Řezání kovů plazmou. Kovoobráběcí zařízení

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Plazmové řezání se používá při zpracování vodivých kovů. Zpracovávaný materiál získává energii ze zdroje proudu prostřednictvím ionizovaného plynu. Standardní systém zahrnuje zdroj energie, zapalovací obvod a hořák, které poskytují energii, ionizaci a ovládání potřebné pro kvalitní a vysoce výkonné řezání různých kovů.

DC výstupní výkon nastavuje tloušťku a řeznou rychlost materiálu a udržuje oblouk.

Zapalovací obvod je proveden ve formě vysokofrekvenčního generátoru střídavého napětí 5-10 tisíc V s frekvencí 2 MHz, který vytváří oblouk vysoké intenzity, který ionizuje plyn do plazmového stavu.

Svítilna je držákem spotřebního materiálu - trysky a elektrody - a zajišťuje chlazení těchto částí plynem nebo vodou. Tryska a elektroda jsou stlačeny a podporují ionizovaný paprsek.

Ruční a mechanizované systémy slouží k různým účelům a vyžadují různé vybavení. Pouze uživatel může určit, který z nich je pro jeho potřeby nejlepší.

Řezání kovů plazmou je tepelnéproces, při kterém paprsek ionizovaného plynu ohřívá elektricky vodivý kov na teplotu nad jeho bodem tání a odstraňuje roztavený kov vyraženým otvorem. Mezi elektrodou v hořáku, na kterou je přiveden záporný potenciál, a obrobkem s kladným potenciálem vzniká elektrický oblouk a materiál je řezán proudem ionizovaného plynu pod tlakem o teplotě 770 až 1400 °C. Proud plazmy (ionizovaný plyn) je koncentrován a směrován přes trysku, kde kondenzuje a stává se schopným tavit a řezat širokou škálu kovů. Toto je základní proces pro ruční i mechanizované plazmové řezání.

Ruční řez

Ruční řezání kovu plazmou se provádí pomocí poměrně malých zařízení s plazmovým hořákem. Jsou ovladatelné, všestranné a lze je použít k plnění různých úkolů. Jejich schopnosti závisí na aktuální síle řezného systému. Manuální nastavení řezání se pohybuje od 7-25 A do 30-100 A. Některá zařízení však dokážou produkovat až 200 ampérů, ty se však příliš nepoužívají. V manuálních systémech se jako plazmový a ochranný plyn obvykle používá procesní vzduch. Jsou navrženy tak, aby je bylo možné použít s různými vstupními napětími, která se mohou pohybovat od 120 do 600 V, a lze je také použít v jednofázových nebo třífázových sítích.

Ruční plazma pro řezání kovů se běžně používá v dílnách na zpracování tenkých materiálůmateriály, služby údržby továren, opravny, sběrny kovového odpadu, ve stavebních a instalačních pracích, ve stavbě lodí, autoservisech a uměleckých dílnách. Zpravidla se používá k oříznutí přebytku. Typická 12ampérová plazmová řezačka řeže maximálně 5 mm kovu rychlostí asi 40 mm za minutu. 100 amp řeže 70 mm vrstvu rychlostí až 500 mm/min.

Manuální systém se zpravidla volí v závislosti na tloušťce materiálu a požadované rychlosti zpracování. Zařízení, které dodává vysoký proud, je rychlejší. Při řezání vysokým proudem je však obtížnější kontrolovat kvalitu práce.

Obrábění

Mechanizované plazmové řezání se provádí na strojích, které jsou obvykle mnohem větší než ruční, a používá se v kombinaci s řezacími stoly, včetně těch s vodní lázní nebo s plošinou vybavenou různými pohony a motory. Kromě toho jsou mechanizované systémy vybaveny CNC a řízením výšky paprsku řezací hlavy, které může zahrnovat přednastavení výšky hořáku a řízení napětí. Mechanizované systémy plazmového řezání lze instalovat na další kovoobráběcí zařízení, jako jsou lisovací lisy, laserové řezačky nebo robotické systémy. Velikost mechanizované konfigurace závisí na velikosti stolu a použité platformě. Panelová pila může být menší než 1200x2400 mm a větší než 1400x3600mm. Takové systémy nejsou příliš mobilní, takže před instalací byste měli zvážit všechny jejich součásti a také jejich umístění.

Požadavky na napájení

Standardní napájecí zdroje mají maximální proudový rozsah 100 až 400 A pro řezání kyslíkem a 100 až 600 A pro řezání dusíkem. Mnoho systémů pracuje v nižším rozsahu, jako je 15 až 50 A. Existují systémy řezání dusíkem s proudy 1000 A a více, ale jsou vzácné. Vstupní napětí pro mechanizované plazmové systémy je 200-600 V třífázové.

