Cięcie metalu plazmą. Sprzęt do obróbki metali

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Cięcie plazmowe stosuje się w obróbce metali przewodzących. Przetwarzany materiał otrzymuje energię ze źródła prądu poprzez zjonizowany gaz. Standardowy system zawiera źródło zasilania, obwód zapłonu i palnik, które zapewniają moc, jonizację i kontrolę potrzebne do wysokiej jakości cięcia różnych metali.

Moc wyjściowa prądu stałego ustawia grubość i prędkość cięcia materiału oraz utrzymuje łuk.

Obwód zapłonowy jest wykonany w postaci generatora napięcia przemiennego o wysokiej częstotliwości 5-10 tysięcy V o częstotliwości 2 MHz, który tworzy łuk o wysokiej intensywności, który jonizuje gaz do stanu plazmy.

Latarka jest uchwytem na materiały eksploatacyjne - dyszę i elektrodę - i zapewnia chłodzenie tych części gazem lub wodą. Dysza i elektroda są ściśnięte i wspierają zjonizowany strumień.

Systemy ręczne i zmechanizowane służą różnym celom i wymagają innego sprzętu. Tylko użytkownik może określić, który z nich jest najlepszy dla jego potrzeb.

Cięcie metalu plazmą jest termiczneproces, w którym wiązka zjonizowanego gazu podgrzewa elektrycznie przewodzący metal do temperatury powyżej jego temperatury topnienia i usuwa stopiony metal przez wybity otwór. Między elektrodą w palniku, do której przykładany jest potencjał ujemny, a przedmiotem obrabianym o potencjale dodatnim, powstaje łuk elektryczny, a materiał jest cięty strumieniem zjonizowanego gazu pod ciśnieniem w temperaturze od 770 do 1400°C. Strumień plazmy (zjonizowany gaz) jest skoncentrowany i kierowany przez dyszę, gdzie ulega kondensacji i staje się zdolny do topienia i cięcia szerokiej gamy metali. Jest to podstawowy proces zarówno ręcznego, jak i zmechanizowanego cięcia plazmowego.

Cięcie ręczne

Ręczne cięcie metalu plazmą odbywa się przy użyciu dość małych urządzeń z palnikiem plazmowym. Są zwrotne, wszechstronne i mogą być używane do wykonywania różnych zadań. Ich możliwości zależą od aktualnej siły systemu tnącego. Ustawienia cięcia ręcznego wahają się od 7-25 A do 30-100 A. Niektóre urządzenia mogą jednak wytwarzać do 200 A, ale nie są one szeroko stosowane. W systemach ręcznych jako gaz plazmowy i osłonowy zwykle stosuje się powietrze procesowe. Zostały zaprojektowane w taki sposób, aby mogły być stosowane z różnymi napięciami wejściowymi, które mogą wahać się od 120 do 600 V, a także mogą być stosowane w sieciach jedno- i trójfazowych.

Ręczna plazma do cięcia metalu jest powszechnie stosowana w warsztatach zajmujących się cięciem cienkimmateriałów, usługi utrzymania ruchu fabryk, warsztaty naprawcze, punkty skupu złomu, w pracach budowlano-montażowych, w przemyśle stoczniowym, warsztatach samochodowych i warsztatach artystycznych. Z reguły służy do przycinania nadmiaru. Typowa 12-amperowa przecinarka plazmowa tnie maksymalnie 5 mm metalu z szybkością około 40 mm na minutę. 100 A przecina warstwę 70 mm z prędkością do 500 mm/min.

Z reguły system ręczny jest wybierany w zależności od grubości materiału i żądanej prędkości obróbki. Urządzenie dostarczające duży prąd jest szybsze. Jednak przy cięciu dużym prądem trudniej jest kontrolować jakość pracy.

Obróbka

Zmechanizowane cięcie plazmowe odbywa się na maszynach, które są zwykle znacznie większe niż ręczne i są używane w połączeniu ze stołami do cięcia, w tym z łaźnią wodną lub z platformą wyposażoną w różne napędy i silniki. Ponadto systemy zmechanizowane są wyposażone w sterowanie CNC i sterowanie wysokością dyszy głowicy tnącej, które może obejmować ustawianie wysokości palnika i sterowanie napięciem. Zmechanizowane systemy cięcia plazmowego mogą być instalowane na innych urządzeniach do obróbki metali, takich jak prasy do tłoczenia, wycinarki laserowe lub systemy zrobotyzowane. Wielkość konfiguracji zmechanizowanej zależy od wielkości stołu i zastosowanej platformy. Piła panelowa może być mniejsza niż 1200x2400 mm i większa niż 1400x3600mm. Takie systemy nie są zbyt mobilne, dlatego przed instalacją należy wziąć pod uwagę wszystkie ich elementy, a także ich lokalizację.

Wymagania dotyczące zasilania

Standardowe zasilacze mają maksymalny zakres prądu od 100 do 400 A do cięcia tlenowo-paliwowego i od 100 do 600 A do cięcia azotem. Wiele systemów działa w dolnym zakresie, na przykład od 15 do 50 A. Istnieją systemy cięcia azotem o prądach 1000 A i większych, ale są one rzadkie. Napięcie wejściowe dla zmechanizowanych systemów plazmowych wynosi 200-600 V trójfazowe.

