e-mail: sibircorp@mail.ru

Тула: +7 (4872) 33-03-92

8-977-340-39-13, 8-902-696-70-42

Главная » Статьи » Принципы плазменной резки металла

Принципы плазменной резки металла

Плазменная резка в Туле

Тульское предприятие ООО «УСТ Сибирь» располагает необходимыми мощностями высокотехнологичного и современного оборудования для плазменной резки.


  • Плазменная резка листового металла производится оборудованием MultiCam серии 3000.
  • Это оборудование обеспечивает обработку листов толщиной до 38 мм и размерами 6000 х 1500мм. При этом возможна качественная воздушная резка металла толщиной до 25мм.
  • Оборудование обеспечит так же обработку нержавейки и черного сортамента.
  • Мы выполняем заказы за максимально короткое время. На предприятии обеспечивается бесперебойная работа в несколько смен, а склады всегда полны необходимыми запасами.
  • Технический контроль работ и изделий поставлен на серьезно высокий уровень, что полностью исключает появления брака. Работы ведутся в полном соответствии с заказом и чертежами заказчика. Готовые изделия тщательно зачищаются.

Преимущества и недостатки плазменной резки

А ниже приведены все известные преимущества и недостатки осуществления как плазменной резки, так и резки под водой. Принимать решение о выборе разновидности резки следует исходить из задач и специфических условий на предприятии.


Сухая плазменная резка:

Преимущества
- Простые действия
- Хорошая контролируемость процессом
- Низкие затраты при повторяющихся процессах по сравнению с подводной резкой
- Применение к металлическим листам, толщина которых более 40мм.
- Скорость резки выше, чем под водой
- Гибкость действий не ограничена размерами обрабатываемого материала.

Недостатки
- Уровень шума при резке очень высок
- Необходимы системы экстрагирования
- Для защиты от ультрафиолетовых лучей нужны дополнительные устройства

Плазменная резка под водой:

Преимущества
- Отсутствие пыли
- Низкий уровень шума при резке
- Необходимости в средствах защиты от ультрафиолетовых лучей нет
- Обрабатываемые листы подвергаются меньшей деформации за счет охлаждения водой.

Недостатки
- Увеличения риска коррозии после резки
- Нельзя наблюдать за процессом резки
- Во время резки менять параметры невозможно
- Процесс удаления воды и обработка усложнены
- Как правило, кромки обработанного материала получаются чуть шероховатыми
- Существуют головки только для резки металла толщиной более 6мм.

Экономическая целесообразность

Плазменная резка требует сравнительно меньших финансовых затрат, чем лазерная. На рисунке ниже показаны расчеты затрат на осуществление резки одного метра материала лазерным, ацетиленокислородным и плазменным способами. В каждом случае резки использованы по одному режущему инструменту на установку. Расчеты достаточно реалистичны и отражают действительную разницу между резками.

  

Рис.1. Сравнительный анализ затрат на резку одного метра материала применительно к разным способам термической резки.
X - толщина листа мм. Y- затраты евро/м.
Синяя кривая - ацетиленокислородная резка. Малиновая кривая - лазерная резка. Красная кривая - плазменная прецизионная резка. Зеленая кривая - плазменная традиционная резка.


Не смотря на высоко технологичность, оборудование по лазерной резке требует особого подхода для обеспечения безопасности. Для этого целесообразно назначить обученного оператора, отвечающего за безопасную работу установки в целом. Сравнительно высокие материальные затраты на ацетиленокислородную резку объясняются низкой скоростью резки и возникновением необходимости дальнейшей обработки материала. Но эти расходы можно снизить с использованием нескольких резаков одновременно. Это позволит существенно сократить сумму вложений.

Ниже приведены данные по расходу на час работы устройств: для ацетиленокислородной резки с тремя головками, для плазменной резки (250 А) и для лазерной резки, мощность которого 2,5 кВт. Начальные расходы вложений на лазерное устройство взяты на 2,6 раз больше плазменного. В качестве материала выбран 12 миллиметровый лист марки S235JRG2.

Ацетиленокислородная установка с тремя головками:
- Стоимость установки 160000 евро
- Затраты 70,75 евро
- Скорость резки 60 см/мин.
- Стоимость резки одного метра 0,65 евро/мин.

Установка плазменной резки (250 А) кислород:
- Стоимость установки 175000 евро
- Затраты 78,85 евро
- Скорость резки 200 см/мин.
- Стоимость резки одного метра 0,65 евро/мин.

Установка лазерной резки мощность 2,5 кВт, кислород:
- Стоимость установки 450000 евро
- Затраты 143,75 евро
- Скорость резки 90 см/мин.
- Стоимость резки одного метра 2,66 евро/мин.

Как видно из приведенных выше данных, расходы для резки одного метра металла плазменным и ацетиленокислородным способами одинаковы. Расчеты сделаны с учетом усредненных показателей расходов на современных предприятиях, и могут быть изменчивы в зависимости от конкретных условий.

Таким образом, можно сделать вывод, что плазменная резка составляет заманчивую альтернативу двум другим способам с точки зрения экономической целесообразности.