Požadavky na plyn

Stlačený vzduch, kyslík, dusík a směsi argonu a vodíku se běžně používají k řezání měkké oceli, nerezové oceli, hliníku a různých exotických materiálů. Jejich kombinace slouží jako plazmové a pomocné plyny. Například při řezání měkké oceli je výchozím plynem často dusík, plazmou je kyslík a jako pomocný materiál se používá stlačený vzduch.

Kyslík se používá pro měkkou uhlíkovou ocel, protože produkuje vysoce kvalitní řezy v materiálu až do tloušťky 70 mm. Kyslík může fungovat i jako plazmový plyn pro nerezovou ocel a hliník, ale výsledek není zcela přesný. Dusík slouží jako plazmový a pomocný plyn, protože poskytuje vynikající řezný výkon na prakticky jakémkoli typu kovu. Používá se při vysokých proudech a umožňuje zpracování plechů o tloušťce až 75 mm a jako pomocný plyn pro dusíkové a argonovo-vodíkové plazma.

Stlačený vzduch je nejběžnějším plynem pro plazmové i pomocné plyny. Při nízkoproudém řezání plechu do tloušťky 25 mm zanechává zoxidovaný povrch. Při řezání vzduchem je pomocným plynem dusík nebo kyslík.

Směs argonu a vodíku se obvykle používá pro obrábění nerezové oceli a hliníku. Poskytuje vysoce kvalitní řez a je nezbytný pro mechanizované řezání plechů o tloušťce nad 75 mm. Oxid uhličitý lze také použít jako pomocný plyn při řezání kovu dusíkovou plazmou, protože si poradí s většinou materiálů a zaručuje dobrou kvalitu.

Směs dusíku a vodíku a metan se také někdy používají v procesu řezání plazmou.

Co ještě potřebujete?

Výběr plazmy a pomocných plynů jsou jen dvě z nejdůležitějších rozhodnutí, která je třeba vzít v úvahu při instalaci nebo používání mechanizovaného plazmového systému. Plynové nádrže lze zakoupit nebo pronajmout, jsou k dispozici v různých velikostech a je třeba zajistit podmínky skladování. Instalace systému vyžaduje značné množství elektrického vedení a potrubí pro plyn a chladicí kapalinu. Kromě nejmechanizovanějšího plazmového systému musíte vyzvednout stůl, pilu, CNC a THC. OEM obvykle nabízejí různé možnosti hardwaru, aby vyhovovaly jakékoli konfiguraci zařízení.

Je nutná mechanizace?

Kvůli tomuVzhledem ke složitosti výběru procesu mechanizovaného řezání plazmou je třeba věnovat mnoho času zkoumání různých konfigurací a systémových kritérií. Poznámka:

• typy dílů k řezání;
• počet průmyslových položek na šarži;
• požadovaná řezná rychlost a kvalita;
• náklady na spotřební materiál.
• celkové náklady na provoz konfigurace, včetně elektřiny, plynu a práce.

Velikost, tvar a počet vyrobených dílů může určit požadované průmyslové výrobní zařízení - typ CNC, stolu a platformy. Například výroba malých dílů může vyžadovat platformu se specializovaným pohonem. Ozubené pohony, servopohony, zesilovače pohonu a senzory používané na platformách určují kvalitu řezu a maximální rychlost systému.

Kvalita a rychlost závisí také na tom, jaké kovoobráběcí zařízení, CNC a jaké plyny se používají. Mechanizovaný systém s nastavitelným průtokem proudu a plynu na začátku a konci řezu sníží spotřebu materiálu. Navíc s CNC s velkou kapacitou paměti a výběrem možných nastavení (například výška plamene na konci řezu) a rychlé zpracování dat (vstupní / výstupní komunikace) sníží prostoje a zvýší rychlost a přesnost práce.

V konečném důsledku musí být rozhodnutí koupit nebo upgradovat mechanizovaný plazmový řezací systém nebo použít ruční systém rozumné.

Zařízení pro plazmové řezání kovů

Hypertherm Powermax45 je přenosné zařízení s velkým množstvím standardních součástek na bázi invertoru, tedy izolovaného bipolárního tranzistoru hradla. Je velmi snadné s ním pracovat, ať už jde o řezání tenké oceli nebo 12 mm silných plechů rychlostí 500 mm/min nebo 25 mm rychlostí 125 mm/min. Zařízení je schopno generovat vysoký výkon pro řezání různých druhů vodivých materiálů, jako je ocel, nerezová ocel a hliník.

