Новейшие сварочные технологии
Оснащение, комплектация, сопровождение

Статья: воздушно-плазменная резка CUT

Процесс плазменной резки основан на использовании воздушно-плазменной дуги постоянного тока прямого действия (электрод-катод, разрезаемый металл - анод). Сущность процесса заключается в местном расплавлении и выдувании расплавленного металла с образованием полости реза при перемещении плазменного резака относительно разрезаемого металла.
Для возбуждения рабочей дуги (электрод - разрезаемый металл), с помощью осциллятора зажигается вспомогательная дуга между электродом и соплом - так называемая дежурная дуга, которая выдувается из сопла пусковым воздухом в виде факела длиной 20-40 мм. Ток дежурной дуги 25 или 40-60 А, в зависимости от источника плазменной дуги. При касании факела дежурной дуги металла возникает режущая дуга - рабочая, и включается повышенный расход воздуха; дежурная дуга при этом автоматически отключается.
Применение способа воздушно-плазменной резки, при котором в качестве плазмообразующего газа используется сжатый воздух, открывает широкие возможности при раскрое низкоуглеродистых и легированных сталей, а также цветных металлов и их сплавов
Преимущества воздушно-плазменной резки по сравнению с механизированной кислородной и плазменной резкой в инертных газах следующие: простота процесса резки; применение недорогого плазмообразующего газа - воздуха; высокая чистота реза (при обработке углеродистых и низколегированных сталей); пониженная степень деформации; более устойчивый процесс, чем резка в водородосодержащих смесях.


Рис. 1 Схема подключения плазмотрона к аппарату плазменной резки.

Рис. 2 Фазы образования рабочей дуги
а - зарождение дежурной дуги; б - выдувание дежурной дуги из сопла до касания с поверхностью разрезаемого листа;
в - появление рабочей (режущей) дуги и проникновение через рез металла.

Технология воздушно-плазменной резки. Для обеспечения нормального процесса воздушно-плазменной резки необходим рациональный выбор параметров режима. Параметрами режима являются: диаметр сопла, сила тока, напряжение дуги, скорость резки, расстояние между торцом сопла и изделием и расход воздуха. Форма и размеры соплового канала обуславливают свойства и параметры дуги. С уменьшением диаметра и увеличением длины канала возрастают скорость потока плазмы, концентрация энергии в дуге, её напряжение и режущая способность. Срок службы сопла и катода зависят от интенсивности их охлаждения (водой или воздухом), рациональных энергетических, технологических параметров и величины расхода воздуха.
При воздушно-плазменной резке сталей диапазон разрезаемых толщин может быть разделён на два - до 50 мм и выше. В первом диапазоне, когда необходима надёжность процесса при небольших скоростях резки, рекомендуемый ток 200-250 А. Увеличение силы тока до 300 А и выше приводит к возрастанию скорости резки в 1,5-2 раза. Повышение силы тока до 400 А не даёт существенного прироста скоростей резки металла толщиной до 50 мм. При резке металла толщиной более 50 мм следует применять силу тока от 400 А и выше. С увеличением толщины разрезаемого металла скорость воздушно-плазменной резки быстро падает. Максимальные скорости резки и сила тока для различных материалов и толщины, выполненные на 400 амперной установке приведены в таблице ниже.
Скорость воздушно-плазменной резки в зависимости от толщины металла:
таблица 2         


