Plazmové řezání kovů: aplikace

Plazmové řezání promconstruct.ru na CNC stroji má mnoho výhod, nízkou cenu a vysokou kvalitu řezání kovů. Výsledkem je dokonale rovnoměrný řez, který nevyžaduje dodatečné opracování hran. Tato technologie umožňuje dosáhnout ultra přesného tvarovaného střihu. Za tímto účelem se do programu zavede požadované schéma a samotné zařízení provede všechny požadované operace.

Konstrukčně CNC stroj zahrnuje:

  • napájení (velký transformátor);
  • plazmový hořák, který generuje plazmu;
  • portálový systém – mechanismus, který příčně posouvá plazmovou řezačku;
  • souřadnicový stůl – stabilní základna, na kterou je položen válcovaný kov
  • počítačový systém pro automatické řízení pohonů jednotek.

Pro CNC plazmové řezání se používají stacionární a přenosné stroje. První jsou výkonná velkorozměrová zařízení, druhá jsou menší a v případě potřeby se pohybují po dílně nebo jsou přepravována na jiné místo výroby.

Plazmové řezání kovů na CNC stroji

CNC (Computer Numerical Control) plazmový řezací stroj je vysoce přesné zařízení, které automaticky řeže díly z kovových polotovarů různých typů a tlouštěk. Zařízení se používají především ve velkých podnicích vyrábějících kovové konstrukce, průmyslová zařízení atd.

Plazmové řezání na CNC zařízení je vysoce produktivní a vyžaduje minimální zásahy obsluhy, což eliminuje vliv lidského faktoru.

Plazmové řezání oceli

Plazmové řezání oceli se provádí pomocí specializovaných zařízení – plazmových řezaček (plazmových hořáků). Plazma se získává ionizací a ohřevem na ultravysokou teplotu stlačeného vzduchu nebo jiného plynu s elektrickou vodivostí. Úzce nasměrovaný proud plazmy působí na určitou část obrobku, zatímco ostatní jeho části se neohřívají. Tím se zabrání deformaci. Částice roztaveného kovu jsou vyfouknuty, hrana řezu je rovná a hladká.

Technologie plazmového řezání umožňuje řezání různých typů oceli:

  • uhlíkaté;
  • nízkolegované;
  • středně legované;
  • vysoce legované.

Kromě toho můžete pomocí plazmového hořáku řezat hliník, měď, titan a také jejich slitiny.

Existují dva hlavní způsoby řezání oceli plazmou:
Přímý dopadový oblouk. V tomto případě se plazmový paprsek vytvoří mezi elektrodou a obrobkem.
Oblouk nepřímého vlivu. Proud se vytváří mezi elektrodou a špičkou.

Výhody technologie:

  • vysoká řezná rychlost;
  • pohodlí a bezpečnost procesu;
  • stabilita oblouku;
  • minimální zářez a bezchybný okraj;
  • schopnost řezat tlusté (až 150 mm) ocelové plechy a provádět umělecké řezání;
  • schopnost pracovat v těžko dostupných oblastech.

Plazmové řezání hliníku

Plazmové řezání hliníku je metoda tepelného řezání pomocí proudu plazmy. Vysokoteplotní plazmový paprsek okamžitě zahřeje a roztaví kov, což vám umožní vytvářet ohyby, otvory a řezné linie v různých konfiguracích.

