Повітряно-плазмове різання
Чим можна порізати на частини лист звичайної бляшанки? Найпростіше гаражне рішення — взяти в руки ножиці по металу. А якщо товщина більше? На помщь можуть прийти молоток з зубилом або арматурні ножиці, звані ще болторезами.
Із зростанням товщини відрізаній деталі можливості застосування людиною фізичної сили будуть стрімко падати і тоді на допомогу можуть прийти і невеликі компактні апарати плазмового різання. Буквально кілька десятиліть тому така техніка коштувала дуже дорого і була доступна лише великим підприємства, які могли виділити значні кошти на її придбання. Для розкрою сталевих поверхонь повсюдно застосовувалася газокисневе різання.
Обидва процесу (за допомогою пропану або ацетилену і плазмова різка) мають свої особливості та переваги. Газова зварювання, а точніше перша газова пальник була створена на самому початку двадцятого століття і після того, як фахівці зрозуміли її зручність при з'єднанні сталевих деталей один з одним, газозварювальні пости з'явилися на всіх машинобудівних, ремонтних та залізничних підприємствах (значно витіснивши застосування так популярної раніше заклепки).
Плазмова різка металу з'явилася в середині минулого століття; це були досить громіздкі установки, що використовують в якості плазмоутворюючого газу: аргон, водень і гелій. Вони мали для свого часу досить високі технічні показники, але вартість одного метра різу (через застосування дорогого газу) була висока. Розробники пропонували все нові технічні рішення для здешевлення процесу плазмового різання cut, поки не були створені гафниевые і цирконієві електроди, для роботи з використанням яких можна було застосувати стиснене повітря. Потужний компресор нагнітав повітря по магістралях безпосередньо до установки плазмової різки та його надходження нічим не лімітувався. Вартість різання сталевого листа почалася поступово знижуватися.
Проте установки повітряно-плазмового різання купити все ще було не по кишені дрібним підприємствам, не кажучи вже про приватному використанні. Справа в тому, що в той час потужність дуги, при низьких напругах джерела струму, створювалася в джерелі живлення за рахунок збільшення сили струму при низькому тиску повітря. Збільшивши витрата плазмоутворюючого повітряного потоку розробники змогли підняти робоча напруга дуги, а застосування інверторних технологій дозволило знизити собівартість апаратів плазмового різання, оскільки дорогі мідні трансформатори в них вже не використовувалися. Зараз ціна плазмореза cut (так в побуті називають установки) для непромислового використання порівнянна з ціною напівавтомата або звичайного зварювального інвертора.
У чому ж різниця між плазмовим різанням і газокисневого різкої?
Щоб організувати пост газорезщика необхідні: балони з сответствующими видами газови редукторами, зварювальні рукави і безпосередньо сам різак. Більше ніякого складного обладнання, особливих навичок або додаткових джерел енергії не потрібно. Зварювальник бере в руки різак; відкриває подачу пропану; підпалює його; уперши різак під кутом до поверхні повільно відкриває подачу кисню регулюючим вентилем; виставивши відповідне полум'я починає різати заготівлю коригуючи процес подачею кисню і тримаючи різак на певній відстані від поверхні.
Як і плазморезом пропановим або ацетиленовим різаком можна різати різні товщини, однак у газової різання є можливість ділити на шматки навіть дуже товсті заготовки до 500мм. При резе деталей до 100мм використовуються різаки серії Р1, до 300мм серії Р3, а до 500 серії Р5. Щоб зробити оптимальним витрата газу, при роботі на певній товщині, змінюється лише внутрішній мундштук. Економісти підрахували, що при роботі з товщинами до 50мм (а саме розкрій листів такої товщини найбільше доводиться різати в промисловості) доцільно використовувати плазмову пальник, а якщо вище, то тут пальма першості належить вже ацетиленовому або пропановому різака.
Багато споживачі вирішили купити плазмове різання, вже вдома, при спробі почати працювати виявляють, що для роботи з нею необхідний компресор. Пристрій одержання стисненого повітря просто необхідно, як для того, щоб створити плазмову струмінь, так і для того, щоб видувати розплавлений метал із зони різання. Оскільки працювати без компресора плазморез не може при його покупці потрібно врахувати ряд вимог: необхідний витрата повітря, відповідний даному устаткуванню для різання; великий ресивер для згладжування пульсацій, що виникають у момент включення і відключення компресора і хороша воздухоподготовка, що включає в себе різні фільтра та осушувачі. Якісно очищене повітря — запорука «довгого життя катода з анодом» і швидкого збудження дуги з першого разу (фільтрів необхідно затримати не тільки вологу, але й масляний туман, що утворюється при роботі компресора, а також пил, яка завжди знаходиться в повітрі будь-якого промислового цеху). Мікроскопічні крапельки вологи, в подаваному стислому повітрі, потрапляючи в порожнину сопла можуть сприяти утворенню дрібних дугових розрядів, виплавленої міді та появи «наростів» розплавленого металу, а це зменшує робоча відстань між катодом і анодом, призводить до їх руйнування, неможливість правильно виконувати свої функції, знижує швидкість руху плазмотрона і сприяє отриманню пережженого металу на одержуваних кромках. Джерелом стисненого повітря може бути не тільки пересувний компресор, апарат плазмового різання можна підключити до простягнутою по цеху пневматичної магістралі або використовувати спеціальні балони з розташованим всередині них повітрям під тиском.
