Плазменная резка плоского металлопроката

Метод плазменного раскроя металла заключается в использовании ионизированного газа в качестве инструмента для резки.

В чем заключается принцип работы плазменной резки

Принцип резки состоит в том, что газ сильно нагревается, а затем подается под давлением и электричеством. То есть между соплом и электродом, или электродом и материалом, образуется электрическая дуга, сквозь которую проходит тот или иной вид газовой смеси под давлением в несколько атмосфер. Все это приводит к тому, что струя газа выбрасывается из сопла со скоростью от 50 до 15000 м/с, имея температуру от 5000 до 30000 °С.

Высокая скорость и температура — залог быстрой и качественной резки стали с одновременным удалением шлака и расплава.

Какие преимущества имеет метод

Плазменная резка отлично подходит для работы с черными, цветными и тугоплавкими металлами. Она обладает способностью резать заготовки средней и малой толщины, то есть менее 4 мм. Так как резка имеет небольшую зону термического воздействия, плазмой можно резать маленькие детали, при этом сохраняя внутреннюю структуру металла. Также метод позволяет вырезать сложные геометрические фигуры, гарантируя высокое качество кромок.

Это современный и безопасный метод раскроя металла, обладающий высокой производительностью и возможностью резать металл даже под водой.

Виды газов для плазменной резки

Плазмообразующая среда — это газ, который используется для резки. Рассмотрим основные виды газов.

• Кислород. Доступный газ, который чаще всего используют для резки углеродистых и низколегированных сталей. Смешиваясь с расплавом, кислород понижает вязкость и делает его более текучим. Плазменная резка кислородом позволяет получить гладкие кромки без грата и прямые верхние края. Кроме того, при такой резке места разделения не насыщаются азотом, что уменьшает риск появления пор при последующей сварке.
• Воздушная смесь. Окружающий нас воздух содержит 78,18% азота и 20,8% кислорода, что является очень энергетически насыщенной смесью. Воздух применяется для разделки низколегированной и высоколегированной стали, углеродистых металлов и алюминия. Отлично подходит для резки небольших тонколистовых заготовок. А также воздух хорошо сочетается с компактными вручную управляемыми плазморезами, обеспечивает четкие и гладкие кромки при работе с ними. Однако данная смесь не очень подходит для изделий, которые будут свариваться, так как при разделке металл насыщается азотом. Это может привести к образованию пор в сварных швах.
• Аргон. Относится к категории газов с инертными свойствами, что делает его химически нейтральным. Большая атомная масса способствует более эффективному вытеснению расплава при резке. Низкая теплопроводность аргона позволяет осуществлять резку с относительно медленной скоростью, что приводит к скруглению кромок и чешуйчатой поверхности.
• Азот. Может быть использован как самостоятельно, так и в составе газовой смеси. Он обеспечивает быструю резку тонких заготовок без образования оксидов. Но азотом тяжело создать одинаковые параллельные резы без бороздок. Основной недостаток заключается в насыщении поверхности металла азотом, что снижает прочность сварного соединения.
• Газовые смеси. Широко применяют для раскроя высоколегированных заготовок, а также изделий из цветных металлов. Пример — смесь аргона с водородом и азотом обеспечивает качественные кромки и снижает появление грата на краях реза. Обычно смеси состоят из 50-60% аргона и 40-50% азота и водорода. Конкретное процентное содержание газов подбирают исходя из толщины заготовок и химического состава металла.

Как выбрать газ для резки

Выбор плазмообразующей смеси зависит от типа оборудования, вида и толщины обрабатываемого металла. Например, для качественной резки углеродных и низкоуглеродистых сталей вполне подходит сжатый воздух или кислород.

Воздух — это весьма доступный и экономичный модификатор плазмы. Резка сжатым воздухом показывает особенно высокую эффективность во время раскройки заготовок, толщина которых не превышает 50 мм.

Кислород дороже, он гарантирует резку более с высоким качеством краев.

В случае резки легированных сталей более лучшим вариантом будет использование смеси азота, аргона и водорода. Когда не требуется особая точность сварных швов, чистый азот можно использовать для раскройки листов не толще 6 мм. Но для листов большей толщины лучше использовать газовую смесь.

Таблица 1. Рекомендованные сочетания газов в зависимости от вида и толщины металла

Таблица 2.Выбор плазмообразующего газа в зависимости от типа металла и способа резки