Použití technologie moderní generace činí proces produktivním a spolehlivým. Plazmové řezání má oproti jiným typům zpracování hliníku výhody:

  • Vysoká rychlost pracovního procesu zabraňuje zahřívání hliníkového plechu a jeho tepelné deformaci.
  • Přesnost řezu a absence okují na řezech eliminují potřebu dalšího zpracování obrobků.
  • Procento zmetků má tendenci k nule, což činí proces hospodárným a snižuje výrobní náklady.
  • Přítomnost nečistot a prachu na hliníku neovlivňuje kvalitu řezání kovu, proto není nutná jeho předběžná příprava.
  • Nebezpečí nouzových situací je extrémně malé, protože se při procesu nepoužívají hořlavé plyny.
READ
Výhody plastových střešních odvodňovacích systémů a vlastnosti jejich instalace

Technologie plazmového řezání hliníku zajišťuje přesnost výroby výrobků podle složitých výkresů, proto je žádaná v leteckém průmyslu, kde je důležité dodržet tvar a rozměry dílů. Mnoho výrobců preferuje tento typ zpracování kovů kvůli vysoké kvalitě hotových výrobků, účinnosti a bezpečnosti procesu.

Rozsah plazmového řezání

Plazmové řezání se používá v mnoha průmyslových odvětvích: strojírenství, výroba nástrojů, stavebnictví, design. Plazmová řezačka (plasmatron) je ve skutečnosti vylepšeným analogem svařovacího stroje. Plazmový paprsek, kterým je kov řezán, vzniká interakcí elektrického proudu a stlačeného vzduchu. Díky tomu je na výstupu dosaženo mnohem vyššího napětí než při řezání plamenem. To umožňuje řezání oceli, hliníku, mědi, titanu a slitin.

Kovové plechy různých tlouštěk jsou řezány pomocí plazmového oblouku. Plazma je ionizovaný plyn zahřátý na určitou teplotu a schopný vést elektrický proud. Plazma má vlastnosti plynu i kapaliny. Atomy nejsou neustále ve vzájemném kontaktu – to je typické pro plyny. Pod vlivem elektromagnetického pole proudí plazma – to je vlastnost kapalin.

Plazmový oblouk vzniká ve specializovaných zařízeních – plazmových hořákech. Stlačený vzduch nebo plyn se při kontaktu s elektrodou ionizuje. Čím vyšší je teplota plynu, tím vyšší je úroveň ionizace. Ve středu plazmového oblouku lze plyn zahřát až na 30 000 °C. Proud plazmy pod vysokým tlakem spěchá k řeznému prvku.

Ultravysoká teplota působí přesně na místo řezu, zatímco zbývající části plechu se nezahřívají, a tudíž nedochází k deformaci. Částice roztaveného kovu jsou vyfukovány ven. Plazmové řezání je tedy tepelné řezání. Řezání probíhá pod vlivem vysoké teploty a ne za pomoci mechanické síly.

Typy plazmových hořáků

Plazmové řezací systémy se liší způsobem spouštění oblouku a množstvím proudu. V závislosti na typu plazmového hořáku vzniká oblouk:

  • • mezi katodou a tryskou;
  • • mezi katodou a řezaným kovem.

Plazmovým paprskem prochází stlačený vzduch nebo plyn, což má za následek silný vysokoteplotní oblouk. Během procesu řezání úzce směrovaný proud plazmy taví kov v určité oblasti obrobku.

Způsoby buzení oblouku:

  • 1. Kontakt. Toto je možnost rozpočtu. Proces začíná, když se tryska hořáku dotkne obrobku, tj. mezi katodou a kovem vznikne plazmový oblouk.
  • 2. Vysokofrekvenční kontakt. Tato metoda je mnohem pohodlnější než ta první. V okamžiku stisknutí spouště vydá oscilátor, který je umístěn uvnitř zařízení, výboj na katodu. Kontakt s kovem není nutný, stačí zařízení přiblížit.
  • 3. Pneumokontaktní zapalování. Takové plazmové hořáky jsou vhodné pro CNC stroje. Před zahájením procesu řezání je katoda v kontaktu s tryskou a po přivedení stlačeného vzduchu odchází a vzniká řezací oblouk.
  • 4. Pomocný (pilotní) oblouk. Po stisknutí spouště se mezi tryskou a katodou vytvoří slabý plazmový oblouk. Pro zahájení procesu řezání se stroj přivede ke kovu. Právě v tomto okamžiku vzniká hlavní oblouk s vysokým výkonem.

