• Han's Laser - мировой производитель и поставщик лазерного промышленного оборудования: 2D и 3D резка, лазерные труборезы, станки раскроя с рулона, лазерная сварка, системы автоматизации.

    СТМ - эксклюзивный партнер Han’s Laser в России

    Реклама. ООО "СТМ", ИНН 7719844990
    erid: F7NfYUJCUneLr2pRTbHY
    Узнать больше
  • Резка металла плазмой
    6 декабря 2022
    Фото: freepik.com

    Безграничные возможности плазмы

    Плазменная резка считается одним из самых высокотехнологичных способов раскроя, поэтому данный вид оборудования в металлообработке пользуется большим спросом. На российском рынке представлено достаточное количество профессиональных аппаратов для плазменной резки отечественных производителей, которые в состоянии составить конкуренцию европейским, а также китайским и корейским фирмам, которые пока сохраняют свои позиции.

    Наращивать объёмы производства российские машиностроительные компании начали ещё в период пандемии, когда многие покупатели задумались о том, как будут закупать запчасти и комплектующие для иностранного оборудования.

    «В период пандемии многие предприниматели, работающие в сфере производства металлоконструкций, столкнулись с проблемами в поддержании работоспособности оборудования. Логистика поставок запасных частей к импортной технике рушилась на глазах: заграничные производители не укладывались в сроки, их самих раз за разом подводили подрядчики, из-за перегрузок везде стала хуже работать доставка», — рассказывают специалисты производственно-коммерческой фирмы «Кристалл».

    Плазменная технология
    Фото: freepik.com

    Именно в период пандемии специалисты компании разработали комплекс плазменной резки, который полностью производится в Санкт-Петербурге, включая системы ЧПУ и плазменной резки.

    Очевидно, что с введением санкций ЕС против России ситуация с поставками из-за рубежа только обострилась, а потому продукция российских машиностроителей востребована как никогда.

    Российские аппараты для плазменной резки обладают такими несомненными достоинствами, как более низкая стоимость по сравнению с зарубежными аналогами, а также высокая ремонтопригодность и доступность необходимых запчастей.

    Конкуренцию им традиционно могли бы составить китайские производители. Но, по опыту российских пользователей, в этом сегменте техники тем ещё есть над чем работать. Так, специалисты «ТеплоВентМаш» на основании своего опыта для автоматизированной плазменной резки рекомендуют использовать российские плазменные аппараты, поскольку, как сказано на сайте компании, «Китай пока ещё не достиг должного уровня качества в данной сфере: возникает много проблем со стабильностью реза, сильными электромагнитными помехами в процессе генерации плазмы и т. д.».

    Почему именно плазма?

    По сравнению с другими методами резки металла плазменная обладает целым рядом преимуществ. Одним из ключевых достоинств этого вида раскроя металла является его универсальность: с помощью плазмы можно резать самые разные металлы и кроить детали самой сложной формы. Она обеспечивает настолько точный и качественный рез, что позволяет обойтись без последующей механической обработки кромок перед сваркой.

    Ещё один неоспоримый плюс плазмы в том, что она не требует предварительного подогрева места врезки. А малая зона термического влияния исключает вероятность тепловой деформации заготовок, что особенно полезно при обработке тонколистовых сталей.

    Сравнивая плазменные станки с лазерными, производители отмечают, что первые позволяют резать любой металл, тогда как вторые плохо справляются с резкой сплавов (качество и скорость ниже). Причём лазером резать можно только металл толщиной до 10-12 мм (при 1 кВт мощности лазера), а плазмой — от 0,5 мм до 50 мм (на прожиг).

    Плазменная технология
    Фото: Евгений Ошкин

    С другой стороны, диаметр отверстия при лазерной резке может быть меньше толщины листа, в то время как при резке плазмой имеется ограничение на отверстия: их диаметры должны быть примерно в два раза больше толщины металла. Также при резке лазером отсутствует окалина, а при плазменной она может появляться.

    Если заготовку разрезают плазмой, то нагревается только небольшой участок её поверхности. А значит, ему требуется меньше времени на остывание, чем когда работают лазерные или механические устройства для резки — в этом случае нагревается вся заготовка.

    «Качество и точность резания регламентируются ГОСТ 14792, который предусматривает разделение деталей на три класса точности в зависимости от вида оборудования. Самый высокий, первый класс точности характерен для портальных установок плазменной резки, но при условии соблюдения всех требований, указанных в паспорте. В целом точность и качество плазменной резки на порядок выше по сравнению с газокислородной. При этом отсутствует деформация деталей, что исключает необходимость в последующей правке. Результатом этого является уменьшение времени и снижение себестоимости изготовления определённой детали», — поясняет на сайте ООО «ПУРМ» генеральный директор Владимир Павлов.

    Выбираем станок

    Также эксперт делится рекомендациями по выбору установки для резки металла. По его словам, для начала необходимо определиться, для какого вида работ предназначено оборудование: будет ли это только прямолинейный рез или с возможностью фигурного раскроя? Также следует обратить внимание на марку и максимальную толщину обрабатываемого материала, поскольку от этого зависит мощность и выбор газа.