Wymagania dotyczące gazu

Sprężone powietrze, tlen, azot i mieszanki argonu/wodoru są powszechnie używane do cięcia stali miękkiej, stali nierdzewnej, aluminium i różnych egzotycznych materiałów. Ich kombinacje służą jako gazy plazmowe i pomocnicze. Na przykład podczas cięcia stali miękkiej, gazem wyjściowym jest często azot, plazmą jest tlen, a sprężone powietrze jest używane jako środek pomocniczy.

Tlen jest używany do miękkiej stali węglowej, ponieważ zapewnia wysokiej jakości cięcia materiału o grubości do 70 mm. Tlen może również działać jako gaz plazmowy dla stali nierdzewnej i aluminium, ale wynik nie jest całkowicie dokładny. Azot służy jako gaz plazmowy i wspomagający, ponieważ zapewnia doskonałą wydajność cięcia praktycznie każdego rodzaju metalu. Stosowany jest przy wysokich prądach i umożliwia obróbkę blach o grubości do 75 mm oraz jako gaz pomocniczy do plazmy azotowej i argonowo-wodorowej.

Sprężone powietrze jest najczęściej używanym gazem zarówno dla gazów plazmowych, jak i gazów pomocniczych. Przy cięciu niskoprądowym blach o grubości do 25 mm pozostawia oksydowaną powierzchnię. Podczas cięcia powietrzem gazem pomocniczym jest azot lub tlen.

Mieszanka argon-wodór jest zwykle używana do obróbki stali nierdzewnej i aluminium. Zapewnia wysoką jakość cięcia i jest niezbędny do zmechanizowanego cięcia blach o grubości powyżej 75 mm. Dwutlenek węgla może być również używany jako gaz pomocniczy podczas cięcia metalu plazmą azotową, ponieważ może obsługiwać większość materiałów i gwarantuje dobrą jakość.

Mieszanka azotu i wodoru oraz metan są czasami używane w procesie cięcia plazmowego.

Czego jeszcze potrzebujesz?

Wybór plazmy i gazów pomocniczych to tylko dwie z najważniejszych decyzji, które należy wziąć pod uwagę podczas instalowania lub używania zmechanizowanego systemu plazmowego. Zbiorniki gazowe można kupić lub wynająć, są one dostępne w różnych rozmiarach i należy zapewnić warunki przechowywania. Instalacja systemu wymaga znacznej ilości okablowania elektrycznego i rurociągów dla gazu i chłodziwa. Oprócz najbardziej zmechanizowanego systemu plazmowego, musisz podnieść stół, piłę, CNC i THC. Producenci OEM zazwyczaj oferują różne opcje sprzętowe, które pasują do dowolnej konfiguracji urządzenia.

Czy konieczna jest mechanizacja?

Ze względu nazłożoność wyboru zmechanizowanego procesu cięcia plazmowego, wiele czasu trzeba poświęcić na badanie różnych konfiguracji i kryteriów systemowych. Uwaga:

• rodzaje ciętych części;
• liczba artykułów przemysłowych w partii;
• żądana prędkość i jakość cięcia;
• koszt materiałów eksploatacyjnych.
• całkowity koszt eksploatacji konfiguracji, w tym prąd, gaz i robocizna.

Rozmiar, kształt i liczba części do wyprodukowania mogą określić wymagany sprzęt do produkcji przemysłowej - typ CNC, stół i platforma. Na przykład produkcja małych części może wymagać platformy ze specjalistycznym napędem. Napędy zębatkowe, serwonapędy, wzmacniacze napędu i czujniki zastosowane na platformach decydują o jakości cięcia i maksymalnej prędkości systemu.

Jakość i szybkość zależą również od rodzaju używanego sprzętu do obróbki metali, CNC i gazów. Zmechanizowany system z regulowanym przepływem prądu i gazu na początku i na końcu cięcia zmniejszy zużycie materiału. Dodatkowo dzięki CNC z dużą pojemnością pamięci i możliwością wyboru możliwych ustawień (np. wysokość płomienia na końcu cięcia) oraz szybkiemu przetwarzaniu danych (komunikacja wejścia/wyjścia) skrócisz przestoje i zwiększysz prędkość i dokładność pracy.

Ostatecznie decyzja o zakupie lub modernizacji zmechanizowanego systemu cięcia plazmowego lub użyciu ręcznego musi być rozsądna.

Sprzęt do cięcia metalu plazmowego

Hypertherm Powermax45 to przenośne urządzenie z dużą liczbą standardowych elementów opartych na falowniku, czyli tranzystorze bipolarnym z izolowaną bramką. Jest bardzo łatwy w obsłudze, niezależnie od tego, czy tnie cienką stal lub płyty o grubości 12 mm z prędkością 500 mm/min lub 25 mm z prędkością 125 mm/min. Urządzenie jest w stanie generować dużą moc do cięcia różnego rodzaju materiałów przewodzących, takich jak stal, stal nierdzewna i aluminium.

