Rezanje metala plazmom. Oprema za obradu metala

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Plazma rezanje se koristi u obradi provodljivih metala. Materijal koji se obrađuje prima energiju iz izvora struje kroz jonizovani gas. Standardni sistem uključuje izvor napajanja, krug paljenja i gorionik koji pružaju snagu, jonizaciju i kontrolu potrebnu za kvalitetno rezanje visokih performansi na različitim metalima.

DC izlazna snaga postavlja debljinu i brzinu rezanja materijala i održava luk.

Kolo paljenja je napravljeno u obliku visokofrekventnog generatora naizmjeničnog napona od 5-10 hiljada V sa frekvencijom od 2 MHz, koji stvara luk visokog intenziteta koji ionizira plin u stanje plazme.

Bamelica je držač za potrošni materijal - mlaznicu i elektrodu - i omogućava hlađenje ovih delova gasom ili vodom. Mlaznica i elektroda su komprimirani i podržavaju jonizirani mlaz.

Ručni i mehanizirani sistemi služe različitim namjenama i zahtijevaju različitu opremu. Samo korisnik može odrediti koji je najbolji za njegove potrebe.

Rezanje metala plazmom je termalnoproces u kojem snop ioniziranog plina zagrijava električno provodljivi metal na temperaturu iznad njegove tačke topljenja i uklanja rastopljeni metal kroz probušenu rupu. Električni luk nastaje između elektrode u gorioniku na koju se primjenjuje negativan potencijal i obratka s pozitivnim potencijalom, a materijal se reže strujom joniziranog plina pod pritiskom na temperaturi od 770 do 1400 °C. Mlaz plazme (jonizovani gas) se koncentriše i usmerava kroz mlaznicu, gde se kondenzuje i postaje sposoban da topi i reže širok spektar metala. Ovo je osnovni proces i za ručno i za mehanizirano rezanje plazmom.

Ručno sečenje

Ručno rezanje metala plazmom se vrši pomoću prilično malih uređaja sa plazma gorionikom. Oni su upravljivi, svestrani i mogu se koristiti za obavljanje raznih zadataka. Njihove mogućnosti zavise od trenutne jačine reznog sistema. Postavke ručnog rezanja kreću se od 7-25 A do 30-100 A. Neki uređaji, međutim, mogu proizvesti do 200 ampera, ali oni se ne koriste široko. U ručnim sistemima, procesni vazduh se obično koristi kao plazma i zaštitni gas. Dizajnirani su na način da se mogu koristiti sa različitim ulaznim naponima, koji mogu varirati od 120 do 600 V, a mogu se koristiti i u jednofaznim ili trofaznim mrežama.

Ručna plazma za rezanje metala se obično koristi u radionicama za obradu tankihmaterijala, usluge održavanja tvornica, radionice za popravke, mjesta za prikupljanje starog metala, u građevinskim i instalaterskim radovima, u brodogradnji, automehaničarskim i umjetničkim radionicama. U pravilu se koristi za podrezivanje viška. Tipičan plazma rezač od 12 amp reže maksimalno 5 mm metala brzinom od oko 40 mm u minuti. 100 amp seče sloj od 70 mm pri brzini do 500 mm/min.

Po pravilu se bira ručni sistem u zavisnosti od debljine materijala i željene brzine obrade. Uređaj koji daje veliku struju je brži. Međutim, kada se reže velikom strujom, postaje teže kontrolisati kvalitet rada.

Machining

Mehanizovano plazma rezanje se izvodi na mašinama koje su obično mnogo veće od ručnih, a koristi se u kombinaciji sa stolovima za rezanje, uključujući i one sa vodenim kupatilom ili sa platformom opremljenom raznim pogonima i motorima. Osim toga, mehanizirani sistemi su opremljeni CNC-om i kontrolom visine mlaza rezne glave, što može uključivati prethodno podešavanje visine gorionika i kontrolu napona. Sistemi za mehanizovano sečenje plazmom mogu se ugraditi na drugu opremu za obradu metala kao što su prese za štancanje, laserski rezači ili robotski sistemi. Veličina mehanizirane konfiguracije ovisi o veličini stola i korištenoj platformi. Ploča može biti manja od 1200x2400 mm i veća od 1400x3600mm. Takvi sistemi nisu baš mobilni, pa prije instalacije treba razmotriti sve njihove komponente, kao i njihovu lokaciju.

Zahtjevi za napajanje

Standardni izvori napajanja imaju maksimalni opseg struje od 100 do 400 A za rezanje kiseonikom i 100 do 600 A za azotno rezanje. Mnogi sistemi rade u nižem opsegu, kao što je 15 do 50 A. Postoje sistemi za rezanje azota sa strujama od 1000 A i više, ali su retki. Ulazni napon za mehanizovane plazma sisteme je 200-600 V trofazni.

