На сьогоднішній день важко уявити важку промисловість без використання зварювання і різання металу. На більшості промислових підприємств, що займаються обробкою металевих виробів, використовується особливий спосіб різання - плазмовий.
Плазмова різка - це процес обробки матеріалів, при якому ріжучим елементом є струмінь плазми.
Мало хто знає, як здійснюється плазмова різка металу своїми руками і які основні етапи даного процесу. Найчастіше товщина оброблюваних виробів становить менше 20 см. Саме для різання металу такої товщини і застосовуються плазмові апарати.
Характеристика різання виробів за допомогою плазми
Схема перетворення газу в плазму.
Ті, хто для поділу металу застосовує кисневий різак, знають, що плазмова різка багато в чому відрізняється від цього методу. Тут замість ріжучого газу використовується струмінь плазми. Як і при звичайній зварці, при плазмовому різанні використовується електрична дуга. Вона запалюється безпосередньо між поверхнею предмета і електродом. Подається газ при цьому стає плазмою. Цікавим є той факт, що температура останньої може досягати декількох десятків тисяч градусів (від 5 до 30 тисяч). При цьому швидкість струменя нерідко сягає 1500 м / с. Плазмова різка металу підходить для виробів завтовшки до 20 см. Що ж стосується подається в сопло газу, то він буває декількох типів: активний і неактивний.
До першої категорії відноситься кисень і повітряна суміш, до другої - азот, водень, а також деякі інертні гази, наприклад, аргон. Вибір того чи іншого газу залежить від металу. Якщо це чорний метал, то рекомендується застосовувати активні гази. Неактивні підходять більше для кольорових металів (алюмінію, міді) і їх сплавів. Ручна плазмова різка буває поверхневою і розділової. Остання використовується набагато частіше. Потрібно знати, що подібний спосіб різання металу є найбільш автоматизованим. Плазмова різка включає в себе використання спеціальних автоматичних (програмованих) верстатів.
Позитивні і негативні сторони
Параметри плазмового різання.
Плазмова різка має свої позитивні і негативні сторони. До переваг, по-перше, належить можливість використання обладнання для різання будь-якого металу. Досягається це завдяки підвищеній температурі в робочій зоні. По-друге, важливим аспектом є висока швидкість роботи. Це забезпечує найкращу продуктивність. По-третє, плазмова різка відмінно підходить для вирізання виробів різної геометричної форми. Простим газовим методом цього домогтися неможливо. По-четверте, велике значення має те, що подібна різка металу є точною і швидкою. Тут в значній мірі знижується ймовірність отримання неякісних виробів, так як робота автоматизована.
По-п'яте, всім відомо, що проста кисневе різання може становити небезпеку для людини і оточуючих. Плазмова різка найменш небезпечна. По-шосте, подібна робота може проводитися як на відкритому повітрі, так і під водою. Важливо і те, що витрати на 1 м матеріалу набагато менше, в силу всього цього плазмова різка все частіше застосовується на великих промислових об'єктах. Що ж стосується негативних сторін цього процесу, то обладнання є досить дорогим, тому така методика рідко використовується в домашніх умовах.
Який апарат вибрати
Схема збірки і підключення апарату для плазмового різання.
Плазмова різка металу починається з підготовки обладнання. Для цього буде потрібно вибрати якісний апарат. Виділяють 2 типу обладнання: инверторное і трансформаторне. Інвертори знайомі багатьом, так як з їх допомогою здійснюється зварювальне справу. Вони прийшли на зміну трансформаторів. Інверторні агрегати мають невеликі габарити, вони компактні, естетичні і споживають менше енергії. При придбанні обладнання потрібно звертати увагу на такі характеристики, як тривалість роботи в активному режимі і потужність. Недолік такого агрегату в тому, що він досить чутливий до перепадів напруги в мережі.
Устаткування для різання по типу трансформаторів найбільш надійне і довговічне. Особливістю трансформаторів є те, що при високій потужності їх можна застосовувати для автоматизованого різання. Ручний метод теж застосовується. Якщо різання металу передбачається проводити в приватній майстерні або на промислових об'єктах, то доцільніше купувати апарат трансформаторного типу. Він також широко поширений при виготовленні автомобілів. Потрібно пам'ятати, що будь-яка плазмова різка - дороге задоволення.
Апарат буде коштувати недешево. Важливим критерієм при виборі обладнання є максимальна товщина різання. Для кольорових металів (міді) вона завжди менше. Якщо в технічному паспорті вказана максимальна товщина 10 мм, то даний показник відноситься до некольорових металів.
Особливості ручного дугового плазмового різання
Схема дугового плазмового різання металу.
Для різання виробів з металу нерідко використовується ручний метод. Особливість його в тому, що не потрібно високої кваліфікації, щоб розрізати виріб. Роботу може виконати будь-яка людина, знаючи всі основні етапи процесу. Придбавши плазмовий різак, можна розрізати не тільки метал, але і плитку, деревину та інші матеріали. Плазмова різка ручним способом починається з огляду обладнання, сопла, електродів. Сопло і електроди повинні бути надійно закріплені. Щоб заощадити матеріали, доцільно запалювати дугу якомога рідше. Щоб апарат почав працювати, в нього потрібно подати стиснене повітря.
