Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лазерили плазма: в чем отличия

Лазер или плазма: в чем отличия

и в ряде случаев они могут заменять друг друга. Какие это случаи, чем отличаются способы резки и какому из них отдать предпочтение?

Особенности лазерной резки

Лазерные установки состоят из трех основных частей:

  1. Рабочей (активной) среды – источника лазерного излучения.
  2. Источника энергии (системы накачки), создающего условия, при которых начинается электромагнитное излучение.
  3. Оптического резонатора – зеркала, усиливающего лазерное излучение.

Металл разогревается на небольшом участке. Процесс раскроя может идти при температуре расплавления или испарения металла. Второй вариант энергозатратней и применяется только для тонких материалов.

Для облегчения работы в зону резки подается газ: азот, гелий, аргон, кислород или воздух. Он необходим для удаления расплавленного металла, поддержания его горения, охлаждения прилегающей зоны, увеличения скорости и глубины резки.

Процесс лазерной резки можно посмотреть на видео ниже:

Виды лазерной резки

По типу рабочей среды лазеры бывают трех типов:

  1. Твердотельные. В качестве рабочего тела используется стержень из неодимового стекла, рубина или алюмо-иттриевого граната, легированного неодимом или иттербием. Источник энергии – газоразрядная лампа-вспышка или полупроводниковый лазер.
  2. Газовые. Рабочее тело – углекислый газ или его смесь с азотом и гелием. В зависимости от конструкции такие лазеры делятся на устройства с продольной или поперечной прокачкой и щелевые. Возбуждение газовой среды достигается с помощью электрических разрядов.
  3. Газодинамические. Рабочее тело – углекислый газ, нагретый до 1 000–3 000 °К (726–2 726 °С). Он возбуждается с помощью вспомогательного маломощного лазера.

Преимущества и недостатки лазерной резки

У лазерной резки есть ряд достоинств:

  • благодаря отсутствию контакта с поверхностью разрезаемого металла ее используют для работы с легкодеформируемыми или хрупкими материалами;
  • с ее помощью можно изготавливать детали любой конфигурации;
  • экономный расход листового металла за счет более плотной раскладки на листе;
  • высокая скорость и точность;
  • можно резать металлы толщиной до 30 мм.

Недостатками лазерной резки считаются высокое энергопотребление, дорогое оборудование.

На фото – изделия, полученные с помощью лазерной резки

Лазерная резка оптимальна для изготовления сложных по конфигурации изделий из тонких металлов

Особенности плазменной резки

Для плазменной резки используют плазмообразующий газ: азот, кислород, смесь водорода с аргоном или сжатый воздух. В охлаждаемом плазмотроне он нагревается до температуры 5 000–30 000 °С и переходит в состояние плазмы: смеси нейтральных атомов, ионов и свободных электронов. В результате газ приобретает способность проводить электрический ток. За счет теплового расширения его объем увеличивается в 50–100 раз и он с огромной скоростью вытекает из плазмотрона. Под воздействием плазмы начинает плавиться металл.

Узнать больше о плазменной резке можно из видео ниже:

Виды плазменной резки

При использовании плазменной резки между электродом и соплом резака возникает электрическая дуга. Для этого используют источники питания постоянного тока. Дуга образуется при поднесении резака к материалу.

Различают аппараты прямого или косвенного действия. В первом случае дуга образуется между катодом плазматрона и разрезаемым материалом (плазменно-дуговая резка). Во втором – внутри резака (плазменно-струйная резка). Этот способ обработки удобен для материалов, не проводящих электрический ток.

Преимущества и недостатки плазменной резки

У плазменной резки 4 основных преимущества:

  1. Можно работать со сталями, алюминиевыми и медными сплавами, чугуном и прочими материалами.
  2. Можно изготавливать детали сложной конфигурации.
  3. Режет металл толщиной до 150 мм.
  4. Высокая точность.
Читайте так же:
Как работать паяльной лампой

К недостаткам плазменной резки относят необходимость механической обработки кромок разрезаемых материалов и конусность резов.