Ve standardních (domácích) podmínkách se používají plazmové řezačky, které pracují na napájení 220 V. Pro výkonnější profesionální přístroje, které poskytují větší tloušťku řezu, je potřeba napětí 380 V.

READ
Rozměry schodiště: délka 25 a šířka

Plyny a směsi plynů používané v plazmových hořákech

Stlačený vzduch má velmi vysokou energii. Používá se k řezání oceli (nelegované, nízkolegované, vysokolegované), dále hliníku, mědi, titanu a jejich slitin. Řezná hrana je kvalitní, hladká a rovná.

K vytvoření proudu plazmy se používá nejen stlačený vzduch, ale také některé plyny:

  • • dusík;
  • • kyslík;
  • • UAN (směs kyslíku a dusíku);
  • • směs argonu a vodíku.

Dusík zajišťuje rychlé řezání tenkého plechu bez uvolňování oxidů, nicméně v tomto případě je obtížné dosáhnout ideální kvality ostří. Kyslík se používá při práci s nelegovanou nebo nízkolegovanou ocelí. Rychlost řezání je vyšší než při použití vzduchu nebo dusíku. Argon je inertní plyn s poměrně nízkou úrovní tepelné vodivosti, takže nebude možné dosáhnout dobré řezné rychlosti. Je možný vznik šupin na povrchu řezu. Vodík má velmi vysokou tepelnou vodivost. Použití čistého vodíku jako plazmového plynu není nejlepší možností, proto se kombinuje s argonem.

Výhody plazmového řezání

Plazmové řezání je výhodné ve srovnání s řezáním plynem díky bezpečnosti, pohodlí a nízkým nákladům. Použití plazmové řezačky umožňuje:

  • • získat stabilní oblouk;
  • • řezat všechny kovy, které vedou elektrický proud (a nejen černé);
  • • řezané plechy až do tloušťky 150 mm;
  • • provádět řezání pod vodou, čímž se sníží tepelně ovlivněná zóna a hluk;
  • • získat minimální řez;
  • • pracovat na těžko přístupných místech;
  • • umělecké řezání kovů.

Plazmové řezací stroje jsou lehké, ekonomické a mají vysokou účinnost.

Zpracování kovů plazmovým řezáním

Plazmové řezání kovu je proces řezání polotovarů pomocí vysokorychlostního proudu plazmy. Tave materiál v zóně zpracování a současně odstraňuje částice roztaveného kovu. Pokročilá technologie je univerzální z hlediska řezaných kovů (železné, neželezné, žáruvzdorné), jejich tloušťky, řezné rychlosti. Je důležité, aby při zpracování kovu plazmovým řezáním byl získán vysoce kvalitní a přesný řez, metoda umožňuje provádět složité tvarové řezání.

Plazmová řezačka je široce používána v kovoobráběcím průmyslu, ve výrobě, kovoskladech a autoservisech. Je požadován při stavebních pracích, při provádění instalačních úkolů (například při vytváření střechy, instalaci topných systémů). Technologie se také používá k řešení uměleckých problémů: pomáhá vytvářet originální design bran, plotů, zábradlí schodišť, altánů, laviček atd.

Plazmové řezání kovů zahrnuje různé standardní operace:

  • řezání válcovaného kovu;
  • řezání otvorů a otvorů;
  • opracování hran materiálu;
  • řezání trubek, pásů, profilů, tyčí.

Plazmové řezání kovů se provádí pomocí ručních a automatických instalací. V prvním je celý pracovní postup řízen operátorem, u druhého jde o plně automatizované systémy, kde potřebné parametry nastavuje počítačový program.

Plazmové řezání je druh inovace. Plazmová řezačka (někdy také nazývaná plazmový hořák) je profilové zařízení určené ke zpracování téměř jakéhokoli kovu. O jeho schopnostech svědčí alespoň taková charakteristika: doba hoření 14metrového kovového letadla se rovná 2 sekundám. To je 15krát rychlejší než u tradičního autogenu.

