Плазменная резка

Плазменная резка — это процесс термической резки с использованием электропроводящей плазменной струи для резки проводящих металлов, таких как сталь, нержавеющая сталь, алюминий и медь. Плазма на самом деле представляет собой высокоскоростную-струю ионизированного газа, которая используется для плавления материала. Она широко используется в производстве металлов благодаря своей экономичности и универсальности.

 

Описание

 

Плазма сама по себе проводит электрический ток, и плазменная дуга непрерывна до тех пор, пока на электрод подается питание и плазма остается в контакте с заготовкой. Плазменная резка — это высокоэффективная технология резки металла, в которой в качестве источника тепла используется высоко-плазменная дуга. Ее основной принцип заключается в использовании высокочастотной-дуги для ионизации газа с образованием плазмы при одновременном плавлении металла заготовки при высокой температуре (более 3000 градусов) и использовании сверхзвукового потока воздуха для выдувания расплавленного металла для достижения резки. Давление этого газового потока эффективно контролирует радиус плазменного пучка. Направляя контролируемое электрически заряженное состояние вещества через сфокусированное сопло, вы можете легко резать такие материалы, как сталь, нержавеющая сталь и алюминий.

 

Помощник по выбору газа

 

Машина плазменной резки может работать с различными газами, включая сжатый воздух, азот, аргон, водород и кислород или смеси двух или трех разных газов. Их функция очень похожа на работу защитного газа, каждый из них показывает разные результаты, ниже приводится краткое описание:

 

√Сжатый воздух — этот газ очень универсален и недорог, он хорошо работает с мягкой сталью, нержавеющей сталью и алюминием толщиной до 30 мм.

√Кислород — это популярный газ, широко используемый для обработки углеродистой стали в тех случаях, когда требуется чистый рез и высокая скорость резки. Обычно он может резать мягкую сталь толщиной до 35 мм при более высокой температуре, что означает, что требуется больше шума. Следовательно, большее количество тепловой энергии может повредить детали, к тому же кислород не очень дружелюбен к нержавеющей стали и алюминию, а поверхность разреза полностью окисляется из-за количества используемого кислорода и тепла.

√Азот широко используется в тяжелых-обработках металлов толщиной до 80 мм и может обеспечить качественную резку большинства материалов, включая нержавеющую сталь, углеродистую сталь и алюминий. Обычно азот часто используется с несколькими вторичными газами, такими как воздух, углекислый газ и аргон для более толстых пластин.

√Аргон – это инертный газ, который не вступает в реакцию с резкой при высоких температурах, и не является стандартным вспомогательным газом из-за низкой проводимости. Поэтому его часто смешивают с водородом, чтобы создать самое горячее плазменное-пламенное пламя для чистого реза.

 

 

Инвестиционное рассмотрение преимущества плазмы по сравнению с волоконным лазером

 

Плазменные машины работают, направляя режущий газ (воздух, кислород, азот, воздух, аргон и т. д.) через сопло с узким отверстием, а затем газ ионизируется для создания плазменной дуги. В то время как защитный газ используется для окружения плазменной дуги, чтобы помочь придать дуге форму, плазменная дуга с очень высокой температурой может прорезать металлические материалы.

Волоконные лазеры используют свет, излучаемый диодом, и направляют его вдоль оптоволоконного-кабеля и оптических компонентов, а затем луч света фокусируется и усиливается для резки металлической заготовки. Для волоконного лазера также требуется режущий газ, который впрыскивается в режущую головку под оптическими компонентами и выходит из сопла вместе с лазерным лучом. Согласно опыту Fabmann, для более тонких пластин < 12 мм, трубок или профилей, требующих высоких допусков на размеры, лучшим вариантом является установка с волоконным лазером. Хотя затраты на приобретение и эксплуатацию обычно выше, чем у плазменной машины, в среднем для достижения окупаемости требуется около 5 лет. Плазменные резаки имеют относительно более высокую производительность, широкий диапазон резки и сравнительно низкие затраты на приобретение при среднем сроке окупаемости 3 года. Таблица ниже дает вам общее представление об их ключевых функциях.

