Plazmowe cięcie metalu. Sprzęt do obróbki metalu

Cięcie plazmowe jest stosowane przy obróbce metali przewodzących. Przetworzony materiał odbiera energię z obecnego źródła poprzez zjonizowany gaz. Standardowy system obejmuje źródło prądu, obwód zapłonu i nożyk, które zapewniają zasilanie, jonizację i sterowanie wymaganymi do wysokiej jakości, wysokowydajnych cięć różnych metali.

Wyjście źródła prądu stałego określa grubość i szybkość przetwarzania materiału oraz utrzymuje łuko.

Obwód zapłonu jest zaimplementowany w postaci alternatora wysokiej częstotliwości o częstotliwości 5-10 tysięcy V z częstotliwością 2 MHz, który tworzy łuk o wysokiej intensywności, gaz jonizujący do stanu plazmy.

Obcinak jest uchwytem do materiałów eksploatacyjnych – dyszy i elektrody – i zapewnia chłodzenie tych części gazem lub wodą. Dysza i elektroda są ściśniane i utrzymują zjonizowany strumień.

Ręczne i zmechanizowane systemy służą różnym celom i wymagają różnych urządzeń. Tylko użytkownik może określić, który z nich jest najlepiej dostosowany do jego potrzeb.

Obróbka metalu metodą plazmatyczną jest procesem termicznym, w którym wiązka zjonizowanego gazu nagrzewa elektrycznie przewodzący metal do temperatury wyższej niż jej temperatura topnienia i usuwa stopiony metal przez otwarty otwór. Łuk elektryczny powstaje między elektrodą w palniku, do której przyłożony jest potencjał ujemny, a kęs o dodatnim potencjale i materiał jest cięty przez zjonizowany strumień gazu pod ciśnieniem w temperaturze od 770 do 1400 ° C. Strumień plazmy (gaz zjonizowany) jest skoncentrowany i kierowany przez dyszę, gdzie jest kondensowany i staje się zdolny do topienia i cięcia szerokiej gamy metali. Jest to główny proces zarówno ręcznego jak i zmechanizowanego cięcia plazmowego.

Ręczne cięcie

Ręczne cięcie metalu za pomocą plazmy odbywa się za pomocą wystarczająco małych urządzeń z palnikiem plazmowym. Są łatwe w manewrowaniu, uniwersalne i mogą być wykorzystane do różnych zadań. Ich możliwości zależą od aktualnej wytrzymałości systemu tnącego. Parametry ręcznych ustawień cięcia wahają się od 7-25 A do 30-100 A. Niektóre urządzenia mogą wytwarzać do 200 A, ale nie są szeroko stosowane. W układach ręcznych, powietrze techniczne jest zwykle stosowane jako gaz osadzający i ekranujący. Są zaprojektowane w taki sposób, aby można je było używać z różnym napięciem wejściowym, które może zmieniać się od 120 do 600 V, a także mogą być stosowane w sieciach jedno i trzyfazowych.

Ręczne plazmowe cięcie metali jest powszechnie stosowane w warsztatach zajmujących się drobnymi materiałami, konserwacjami fabrycznymi, warsztatami, punktami odbioru złomu metalowego, robót budowlanych i montażowych, budownictwie okrętowym, warsztatach samochodowych i warsztatach plastycznych. Co do zasady, jest używany do cięcia nadmiaru. Typowa maszyna plazmowa 12-Amplituje maksymalnie 5-milimetrową warstwę metalu z prędkością około 40 mm na minutę. Urządzenie 100-amperowe przecina warstwę 70 mm z prędkością do 500 mm / min.

Zwykle system ręczny dobiera się w zależności od grubości materiału i żądanej prędkości przetwarzania. Urządzenie, które zapewnia wysoką wytrzymałość prądową, działa szybciej. Jednak przy cięciu o dużej wytrzymałości prądowej utrudnia się kontrolę jakości pracy.