Zahtjevi za plin

Mješavine komprimovanog zraka, kisika, dušika i argona/vodika se obično koriste za rezanje mekog čelika, nehrđajućeg čelika, aluminija i raznih egzotičnih materijala. Njihove kombinacije služe kao plazma i pomoćni gasovi. Na primjer, kada se seče meki čelik, početni plin je često dušik, plazma kisik, a komprimirani zrak se koristi kao pomoćni.

Kisik se koristi za blagi ugljenični čelik jer proizvodi visokokvalitetne rezove u materijalu debljine do 70 mm. Kiseonik takođe može delovati kao plazma gas za nerđajući čelik i aluminijum, ali rezultat nije sasvim tačan. Azot služi kao plazma i pomoćni plin jer pruža odlične performanse rezanja na gotovo bilo kojoj vrsti metala. Koristi se na velikim strujama i omogućava obradu lima debljine do 75 mm i kao pomoćni gas za azotnu i argon-vodikovu plazmu.

Kompresovani vazduh je najčešći gas i za plazmu i za pomoćne gasove. Pri slabostrujnom rezanju lima debljine do 25 mm ostavlja se oksidirana površina. Prilikom rezanja sa zrakom, dušik ili kisik je pomoćni plin.

Argon-vodonik mješavina se obično koristi za obradu nehrđajućeg čelika i aluminija. Pruža visokokvalitetan rez i neophodan je za mehanizovano sečenje limova debljine preko 75 mm. Ugljični dioksid se također može koristiti kao pomoćni plin pri rezanju metala dušičnom plazmom, jer može podnijeti većinu materijala i garantuje dobar kvalitet.

Mješavina dušika i vodika i metan se također ponekad koriste u procesu plazma rezanja.

Šta vam još treba?

Izbor plazme i pomoćnih gasova su samo dve od najvažnijih odluka koje treba uzeti u obzir prilikom instaliranja ili korišćenja mehanizovanog plazma sistema. Rezervoari za gas se mogu kupiti ili iznajmiti, dostupni su u različitim veličinama i moraju se obezbediti uslovi skladištenja. Instalacija sistema zahtijeva značajnu količinu električnih instalacija i cijevi za plin i rashladnu tekućinu. Pored najmehanizovanijeg plazma sistema, potrebno je da pokupite sto, testeru, CNC i THC. OEM-ovi obično nude različite hardverske opcije koje odgovaraju bilo kojoj konfiguraciji uređaja.

Da li je potrebna mehanizacija?

ZbogZbog složenosti izbora mehanizovanog procesa plazma rezanja, potrebno je dosta vremena posvetiti istraživanju različitih konfiguracija i kriterijuma sistema. Napomena:

• vrste dijelova za sečenje;
• broj industrijskih artikala po seriji;
• željena brzina i kvalitet rezanja;
• trošak potrošnog materijala.
• ukupni troškovi rada konfiguracije, uključujući struju, plin i rad.

Veličina, oblik i broj dijelova koji se proizvode mogu odrediti potrebnu opremu za industrijsku proizvodnju - tip CNC-a, stola i platforme. Na primjer, proizvodnja malih dijelova može zahtijevati platformu sa specijaliziranim pogonom. Pogoni letve i zupčanika, servo pogoni, pogonska pojačala i senzori koji se koriste na platformama određuju kvalitet rezanja i maksimalnu brzinu sistema.

Kvalitet i brzina zavise i od toga kakva se oprema za obradu metala, CNC i plinovi koriste. Mehanizovani sistem sa podesivom strujom i protokom gasa na početku i na kraju reza će smanjiti potrošnju materijala. Osim toga, sa CNC-om s velikim memorijskim kapacitetom i izborom mogućih postavki (na primjer, visina plamena na kraju reza) i brzom obradom podataka (ulazno/izlazne komunikacije) smanjit će vrijeme zastoja i povećati brzinu i tačnost rada.

Na kraju, odluka o kupovini ili nadogradnji mehanizovanog plazma sistema za rezanje ili korišćenju ručnog sistema mora biti zdrava.

Oprema za plazma rezanje metala

Hypertherm Powermax45 je prenosivi uređaj sa velikim brojem standardnih komponenti baziranih na inverteru, odnosno bipolarnom tranzistoru sa izolovanim vratima. Vrlo je jednostavan za rad, bilo da se radi o rezanju tankog čelika ili ploča debljine 12 mm pri 500 mm/min ili 25 mm pri 125 mm/min. Uređaj je sposoban da generiše veliku snagu za rezanje različitih vrsta provodljivih materijala kao što su čelik, nerđajući čelik i aluminijum.