На фото – детали, полученные с помощью плазменной резки

Плазменная резка чаще используется в машиностроении

Сравнение лазерной и плазменной резки

Можно выделить основные различия между лазерной и плазменной резкой.

    Толщина металла. Это основной параметр, который отличает два способа раскроя. Лазерная резка не имеет конкурентов при работе с металлами толщиной до 6 мм. При большей толщине замедляется скорость работы, и лазерную резку редко используют для раскроя металлов толщиной более 20 мм.

Плазменная резка эффективна при толщине материала 20–40 мм. Может использоваться для раскроя меди толщиной до 80 мм, чугуна – до 90 мм, алюминия и его сплавов – до 120 мм, легированных и углеродистых сталей – до 150 мм.

Для плазменной резки этот параметр больше – 3–10°. При выполнении отверстий этим способом их выходной диаметр меньше входного.

Плазменная резка воздействует на металлы высокой температурой, и листы толщиной до 0,5 мм могут покоробиться.

При использовании плазменной резки образуется окалина и нужна доработка кромок.

Сравнительные характеристики обоих способов раскроя металлов приведены в таблице ниже:

Стабильна в пределах от 0,2 до 0,375 мм

Меняется из-за нестабильности дуги в пределах от 0,8 до 1,5 мм

Высокая ± 0,05 мм

Меняется в зависимости от износа оборудования в пределах от ± 0,1 до ± 0,5 мм

Не более 1° при толщине металла более 6 мм

Рез сужается в нижней части, поэтому кромка плавно закругляется

Нужно удалять окалину

Невысокое на ограниченном участке

Высокое. Тонкие металлы могут покоробиться

Высокая для металлов не толще 6 мм. Снижается при увеличении толщины листа

Высокая при толщине металла до 40 мм. Снижается при увеличении толщины листа

Заключение

Лазерная резка удобнее при работе с тонколистовым металлом с большим количеством пазов сложной формы. Она позволяет получить чистые и аккуратные резы, поэтому используется для изготовления жетонов, трафаретов, указателей, табличек, декоративных элементов интерьера и деталей для электротехнических изделий.

Плазменная резка оптимальна для работы с металлом средней и большой толщины. Она уступает лазерной по качеству кромок, поэтому применяется в машиностроении или для изготовления строительных деталей и заготовок.

Плазменная резка металла

Для эффективного раскроя сложных конструкций металла используется плазменная резка, которая является инновационным методом металлургической промышленности.

Цена для плазменной резки варьируется от вида и категории материала, в качестве которых выступают чугун, сталь конструкционного вида, тугоплавкие виды стали, а также из нержавейки и легированного материала.

Плазменная резка металла

Плазменная резка металла на станках Ajan по доступной цене

Выполнение работ по плазменной резке различной сложности

Размер стола для плазменной резки металла 2х8 метров

Производим плазменную резку металла на станках Ajan с минимизацией отходов

Плазменная резка труб до 630 мм.

Плазменная резка металла толщиной до 220 мм.

Оперативный расчет стоимости плазменной резки

Различное оборудование для плазменной резки металла от фирмы Ajan

Высокое качества резки метала плазмой на станках Ajan

Выполняем фигурную и сложную геометрическую вырезку плазмой

Читайте так же:
Заточка охотничьих ножей в домашних условиях видео

3 единицы оборудования для плазменной резки металла

Чего может добиться плазменная резка?