Przetwarzanie maszyn

Mechanizowanie cięcia metalu metodą plazmową odbywa się w instalacjach, które są generalnie znacznie większe niż ręczne i są stosowane w połączeniu z stołami do cięcia, w tym łaźnią wodną lub platformą wyposażoną w różne napędy i silniki. Ponadto zmechanizowane systemy wyposażone są w sterowanie wysokością CNC i głowicy, które mogą obejmować wstępnie ustawioną wysokość palnika i sterowanie napięciem. Zmechanizowane systemy cięcia plazmowego mogą być instalowane na innych urządzeniach do obróbki metali, takich jak prasy tłoczne, frezarki laserowe lub systemy robota. Rozmiar zmechanizowanej konfiguracji zależy od wielkości stołu i zastosowanej platformy. Piła może być mniejsza niż 1200×2400 mm i większa niż 1400×3600 mm. Takie systemy nie są bardzo mobilne, więc przed instalacją należy zapewnić wszystkie ich elementy, a także ich lokalizację.

Wymagania dotyczące zasilania

Standardowe zasilacze mają maksymalny zakres prądu od 100 do 400 A do cięcia tlenem i od 100 do 600 A dla azotu. Wiele systemów działa w niższym zakresie, na przykład od 15 do 50 A. Są systemy z cięcia azotem o prądzie 1000 A lub wyższym, ale są rzadkie. Napięcie wejściowe dla zmechanizowanych systemów plazmowych wynosi 200-600 V w sieci trójfazowej.

Wymagania dotyczące gazu

Do cięcia miękkich i nierdzewnych stali stosuje się aluminium, a także różne egzotyczne materiały, sprężone powietrze, tlen, azot oraz mieszaninę argonu i wodoru. Ich kombinacje służą jako gaz tworzący plazmę i pomocniczy gaz. Na przykład, przy cięciu stali miękkiej, gazem wyjściowym jest często azot, tworzący osocze – tlen, a sprężone powietrze jest używane jako pomocnicze.

Tlen jest stosowany do miękkiej stali węglowej, ponieważ wytwarza wysokiej jakości cięcia materiału o grubości do 70 mm. Tlen może również działać jako gaz tworzący plazmę dla stali nierdzewnej i aluminium, ale wynik nie jest bardzo dokładny. Azot służy jako gaz plazmowy i pomocniczy, ponieważ zapewnia doskonałe cięcie niemal każdego rodzaju metalu. Stosowany przy dużych prądach i umożliwia obróbkę blachy o grubości do 75 mm i jako dodatkowy gaz do azotu i argonu-wodoru.

Sprężonym powietrzem jest najczęściej stosowany gaz, zarówno plazmowy, jak i pomocniczy. Przy wykonywaniu blachy o małym natężeniu, o grubości do 25 mm, pozostawia się utlenioną powierzchnię. Podczas cięcia powietrzem, azot lub tlen jest dodatkowym gazem.

Do obróbki stali nierdzewnej i aluminium stosuje się zazwyczaj mieszankę argonu z wodorem. Zapewnia wysoką jakość cięcia i jest konieczny do zmechanizowanych tnących arkuszy o grubości większej niż 75 mm. Dwutlenek węgla może być również używany jako gaz pomocniczy podczas cięcia metalu z osoczem azotu, ponieważ pozwala to na pracę z większością materiałów i gwarantuje dobrą jakość.

Czasami w procesie cięcia plazą wykorzystuje się również mieszaninę azotu z wodorem i metanem.

Co jeszcze trzeba?

