Плазменная обработка основана на использовании плазмы – перегретого ионизированного электропроводящего газа. Принцип плазменной резки металла основывается на оказании термического воздействия струи плазмы на обрабатываемое изделие. За процесс образования плазмы из газа отвечает плазмотрон – резак, осуществляющий нагревание газа, подающегося через сопло станка под давлением.
Выделяют две технологии плазменной резки:
-
при резке плазменной струей электрическая дуга создается между электродом и наконечником плазмотрона, и плазма поступает на обрабатываемую заготовку струей. Такой способ используется для резки не проводящих электрический ток материалов;
-
при плазменно-дуговой резке электрическая дуга создается между электродом и обрабатываемой заготовкой – такая технология используется при резке металлов. Плазменно-дуговая резка металлов позволяет добиться высокой мощности, необходимой для промышленного производства металлических изделий.
Необходимым условием успешной обработки является правильный выбор газа. В зависимости как от материала изделия, так и его ширины в качестве плазмообразующей среды выбирается воздух, азот, кислород, аргон, водород или их смеси. Чаще всего для резки изделий из цветного металла используются инертные газы, а для обработки изделий из черного – активные. Воздушно-плазменная резка металла, при которой в качестве плазмообразующего газа используется воздух, отличается наибольшей безопасностью.
Использование технологии плазменной резки металла дает некоторые преимущества по сравнению с работой на фрезерно-раскроечных станках:
-
плазменная резка – универсальный способ раскроя металлических заготовок, который может применяться для работы с изделиями любой формы, сделанными из любых видов металла;
-
при резке с помощью плазмы достигается высокое качество детали, при которой дальнейшая обработка сводится к минимуму;
-
такой тип резки обеспечивает высокую производительность даже при массовом промышленном производстве, а предваряющие работу мероприятия по подготовке станка сведены к минимуму, что позволяет экономить дополнительное время.
В качестве недостатков плазменных станков можно назвать высокую стоимость оборудования и сложное техническое обслуживание. Кроме того, такие станки производят много шума во время работы. Из-за этих факторов плазменные станки редко используют в домашних мастерских. В промышленности же в силу сложности обслуживания на плазменные станки устанавливают систему числового программного управления.
Устройство плазменного станка с ЧПУ по металлу
Устройство плазменного станка включает ряд элементов, обеспечивающих его функционирование. Некоторые модели могут располагать дополнительными элементами, но обязательными являются следующие.
-
Раскроечный стол служит для размещения обрабатываемой заготовки.
-
Система подачи газа в плазмотрон.
-
Непосредственно сам плазмотрон. Плазматрон состоит из четырех элементов: корпуса с защитным кожухом, механизма закрутки газа, электрода и сопла. Электрод образует электрическую дугу, через сопло под давлением подается газ. Проходящий через электрическую дугу газ превращается в струю плазмы. Электрод и сопло являются расходниками и требуют регулярного обновления.
-
Шаговые двигатели, обеспечивающие перемещение плазмотрона относительно поверхности раскроечного стола. Шаговый двигатель имеет отдельный блок управления и позволяет расположить плазмотрон в определенной позиции с точностью до долей миллиметра. На некоторых типах станков вместо шаговых двигателей могут использоваться более дорогие, но и более производительные сервоприводы.
-
Портал
-
Блок ЧПУ, с помощью которого осуществляется настройка необходимых параметров обработки и управление ее процессом. Станки плазменной резки металла с ЧПУ используются на крупных и средних предприятиях, так как за счет числового программного управления процесс обработки заготовок автоматизируется, снижается нагрузка на оператора и повышается производительность.
-
Датчики контроля.
Виды аппаратов плазменной резки металла
Существует несколько видов устройств для плазменной резки металла, различающихся особенностями конструкции и функционалом.
-
Ручные плазморезы обладают малыми габаритами и мощностью и предназначаются для мелкосерийного производства. Их главное достоинство заключается в мобильности и отсутствия необходимости демонтажа конструкции для осуществления резки – по этой причине ручные плазморезы подходят для выполнения бытовых работ.
-
Портативные плазменные станки – малогабаритные варианты напольных станков, предназначающиеся для резки деталей небольших размеров. Часто такие станки включаются в производственные цепочки на тех участках производства, где не требуется высокая мощность. Могут быть оборудованы ЧПУ.
-
Портальные станки – высокопроизводительные стационарные устройства, использующиеся на крупных предприятиях. Отличаются возможностью обработки крупногабаритных объектов, например, больших листов стали. Также оборудуются ЧПУ.