    «Также надо определиться с рабочими характеристиками устройства. К основным из них относится сила тока, поскольку она определяет диапазон разрезаемых толщин: чем этот показатель выше, тем толще металл можно будет резать. Продолжительность включения характеризует максимальные нагрузки, которые сможет выдержать оборудование, то есть время его работы без перерывов на охлаждение. Обозначается в процентах: ПВ 80% означает, что из 10-минутного рабочего цикла устройство может непрерывно работать на максимальных нагрузках на протяжении 8 минут. При превышении этого показателя возможен перегрев и выход из строя», — поясняет Владимир Павлов.

    «Немаловажным моментом при выборе оборудования для плазменной резки — как для домашнего применения, так и для профессионального использования — является также вопрос экономический. Цены, выставляемые различными производителями за свою продукцию, отличаются очень сильно. Но это совсем не значит, что невозможно подобрать модель, цена которого будет вполне демократичной. Если вам необходим качественный и долговечный агрегат, стоимость которого действительно отличается привлекательностью, то стоит прежде всего присмотреться к продукции, предлагаемой заводами-изготовителями», — рекомендуют специалисты завода силовой электроники «Сибирь».

    Плазменная технология
    Фото: freepik.com

    Сферы применения

    Плазменное оборудование для резки металла направленной струёй плазмы широко применяется в самых разных отраслях промышленности: автомобиле-, авиа- и судостроении, металлообработке и изготовлении металлоконструкций, строительной промышленности, тяжёлом машиностроении и других сферах, где необходим точный раскрой металла. Кроме того, аппараты плазменной резки довольно часто используют в небольших автомастерских, кузницах и даже в быту для резания конструкционных сталей и цветных металлов.

    В соответствии с таким широким спектром применения модельный ряд станков включает как ручные аппараты и портативные устройства, так и полностью автоматизированные установки для прямолинейного и фигурного раскроя. Машины с ЧПУ производители условно делят на портальные, в основе конструкции которых лежит трёхкоординатный комплекс с раскроечным столом, и консольные — станки с направляющим рельсом и консолью, оснащённой режущим инструментом.

    Как уже упоминалось, одно из весомых преимуществ плазменной резки перед другими видами раскроя металла заключается в её универсальности: она применима практически ко всем видам металла. Но есть один нюанс: чтобы добиться требуемого эффекта, важно правильно выбрать плазмообразующий газ.

    Плазменная технология
    Фото: Евгений Ошкин

    Смешиваем газы

    Газы, применяемые для плазменной резки, принято делить на плазмообразующие и защитные. Вторые необходимы, чтобы не допустить воздействия окружающей среды на зону реза и повысить качество раскроя. В качестве плазменных газов чаще всего используют аргон, водород, азот, кислород и смеси этих газов. Перед тем как использовать один из этих газов или их смесь, стоит проконсультироваться у производителя оборудования, подходит ли тот для данной системы. При использовании неподходящего газа срок службы деталей может значительно снизиться. Другим негативным последствием может стать повреждение или поломка резака.

    По опыту производителей оборудования для плазменной резки и его пользователей, ни один из названных выше плазменных газов не является оптимальной плазменной средой. Поэтому чаще всего рекомендуется их смешивать, ориентируясь на физические и химические свойства металла.

    Так, для резки высоколегированных сталей и алюминия, как правило, используют смеси водорода с аргоном или азотом. Так, пользователи отмечают, что, добавив всего несколько процентов водорода к аргону, можно добиться значительного повышения скорости резания и качества кромки реза. Кроме того, восстанавливающий эффект водорода обеспечивает гладкость и отсутствие окисленного металла на поверхностях реза. Такие смеси часто применяют для резки листов, имеющих толщину до 150 мм.

    Смеси азота и водорода позволяют выполнять резы с параллельными кромками при значительно более высоких скоростях резки, чем в случае аргона. Окисление на поверхностях реза также меньше, чем в случаях применения чистого азота.

    Кислород применяют в качестве плазменного газа для резки нелегированных и низколегированных сталей. Смешиваясь с расплавом, он понижает его вязкость, благодаря чему расплав приобретает большую текучесть. Это даёт возможность получить кромки реза без грата и верхние края без скруглений. Кислород также обладает свойством окислять цветные металлы, то есть запускать их горение, поэтому их обрабатывают в среде защитных газов. За счёт изменения состава газовой смеси можно поднять качество обработки.

    В качестве смеси для плазменной резки допустимо использовать и обычный воздух, основными составляющими которого, как мы помним, являются азот и кислород. Сочетание этих двух газов позволяет резать нелегированные, низколегированные и высоколегированные стали и алюминий.

    Чаще всего воздух используют для ручной резки, а также для раскроя тонкого листа.

    Следует помнить, что не только вид газа влияет на качественные характеристики вырезаемых заготовок. Также нужно обращать внимание на технические параметры оборудования, химический состав и физико-механические свойства разрезаемого металла.

    Сочетание азота и кислорода позволяет резать нелегированные, низколегированные и высоколегированные стали

    Текст: Мария Кармакова

    Этот материал опубликован в журнале
    Промышленные страницы №6, 2022.
    Смотреть другие статьи номера
    Автоматизация
    Рекомендуем
    Подпишитесь на дайджест «Промышленные страницы»
    Ежемесячная рассылка для специалистов отрасли
    Популярное на сайте
    Бизнес-кейсы
    Индустрия 4.0
    Подпишитесь на Телеграм-канал