Плазменная резка — это процедура термической резки, при которой дуга сжимается при прохождении через сопло. Прямая дуга, которая возникает, когда электрический ток течет от неиспользованного электрода (катода) к продукту (аноду), который используется для резки материалов с электропроводностью. Эта форма плазменной резки является наиболее распространенной. В случае непрямой дуги она создается между электродом и соплом. Даже если используется режущий газ, содержащий кислород, преобладает эффект нагрева плазменной дуги.
Таким образом, метод не рассматривается как кислородный разрез, а скорее как плавильный разрез. Если вас интересуют ПТК переходите по ссылке.
Газы плазмы в дуге частично подвергаются диссоциации и ионизации, что делает их электрическими проводниками. Из-за высокой плотности энергии температура плазма расширяется и движется к продукту со скоростью, в три раза превышающей скорость звука.
Из-за рекомбинации атомов и молекул на поверхности продукта немедленно высвобождается потребляемая энергия и усиливается тепловое воздействие плазменной дуги на продукт. Температура плазменной дуги достигает 30000 К. В сочетании с высокой кинетической энергией плазменного газа такая температура обеспечивает чрезвычайно высокую скорость резания всех материалов с электропроводностью, которая зависит от толщины материала.
Чтобы начать процесс резания, сначала зажигается пилотная дуга между соплом и электродом с помощью применения высокого напряжения. Эта низкоэнергетическая пилотная дуга подготавливает зазор между плазменным резаком и деталем, вызывая частичную ионизацию. Когда пилотная дуга находится в контакте с продуктом (резка в полете), автоматическое увеличение мощности зажигает основную плазменную дугу.
Металлический материал плавится и частично испаряется под действием тепловой энергии, газа и плазменной дуги. Расплавленный металл выдувается из разреза под действием кинетической энергии плазменного газа. В отличие от кислородной резки, в которой 70% тепловой энергии генерируется при сжигании железа, при плазменной резке энергия, необходимая для плавления материала при резке, генерируется только под действием электричества.
Выбор плазменного газа зависит от материала, который должен быть разрезан. Например, моноатомный газ аргона и / или биатомные газы, такие как водород, азот, кислород и смеси этих газов, а также отфильтрованный воздух, используются в качестве плазменного газа и режущего газа.
Резаки могут иметь как Водяное, так и газовое охлаждение. В зависимости от того, где используются процессы плазменной резки, различают процессы, выполняемые на воде, на поверхности воды, а также под водой.
1. Машины плазменной резки
1.1. Источник питания для плазменной резки
Источник питания для плазменной резки обеспечивает рабочее напряжение и ток резания для основной и вспомогательной дуг. Напряжение питания для плазменной резки без нагрузки находится в диапазоне от 240 до 400 В. Структура источника питания включает в себя систему зажигания пилотной дуги (вспомогательная плазменная дуга), которая предназначена для возбуждения основной плазменной дуги. Для его реализации сначала зажигается плазменная дуга непрямого действия с использованием импульсов высокого напряжения. Целью этой дуги является ионизация пространства между соплом и деталем, что позволяет возбуждать основную плазменную дугу.
1.2. Электрод и сопло резак плазменный
Повышение эффективности плазменной резки во многом зависит от конструкции плазменного резака. Чем больше сжимается плазменная дуга, тем выше скорость резания и качество режущей кромки.
Наиболее важными частями плазменного резака является плазменное сопло и электрод. Как плазменная насадка, так и электрод являются быстро изнашиваемыми деталями. Неправильный выбор или неправильное использование сопла или электрода могут значительно сократить срок его службы и повредить резак.
Срок службы электрода в значительной степени определяется интенсивностью тока сдвига, количеством воспламенений, а также типом используемого плазменного газа. Кроме того, контроль газа и мощности в начале и конце резки, а также рассеивание тепла от электрода также играют ключевую роль. Обычно используются электроды в форме вольфрамового стержня, а также электроды в форме циркониевого или гафния, которые могут быть острыми или плоскими. Поскольку они подвержены эрозии, вольфрамовые электроды могут использоваться только с инертными газами плазмы и их смесями, а также с газами с низкой реактивностью и уменьшенными газами плазмы. При использовании чистого кислорода или плазменных газов, включая кислород, электроды прослужат намного дольше, чем если бы они были сделаны из циркония или гафния. Эти материалы естественным образом образуют защитный слой, который плавится при более высокой температуре и, кроме того, заключен в основную оболочку, обладающую очень высокой теплопроводностью, которая интенсивно охлаждается. Если для плазменной резки используется кислород, срок службы электрода может быть продлен путем подачи двух газов: зажигание осуществляется с использованием газа с низкой окислительной способностью, а резка с использованием кислорода.
Ключевые факторы, влияющие на жизнь сопла:
диаметр выхода сопла
вес и теплопроводность материала сопла
выход (продукт силы тока отключения p напряжение отключения)
время действия плазменной дуги
количество включенных
последовательность тепловых деталей
и интенсивность охлаждения
Водяное охлаждение более интенсивное. Воздушное охлаждение требует большего количества газа.