READ
Topné systémy pro domácnost: co jsou a co je lepší vybrat

Princip činnosti plazmové řezačky spočívá v tom, že pod vlivem plazmy se materiál (kov) taví a foukání taveniny zajišťuje vysoký tlak horkého plynu. Nejčastěji se pro generování plazmatu používá běžný vzduch čerpaný kompresorem. V některých případech se však používají inertní plyny, vodík nebo kyslík. Rozžhavené plyny pomocí elektrického oblouku zvětšují svůj objem, což vede k vymrštění trysky s vysokým tlakem vystřikovaným z trysky.

Konstrukčně je plazmová řezačka:

  • tryska s měděným hrotem frézy, která tvoří plazmový paprsek;
  • žáruvzdorná kovová elektroda tvořící plazmový oblouk;
  • difuzor pro zvýšení tlaku a zpomalení toku plazmy při řezání.

Tryska a elektroda jsou díly podléhající opotřebení. Důležitá je také dovednost mistra, držení trysky ve stabilní vzdálenosti 2-3 mm od kovového povrchu, jinak oblouk zhasne a nebude mít úhledný řez.

Plazmové řezání kovu na CNC stroji zaručuje vysokou přesnost a rychlost vyřízení zakázky.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Řezání kovů lze rozdělit do dvou kategorií – mechanické a tepelné. Plazmové řezání je metoda tepelného řezání, která využívá ionizovaný plyn k řezání kovu.

Je to jedna z hojně používaných metod pro řezání silných plechů, ale lze ji použít i pro plech. Než se ponoříme do výhod a možností plazmového řezání, je třeba zodpovědět ještě jednu otázku.

Co je plazma?

O třech základních skupenstvích hmoty – pevném, kapalném a plynném jste už určitě slyšeli. Existuje ale i čtvrtý. Ano, je to plazma.

Plazma lze nalézt v přírodě, ale většinou v horních částech zemské atmosféry. Slavná polární záře je výsledkem slunečního větru vytvořeného z plazmy. Součástí osvětlení a vysokoteplotního ohně je také plazma.

Celkově tvoří asi 99 % viditelného vesmíru.

V běžném životě najdeme plazmu v televizích, zářivkách, neonových nápisech a samozřejmě plazmových řezačkách.

Plazma je elektricky vodivá ionizovaná plynná látka. To znamená, že v některých atomech nejsou žádné elektrony a kolem se pohybují také volné elektrony.

Plyn může být přeměněn na plazmu vystavením intenzivnímu teplu. To je důvod, proč je plazma často označována jako ionizovaný plyn.

Plazma je podobné plynu, protože atomy spolu nejsou v neustálém kontaktu. Schopností proudění pod vlivem elektrického a magnetického pole se přitom chová podobně jako kapaliny.

Jak funguje plazmová řezačka?

Proces řezání plazmou je metoda tepelného řezání. To znamená, že k roztavení kovu se používá spíše teplo než mechanická síla. Obecná mechanika systému je vždy stejná. Plazmové hořáky používají stlačený vzduch nebo jiné plyny, jako je dusík. K ionizaci těchto plynů dochází za vzniku plazmatu.

Typicky jsou stlačené plyny v kontaktu s elektrodou a poté ionizovány, aby se vytvořil větší tlak. Když se tlak zvýší, proud plazmy směřuje k řezné hlavě.

Řezná špička omezuje tok a vytváří tok plazmy. Poté se aplikuje na obrobek. Vzhledem k tomu, že plazma je elektricky vodivá, je obrobek spojen se zemí přes řezací stůl.Při kontaktu plazmového oblouku s kovem jej teplo roztaví. Zároveň vysokorychlostní plyny vyfukují roztavený kov.