Информация о плазменной резки металла

Плазменная резка металла представляет собой термический процесс, при которой применяется высококонцентрированная энергия. Это позволяет обеспечить высокую скорость резки низколегированных и мягких сталей, что экономически очень выгодно. Резка металла ацетиленокислородным способом требует сравнительно большего потребления энергии, чем резка металла плазмой, которая обеспечивает достаточно высокую точность обработанных деталей, ограничивая возможные неточности лишь мелкими деформациями и короблениями. Плазменная резка металла составляет конкуренцию с лазерным и ацетиленокислородным способами.
На рисунке наглядно демонстрировано сравнение скоростей резки разных видов, в зависимости от толщины листового металла. Видно, что наиболее высокую скорость и качество резки обеспечивает плазменная резка листового металла.
Следует отметить, что за последние годы резка металла плазменным способом подверглась значительным усовершенствованиям. Специалистам знаком такой термин, как «прецизионная плазменная резка металла». Он применяется при использовании дополнительной среды.
До начала 90-х годов установки по плазменной резке под водой и с впрыскиванием воды считались наиболее экономичными и современными. Но последующие вскоре серьезные усовершенствования установок для сухой резки, привели к применению воздуха, затем и кислорода в качестве режущего газа. Были существенно увеличены и сроки службы электродов, и скорость резки. Сухая резка металла в новых установках является наиболее предпочтительной

Сравнительные скорости  резки

Рис.2. Сравнительные скорости резки:
Y- скорость резки металла в мм. X - толщина листового металла в мм.
Снизу вверх: 1-ацетиленокислородная резка. 2-лазер 1,8 кВт. 3- лазер 3,0 кВт. 4-лазер 0,5 кВт. 5 – резка металла плазмой под водой (260 А). 6 – Бортовые условия для лазеров: чистая поверхность.

Традиционная резка металла плазмой

Традиционная резка металла плазмой производится соплом, при подаче плазменного газа. Последний поступает в канавки, которые имеют V образный вид и вписанные углы от 60 до 100. Обычно резка происходит в атмосфере. Плазменная дуга возникает между катодом (неплавящимся электродом) и анодом – заготовкой. Между соплом и электродом дуга возникает редко. Такая плазменная дуга называется «непрямого действия». Как правило, этот процесс используют практически только вручную, и применяется к непроводящим материалам и тонким листам.

Плазменная резка металла с использованием дополнительной среды

Резка с использованием дополнительной среды – это следующий этап усовершенствования. Смысл в том, что эта среда ограничивает длину плазменной дуги. При использовании кислорода как режущего газа, параллельность обработанных поверхностей листа толщиной примерно 3мм сравнима с показателем лазерной резки с кислородом. Получение параллельных поверхностей возможно даже при резке листа 8мм-й толщины. С использованием азота, как режущего газа, можно получить очень гладкие, но слегка выпуклые обработанные поверхности.
Применение резки с использованием дополнительной среды возможно не только в атмосфере – сухая резка, но также под водой. Если дополнительной средой является газ, то это просто сухая резка. В настоящее время этот способ находит широкое применение. Он наиболее популярен в предприятиях, где получают профильные поверхности практически любых размеров, ограниченные только параметрами ванны с водой. К тому же, вода между экранирующим соплом и плазмой может служить дополнительной средой. Воду, как дополнительную среду, принято использовать для резки алюминия и высоколегированной стали.
Плазменная резка с впрыскиванием воды применима также для низколегированной и мягкой стали. Давление пара и образовавший при тангенциальном впрыскивании воды водяной колокол, исполняют роль дополнительных ограничителей плазменной дуги, точно так же, как при использовании дополнительного газа. Резку с впрыскиванием воды часто используют при работах под водой. Рис. 3 демонстрирует примеры применения газовых резаков в разных процессах.

Рис. 3. Схематичное представление применения плазменных резаков:
а) обычный плазменный резак; b) резак с использованием дополнительного газа; с) плазменный резак с впрыскиванием воды: 1- электрод; 2 – сопло; 3 – охлаждающая среда; 4 – крышка сопла; 5 – плазменная дуга; 6 – плазменный газ; 7 – дополнительная среда; 8 – вода.

Использование воды или газа при резке листа с толщиной примерно 8мм, с двух сторон прорези образуются обработанные кромки, почти параллельные друг другу. Некоторые производители режут листы толщиной больше 8 мм – вплоть до 12мм. Если повернуть резак определенным образом, можно получить «хорошую и плохую сторону» и при прямых резах.
Специальные резаки позволяют увеличить плотность тока за счет большего ограничения плазменной дуги вращением газа. Это так и рассматривают: резка с увеличенным ограничением. Принцип вращающего газа и применение резаков с многоступенчатыми возможностями при парциальном нагнетании газа показали, что это эффективно, когда производится резка толстого металла – толщиной до 30мм. При этом одна поверхность получается перпендикулярной другой, как и при лазерной резке, и для этого нет необходимости повернуть режущую головку

Используемые режущие газы для плазменной резки

Для плазменной резки низколегированных и мягких сталей самым подходящим в качестве режущего газа является кислород. Один из особенностей применения кислорода состоит в том, что расплавленное железо легко удалять из прорези, так как оно имеет меньшую вязкость. В итоге кромки обработанного материала получаются без заусенцев. Кислород еще и способствует тому, чтобы обработанные кромки не содержали повышенного азота.

Азот тоже выступает как режущий газ. В этом случае, при равной толщине металлического листа, резка производится с меньшей силой тока, благодаря чему уменьшается термическая нагрузка на электрод, увеличивая срок его службы. А с другой стороны резка толстого металла может производиться и в случае, когда нагрузка на электрод не уменьшается. Но скорее всего содержание азота в кромках обработанного металла может увеличиться. Это создаст трудности при дальнейшей обработке материала. В качестве плазменного газа, воздух самый дешевый. Но использование воздуха сопровождается с рядом недостатков. Срок службы электрода сокращается, а уровень азота на кромках повышается.

Более подробную информацию вы можете узнать позвонив по телефону 8 (4872) 33-03-92