Wybór gazów plazmowych i pomocniczych to tylko dwie z najważniejszych decyzji, które należy wziąć pod uwagę przy instalacji lub użyciu zmechanizowanego systemu plazmowego. Zbiorniki gazu można nabyć lub wypożyczyć, są dostępne w różnych rozmiarach i muszą być utworzone odpowiednie warunki, aby je przechowywać. Instalacja systemu wymaga dużej ilości przewodów i przewodów elektrycznych dla gazów i płynów chłodzących. Oprócz najbardziej zmechanizowanego systemu plazmowego, należy wybrać stół, maszynę do cięcia, CNC i THC. Producenci OEM zazwyczaj oferują wiele opcji sprzętowych, które są odpowiednie dla każdej konfiguracji urządzenia.

Czy potrzebujesz mechanizacji?

Ze względu na złożoność wyboru zmechanizowanego procesu cięcia plazmowego konieczne jest spędzenie dużo czasu na badaniach różnych konfiguracji i kryteriów systemu. Uwaga:

• Rodzaje części, które zostaną wycinane;
• Liczba produktów przemysłowych w partii;
• Wymagana prędkość i jakość cięcia;
• Koszt materiałów eksploatacyjnych.
• Całkowity koszt działania konfiguracji, w tym energii elektrycznej, gazu i pracy.

Wielkość, kształt i ilość produkowanych części mogą określać niezbędne przemysłowe urządzenia przemysłowe – typ CNC, stół i platformę. Na przykład produkcja małych części może wymagać platformy z wyspecjalizowanym napędem. Napędy regałów, serwonapędy, wzmacniacze i czujniki wykorzystywane na platformach określają jakość cięcia i maksymalną prędkość systemu.

Jakość i szybkość zależy również od rodzaju sprzętu do obróbki metali, CNC i gazów. Mechanizowany system z regulowanym przepływem prądu i gazu na początku i pod koniec cięcia zmniejsza zużycie materiałów. Dodatkowo, dzięki systemowi CNC o dużej pojemności pamięci i możliwym wyborze (na przykład wysokości palnika na końcu cięcia) oraz szybkiego przetwarzania danych (komunikacja wejściowa / wyjściowa) skrócą czas przestojów i zwiększą szybkość i dokładność działania.

Ostatecznie decyzja o zakupie lub uaktualnieniu zmechanizowanego systemu cięcia plazmowego lub użycie podręcznika musi być uzasadniona.

Cięcie plazmowe metali: sprzęt

Hypertherm Powermax45 jest urządzeniem przenośnym o dużej liczbie standardowych elementów opartych na falowniku, tj. Izolowanym tranzystorze dwubiegunowym. Praca z nim jest bardzo łatwa, niezależnie od tego, czy cienka stal lub blacha jest cięta o grubości 12 mm z prędkością 500 mm / minutę lub 25 mm z prędkością 125 mm / min. Urządzenie jest w stanie generować większą moc do cięcia różnych rodzajów materiałów przewodzących, takich jak stal, stal nierdzewna i aluminium.

System zasilania ma przewagę nad analogami. Napięcie wejściowe wynosi 200-240 V jednofazowe o mocy 34/28 A przy mocy 5,95 kW. Zmiany napięcia wejściowego sieci są kompensowane przez technologię Boost Conditioner, dzięki której frez wykazuje zwiększoną wydajność przy niskich napięciach, z różnymi mocami wejściowymi, a także z mocą generatora. Komponenty wewnętrzne są skutecznie chłodzone za pomocą systemu PowerCool, co zapewnia większą wydajność, czas pracy i niezawodność urządzenia. Inną ważną cechą tego produktu jest połączenie palnika FastConnect, co ułatwia zmechanizowane użytkowanie i poprawia wszechstronność.

Palnik Powermax45 ma dwukątny projekt, który wydłuża żywotność dysz i redukuje koszty operacyjne. Jest on wyposażony w funkcję przepływu stożkowego, co zwiększa gęstość energii łuku, co znacznie redukuje szum i zapewnia wysoką jakość cięcia plazmowego. Cena Powermax45 – 1800 USD.