READ
Nosné propojky na cihlové zdi - výpočet a instalace

Populární stroje na řezání kovů:

Pracovní plocha 1500×3000 mm. 2000W zdroj Raycus. Řezání nerezové oceli do 8 mm, uhlíkové oceli do 16 mm.

Listový stroj. Pracovní plocha 1500×3000 mm. 1500W IPG zdroj. Řezání uhlíkové oceli do 14 mm, nerezové oceli do 6 mm.

Tloušťka kovu, 0,5 – 5 mm. Pracovní rychlost, 20 m/min. Délka, 4500 mm.

Spuštění procesu řezání

Ne všechny systémy fungují stejně. Za prvé, obvykle existuje cenově výhodnější verze nazývaná vysokofrekvenční kontakt. To není k dispozici pro CNC plazmové řezačky, protože vysoká frekvence může rušit moderní zařízení a způsobit problémy.

Tato metoda využívá vysokonapěťovou a vysokofrekvenční jiskru. Když se plazmový hořák dostane do kontaktu s kovem, dojde k jiskření. Tím se obvod dokončí a vytvoří se jiskra, která zase vytvoří plazmu.

Další možností je metoda pilotního oblouku. Nejprve se uvnitř hořáku vytvoří jiskra pomocí vysokonapěťového nízkoproudého obvodu. Jiskra vytváří pilotní oblouk, což je malé množství plazmy.

Řezný oblouk nastane, když se pilotní oblouk dostane do kontaktu s obrobkem. Nyní může obsluha zahájit proces řezání.

Třetím způsobem je použití pružinové hlavy plazmového hořáku. Přitlačení hořáku k obrobku způsobí zkrat, který způsobí tok proudu.

Po uvolnění tlaku se vytvoří pilotní oblouk. Následující postup je stejný jako u předchozího způsobu. Tím se oblouk dostane do kontaktu s obrobkem.

Jaké plyny se používají, jejich vlastnosti

Plazmové řezání kovu je proces pronikání a odstraňování taveniny v důsledku tepla přijatého z plazmového oblouku. Řezná rychlost a kvalita jsou určeny plazmovým médiem. Také médium tvořící plazmu ovlivňuje hloubku plynem nasycené vrstvy a povahu fyzikálních a chemických procesů na hranách řezu. Při zpracování hliníku, mědi a slitin vyrobených na jejich základě se používají následující plazmové plyny:

  • Stlačený vzduch;
  • Kyslík;
  • směs dusík-kyslík;
  • Dusík;
  • Směs argonu a vodíku.

Hlavními složkami vzduchu jsou dusík (78,18 %) a kyslík (20,8 %). Kombinace těchto dvou plynů je energeticky velmi bohatá směs. Vzduch se používá jako plazmový plyn pro řezání nelegovaných, nízkolegovaných, vysoce legovaných ocelí a hliníku. Pro ruční řezání i řezání tenkých plechů se běžně používá vzduch. Při řezání nelegované oceli pomocí vzduchu jako plazmového plynu jsou řezné hrany rovné a přiměřeně hladké. Vzduch jako řezný plyn však zvyšuje obsah dusíku v řezných plochách. Pokud se tyto řezné hrany dále neopracovávají, mohou se ve svaru vytvořit póry.

Kyslík se používá jako plazmový plyn pro řezání nelegovaných a nízkolegovaných ocelí. Když se kyslík mísí s taveninou, její viskozita klesá, díky čemuž se tavenina stává tekutější. Výsledkem jsou obvykle řezné hrany bez otřepů a horní hrany bez zaoblení. Je možné dosáhnout vyšších řezných rychlostí než s dusíkem a vzduchem. Na rozdíl od dusíku nebo vzduchu nejsou při použití kyslíku řezné plochy nasyceny dusíkem, což znamená, že riziko vzniku pórů při následném svařování je minimalizováno.

