1. 1 Особливості апаратів і технології плазмового різання
2. 2 Основна класифікація плазмового обладнання для різання
3. 3 Пристрої для ручного плазмового різання металів
4. 4 Джерела живлення ручних плазмових апаратів для різання
5. 5 Принцип роботи апаратів для ручного плазмового різання

Розкрій матеріалів потоком плазми є високотехнологічним, ефективним способом якісної їх обробки. Ручна плазмова різка, що проводиться відповідним обладнанням, розширює сферу застосування цього виду робіт.

1 Особливості апаратів і технології плазмового різання

Плазмова різка - термічний процес розділової обробки матеріалів, що відбувається за рахунок їх плавлення. Як ріжучий виконавчого інструменту використовується струмінь низькотемпературної плазми, яку одержують у такий спосіб. Між електродом плазмового апарату і його соплом або металу, що розрізає створюється електрична дуга, температура якої досягає 5000 ° С.

Потім в сопло подається під тиском газ, що призводить до підвищення температури електричної дуги до 20 000 ° С, в результаті чого газ іонізується і перетворюється в низькотемпературну плазму (високотемпературний газ). Іонізація при нагріванні від дуги зростає, що веде до підвищення температури газового струменя до 30 000 ° С. При цьому потік плазми яскраво світиться, має високу електропровідність, виникає з сопла зі швидкістю 500-1500 м / с, потрапляючи на заготовку, локально її розігріває і плавить в місці різу.

пропонуємо Вам ознайомитися

Для отримання плазми використовують такі гази:

• повітря;
• кисень;
• азот;
• водень;
• аргон;
• водяна пара.

Охолодження сопла і видалення з поверхні різу розплавлених частинок матеріалу здійснюється потоком газу або рідини. Товщина металу, що розрізає плазмовими установками металу може досягати 200 мм.

Ця технологія вкрай рідко використовується в побуті, зате отримала широке поширення в різних промислових галузях. Плазмовим апаратом можна якісно, ​​швидко, легко розрізати будь-який метал та інші матеріали - пластик, камінь. Завдяки цьому, його використовують в суднобудуванні, машинобудуванні, комунальній сфері, для ремонту техніки, виготовлення реклами та багато чого іншого. Одержуваний зріз завжди акуратний, рівний і красивий.

2 Основна класифікація плазмового обладнання для різання

Всі пристрої для плазмового різання діляться на:

• побічної дії - для безконтактної різання;
• прямої дії - для контактної.

Різаки першого типу використовуються для виробництва й обробки неметалічних матеріалів. Така техніка є специфічною і не затребувана поза виробництва. При безконтактному способі електрична дуга запалюється між електродом і соплом плазмотрона.

Пристроями прямої дії ріжуть різні метали. При роботі з ними Розбита деталь включена в електричну схему плазмового апарату, і електрична дуга запалюється між нею і електродом, розташованому в соплі. Потік іонізованого газу піддається нагріву на всій ділянці між місцем свого виходу і поверхнею заготовки - струмінь плазми має більшу потужність, ніж в пристроях першого типу. Ручна плазмова різання металу виконується тільки за допомогою обладнання даного типу, контактним способом.

3 Пристрої для ручного плазмового різання металів

Вони складаються з плазмотрона, джерела харчування, набору кабелів і шлангів, за допомогою яких здійснюється з'єднання плазмотрона з джерелом живлення і газовим балоном або компресором. Плазмотрон (плазмовий різак) - головний елемент такого обладнання. Іноді помилково так називають весь апарат. Можливо, це обумовлено тим, що застосовуються для плазмореза джерела живлення не відрізняються від подібних до них пристроїв і можуть використовуватися разом зі зварювальним устаткуванням. А єдиним елементом, який відрізняє плазмовий апарат від іншого пристрою, і є плазмотрон. Його основні складові:

• сопло;
• електрод;
• термостійкий ізолятор, розташований між ними.