Разрезаемый материал

Сила тока А

Максимальная скорость резки (м/мм) металла в зависимости от его толщины, мм

10

20

30

40

50

60

80

Сталь

200

3,6

1,6

1

0,5

0,4

0,2

0,1

300

6

3

1,8

0,9

0,6

0,4

0,2

400

7

3,2

2,1

1,2

0,8

0,7

0,4

Медь

200

1,2

0,5

0,3

0,1

300

3

1,5

0,7

0,5

0,3

400

4,6

2

1

0,7

0,4

0,2

Алюминий

200

4,5

2

1,2

0,8

0,5

300

7,5

3,8

2,6

1,8

1,2

0,8

0,4

400

10,5

5

3,2

2

1,4

1

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 


Режимы воздушно-плазменной резки металлов.
таблица 3


Разрезаемый материал

Толщина, мм

Диаметр сопла, мм

Сила тока, А

Расход воздуха, л/мин

Напряжение, В

Скорость резки, м/мин

Ширина реза (средняя), мм

Низкоуглеродистая сталь

1 - 3

0,8

30

10

130

3 - 5

1 - 1,5

3 - 5

1

50

12

110

2 - 3

1,6 - 1,8

5 - 7

1,4

75 - 100

15

1,5 - 2

1,8 - 2

7 - 10

10

120

1 - 1,5

2 - 2,5

6 - 15

3

300

40 - 60

160 - 180

5 - 2,5

3 - 3,5

15 - 25

2,5 - 1,5

3,5 - 4

25 - 40

1,5 - 0,8

4 - 4,5

40 - 60

0,8 - 0,3

4,5 - 5,5

Сталь 12Х18Н10Т

5 - 15

250 - 300

140 - 160

5,5 - 2,6

3

10 - 30

160 - 180

2,2 - 1

4

31 - 50

170 - 190

1 - 0,3

5

Медь

10

300

160 - 180

3

20

1,5

3,5

30

0,7

4

40

0,5

4,5

50

0,3

5,5

60

3,5

400

0,4

6,5

Алюминий

5 - 15

2

120 - 200

70

170 - 180

2 - 1

3

30 - 50

3

280 - 300

40 - 50

170 - 190

1,2 - 0,6

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Режимы воздушно-плазменной резки металлов.
таблица 4


Разрезаемый материал

Толщина, мм

Диаметр сопла, мм

Сила тока, А

Скорость резки, м/мин

Ширина реза (средняя), мм

Сталь

1 - 5

1,1

25 - 40

1,5 - 4

1,5 - 2,5

3 - 10

1,3

50 - 60

1,5 - 3

1,8 - 3

7 - 12

1,6

70 - 80

1,5 - 2

1,8 - 2

8 - 25

1,8

85 - 100

1 - 1,5

2 - 2,5

12 - 40

2

110 - 125

5 - 2,5

3 - 3,5

Алюминий

5 - 15

1,3

60

2 -1

3

30 - 50

1,8

100

1,2 - 0,6

7

 

 

 

 

 

 


http://www.crystall.ru/img/k_18_03.jpg

 

 

 

 

 

 

Рис. 3 Области оптимальных режимов воздушно-плазменной резки металлов для плазмотрона с воздушным охлаждением (ток 40А и 60А).

Рис. 4 Области оптимальных режимов воздушно-плазменной резки металлов для плазмотрона с воздушным охлаждением (ток 90А).

Рис. 5 Зависимость выбора диаметра сопла от тока плазмы.

Рис. 6 Рекомендуемые токи для пробивки отверстия.
Скорость воздушно-плазменной резки, по сравнению с газокислородной, возрастает в 2-3 раза (см. Рис. 7).

Рис. 7 Скорость резки углеродистой стали в зависимости от толщины металла и мощности дуги.

Пологая нижняя линия - газокислородная резка.
При воздушно-плазменной резке меди рекомендуется применять силу тока 400 А и выше. Замечено, что при резке меди с использованием воздуха во всём диапазоне толщины и токов образуется легко удаляемый грат.
Хорошего качества реза при резке алюминия, с использованием воздуха в качестве плазмообразующего газа, удаётся достигнуть лишь для небольших толщин (до 30 мм) на токах 200 А. Удаление грата с листов большой толщины затруднительно. Воздушно-плазменная резка алюминия может быть рекомендована лишь как разделительная при заготовке деталей, требующих последующей механической обработки. Припуск на обработку допускается не менее 3 мм.

Наше оборудование для воздушно-плазменной резки:

  • Инверторные аппараты воздушно-плазменной резки (CUT) смотреть здесь>>>
  • Трансформаторные (неинверторные) аппараты воздушно-плазменной резки (CUT) смотреть здесь>>>
  • Инверторы « Три в одном»  с функцией воздушно-плазменной резки (CUT) смотреть здесь>>>
  • Плазмотроны (резаки) смотреть здесь>>>
  • Компрессоры для воздушно-плазменной резки смотреть здесь>>>