Газова різка дозволяє проводити роботи тільки з ковким чавуном, низько і среднеуглеродитстыми сталями. Нержавіюча сталь і леговані сталі з кольоровими металами і сплавами впливу газокисневого полум'я не піддаються, що звужує спектр її застосування. Але вона більш автономна, оскільки не залежить, як установка повітряно-плазмового різання, від зовнішнього джерела живлення. Газозварювальний пост можна вивезти на монтажну майданчик (яка знаходиться, наприклад, у відкритому полі), розмотати шланги і різьбяр, забравшись на висоту 50 метрів і більш, відразу приступити до роботи. Плазмовій установці і компресора, додатково буде необхідний бензогенератор, але навіть при його наявності довжина рукава плазмотрона становить від чотирьох до дванадцяти метрів.
Щоб отримати запис, при нагріванні різаком, потрібен певний час. Поверхня металу повинна нагрітися і коли різьбяр бачить, що вона придбала певний колір, включає ріжуче полум'я. Плазмовий апарат пропалює товщину заготовки відразу; для нього не грає особливої ролі чистота поверхні заготовки і наявність на ній навіть «глибокої іржі» і окалини або шару старої фарбування. Не має значення і хімічний склад прорезаемого металу (головне, щоб матеріал був електропровідним), якщо потрібно виконати рез по листу нержавійці, то процедура займе секунди, а ще десять років тому, в разі такої необхідності, зварювальники використовували потужний трансформатор або випрямляч і покриті електроди (процедура займала значний час, плюс годинник на обробку поверхні болгарками).
Купити плазморез, а не пост газ різак віддають перевагу працівники з ремонту автомобілів і різного технологічного устаткування. Оскільки локальний нагрів не потрібно деталь не деформується, а отже його «не веде», а це є важливим моментом при роботі з тонкими листовими заготовками і деталями. До речі, на СТО часто застосовують плазмові установки з вбудованим компресором. Такі моделі хоч і малопотужні (максимальна разрезаемая товщина не перевищує шести міліметрів), зате компактні і мобільні.
Починаючи процес, плазморез розташовують у безпосередній близькості від краю листа (при різи з середини товстого листа іноді доводиться навіть просвердлювати отвір для старту); на деяких моделях плазматрон є можливість встановлювати дистанційну пружину, що забезпечує постійну відстань; різьбяр натискає кнопку, запалюється чергова дуга (вона ще називається пілотної) і рухає різак вздовж наміченої лінії. Швидкість руху, при використанні різних моделей плазмових установок, буде різною і залежить від потужності пристрою, обраної сили струму, тиску стисненого повітря і т. д.
Перед тим як купити плазморез визначитеся, з якою максимальною товщиною Вам доведеться працювати. Найдоступніші апарати, використовувані як у домашніх, так і у виробничих майстернях називаються «плазмова різка CUT40» і випускаються вони величезною кількістю виробників зварювальної техніки. На них зазвичай встановлюються невеликі різаки PT31, вони працюють від напруги 220 Вольт і здатні впоратися з товщинами до 12мм (на нашому ринку зварювального устаткування однією з самих надійних моделей є Jasic CUT-40). Для інтенсивного промислового використання застосовується обладнання типу Jäckle Plasma CUTTER 300 — потужні пристрої, вагою в кілька сотень кілограм они мають плазмові різаки з рідинним охолодженням; така машина ріже сталь до 90мм, але і має вартість за десять тисяч Євро.
Як і в зварювальних інверторах для зварювання апаратів повітряно-плазмового різання однією з важливих характеристик є тривалість включення. Вимірюється вона в циклі дорівнює десяти хвилинах. Так, якщо відкривши паспорт, ви прочитаєте, що ПВ=60% при температурі 40 градусів, то це буде означати, що попрацювавши шість хвилин, необхідно дати пристрою чотири хвилини на охолодження. Ця характеристика вказується на максимальному струмі, а оскільки плазморез рідко експлуатується на граничних для себе можливості, то виконуючи рези навіть на половині від максимально заявленої в паспорті товщини, думати про те, що зараз потрібно відключити установку, не слід.
Возможность резать определённую толщину и цена плазменной резки является самыми важными показателями, влияющими на покупку. Производимый устройством рез принято делить на «грязный» и «чистый». Грязный рез является максимально возможным для этой модели. С заявленной толщиной установка конечно справится, но на пределе своих возможностей; чистый рез составдяет около 70% от грязного. На практике это выглядит следующим образом: плазменная струя с трудом разрезавшая металл, не может полностью выдуть остатки расплавленного металла и он «запекается» кое где опять. Оператор, перед резкой ложит под заготовку подкладки (чтобы поднять её над землёй и у раскалённого металла было место для выхода), но после того как, допустим, лист перерезан на две части, половинки не отеделяются друг от друга, так как запёкший грат сдерживает их. Лёгкий удар кувалдой и они отделяются; затем производится удаление запёкшегося металла болгаркой. Если установка воздушно плазменной резки работает в оптимальном для себя режиме, то место реза чистое, как «прорезанное лезвием» и не требует дальнейшей обработки; слесарь-сборщик может сразу собирать конструкцию, а сварщик обваривать.