Плазмотрон - це обладнання, яке енергію електричної дуги перетворює в теплову енергію плазми.Внутрі його корпусу є циліндрична камера з вихідним каналом (соплом) дуже маленького діаметру. У тильній частині камери встановлено електрод, який служить для утворення електричної дуги. Сопло відповідає за швидкість і форму потоку плазми. Апарат ручного плазмового різання застосовується для розкрою металу вручну - оператор тримає плазмотрон в руках і веде його над лінією різу.

Так як робочий інструмент знаходиться весь час на вазі, і тому може бути підданий переміщенням через мимовільних рухів виконавця, це незмінно відбивається на якості розкрою. Рез може бути нерівним, з напливами, слідами ривків і так далі. Для полегшення і поліпшення якості роботи існують спеціальні підставки, упори, що надягають на сопло плазмотрона. Вони дозволяють поставити обладнання безпосередньо на заготівлю і вести його вздовж лінії різу. Зазор між металом і соплом в цьому випадку завжди буде відповідати вимогам.

При ручному різанні плазмообразующих і захисним (для охолодження сопла і видалення продуктів різання) газом може бути повітря або азот. Вони подаються від магістралі, балона або вбудованого в обладнання компресора.

4 Джерела живлення ручних плазмових апаратів для різання

Всі джерела живлення ручних апаратів працюють від електромереж змінного струму. Більшість з них перетворюють одержувану електроенергію в напругу постійного струму, а інші служать тільки для посилення змінного струму. Такий розподіл обумовлено тим, що у плазмотронів, які працюють на постійному струмі, більш високий ККД. Змінний струм застосовується в ряді випадків - наприклад, для розкрою алюмінію і сплавів з нього.

Джерелом живлення може служити інвертор або трансформатор, що подає на плазмотрон струм великої сили. Інвертори зазвичай використовують на маленьких виробництвах і в побуті. Вони володіють меншими габаритами, вагою і в енергоспоживанні набагато економніше, ніж трансформатори. Інвертори найчастіше входять до складу ручного апарату для плазмового різання . До переваг інверторних пристроїв відносять ККД, який вище, ніж у трансформаторних, на 30%, і стабільне горіння електричної дуги, а також компактність і можливість проводити роботи в будь-яких важкодоступних місцях.

До недоліків - обмеження по потужності (максимальна сила струму зазвичай становить 70-100 А). Як правило, інверторні апарати використовують при розрізанні заготовок порівняно невеликої товщини.

Трансформаторні джерела живлення отримали свою назву через використовуваних в їх конструкції низькочастотних трансформаторів. Вони мають набагато більші габаритами і масою, але при цьому можуть мати і більш високу, ніж інверторні джерела, потужність. Трансформаторні апарати застосовують для ручної і механізованої різання металів різної товщини. Вони більш надійні, тому що при скачках напруги не виходять з ладу. Тривалість їх включення вище, ніж у інверторних апаратів, і може досягати значень в 100%.

Тривалість включення (ПВ) має прямий вплив на специфіку роботи з обладнанням. Наприклад, якщо ручна плазмова різка металу, обладнання для якої має ПВ 40%, тривала без перерви 4 хвилини, то потім апарату необхідно дати 6 хвилин відпочинку для того, щоб він охолов. Пристрої з ПВ 100% використовують у виробництві, де апарат експлуатується протягом усього робочого дня. Істотний недолік трансформаторного обладнання - високе енергоспоживання.

5 Принцип роботи апаратів для ручного плазмового різання

Після того, як установка ручного плазмового різання зібрана (проведені всі підключення і з'єднання її елементів), металеву заготовку під'єднують до апарата (инвертору або трансформатора) передбачених для цього кабелем. Устаткування підключають до електромережі, плазмотрон підносять до оброблюваного матеріалу на відстань до 40 мм і виробляють запалювання чергової (ініціації іонізацію) електричної дуги. Потім відкривають подачу газу.

Після отримання плазмового струменя, яка має високу електропровідність, в момент її зіткнення з металом утворюється робоча (ріжучий) електрична дуга. Одночасно автоматично відключається чергова. Робоча дуга підтримує безперервність процесу іонізації газу, що подається, утворення плазмового потоку. Якщо вона з якоїсь причини згасне, то потрібно припинити подачу газу, заново включити плазмовий апарат і запалити чергову дугу, а після цього пустити газ.