11 група    20.05.2020р.   Урок №29-30

ТЕМА №2.  Кисневе і плазмове різання

Урок №29-30.  Плазмове різання вуглецевих, легованих

                               сталей  та кольорових металів.

                                                                            

  План

         1.  Характеристики та принцип різання металу плазмою.

         2. Плазмове різання кольорових металів.

           3.  Застосування, переваги і недоліки плазмового різання.

         Домашнє завдання :     опрацювати наступний матеріал, 

                                                         дати відповіді на контрольні питання

     Корисні посилання:
         Налагоджування апаратури для плазмового різання
         Як вибрати плазморіз
         Верстат для плазмової різки NT-Plasma 3020

      Для вивчення теми уроків можна використати підручник, або наступний     матеріал  

1.    ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ПРИНЦИП РІЗАННЯ МЕТАЛУ ПЛАЗМОЮ.

Основний принцип роботи плазмового різання металу можна описати таким чином:
        1. Компресор під тиском подає повітря на пальник плазмотрона.
        2. Повітряний потік моментально розігрівається завдяки впливу на нього електричного струму. У міру нагрівання повітряна маса починає пропускати крізь себе електрику, в результаті чого і утворюється плазма. У деяких моделях замість повітря використовують інертні гази.

3. Різання плазмою, якщо розглянути його більш детально, здійснюється методом швидкого вузькоспрямованого нагрівання поверхні до необхідної температури з наступним видуванням розплавленого металу.
    4. При виконанні робіт неминуче утворюються відходи від плазмового різання. Відходи включають висікання або залишки листа після висічені необхідних деталей, а також окалини або залишок розплавленого металу.

Так як процес пов'язаний з моментальним розігрівом до рідкого стану, товщина металу при різанні становить:
• алюміній до 120 мм;
• мідь 80 мм;
• вуглецева і легована сталь до 50 мм;
• чавун до 90 мм. 

Існують два основних способи обробки матеріалів, від яких залежать характеристики плазмового різання. А саме:
        1. Плазмово-дугове - спосіб підходить для всіх видів металу, які в змозі проводити електричний струм. Зазвичай плазмодугове різання використовують для промислового устаткування. Суть методу зводиться до того, що плазма утворюється за рахунок дуги, яка з'являється безпосередньо між поверхнею оброблюваного матеріалу і плазмотроном.
        2. Плазмово-струменеве - в цьому випадку дуга виникає в самому плазмотроне. Плазменно-струменевий варіант обробки більш універсальний, дозволяє розрізати неметалеві матеріали. Єдиним недоліком є необхідність періодичної заміни електродів.

Плазмове різання металу працює як звичайне дугове, але без використання звичних електродів.

Ефективність способу обробки прямо пропорційна товщині оброблюваного матеріалу.

Швидкість і точність різання металу плазмою

Як і при будь-якому іншому вигляді термічної обробки, при плазмовому різанні металу відбувається певне оплавлення металу, що відбивається на якості різу. Існують і інші особливості, які є характерними для цього методу. А саме:

  • Конусність - залежно від професіоналізму майстра і продуктивності установки, конусність може становити від 3 ° до 10 °.
        • Оплавлення кромки - незалежно від того, які режими різання металу використовуються і від професіоналізму майстра виконує роботи з обробки металу, не вдається уникнути невеликого оплавлення поверхні при самому початку виконання робіт.
       • Характеристики різу - якість і швидкість плазмового різання металу залежить від того, які саме операції необхідно виконати. Так розділовий різ з низькою якістю виконується швидше за все, при цьому більшість ручних установок здатні розрізати метал до 64 мм. Для фігурного різання можлива обробка деталей товщиною всього до 40 мм.

 • Швидкість виконання робіт - звичайна різка металу за допомогою плазмотрона здійснюється швидко і з мінімальною витратою електроенергії і напруги. Швидкість плазмового різання металу згідно з технічними характеристиками ручних установок і ГОСТ становить не більше 6500 мм в хвилину.
Від професіоналізму майстра багато в чому залежить якість виконання робіт. Чистий і точний різ з мінімальним відхиленням від необхідних розмірів може виконати тільки працівник з профільною освітою. Без відповідної підготовки виконати фігурну різання навряд чи вийде.

2.    ПЛАЗМОВЕ РІЗАННЯ КОЛЬОРОВИХ МЕТАЛІВ

При обробці кольорових металів використовуються різні способи різання в залежності від типу матеріалу, його щільності та інших технічних характеристик.