System zasilania ma przewagę nad analogami. Napięcie wejściowe - prąd jednofazowy 200-240 V o mocy 34/28 A przy mocy 5,95 kW. Wahania napięcia wejściowego sieci są kompensowane przez technologię Boost Conditioner, która zapewnia palnikowi lepszą wydajność przy niskich napięciach, przy wahaniach mocy wejściowej i przy zasilaniu z generatora. Komponenty wewnętrzne są skutecznie chłodzone za pomocą PowerCool, co zapewnia lepszą wydajność, czas pracy i niezawodność. Kolejną ważną cechą tego produktu jest połączenie palnika FastConnect, które ułatwia zmechanizowane użytkowanie i zwiększa wszechstronność.

Palnik Powermax45 ma konstrukcję dwukątną, która wydłuża żywotność dyszy i obniża koszty eksploatacji. Wyposażony jest w funkcję Conical Flow, która zwiększa gęstość energii łuku, co znacznie redukuje żużel i zapewnia wysokiej jakości cięcie plazmowe. Cena Powermax45 to 1800 USD.

Hobart AirForce 700i

Hobart AirForce 700i ma najwięcejwydajność cięcia tej linii: nominalna grubość cięcia - 16 mm przy prędkości 224 mm/min i maksymalna - 22 mm. W porównaniu z analogami prąd roboczy urządzenia jest o 30% mniejszy. Przecinarka plazmowa jest odpowiednia dla stacji serwisowych, warsztatów naprawczych i małego budownictwa.

Wyposażony w lekki, ale wydajny falownik, ergonomiczny bezpiecznik rozruchowy, wydajne zużycie powietrza i niedrogie materiały eksploatacyjne do palnika, aby zapewnić bezpieczne, wysokiej jakości i niedrogie cięcie plazmowe. Cena AirForce 700i wynosi 1500 USD.

W zestawie ergonomiczna latarka ręczna, kabel, 2 wymienne końcówki i 2 elektrody. Zużycie gazu wynosi 136 l/min przy ciśnieniu 621–827 kPa. Waga urządzenia to 14,2 kg.

40-amperowa moc wyjściowa zapewnia wyjątkową wydajność cięcia blach - szybciej niż urządzenia mechaniczne, gazowe i plazmowe innych producentów.

Miller Spectrum 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme to mała maszyna wystarczająco mocna, aby ciąć różne rodzaje stali, aluminium i innych metali przewodzących.

Zasilany prądem zmiennym 120-240 V, automatycznie dostosowujący się do przyłożonego napięcia. Lekka i kompaktowa konstrukcja sprawia, że jest bardzo przenośny.

Dzięki technologii Auto-Refire łuk jest kontrolowany automatycznie, eliminując potrzebę ciągłego naciskania przycisku. Nominalna grubość cięcia przy 40 A wynosi 16mm przy prędkości 330 mm/min, a maksymalna 22,2 mm przy 130 mm/min. Pobór mocy - 6, 3 kW. Waga urządzenia w wykonaniu ręcznym to 10,5 kg, a z nożem maszynowym - 10,7 kg. Jako gaz plazmowy stosuje się powietrze lub azot.

Niezawodność Millera 625 pochodzi z technologii tunelu aerodynamicznego. Dzięki wbudowanemu szybkoobrotowemu wentylatorowi kurz i zanieczyszczenia nie dostają się do wnętrza urządzenia. Wskaźniki LED informują o ciśnieniu, temperaturze i mocy. Cena urządzenia to 1800$.

Lotos LTP5000D

Lotos LTP5000D to przenośna i kompaktowa maszyna plazmowa. Przy wadze 10,2 kg nie będzie problemów z jego ruchem. Prąd o natężeniu 50 A generowany przez przetwornik cyfrowy i potężny MOSFET zapewniają wydajne cięcie stali miękkiej 16 mm oraz stali nierdzewnej lub aluminium 12 mm.

Urządzenie automatycznie dostosowuje się do napięcia i częstotliwości sieci. Długość węża - 2,9 m. Łuk pilota nie styka się z metalem, co pozwala na zastosowanie maszyny do cięcia materiałów zardzewiałych, surowych i lakierowanych. Urządzenie jest bezpieczne w użytkowaniu. Sprężone powietrze używane do cięcia nie jest szkodliwe dla ludzi. A mocna, odporna na wstrząsy obudowa niezawodnie chroni urządzenie przed uderzeniem kurzu i zanieczyszczeń. Cena Lotosu LTP5000D wynosi 350 USD.

Kupując przecinarkę plazmową, zawsze należy traktować priorytetowo jakość. Uważaj na pokusę zakupu taniego urządzenia niskiej jakości, ponieważ jego szybkie zużycie w dłuższej perspektywie doprowadzi doznacznie wyższe koszty. Oczywiście nie warto też przepłacać, jest wystarczająco dużo przyzwoitych opcji budżetowych bez akcesoriów i dużych pojemności, których możesz nigdy nie potrzebować.