Rezanie kovov plazmou. Kovoobrábacie zariadenia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Plazmové rezanie sa používa pri spracovaní vodivých kovov. Spracovávaný materiál získava energiu zo zdroja prúdu prostredníctvom ionizovaného plynu. Štandardný systém zahŕňa zdroj energie, zapaľovací obvod a horák, ktoré poskytujú energiu, ionizáciu a ovládanie potrebné na kvalitné a vysokovýkonné rezanie rôznych kovov.

Výstup jednosmerného prúdu nastavuje hrúbku a rýchlosť rezania materiálu a udržuje oblúk.

Zapaľovací obvod je vyrobený vo forme vysokofrekvenčného generátora striedavého napätia 5-10 tisíc V s frekvenciou 2 MHz, ktorý vytvára oblúk vysokej intenzity, ktorý ionizuje plyn do plazmového stavu.

Horák je držiak na spotrebný materiál - trysku a elektródu - a zabezpečuje chladenie týchto častí plynom alebo vodou. Tryska a elektróda sú stlačené a podporujú ionizovaný prúd.

Ručné a mechanizované systémy slúžia na rôzne účely a vyžadujú rôzne vybavenie. Len používateľ môže určiť, ktorý z nich je pre jeho potreby najlepší.

Rezanie kovov plazmou je tepelnéproces, pri ktorom lúč ionizovaného plynu ohrieva elektricky vodivý kov na teplotu nad jeho bodom topenia a odstraňuje roztavený kov cez vyrazený otvor. Medzi elektródou v horáku, na ktorú je privedený záporný potenciál, a obrobkom s kladným potenciálom vzniká elektrický oblúk a materiál sa reže prúdom ionizovaného plynu pod tlakom pri teplote 770 až 1400 °C. Prúd plazmy (ionizovaný plyn) sa koncentruje a smeruje cez trysku, kde kondenzuje a stáva sa schopným taviť a rezať širokú škálu kovov. Toto je základný proces pre ručné aj mechanizované plazmové rezanie.

Ručne rezané

Ručné rezanie kovu plazmou sa vykonáva pomocou pomerne malých zariadení s plazmovým horákom. Sú manévrovateľné, všestranné a dajú sa použiť na vykonávanie rôznych úloh. Ich schopnosti závisia od aktuálnej sily rezného systému. Manuálne nastavenie rezania sa pohybuje od 7-25 A do 30-100 A. Niektoré zariadenia však dokážu produkovať až 200 ampérov, tie sa však veľmi nepoužívajú. V manuálnych systémoch sa ako plazmový a ochranný plyn zvyčajne používa procesný vzduch. Sú navrhnuté tak, aby ich bolo možné použiť s rôznym vstupným napätím, ktoré sa môže pohybovať od 120 do 600 V a je možné ich použiť aj v jednofázových alebo trojfázových sieťach.

Ručná plazma na rezanie kovov sa bežne používa v dielňach na spracovanie tenkých materiálovmateriály, služby údržby tovární, opravovne, zberne kovového šrotu, v stavebných a inštalačných prácach, v lodiarstve, autoservisoch a umeleckých dielňach. Spravidla sa používa na orezanie prebytku. Typická 12-ampérová plazmová rezačka reže maximálne 5 mm kovu rýchlosťou asi 40 mm za minútu. 100 amp reže 70 mm vrstvu rýchlosťou až 500 mm/min.

Manuálny systém sa spravidla volí v závislosti od hrúbky materiálu a požadovanej rýchlosti spracovania. Zariadenie, ktoré dodáva vysoký prúd, je rýchlejšie. Pri rezaní vysokým prúdom je však ťažšie kontrolovať kvalitu práce.

Obrábanie

Mechanizované plazmové rezanie sa vykonáva na strojoch, ktoré sú zvyčajne oveľa väčšie ako ručné, a používa sa v kombinácii s rezacími stolmi, vrátane tých s vodným kúpeľom alebo s plošinou vybavenou rôznymi pohonmi a motormi. Okrem toho sú mechanizované systémy vybavené CNC a reguláciou výšky trysky rezacej hlavy, ktorá môže zahŕňať prednastavenie výšky horáka a ovládanie napätia. Mechanizované plazmové rezacie systémy môžu byť inštalované na iných kovoobrábacích zariadeniach, ako sú raziace lisy, laserové rezačky alebo robotické systémy. Veľkosť mechanizovanej konfigurácie závisí od veľkosti stola a použitej platformy. Panelová píla môže byť menšia ako 1200 x 2400 mm a väčšia ako 1400 x 3600mm. Takéto systémy nie sú veľmi mobilné, takže pred inštaláciou by ste mali zvážiť všetky ich komponenty, ako aj ich umiestnenie.

Požiadavky na napájanie

Štandardné napájacie zdroje majú maximálny prúdový rozsah 100 až 400 A pre rezanie kyslíkom a 100 až 600 A pre rezanie dusíkom. Mnoho systémov pracuje v nižšom rozsahu, ako je 15 až 50 A. Existujú systémy na rezanie dusíkom s prúdmi 1 000 A a viac, ale sú zriedkavé. Vstupné napätie pre mechanizované plazmové systémy je 200-600 V trojfázové.

