Газоплазменная резка металла
Плазменная резка – раскрой металла струей высокоскоростной плазмы. Рабочим элементом в газоплазменных установках служит струя плазмы с температурой 30000 – 50000 градусов и скоростью 500 – 1500 м/с. В месте разреза металл плавится и выдувается потоком газа.
Режущее устройство газоплазменной установки – плазмотрон. Он состоит из катода, устройства закрутки газового потока, образующего струю плазмы, и сопла (форсунки). Катод должен быть изолирован от сопла. В канале электрод – сопло создают разность потенциалов, способную пробить искровым разрядом плазмообразующий газ. Разряд поджигает электрическую дугу между катодом и форсункой. Дуга выдувается потоком газа через форсунку и замыкает цепь на металл, образуя рабочую дугу. Закрученный по спирали газовый поток сжимает плазменную дугу и препятствует контакту плазмы с соплом.
Газоплазменная применяется при раскрое листов максимальной толщиной до 150 мм, но наилучшие результаты по скорости и точности получаются при толщине 10 – 75 мм. Скорость резки при оптимальном качестве кромки достигает 2500 мм/мин на мягкой стали толщиной 12 мм. При толщине листа менее 8 мм целесообразнее использовать лазерную резку.
Ширина реза приблизительно равна 1,5 диаметра сопла, однако зависит и от силы тока. Современные компьютеризированные станки самостоятельно вычисляют траекторию движения плазмотрона.
Качество кромки зависит от правильно подобранных параметров: силы тока, факельного зазора (расстояние между соплом и металлом), скорости реза и выбора плазмообразующего газа. Сила тока зависит от толщины листа, ее предельные значения указываются в комплектах сопло-электрод. Факельный зазор должен быть постоянным по всему разрезу, иначе кромка будет неровной. При увеличении скорости реза в дуге возникают колебания, кромка получается волнистой и на нижней стороне листа скапливается шлак. Кромки разреза не параллельны, это особенность плазменной резки. Угол наклона кромок (угол между поверхностью разреза и перпендикуляром к плоскости листа) не должен превышать 5°. Выбор рабочего газа зависит от металла: при обработке углеродистых сталей толщиной до 25 мм используют воздух, он обеспечивает быструю проходку и чистый разрез, однако насыщает кромки азотом. Если нужно высокое качество реза или толщина стального листа больше 25 мм, то используют кислород. Для резки нержавеющих сталей и алюминия лучше всего использовать смесь аргона и водорода.