скорости ширина возрастает, как и при повышении силы тока. Все названные нюансы являются ответом на вопрос о том, как работать плазменной резкой».

На данный момент есть два основных вида плазморезов: ручной и машинный.

1. Ручные плазморезы.

С такими устройствами работают в частных хозяйствах, мастерских, на малых производствах. Оператор держит оборудование в руках и направляет резак по линии реза. Пока устройство работает, оно остается на весу, из-за чего не удается добиться идеально ровного реза. Кроме того, данный метод обработки отличается невысокой производительностью. Для получения ровного реза без наплывов, окалины, используют упор. Его надевают на сопло и прижимают к листу металла, далее резак ведут вдоль линии раскроя. Таким образом, расстояние между заготовкой и соплом сохраняется на протяжении всей работы.

Стоимость ручного устройства устанавливается в зависимости от верхней границы силы тока, с которой он может работать, толщины раскраиваемого материала и количества допустимых операций. Часть моделей подходит для резки металлов, тогда как при помощи других можно сваривать элементы. Понять функционал устройства позволяет маркировка:

• CUT – используется для разрезания;
• TIG – необходима, чтобы производить аргонодуговую сварку;
• MMA – работает для дуговой сварки штучным электродом.

В качестве примера приведем модель Fox Weld Plasma 43 Multi, в которой сочетаются все названные функции. Ее цена находится в пределах 530–550 у.е., сила тока равна 60 А, с ее помощью удается разрезать металл толщиной до 11 мм.

Нужно понимать, что сила тока и толщина заготовки являются основными параметрами, которые оценивают при покупке плазмореза. Они связаны между собой: чем выше первый показатель, тем сильнее рабочая дуга.

Для грамотного выбора плазмореза нужно заранее представлять себе, с каким металлом и какой толщины установка будет работать. Для резки медного листа толщиной 2 мм силу тока рассчитывают таким образом: 6 А умножают на 2. То есть для такой обработки подойдет устройство на 12 А. Для резки стали толщиной 2 мм, умножают 4 А на 2, получая показатель 8 А. Отметим, что аппарат берут с запасом, поскольку в инструкции указываются предельные, а не номинальные показатели – они позволяют работать при такой силе тока лишь короткое время.

2. Станок с ЧПУ плазменной резки.

С подобным оборудованием работают на производствах. Аббревиатура ЧПУ означает «числовое программное управление».

В процессе резки оператор принимает минимальное участие, поскольку система работает по установленной программе. Таким образом, удается избежать влияния человеческого фактора на качество работ и значительно поднять уровень производительности. Получается очень ровный рез, не требующий дополнительной обработки кромок. Не менее важно, что такая технология позволяет работать даже с очень точными фигурными резами. Для этого в программу вводят схему, после чего устройство само выполняет все необходимые операции.

Стоимость автоматизированной системы для плазменной резки гораздо выше, чем ручной. Дело в том, что в первом случае необходим большой трансформатор. Кроме того, устройство оснащено специальным столом, порталом и направляющими. Конкретная цена зависит от сложности, размеров системы, варьируется от 3 000 до 20 000 у.е.

Такие станки охлаждаются при помощи воды, за счет чего не требуется прерывать работу в течение смены. Их ПВ, или продолжительность включения, равна 100 %. У ручных устройств этот показатель находится на уровне 40 %, то есть после четырех минут работы плазморезу потребуется шесть минут перерыва.

Плюсы и минусы плазменной резки

Если говорить о разных технологиях резки металлов, то больше всего на плазменную резку похожа лазерная. Поэтому обсудим достоинства интересующего нас подхода, сравнивая эти два метода:

• Плазма позволяет резать любые металлы, даже цветные, тугоплавкие и все остальные, обработка которых обычно вызывает наибольшие сложности.
• Скорость работы гораздо выше, чем при использовании газового резака.
• Возможность делать резы любой формы, в том числе в виде геометрических фигур, а также производить фигурную резку, вне зависимости от ее сложности. То есть такая технология позволяет воплощать самые смелые творческие задумки при работе с металлом и другими материалами, отличающиеся непростой обработкой.
• Плазменный резак справляется с листами любой толщины, позволяя сохранить скорость и качество раскроя.
• Данный метод универсален, поскольку дает возможность работать как с металлами, так и с другими материалами.
• Резка плазмой быстрее и эффективнее, чем все известные механические способы.
• Возможна работа перпендикулярно к поверхности заготовки, а также под углом, за счет чего удается освоить широкие листы металла.
• Это экологически безопасный способ, при котором происходит минимальный выброс вредных веществ в воздух.
• Не требуется нагрева металла перед резкой, благодаря чему снижаются временные затраты.
• Повышенный уровень безопасности достигается за счет отказа от взрывоопасных газовых баллонов.

Пока не существует методов обработки металлов, не имеющих минусов. Стоит отдельно остановиться на недостатках плазменной резки:

• Высокая стоимость аппаратов для резки, даже когда речь идет о наиболее простых ручных устройствах.
• Предельная толщина обрабатываемого таким образом металла составляет лишь 100 мм.
• Высокий уровень шума, вызванный тем, что подача воздуха или газа производится на большой скорости.
• Непростое дорогое оборудование требует постоянного грамотного технического обслуживания.

Отметим, что при резке нагревается только небольшой участок поверхности заготовки. После чего ему требуется меньше времени на остывание, чем когда работают лазерные или механические устройства для резки.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.