Резка плазмой

Плазменная резка заключается в плавлении металла за счет теплоты, которая генерируется сжатой плазменной дугой, а так же последовательным удалении сплава плазменной струей.

Резка металла плазмой:

• Во время резки металла струей плазмы между формирующим наконечником плазматрона и электродом загорается дуга, а сама обрабатываемая деталь не подключется к электрической цепи. Некоторый объем плазмы столбика дуги выводится из плазматрона в виде скоростной струи из плазмы, энергия которой и производит само разрезание.


• Во время плазменно-дуговой резки между разрезаемым материалом и наплавляющимся электродом горит плазменная дуга. Столб дуги совмещен со скоростной плазменной струей, она образуется за счет нагрева поступающего газа и ионизации под воздействием на него дуги. Для разрезания используют энергю из плазмы столбца и вытекающего из него факела, а так же энергия одной из электродных пятен дуги.

Количество тепла , которое поступает из столбика дуги с плазмой, а также которое необходимо для выполнения плазменной резки вычисляется с помощью следующего выражениея :

qр = Vр•F•γ•c•[(Tпл–T0)+q]•4,19
где, qр - эффективная тепловая мощность.
Vр – скорость разрезания (см/с);
F – размер поперечного сечения места выплавляемогоматериала (см2);
γ – плотность материала (г/см3);
с – теплоемкость материала, Дж/(г•°С);
Тпл – температура плавления материала (°С);
T0 – температура материала до начала резки (°С);
q – невидимая теплота плавления (°С).

Скорость потока плазмы , удаляющей расплавленный металл, растет с силой тока, увеличением использования плазмообразующего газа и становится меньше с увеличением диаметра сопла плазматрона.
Для произведения чистого разреза (практически без деформации и окалины) важными элементами являются скорость резки и сила тока. Для того, чтобы разобраться в этом, нужно проделать несколько пробных разрезов при увеличинном токе и уменьшать его при необходимости предусматривая скорость движения.

Плазменная резка сплавов алюминия и его самого в зависимости от толщины выполняются по разному: от 5-20 мм выполняются в азоте, от 25 – 100 мм – в водородно-азотных смесях (60-65% азота и 30-35% водорода), а толщина в 100 мм и выше – в аргоно-водородных смесях (30-50% водорода) и с применением плазматрона со стабилизирующей дугой из сжатого воздуха.

В качестве разделительной при заготовки деталей, а так же для их дальнейшей механизации используется плазменно-воздушная резка . В этом случае хорошее качество реза достигается только для толщин до 30-35 мм. и силой тока неболее 200 А.

Резка меди плазмой - осуществляется в сжатом воздухе( при средних толщинах), в азоте (с толщиной 5-15 мм.), водородно-аргонной смеси. Из-за того, что материал меди обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью, для ее обработки нужна более мощная дуга, в отличии от разрезания сталей.
Во время воздушно-плазменной резке медных изделий на концах изделия образуется легко удаляемые ненужные вещества на металле.
Резка плазмой высоколегированных сталей - производит эффект только для толщин изделия до 100 мм. (для толщин с большим диаметром используется Флюсово-кислородная резка). Для толщины до 55-60 мм. может применятся воздушно-плазменная резка, для толщины свыше 60 мм. применяются кислородно-азотные смеси.
Резка плазмой нержавеющих сталей - толщина до 20 мм. выполняется в азоте, толщина от 20 до 55 мм. – в водородно-азотной смеси (50% на 50%). Так же не исключено и применение сжатого кислорода.
Резка плазмой низкоуглеродистых сталей - наиболее высокий эффект имеет в сжатом воздухе (для толщин до 40-45 мм.) . При толщине превышающей 20 мм. разрезание осуществляется, как в смесях из азотно-водородистых частей, так и в самом азоте.
Для плазменной резки сталей состоящих из углерода также используется сжатый воздух (применительно для толщин 40-50 мм.), кислородно-азотные смеси и чистый азот.

Преимущество плазменной резки в сравнении с газовыми способами резки :

• высококачественные и точные разрезы, при последующая механическая обработка в большинстве случаев не нужна.
• скорость резки металлов малой и средней величины значительно выше.
• воздушно-плазменная резка очень экономична ( нет потребности в дорогих видах газов).
• универсальное применение – плазменная резка используется для металлообработки меди, алюминия, стали, чугуна и других материалов.
• короткое время прожига.
• возможность вырезать детали любой по сложности формы.
• довольно не большой уровень загрязнения окружающей среды.
• безопасная, потому что отсутствуют взрывоопасные болоны с газом.