Napájecí systém má oproti analogům výhodu. Vstupní napětí - 200-240 V jednofázový proud o výkonu 34/28 A při výkonu 5,95 kW. Změny vstupního síťového napětí jsou kompenzovány technologií Boost Conditioner, která poskytuje svítilně lepší výkon při nízkém napětí, kolísavém vstupním výkonu a při napájení z generátoru. Vnitřní komponenty jsou efektivně chlazeny pomocí PowerCool pro lepší výkon, dobu provozu a spolehlivost. Další důležitou vlastností tohoto produktu je připojení hořáku FastConnect, které usnadňuje mechanizované použití a zvyšuje všestrannost.

Horák Powermax45 se vyznačuje dvouúhlovou konstrukcí, která prodlužuje životnost trysky a snižuje provozní náklady. Je vybaven funkcí Conical Flow, která zvyšuje hustotu energie oblouku, což výrazně snižuje otřepy a produkuje vysoce kvalitní plazmové řezání. Cena Powermax45 je 1800 $.

Hobart AirForce 700i

Hobart AirForce 700i má nejvíceřezná kapacita této linky: jmenovitá řezná tloušťka - 16 mm při rychlosti 224 mm / min a maximální - 22 mm. Ve srovnání s analogy je provozní proud zařízení o 30% nižší. Plazmová řezačka je vhodná pro čerpací stanice, opravny a drobné stavby budov.

Vyznačuje se lehkým, ale výkonným invertorem, ergonomickou startovací pojistkou, efektivní spotřebou vzduchu a levným spotřebním materiálem hořáku pro bezpečné, vysoce kvalitní a cenově dostupné plazmové řezání. AirForce 700i má cenu 1 500 $.

Dodává se s ergonomickou ruční svítilnou, kabelem, 2 náhradními hroty a 2 elektrodami. Spotřeba plynu je 136 l/min při tlaku 621–827 kPa. Hmotnost zařízení je 14,2 kg.

40ampérový výstup poskytuje výjimečný výkon při řezání plechu – rychlejší než mechanická, plynová a plazmová zařízení jiných výrobců.

Miller Spectrum 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme je malý stroj dostatečně výkonný na řezání různých typů oceli, hliníku a dalších vodivých kovů.

Napájení 120-240 V AC, automaticky se přizpůsobuje použitému napětí. Díky lehkému a kompaktnímu designu je vysoce přenosný.

S technologií Auto-Refire je oblouk řízen automaticky, takže není nutné neustále mačkat tlačítko. Jmenovitá řezná tloušťka při 40 A je 16mm při rychlosti 330 mm/min a maximum je 22,2 mm při 130 mm/min. Příkon - 6, 3 kW. Hmotnost zařízení v ručním provedení je 10,5 kg a se strojní řezačkou - 10,7 kg. Jako plazmový plyn se používá vzduch nebo dusík.

Spolehlivost Miller 625 pochází z technologie Wind Tunnel. Díky vestavěnému vysokorychlostnímu ventilátoru se dovnitř zařízení nedostane prach a nečistoty. LED indikátory informují o tlaku, teplotě a výkonu. Cena zařízení je 1800 $.

Lotos LTP5000D

Lotos LTP5000D je přenosný a kompaktní plazmový stroj. S hmotností 10,2 kg nebudou problémy s jeho pohybem. Proud 50 A generovaný digitálním převodníkem a výkonný MOSFET poskytují účinné řezání 16 mm měkké oceli a 12 mm nerezové oceli nebo hliníku.

Zařízení se automaticky přizpůsobí síťovému napětí a frekvenci. Délka hadice - 2,9 m. Pilotní oblouk nepřichází do styku s kovem, což umožňuje použití stroje pro řezání rezavých, surových a lakovaných materiálů. Použití zařízení je bezpečné. Stlačený vzduch používaný k řezání není pro člověka škodlivý. A pevné pouzdro odolné proti nárazům spolehlivě chrání zařízení před nárazem prachu a nečistot. Cena Lotos LTP5000D je 350 $.

Při nákupu plazmové řezačky byste měli vždy upřednostňovat kvalitu. Pozor na pokušení koupit levný nekvalitní přístroj, protože jeho rychlé opotřebení v dlouhodobém horizontu povede kmnohem vyšší náklady. Samozřejmě se také nevyplatí přeplácet, existuje dostatek slušných možností rozpočtu bez příslušenství a vysokých kapacit, které možná nikdy nebudete potřebovat.