Для розрізання кольорових сплавів потрібно дотримання наступних рекомендацій.
      • Різання нержавіючих сталей - для виконання операцій не рекомендується використання стисненого повітря, залежно від товщини матеріалу може застосовуватися азот в чистому вигляді, або змішаний з аргоном. Необхідно враховувати, що нержавіюча сталь чутлива до впливу змінного струму, це може призвести до зміни її структури і як наслідок швидкого виходу з експлуатації. Різка нержавійки плазмою здійснюється за допомогою установки, яка використовує принцип непрямого впливу.

       • Плазмове різання алюмінію - для матеріалу з товщиною до 70 мм, може використовуватися стиснене повітря. Застосування його недоцільно при малій щільності матеріалу. Більш якісний рез листа алюмінію до 20 мм досягається при використанні чистого азоту, а більше 70 мм до 100 мм включно за допомогою азоту з воднем. Різка алюмінію плазмою при товщині від 100 мм здійснюється суміш аргону з воднем. Цей же склад рекомендовано використовувати для міді та високолегованої толстостенной сталі.

3.    ЗАСТОСУВАННЯ, ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ ПЛАЗМОВОГО РІЗАННЯ

Де застосовується плазмовий розкрій металу

Використання плазмотронов не дарма користується такою великою популярністю. При відносно простий експлуатації та незначної вартості ручної установки (в порівнянні з іншим обладнанням для різання) вдається досягти високих показників щодо якості різу.

Застосування плазмового різання металу набуло поширення в наступних сферах виробництва:
• Обробка - за допомогою плазми вдається розрізати практично будь-який тип металу, включаючи кольоровий, тугоплавкий і чорний.
• Виготовлення металоконструкцій.
• Художня ковка і обробка деталей. За допомогою плазмового різака можна зробити деталь практично будь-якої складності.
• Різні види промисловості, машинобудування, капітальне будівництво будівель авіабудування та ін. - У всіх цих сферах діяльності не обійтися без використання плазмових різаків.

Застосування верстатів з плазмовим різанням не замінить ручних установок. Так художня різання металу плазмою дозволяє зробити унікальні деталі точно відповідні задумом художника, для використання їх як декоративних прикрас для зборів і сходів, а також перил, огорож і т. Д.

Різання металу плазмою - переваги і недоліки

Без різання металу не може обійтися практично жодне промислове підприємство, так чи інакше пов'язане з металопрокатом. Швидке розрізання листового матеріалу на заготовки, декоративна фігурне різання металу плазмою, вирізання точних отворів - все це можна виконати досить швидко за допомогою плазмотрона. Плюси, які має метод, полягають в наступному:
    • Висока продуктивність і швидкість обробки деталей. У порівнянні зі звичайним електродним методом можна виконати обсяги робіт від 4 до 10 разів більше.
    • Економічність - плазмовий метод набагато виграє на тлі стандартних способів обробки матеріалів. Єдині обмеження пов'язані з товщиною металу. Недоцільно і економічно невигідно розрізати за допомогою плазми сталь товщі 5 см.

• Точність - деформації від теплової обробки практично непомітні і не вимагають додаткової обробки згодом.
        • Безпека.

Всі ці переваги плазмового різання металу пояснюють, чому метод користується настільки широкою популярністю не тільки в промислових, але і побутових цілях.

Але говорячи про плюси необхідно помітити і деякі негативні сторони:
     • Обмеження, пов'язані з товщиною різу. Навіть у потужних установок максимальна щільність оброблюваної поверхні не може бути вище, ніж 80-100 мм.
        • Жорсткі вимоги щодо виконання обробки деталей. Від майстра потрібно чітко дотримуватися кута нахилу різака від 10 до 50 градусів. При недотриманні цієї вимоги порушується якість різу, а також прискорюється знос комплектуючих.

Порівняння плазмового та лазерного різання металу
Відмінність лазерного різання металу від плазмової полягає в методах впливу на поверхню матеріалу.

Лазерні установки забезпечують більшу продуктивність і швидкість обробки деталей, при цьому після виконання операції спостерігається менший відсоток оплавлення. Мінусом лазерного обладнання є його висока вартість, а також те, що товщина розрізається повинна бути менше 20 мм.

У порівнянні з лазером плазмотрон має меншу вартість, більш широку сферу застосування і функціональні можливості.

Питання для самоконтролю.

1.    Назвіть переваги та недоліки плазмового різання.

2.  Де використовується плазмове різання?

3.  Як здійснюється плазмове різання алюмінію?

4. Якої величини може бути конусність при плазмовому різанні сталей?