Плазменная резка в Челябинске позволяет добиться следующих результатов:

• Высокое качество и чистота разрезаемой части поверхности. Образовавшийся грат можно с лёгкостью удалить;

• Плазменная резка металла позволяет произвести разнообразную вырезку — продольно-поперечную, фигурную, сложную геометрическую;

• Имеется возможность повысить качество обрабатываемого металла при малой и средней толщине, при этом энергопотребление значительно снижается по сравнению с традиционными методами резания;

• Полностью отсутствует эффект коробления, теплового воздействия и деформации вследствие проведения операции резки металла;

• Безопасность работы плазменной резки в Челябинске в десятки раз выше, чем при традиционных вариантах резания, где используется сжатый газ, кислород, взрывоопасные смеси. Для плазменной резки нет таких опасных воздействий;

• Потери отходов металла минимизированы, благодаря точному этапу прохождения резки металла, вследствие которого оставшиеся части можно использовать для изготовления прочих элементов из металла. За счет этого обеспечивается снижение цены на плазменную резку металла.

Рекомендуем обратить внимание на другие наши услуги:

Преимущества плазменной резки металла

В отличие от традиционных методов плазменная резка металла цена является оптимальной, при этом минимизируются энергозатраты, увеличивается скорость резания металла, и качество готового изделия будет на высоте. Основные преимущества резки, это:

  • Универсальность обработки — доступен практически любой металл для процесса резания;
  • Скорость — можно обработать в несколько раз больше заготовок, в отличие от консервативных методов резания;
  • В процессе резки срез имеет окончательный и доработанный вид, не требующий дополнительной доработки;
  • Нет ограничений по изготовлению изделий любой конфигурации из металла.

При изготовлении заготовки на основе инновационного метода резания необходимо учесть следующие факторы — толщина материала, который подлежит обработке, скорость резания, физические свойства обрабатываемого материала, температурный режим плазмы, а также скоростной режим плазмы.

Технология и преимущества плазменной резки металла

Применение плазменной резки имеет широкое распространение. Она используется в машиностроении, коммунальной отрасли, при строительстве судов, изготовлении конструкций из металла. В основе плазменной резки лежит принцип, при котором ионизированный воздух начинает проводить электрический ток.

Разделку металла осуществляют плазма, представляющая собой разогретый ионизированный воздух, и плазменная дуга. Характерные для плазменной резки металла принципы работы будут описаны далее.

Что представляет собой плазменная резка

При резке металла плазмой происходит усиление электродуги. Это возможно благодаря действию газа, находящегося под давлением. Режущий элемент разогревается до высоких температурных значений, результатом чего становится высококачественная и быстрая разрезка металла.

В отличие от газовой резки ее плазменный аналог не способствует перегреванию всего обрабатываемого изделия. Высокая температура возникает непосредственно в месте разделки металла, а остальные части изделия не прогреваются и не деформируются.

Схема плазмореза

Принцип плазменной резки металла основывается на:

  • выдаче необходимого напряжения источником тока (стандартное напряжение — 220 В, повышенное — 380 В, для резки металла на крупных предприятиях);
  • передаче тока к плазмотрону (горелке) через кабели, в результате между анодом и катодом загорается электродуга;
  • подаче компрессором по шлангам воздушных потоков в устройство;
  • действии внутри плазмотрона завихрителей, направляющих потоки к электрической дуге;
  • прохождении вихревых потоков воздуха через электродугу и создании ионизирующего воздуха, разогретого до высоких температур;
  • замыкании рабочей дуги между электродом и обрабатываемой поверхностью при поднесении плазмотрона к ней;
  • действии воздуха под большим давлением и высокой температурой на обрабатываемое изделие.
Читайте так же:
Аварийная лампа с аккумулятором

Принцип работы плазменной резки

В результате получается разрез небольшой толщины с минимальными наплывами.

Дуга способна гореть в дежурном режиме, если аппарат не используется в конкретное время. При дежурном режиме горение поддерживается автоматически. При поднесении горелки к изделию дуга мгновенно переходит в рабочий режим и моментально разрезает металл.

После выключения аппарата производится его продувание для удаления мусора и остужения электродов.

Электродуга универсальна в своем действии. Она способна не только разрезать, но и сваривать металлические изделия. Для сваривания применяют присадочную проволоку, подходящую к конкретному типу металла. Через дугу пропускают не воздух, а инертный газ.