Požiadavky na plyn

Stlačený vzduch, kyslík, dusík a zmesi argónu a vodíka sa bežne používajú na rezanie mäkkej ocele, nehrdzavejúcej ocele, hliníka a rôznych exotických materiálov. Ich kombinácie slúžia ako plazmové a pomocné plyny. Napríklad pri rezaní mäkkej ocele je východiskovým plynom často dusík, plazmou je kyslík a ako pomocný materiál sa používa stlačený vzduch.

Kyslík sa používa pre mäkkú uhlíkovú oceľ, pretože produkuje vysokokvalitné rezy do materiálu s hrúbkou až 70 mm. Kyslík môže pôsobiť aj ako plazmový plyn pre nehrdzavejúcu oceľ a hliník, ale výsledok nie je úplne presný. Dusík slúži ako plazmový a pomocný plyn, pretože poskytuje vynikajúci rezný výkon prakticky na akomkoľvek type kovu. Používa sa pri vysokých prúdoch a umožňuje spracovanie plechu do hrúbky 75 mm a ako pomocný plyn pre dusíkovú a argónovo-vodíkovú plazmu.

Stlačený vzduch je najbežnejším plynom pre plazmové aj pomocné plyny. Pri nízkoprúdovom rezaní plechu do hrúbky 25 mm zanecháva oxidovaný povrch. Pri rezaní vzduchom je pomocným plynom dusík alebo kyslík.

Zmes argónu a vodíka sa zvyčajne používa na obrábanie nehrdzavejúcej ocele a hliníka. Poskytuje vysoko kvalitný rez a je nevyhnutný pre mechanizované rezanie plechov s hrúbkou nad 75 mm. Oxid uhličitý možno použiť aj ako pomocný plyn pri rezaní kovu dusíkovou plazmou, pretože si poradí s väčšinou materiálov a zaručuje dobrú kvalitu.

Zmes dusíka a vodíka a metán sa tiež niekedy používajú v procese plazmového rezania.

Čo ešte potrebujete?

Výber plazmy a pomocných plynov sú len dve z najdôležitejších rozhodnutí, ktoré treba vziať do úvahy pri inštalácii alebo používaní mechanizovaného plazmového systému. Plynové nádrže je možné zakúpiť alebo prenajať, sú k dispozícii v rôznych veľkostiach a je potrebné zabezpečiť skladovacie podmienky. Inštalácia systému vyžaduje značné množstvo elektrického vedenia a potrubia pre plyn a chladiacu kvapalinu. Okrem najmechanizovanejšieho plazmového systému musíte vyzdvihnúť stôl, pílu, CNC a THC. Výrobcovia OEM zvyčajne ponúkajú rôzne možnosti hardvéru, aby vyhovovali akejkoľvek konfigurácii zariadenia.

Je potrebná mechanizácia?

PretožeVzhľadom na zložitosť výberu procesu mechanizovaného plazmového rezania je potrebné venovať veľa času skúmaniu rôznych konfigurácií a systémových kritérií. Poznámka:

• typy dielov na rezanie;
• počet priemyselných položiek na dávku;
• požadovaná rýchlosť a kvalita rezu;
• náklady na spotrebný materiál.
• celkové náklady na prevádzku konfigurácie vrátane elektriny, plynu a práce.

Veľkosť, tvar a počet vyrobených dielov môže určiť požadované priemyselné výrobné zariadenie - typ CNC, stola a platformy. Napríklad výroba malých dielov môže vyžadovať platformu so špecializovaným pohonom. Ozubené pohony, servopohony, hnacie zosilňovače a snímače používané na platformách určujú kvalitu rezu a maximálnu rýchlosť systému.

Kvalita a rýchlosť závisí aj od typu kovoobrábacieho zariadenia, CNC a plynov. Mechanizovaný systém s nastaviteľným prietokom prúdu a plynu na začiatku a konci rezu zníži spotrebu materiálu. Navyše s CNC s veľkou kapacitou pamäte a možnosťou výberu z možných nastavení (napríklad výška plameňa na konci rezu) a rýchle spracovanie dát (vstupná/výstupná komunikácia) zníži prestoje a zvýši rýchlosť a presnosť práce.

V konečnom dôsledku musí byť rozhodnutie kúpiť alebo upgradovať mechanizovaný plazmový rezací systém alebo použiť ručný systém správne.

Zariadenia na rezanie kovov plazmou

Hypertherm Powermax45 je prenosné zariadenie s veľkým množstvom štandardných komponentov na báze meniča, t. j. bipolárneho tranzistora s izolovaným hradlom. Práca s ním je veľmi jednoduchá, či už ide o rezanie tenkej ocele alebo 12 mm hrubých plechov rýchlosťou 500 mm/min alebo 25 mm rýchlosťou 125 mm/min. Zariadenie je schopné generovať vysoký výkon na rezanie rôznych druhov vodivých materiálov, ako je oceľ, nehrdzavejúca oceľ a hliník.