З цією метою можна використовувати балони, які заповнені повітрям, компресор або підключити обладнання до центрального трубопроводу (якщо різання проводиться в промислових умовах). Найбільш надійні апарати оснащені спеціальним регулюючим пристроєм, за допомогою якого надходить повітря розподіляється в апараті.
Області оптимальних режимів повітряно-плазмового різання.
Наступний етап - налаштування обладнання. Для цього потрібно правильно підібрати силу струму. Переважно почати різати на сильному струмі. При цьому робиться кілька пробних розрізів. Неправильно підібраний режим може привести до перегрівання металу і його розбризкування. При оптимальному режимі горіння дуги лінія розрізу повинна бути рівною, а метал не повинен деформуватися.
Якщо потрібно різати листовий матеріал, то сопло пальника розміщують близько до поверхні металу. Для цього включається кнопка харчування на апараті. Незабаром після цього повинна спалахнути чергова дуга, а після неї ріжучий. Дуга повинна бути спрямована під кутом 90 ° до металу. Пальник пересувається зверху вниз. Якщо автоматична плазмова різка відрізняється високою швидкістю, то при ручному методі пальник потрібно рухати повільно. В кінці роботи доцільно ненадовго зупинити просування пальника, щоб завершити різання.
Різка різних металів
Різка того чи іншого металу може мати свої особливості. На сьогоднішній день частіше застосовується різання листового матеріалу. Зазвичай він представлений сталлю. Нерідко доводиться здійснювати різання алюмінію. Якщо зварювання цього металу утруднена через утворення на його поверхні захисної плівки у вигляді оксиду алюмінію, різання алюмінію здійснюється цілком просто. Тут важливо пам'ятати, що повітря і активні гази використовувати не потрібно.
Аргон і азот є хімічно менш активними елементами, тому в процесі різання і нагрівання металу на ньому не формується оксидна плівка. Ще одним поширеним матеріалом є сталь. У даній ситуації різання проводиться без використання захисних газів. Повітряно-дугове плазмова різка відмінно підходить для виробів з нержавіючої сталі. Це найбільш доступний спосіб різання.
Різка плазмовим струменем
Схема різання металу плазмовим струменем.
На відміну від дугового методу, при різанні плазмовим струменем метал не бере участь у формуванні електричного кола. Сама ж електрична дуга є, але вона формується безпосередньо між внутрішньою частиною сопла і електродом. Така електрична дуга необхідна для того, щоб сформувалася плазма. Це дає можливість різати матеріали, які не проводять електричний струм. Плазма в даній ситуації є високошвидкісний. Найчастіше цей метод застосовується з метою поділу листового матеріалу. Що стосується використання електродів, то для плазмового різання підходять електроди на основі різних сплавів вольфраму.
Необхідно пам'ятати, що для проведення різання матеріалів за допомогою потоку плазми, потрібно мати в наявності необхідні інструменти і матеріали. Вони включають в себе апарат для різання, джерело електричного струму, спецодяг, взуття, маску, рукавиці, молоток, зубило, металеву щітку. Нерідко для здійснення подібної роботи апарат для плазмового різання робиться своїми руками. За потужністю він може не поступатися заводському.
Дотримання заходів обережності
При плазмовому різанні металу необхідно використовувати захисний костюм, рукавички та взуття.
Плазмова різка є небезпечною для людини. При розрізуванні матеріалу на працівника і оточуючих можуть впливати такі несприятливі фактори:
- нагріває мікроклімат;
- випромінювання ультрафіолетового спектра;
- вплив рідкого металу;
- підвищена напруга.
Температура при плазмовому різанні досягає тисяч градусів. При необережному проведенні ручного різання працівник може отримати серйозні опіки. При автоматизованому процесі цей ризик знижується. Випромінювання може викликати опіки очей, тому працівник обов'язково повинен користуватися щитком або захисною маскою з темними стеклами. Щиток менш зручний, так як його потрібно постійно тримати в руці. Це обмежує обсяг рухів. Для захисту шкірних покривів від розплавленого металу використовується спецодяг. Вона включає в себе захисний костюм, зроблений з важкозаймистого матеріалу, взуття, рукавиці.
Техніка безпеки на робочому місці включає в себе огляд устаткування на предмет несправності. Зламаним апаратом користуватися не можна. При проведенні різання не потрібно стукати плазмотроном для того, щоб видалити розплавлені бризки, інакше він може пошкодитися. Важливе значення має перевірка напруги мережі.
Висновки, рекомендації
Таким чином, плазмова різка дуже широко використовується в промисловості. Апарат для плазмового різання може застосовуватися для поділу різних матеріалів. Крім того, він підходить для пайки. З його допомогою можна проводити зварювання припоями, місцевий отжиг, загартування і вогневу зачистку. Метал в даній ситуації охолоджується набагато швидше, ніж при простій кисневого різання.
Щоб процес різання був якісним, потрібно купувати хороший плазмовий апарат. Не потрібно економити на цьому гроші. Більшість дешевих апаратів є одноразовим, так як швидко приходить в непридатність. Для їх нормальної роботи умови зварювання повинні бути ідеальними. Дуже важливим критерієм при виборі апарату є швидкість різання. Якщо дотримуватися всі докладені правила, то можна здійснювати навіть складну фігурну різання.