Hobart AirForce 700i

Hobart AirForce 700i ma największe możliwości cięcia w tej linii: nominalna grubość cięcia wynosi 16 mm przy prędkości 224 mm / min, a maksymalna – 22 mm. W porównaniu z analogami, prąd roboczy urządzenia jest o 30% mniejszy. Ploter plazmowy jest odpowiedni dla stacji obsługi, warsztatów i budowy małych budynków.

Urządzenie odznacza się lekkim, ale mocnym falownikiem, ergonomicznym bezpiecznikiem rozruchowym, wydajnym zużyciem powietrza i niedrogimi materiałami eksploatacyjnymi palnika, co zapewnia bezpieczne, wysokiej jakości i niedrogie cięcie plazmowe. Cena AirForce 700i wynosi 1500 USD.

Zestaw zawiera ergonomiczny palnik ręczny, kabel, 2 wymienne końcówki i 2 elektrody. Zużycie gazu wynosi 136 l / min przy ciśnieniu 621-827 kPa. Masa urządzenia wynosi 14,2 kg.

Wyjście 40A zapewnia wyjątkową wydajność cięcia blachy – szybciej niż urządzenia mechaniczne, gazowe i plazmowe innych producentów.

Miller Spectrum 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme – małe urządzenie, wystarczająco mocne do cięcia różnych rodzajów stali, aluminium i innych metali przewodzących.

Zasilany jest napięciem zmiennym sieci prądu o napięciu 120-240 V, automatycznie dostosowującym się do stosowanego napięcia. Lekka i kompaktowa konstrukcja sprawia, że urządzenie jest bardzo przenośne.

Dzięki technologii Auto-Refire łuk jest sterowany automatycznie, eliminując konieczność ciągłego naciskania przycisku. Nominalna grubość cięcia przy prądzie 40 A wynosi 16 mm przy prędkości 330 mm / min, a maksymalna grubość wynosi 22,2 mm przy 130 mm / min. Zużycie energii wynosi 6,3 kW. Ciężar urządzenia w ręcznym wykonaniu wynosi 10,5 kg, a przy frezarce – 10,7 kg. Ponieważ stosuje się gaz plazmowy, powietrze lub azot.

Niezawodność generatora Miller 625 zapewnia technologia Wind Tunnel. Dzięki wbudowanemu wentylatorowi szybkobieżnemu, kurz i resztki nie dostają się do wnętrza urządzenia. Wskaźniki LED informują o ciśnieniu, temperaturze i mocy. Cena urządzenia wynosi 1800 USD.

Lotos LTP5000D

Lotos LTP5000D to przenośne i kompaktowe urządzenie plazmowe. Przy wadze 10,2 kg nie wystąpią problemy z jego ruchem. Prąd 50 A wytwarzany przez przetwornik cyfrowy, jak również potężny tranzystor MOSFET zapewnia skuteczne cięcie miękkiej stali o grubości 16 mm i 12 mm ze stali nierdzewnej lub aluminium.

Urządzenie automatycznie dostosowuje się do napięcia i częstotliwości sieci. Długość węża wynosi 2,9 m. Łuk pomocniczy z metalem nie styka się, co pozwala na użycie urządzenia do cięcia zardzewiałych, nieobrobionych i malowanych materiałów. Urządzenie jest bezpieczne w użyciu. Sprężone powietrze używane do cięcia nie jest szkodliwe dla ludzi. Solidna, odporna na uderzenia obudowa niezawodnie chroni urządzenie przed kurzem i zanieczyszczeniami. Cena Lotos LTP5000D – 350 $.

Przy zakupie nożyka do cięcia plazmowego zawsze należy preferować jakość. Trzeba się uważać na pokusę zakupu niedrogiego urządzenia o niskiej jakości, ponieważ szybkie zużycie w dłuższej perspektywie doprowadzi do znacznie większych kosztów. Oczywiście, nie warto przepłacać, istnieją wystarczająco dobre warunki budżetowe bez akcesoriów i dużych możliwości, które nigdy nie będą potrzebne.