www.agropages.ru
AgroPages.Ru — это удобная информационная площадка для профессионалов агробизнеса.

Сегодня года.
Неотраслевые
10.04.2014 05:55

О плазменной резке в деталях

Широкое распространение плазмотронов в современной металлообработке связано с тем, что плазменная резка высокого качества требует меньшего набора предварительных условий, чем газопламенные аппараты.


Плазмотроны менее громоздки, чем другие устройства для бюджетной резки металлов, хотя и не отличаются технологической простотой. В финансовом отношении стоимость оборудования для резки металлов плазмой имеет тенденцию к снижению. Уже сегодня дешевый сварочный аппарат инверторного вполне может обладать достойными рабочими характеристиками, приемлемой универсальностью и надежностью. С плазмотронами наблюдается та же картина – рост ассортимента аппаратных возможностей соседствует с увеличением их экономической доступности.

Общепринятым англоязычным наименованием устройств плазменной резки является аббревиатура PAC, по первым буквам терминов Plasma Arc Cutting. В любых описаниях приборной части можно найти объяснения принципа работы современных плазмотронов. Что плазма является ионизированным газом, который разогрет до огромных температур в многие тысячи градусов Цельсия. Что мало добиться появления разряда – его следует эффективно сжать, сфокусировать и четко направить в область резки вместе с дополнительной струей газа. Иначе никакого реза не получится и даже оплавление металла будет поверхностным.

Все так. Но гораздо реже можно встретить адекватное описание того, плазмотроны могут работать в двух весьма различных режимах, причем речь может идти об одних и тех же аппаратах! Правда, перед началом работы они требуют установки насадок и перенастройки рабочих характеристик. Даже в названии этих режимов имеется определенная путаница, так как они похожи на слух и на запись – но сильно различаются по принципу действия, достигаемому термическому эффекту и области применения:

- Плазменно-дуговая резка основана на разряде между обрабатываемым металлом и электродным торцом. Естественно, электрод в таком PAC- оборудовании должен обладать неплавящимися свойствами, иначе его потребуется менять каждые 10 сантиметров пройденного реза. Дуговой факел ионизирует газ в рабочей камере, плазма является его спутником, сопутствующим ионизированным потоком – это называется резать дугой прямого действия. Энергетический эффект от процесса максимален, но обработке подвержены исключительно металлические детали.
- Резка плазменной струей происходит без участие разрезаемой заготовки в электрической цепи плазмотрона. Дуга поддерживается между торцом опять же неплавящегося электрода и наконечником самого плазмотрона (от чего наконечник естественным образом разрушается и требуется периодически его менять). Посредством неионизированного газа в область разреза выносится только часть плазменного столба, те есть термический эффект создает дуга косвенного действия. Он заметно ниже, чем при прямой дуге – зато такими аппаратами можно резать любые материалы, а не только металлические сплавы.

Однако именно для металлов плазменная резка высокого качества получила промышленное применение, поэтому прямая дуга остается желательным способом при раскрое металлических заготовок. Высокая мощность и большая точность фокусировки предпочтительнее универсальности – использование плазмотронов для обработки деревянных, стеклянных или керамических изделий пока что остается редким и эпизодичным. Поэтому рассмотрим конструкцию устройств для плазменно-дуговой резки металлов.

Типовая конструкция плазмотронов с дугой прямого действия…

…состоит из рабочей камеры цилиндрической формы, в которой имеются:

- Гнездо для крепежа и подключения электродов (в центральной зоне, по оси симметрии);
- Патрубки для подачи и «обратки» охлаждающей воды;
- Канал для нагнетания плазмообразующего газа;
- Внутренняя изоляция корпуса;
- Съемные плазмофокусирующие наконечники, которые часто меняются ввиду теплового износа.

Зажигание дуги в большинстве моделей плазмотронов прямого действия реализовано по двухступенчатой схеме. Неплавящийся электрод сильно заглублен в рабочую камеру, сразу возбудить стабильный факел между ним и металлической заготовкой затруднительно по конструктивно-аппаратным причинам. Поэтому непосредственно перед началом работы зажигается вспомогательная дуга между электродным торцом и токоведущим наконечником (при резке плазменной струей она является основной, рабочей). Вспомогательная дуга контактирует с разрезаемой заготовкой – и только тогда возникает интенсивный режущий разряд, а вспомогательный автоматически отключается.

Дуговой столб заполняет рабочую камеру плазмотрона, фокусируясь в формирующем канале. Через доли секунд в камеру по нагнетательному патрубку подается газ для плазмообразования. Происходит интенсивный нагрев и ионизация газа в дуговом столбе. Данный процесс носит столь бурный характер, что ионизированный и нагретый газ увеличивается в объеме в десятки раз (в самых современных промышленных плазмотронах – в сотни раз!). Что приводит к высокоскоростному истечению газа из сопла, параллельно факелу дуги.

Скорость газового потока достигает нескольких километров в секунду. За счет кинетической энергии «быстрых» газовых молекул происходит интенсификация пламени до 20.000 °С и больше – такая температуру дуги недостижима ни на дешевых сварочных аппаратах, ни на самых дорогих инверторах. Для максимального эффекта дугу нужно сильно сузить. Плазменный поток не только плавит, но и «выдувает» расплавленный металл с высокой скоростью. Например, при силе тока 250 А скорость его истечения составляет 800 – 1.000 м/сек. Этого с запасом достаточно для резки самых тугоплавких сплавов.

Роль плазмообразующих газов в резке металлов…

…является определяющей для большинства характеристик оборудования и его аппаратных возможностей. Именно от газового состава зависит:

- Настройка мощности источника питания и управления всем оборудованием;
- Конструктивное решение по охлаждению фокусирующих сопел;
- Материал, схема охлаждения и особенности конструкции катодного узла внутри дуговой камеры.


В качестве рабочих плазмообразующих газов используются молекулярные азот, кислород или очищенный сжатый воздух. Значительное распространение получили смеси на аргоновой основе, с добавлением к Ar водорода/кислорода/ углекислого газа в различных пропорциях. Для различных промышленных задач подобраны эффективные газовые смеси, позволяющие быстро и чисто резать распространенные сплавы на глубину от 50 до 120 миллиметров.

Информация предоставлена интернет-гипермаркетом сварочного оборудования Тиберия – tiberis.ru
Комментарии
Комментарии отсутствуют

Ваш комментарий:

Ваше имя:  
CAPTCHA



Buy anabolics online
Buy steroids online