Argon je jediný inertní plyn, který lze komerčně vyrábět metodou vzduchové separace v objemovém procentu 0,9325. Jako inertní plyn je chemicky neutrální. Argon díky své velké atomové hmotnosti (39,95) přispívá k vytlačování roztaveného materiálu z oblasti řezu pomocí vysoké hustoty pulzů generovaného plazmového paprsku. Vzhledem ke své relativně nízké tepelné vodivosti a entalpii není argon dokonale ideálním plynem pro řezání plazmou, protože umožňuje pouze relativně nízké řezné rychlosti, což má za následek zaoblené, šupinaté povrchy.

READ
Zdobíme pracoviště dítěte - 15 kreativních nápadů s fotografiemi

Vodík má ve srovnání s argonem velmi nízkou atomovou hmotnost a vyznačuje se poměrně vysokou tepelnou vodivostí. Vodík má extrémně vysokou maximální tepelnou vodivost v rozsahu disociačních teplot, což je způsobeno procesy disociace a rekombinace. Zpočátku se při rekombinaci a ionizaci dvouatomového vodíku uvolňuje z oblouku velké množství energie. To vede ke stlačení proudícího oblouku. Z výše uvedeného popisu fyzikálních vlastností vyplývá, že vodík je sám o sobě stejně nevhodný jako plazmové médium jako argon. Pokud se však kladné vlastnosti vodíku z hlediska tepelného výkonu spojí s velkou atomovou hmotností argonu, pak výsledná směs plynů umožňuje rychle přenášet kinetickou energii a také dostatečné množství tepelné energie na řezaný materiál. .

Z hlediska fyzikálních vlastností je dusík přibližně mezistupeň mezi argonem a vodíkem. Tepelná vodivost a entalpie dusíku je vyšší než u argonu, ale menší než u vodíku. Dusík a vodík se chovají podobně, pokud jde o schopnost uzavřít oblouk, stejně jako o teplo rekombinace, vytvářející tekutou taveninu. Dusík tedy může být sám o sobě použit jako plazmový plyn. Dusík, používaný jako plazmový plyn, umožňuje rychlé řezání tenkostěnných obrobků bez tvorby oxidů. Nevýhodou je poměrně velký počet drážek. Je téměř nemožné dosáhnout řezu se zcela rovnoběžnými stranami. Úhel výsledného úkosu závisí do značné míry na objemu plynu a řezné rychlosti nastavené v nastavení. Nasycení povrchu řezu dusíkem nepříznivě ovlivňuje svařitelnost. Zvýšený obsah dusíku na plochách řezu je příčinou pórovitosti svařovaného kovu.

Výhody a nevýhody plazmového řezání:

  • Dokáže řezat všechny vodivé materiály. Řezání plamenem, i když je také vhodné pro řezání silných kovů, je omezeno pouze na železné kovy;
  • Dobrá kvalita pro tloušťku do 50 mm;
  • Maximální tloušťka do 150 mm;
  • Může řezat ve vodě, což sníží HAZ. Také snižuje hladinu hluku;
  • Menší spára ve srovnání s řezáním plynem;
  • Vyšší řezná rychlost než řezání kyslíkem.
  • Velké HAZ ve srovnání s laserovým řezáním;
  • Kvalita u tenčích plechů a desek je horší než u řezání laserem;
  • Tolerance nejsou tak přesné jako u laserového řezání;
  • Nedosahuje stejné tloušťky jako řezání vodním paprskem nebo plamenem;
  • Zanechává HAZ, který není přítomen proudem vody;
  • Širší řez než laserové řezání
  • Kromě toho je samotný proces poměrně složitý a vyžaduje vysoce kvalifikovaného operátora;
  • Obrobek musí být umístěn přísně kolmo.
  • Při řezání kovu se do ovzduší uvolňuje velké množství škodlivých plynů.

Pokud se vám článek líbil, dejte like, sdílejte ho se svými přáteli a zanechte komentáře!

Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: