Плазменный труборез с ЧПУ для металлических труб PresCut-t

Человечество занимается обработкой металлов уже много веков. Штамповка, ковка, и, конечно, резка позволяют получить из заготовки нужную деталь. При этом уровень развития современных технологий позволяет всё дальше и дальше отходить от простой, механической резки металла (особенно большой толщины). Лазерная, гидроабразивная и плазменная резка находят всё большее применение в промышленности (и не только). Труборез для стальных труб нашего производства также является шагом вперед по сравнению с ручным аппаратом. Поговорим  о плазменном способе обработки металлов более подробно.

Немного теории

Со времен школьного курса физики каждому известно, что у любого вещества есть три состояния – твердое, жидкое и газообразное. Принесли с улицы кусочек льда – он растаял и превратился в воду, а есть её нагреть на плите, то она превратится в пар – всё легко и просто. Однако есть и четвертое состояние вещества – плазма. Применительно к технологии резки металла под словом «плазма» подразумевается рабочее тело (газ), которое под воздействием высоких температур ионизируется и становится проводником. Да, это не «классическая» плазма звезд, которая по сути своей является крошевом из элементарных частиц. Но высокая температура (счет идет на тысячи и десятки тысяч градусов) дает возможность использовать такую плазму для резки металла. Давайте рассмотрим реализацию этого метода непосредственно «в железе».

Физическая реализация

Труборез для стальных труб работающий с помощью плазменной резки металла в принципе несложен. Изначально между разрезаемым материалом и электродом аппарата зажигается электрическая дуга. Альтернативное решение – создание дуги в аппарате, между электродом и непосредственно соплом. В конечном счете нам нужен результат – электрическая дуга, и мы её получили. Затем в эту дугу под большим давлением начинает поступать рабочее тело – чаще всего газ. Под воздействием высокой температуры последней он превращается в плазму, поток которой и разрезает материал.

В качестве газа можно использовать как обычный воздух, так и другие вещества – например, азот, аргон, водород, и даже водяной пар. Применяемость того или иного рабочего тела зависит от типа обрабатываемого материала. Для резки черных металлов используют активные газы (воздух или чистый кислород), для резки цветных – неактивные (всё те же азот, аргон и водород).

С точки зрения конструкции классическая система плазменной состоит из нескольких основных компонент. Первая – источник питания. Может работать как от обычной сети с напряжением 220В, так и от промышленной трехфазной. В нем происходит преобразование переменного тока в постоянный, также источник питания позволяет регулировать силу тока, необходимую для работы – в зависимости от типа обрабатываемого металла и его толщины. Традиционные системы плазменной резки позволяют получить силу тока порядка 12-20 тысяч ампер на один квадратный дюйм (большинство оборудования подобного типа зарубежное, так что системы метрик соответствующие).

Труборез для стальных труб отличается более высокой точностью и качеством обработки поверхности. Значение силы тока при его работе также может достигать довольно больших величин. Вторая важнейшая компонента системы – устройство поджига дуги. Небольшой контур переменного тока с напряжением порядка 5 кВ образует искру, которая поджигает рабочее тело системы, другое её название – дежурная дуга. Третья составляющая – непосредственно плазматрон. Его назначение – выравнивание и охлаждение (в ряде случаев – жидкостное) расходных материалов. К таковым относятся электрод, сопло и завихритель рабочего тела. Последняя важная часть – компрессор, осуществляющий нагнетание газа в аппарат.

Промышленные системы плазменной резки обычно оснащены приводами, которые позволяют более точно позиционировать поток рабочего тела относительно обрабатываемой поверхности. Существуют системы как с ручным управлением, так и на основе ЧПУ.

Преимущества и недостатки плазменной резки

Плазменная резка обладает рядом преимуществ относительно других способов резки металла. В первую очередь – высокая скорость обработки, особенно при работе с листами малой и средней толщины. При этом максимальная толщина листа может достигать 200 мм. Второе преимущество – возможность работы с любыми металлами, ведь температура рабочего тела измеряется десятками тысяч градусов. Третье преимущество – практически полное отсутствие тепловой деформации обрабатываемого материала. Ну и, конечно, напомним, что труборез для стальных труб дает отличное  качество реза и возможность получения деталей любой формы. Помимо этого плазменная резка отличается безопасностью процесса – поскольку не использует баллоны под давлением или горючие газы.

Есть и недостатки – конструкция системы достаточно сложная, что сказывается как на стоимости проведения одной операции резки, так и регулярного проведения технического обслуживания. Поток рабочего тела вылетает со скоростью, близкой к звуковой – уровень шума соответствующий. Также при использовании азота в качестве рабочего тела следует озаботиться отводом вредных веществ, которые образуются в ходе эксплуатации системы. Впрочем, вышеперечисленные недостатки не относится к критичным, так что оборудование для плазменной резки металла получает всё большее распространение.