Systém napájania má výhodu oproti analógovým. Vstupné napätie - 200-240 V jednofázový prúd s výkonom 34/28 A pri výkone 5,95 kW. Zmeny vstupného napätia siete sú kompenzované technológiou Boost Conditioner, ktorá poskytuje horáku lepší výkon pri nízkom napätí, kolísajúcom vstupnom výkone a pri napájaní z generátora. Vnútorné komponenty sú efektívne chladené pomocou PowerCool pre lepší výkon, prevádzkovú dobu a spoľahlivosť. Ďalšou dôležitou vlastnosťou tohto produktu je pripojenie horáka FastConnect, ktoré uľahčuje mechanizované použitie a zvyšuje všestrannosť.

Horák Powermax45 sa vyznačuje dvojitým uhlovým dizajnom, ktorý predlžuje životnosť trysky a znižuje prevádzkové náklady. Je vybavený funkciou Conical Flow, ktorá zvyšuje energetickú hustotu oblúka, čím sa výrazne znižuje odpad a produkuje vysokokvalitné plazmové rezanie. Cena Powermax45 je 1800 $.

Hobart AirForce 700i

Hobart AirForce 700i má najviacrezná kapacita tejto linky: nominálna hrúbka rezu - 16 mm pri rýchlosti 224 mm / min a maximálna - 22 mm. V porovnaní s analógmi je prevádzkový prúd zariadenia o 30% nižší. Plazmová rezačka je vhodná pre čerpacie stanice, opravovne a malé stavby.

Vyznačuje sa ľahkým, ale výkonným invertorom, ergonomickou štartovacou poistkou, efektívnou spotrebou vzduchu a lacným spotrebným materiálom horáka na bezpečné, vysokokvalitné a cenovo dostupné plazmové rezanie. AirForce 700i má cenu 1 500 $.

Dodáva sa s ergonomickou ručnou baterkou, káblom, 2 náhradnými hrotmi a 2 elektródami. Spotreba plynu je 136 l/min pri tlaku 621–827 kPa. Hmotnosť zariadenia je 14,2 kg.

40-ampérový výstup poskytuje výnimočný výkon pri rezaní plechu – rýchlejšie ako mechanické, plynové a plazmové zariadenia iných výrobcov.

Miller Spectrum 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme je malý stroj dostatočne výkonný na rezanie rôznych druhov ocele, hliníka a iných vodivých kovov.

Napájané 120-240 V AC, automaticky sa prispôsobuje použitému napätiu. Ľahký a kompaktný dizajn ho robí vysoko prenosným.

S technológiou Auto-Refire je oblúk riadený automaticky, čím sa eliminuje potreba neustáleho stláčania tlačidla. Menovitá hrúbka rezu pri 40 A je 16mm pri rýchlosti 330 mm/min a maximum je 22,2 mm pri 130 mm/min. Príkon - 6, 3 kW. Hmotnosť zariadenia v ručnom prevedení je 10,5 kg a so strojovou frézou - 10,7 kg. Ako plazmový plyn sa používa vzduch alebo dusík.

Spoľahlivosť Miller 625 pochádza z technológie Wind Tunnel. Vďaka vstavanému vysokorýchlostnému ventilátoru sa do vnútra zariadenia nedostane prach a nečistoty. LED indikátory informujú o tlaku, teplote a výkone. Cena zariadenia je 1800 $.

Lotos LTP5000D

Lotos LTP5000D je prenosný a kompaktný plazmový stroj. S hmotnosťou 10,2 kg nebudú problémy s jeho pohybom. Prúd 50 A generovaný digitálnym prevodníkom a výkonný MOSFET poskytujú efektívne rezanie 16 mm mäkkej ocele a 12 mm nehrdzavejúcej ocele alebo hliníka.

Zariadenie sa automaticky prispôsobuje sieťovému napätiu a frekvencii. Dĺžka hadice - 2,9 m Pilotný oblúk neprichádza do kontaktu s kovom, čo umožňuje použitie stroja na rezanie hrdzavých, surových a lakovaných materiálov. Používanie zariadenia je bezpečné. Stlačený vzduch používaný na rezanie nie je pre človeka škodlivý. A pevné puzdro odolné voči nárazom spoľahlivo chráni zariadenie pred prachom a nečistotami. Cena Lotos LTP5000D je 350 $.

Pri kúpe plazmového rezača by ste mali vždy uprednostniť kvalitu. Pozor na pokušenie kúpiť lacné nekvalitné zariadenie, pretože jeho rýchle opotrebovanie z dlhodobého hľadiska povedie koveľa vyššie náklady. Samozrejme, tiež sa neoplatí preplácať, existuje dostatok slušných možností rozpočtu bez príslušenstva a vysokých kapacít, ktoré možno nikdy nebudete potrebovať.