 

Параметры	Волоконный лазер	HD-плазма
Варианты материалов	Мягкая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь	Все проводящие металлы
Диапазон толщины	До 30 мм	До 50 мм
Прямоугольность края	ИСО 1	ИСО 2 - 4
Допуск обрезки	0,05-0,1 мм в зависимости от толщины материала	0,2 мм - 0.5 мм в зависимости от толщины материала
Ширина реза	0.15 - 0.4 мм	0,5 – 2,2 мм
ЗТВ	Уже	шире
Скорость резания (<10 mm)	Быстрее	Помедленнее
Cutting Speed (>10 мм)	Помедленнее	Быстрее
Цена покупки	Высокий	25-35% Лазера
Операционные расходы	Низкий	Низкий
Обслуживание	Умеренный	Умеренный
Временной интервал безубыточности	4-6 лет	3-4 года

 

Чтобы принять объективное инвестиционное решение, необходимо учитывать несколько важных факторов:

 

√Типы сырья, а также станки для резки, плазменные и лазерные станки чрезвычайно похожи, когда речь идет о диапазоне материалов, а основные различия заключаются в диапазоне толщины резки и качестве резки. Оба они могут резать все проводящие материалы, такие как мягкая сталь, нержавеющая сталь, латунь, медь и алюминий. Если большая часть вашего материала имеет толщину менее 10 мм и имеет сложные профили, включая трубы, возможно, будет более рентабельно-инвестировать в станок для волоконной лазерной резки и передать плазменную резку на аутсорсинг.

 

√Качество резки включает в себя несколько важных элементов, таких как прямоугольность, окалина, кромка среза, HAZ (зона термического воздействия). Качество резки волоконного лазера во многом зависит от мощности, скорости резки, газа и давления газа, а также размера сопла. Обычно в популярных установках питания не содержится окалины-для волоконных лазеров, например, 4 мм для лазеров мощностью 2 кВт, 6 мм для лазеров 6 км. Ниже приведен краткий обзор популярных проблем с качеством резки:

 

● Прямоугольность: волоконные лазеры способны производить почти прямоугольный разрез и могут быть отнесены к категории ISO 1. Типичная плазменная резка обычно имеет слегка вогнутую форму на кромке разреза и угол скоса в диапазоне ISO 3–5.

●Окалина определяется как нежелательные металлические отходы, которые не были выброшены из пропила, образующегося на нижней стороне разреза. Станок плазменной резки может обеспечить хорошее качество кромки реза, но операторам необходимо решить, является ли качество резки или скорость резки приоритетом. Низкая резка может привести к образованию сильного окалина на нижней стороне заготовки, а слишком быстрая резка может привести к тому, что металлические выступы выстроятся в нижней части разреза, и удалить эти выступы довольно сложно.

●Кромка плазменной резки может дать более гладкие кромки резки благодаря большему размеру пятна, но, конечно, это также зависит от того, как оператор настроит параметры резки, чтобы достичь оптимального качества резки.

●ЗТВ во многом зависит от выходной мощности станка и скорости резки, причем как волоконные лазеры, так и плазменные резаки создают ЗТВ. Но обычно волоконный лазер генерирует меньшую ЗТВ.

 

 

√Допуск на резку и качество отверстия, это также называется качеством вырезанной детали, особенно качество отверстия часто считается мерой точности, которая оценивается по тому, насколько цилиндрическим может быть отверстие. О степени точности часто судят по ширине пропила: чем шире пропил, тем грубее точность. Прорезь определяет, насколько малую часть внутреннего контура можно разрезать, а тепловая деформация может изменить размер заготовки. Волоконный лазер имеет более высокий допуск по сравнению с плазменной резкой.

 

√Стоимость: волоконные лазеры, как правило, дороже плазменных машин, как по первоначальной стоимости приобретения, так и по эксплуатационным расходам.

 

Короче говоря, лазер является лучшим вариантом при резке тонкой мягкой стали, нержавеющей стали и алюминия толщиной от 0,5 до 10 мм, а его более высокая точность, скорость и способность резать сложные формы делают его более желательным, чем плазменный станок. В диапазоне 10-15 мм волоконный лазер вполне сравним с плазменным аппаратом. Для тяжелых листов толщиной более 15 мм лучшим вариантом может быть современный плазменный станок с ЧПУ.

 

Различные стальные материалы путем плазменной резки

 

Особенности плазменной резки

 

Плазменный станок начинает набирать большую популярность из-за меньших инвестиций и сопоставимого качества резки, хотя он и не так хорош, как станок для лазерной резки, режущий более тонкие металлические материалы, и имеет следующие особенности:

 

 

Поэтому плазма часто используется для резки толстых металлов, например, для быстрого прототипирования и художественного дизайна. В заключение, плазменная резка — это доступная резка металла (особенно нержавеющей стали, алюминия и толстых листов) с меньшей точностью по сравнению с лазерной резкой, и она очень популярна для изготовления тяжелых конструкций, таких как судостроение и строительство.