Energetski sistem ima prednost u odnosu na analogne. Ulazni napon - 200-240 V jednofazna struja snage 34/28 A pri snazi od 5,95 kW. Varijacije u mrežnom ulaznom naponu kompenzirane su tehnologijom Boost Conditioner, koja gorioniku pruža poboljšane performanse pri niskim naponima, fluktuirajućoj ulaznoj snazi i kada se napaja iz generatora. Unutrašnje komponente se efikasno hlade sa PowerCool-om za poboljšane performanse, vreme rada i pouzdanost. Još jedna važna karakteristika ovog proizvoda je FastConnect priključak gorionika, koji olakšava mehanizovanu upotrebu i povećava svestranost.

Spajalica Powermax45 ima dizajn s dvostrukim uglom koji produžava vijek trajanja mlaznice i smanjuje operativne troškove. Opremljen je funkcijom Conical Flow, koja povećava gustoću energije luka, što značajno smanjuje šljaku i proizvodi visokokvalitetno rezanje plazmom. Powermax45 cijena je $1800.

Hobart AirForce 700i

Hobart AirForce 700i ima najvišekapacitet rezanja ove linije: nominalna debljina rezanja - 16 mm pri brzini od 224 mm / min, a maksimalna - 22 mm. U poređenju sa analognim, radna struja uređaja je 30% manja. Plazma rezač je pogodan za servisne stanice, servisne radionice i male građevine.

Sadrži lagan, ali moćan inverter, ergonomski startni osigurač, efikasnu potrošnju zraka i jeftin potrošni materijal za baklje za sigurno, visokokvalitetno i pristupačno rezanje plazmom. AirForce 700i košta 1.500 dolara.

Dolazi sa ergonomskom ručnom lampom, kablom, 2 zamjenska vrha i 2 elektrode. Potrošnja gasa je 136 l/min pri pritisku od 621–827 kPa. Težina uređaja je 14,2 kg.

40-amp izlaz pruža izuzetne performanse rezanja lima - brže od mehaničkih, plinskih i plazma uređaja drugih proizvođača.

Miller Spectrum 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme je mala mašina dovoljno moćna da seče različite vrste čelika, aluminijuma i drugih provodljivih metala.

Napaja se 120-240 V AC, automatski se prilagođava primijenjenom naponu. Lagan i kompaktan dizajn čini ga vrlo prenosivim.

Sa Auto-Refire tehnologijom, luk se kontroliše automatski, eliminišući potrebu za stalnim pritiskom na dugme. Nominalna debljina rezanja pri 40 A je 16mm pri brzini od 330 mm/min, a maksimum je 22,2 mm pri 130 mm/min. Potrošnja energije - 6,3 kW. Težina uređaja u ručnom izvođenju je 10,5 kg, a sa mašinskim rezačem - 10,7 kg. Vazduh ili azot se koristi kao plazma gas.

Pouzdanost Miller 625 dolazi od tehnologije zračnog tunela. Zahvaljujući ugrađenom ventilatoru velike brzine, prašina i krhotine ne ulaze u uređaj. LED indikatori informišu o pritisku, temperaturi i snazi. Cijena uređaja je $1800.

Lotos LTP5000D

Lotos LTP5000D je prenosiva i kompaktna plazma mašina. Sa težinom od 10,2 kg neće biti problema s njegovim kretanjem. Struja od 50 ampera koju generiše digitalni pretvarač i moćni MOSFET omogućavaju efikasno sečenje 16 mm mekog čelika i 12 mm nerđajućeg čelika ili aluminijuma.

Uređaj se automatski prilagođava naponu i frekvenciji mreže. Dužina creva - 2,9 m. Upravljački luk ne dolazi u kontakt sa metalom, što omogućava da se mašina koristi za rezanje zarđalih, sirovih i obojenih materijala. Uređaj je siguran za upotrebu. Komprimirani zrak koji se koristi za rezanje nije štetan za ljude. A snažno kućište otporno na udarce pouzdano štiti uređaj od udara prašine i krhotina. Cijena Lotos LTP5000D je $350.

Kada kupujete plazma rezač, uvijek biste trebali dati prednost kvalitetu. Čuvajte se iskušenja da kupite jeftin uređaj niske kvalitete, jer će njegovo brzo habanje na duge staze dovesti domnogo veći troškovi. Naravno, ne isplati se ni preplaćivati, ima dovoljno pristojnih budžetskih opcija bez dodataka i velikih kapaciteta koji vam možda nikada neće zatrebati.