Таблица режимов плазменной резки

Структура плазмореза

Плазморезом называют аппарат, которым осуществляется резка металлических изделий различными способами. В устройство агрегата входят элементы:

  • источник электрического питания;
  • компрессор;
  • плазмотрон;
  • кабель-шланги.

Конструкция плазменного резака

В качестве источников питания выступают несколько устройств:

  • инвертор;
  • трансформатор.

Достоинство плазменной резки

Каждое из устройств имеет ряд достоинств и недостатков. К достоинствам инвертора относятся:

  • дешевизна;
  • стабильность горения дуги;
  • удобство при применении в участках с затрудненным доступом;
  • небольшой вес;
  • высокий КПД, превышающий аналогичный показатель для трансформатора на 30%;
  • экономичность.

Какие есть недостатки и ограничения?

Силовой трансформатор

Основным недостатком инвертора является невозможность его использования для нарезания металлических изделий большой толщины.

Трансформатор эффективно используется при резке толстостенного металла, с которым не справится инвертор. Он выдерживает перепады сетевого напряжения, но отличается низким КПД. Неудобны трансформаторы по причине своего большого веса.

Компрессор представляет собой устройство, подающее воздух к электродуге. Механизм способствует созданию вихревых воздушных потоков, направляемых к ней. Компрессором обеспечивается четкое нахождение катодного пятна дуги в центре электрода. При нарушении процесса возникают последствия в виде:

  • образования сразу двух электродуг;
  • слабого горения дуги;
  • поломки плазмотрона.

Через компрессор в процессе работы обычного непромышленного плазмореза пропускается только сжатый воздух. Он создает плазму и охлаждает электроды. На промышленных агрегатах применяют смеси газов на основе кислорода, гелия, азота, аргона, водорода.

Плазмотрон выполняет основную функцию аппарата — режет изделие. В его устройство входят:

  • охладитель;
  • электрод;
  • колпак;
  • сопло.

Внутри плазмотрона содержится гафниевый электрод, возбуждающий электродугу. Применяются циркониевые, реже бериллиевые и ториевые электроды. Их оксиды токсичны и даже радиоактивны.

Через плазмотронное сопло проходит плазменная струя, разрезающая изделия. От его диаметра зависят качество резки, технология, скорость работы агрегата, ширина разреза и скорость охлаждения.

Через кабель проходит ток, идущий от инвертора или трансформатора. По шлангам движется сжатый воздух, образующий плазму в плазмотроне.

Технологические моменты плазменной резки

Понять, как работает плазморез, позволяет последовательное изучение этапов плазменной резки металлов:

  • нажимается кнопка розжига, приводящая к началу подачи тока от трансформатора или инвертора к плазмотрону;
  • внутри плазмотрона появляется дежурная электродуга с температурой 70000С;
  • происходит зажигание дуги между наконечником сопла и электродом;
  • происходит поступление сжатого воздуха в камеру, который проходит через дугу, нагреваясь и ионизируясь;
  • в сопле происходит обжатие поступающего воздуха, вырывающегося из него единым потоком со скоростью 3 м/с;
  • обжатый воздух, вырывающийся из сопла, разогревается до 300000С, превращаясь в плазму;
  • при соприкосновении плазмы с изделием дежурная дуга гаснет, зажигается режущая (рабочая);
  • рабочая дуга плавит металл в месте воздействия, результатом становится рез;
  • части расплавленного металла сдуваются с изделия воздушными потоками, вырывающимися из сопла.
Читайте так же:
Как сделать вальцы для профильной трубы

Технологические моменты плазменной резки

Любая технология плазменной резки металла зависит от скорости реза и расхода воздуха. Высокая скорость способствует появлению более тонкого реза. При низкой скорости и высокой силе тока ширина реза становится больше.

При усиленном расходе воздуха происходит увеличение скорости резки. Чем больше диаметр сопла, тем меньше скорость и шире рез.

Методики резки

На практике используются два способа нарезания металла плазмой:

  • струей из плазмы;
  • плазменно-дуговым способом.

Контактные и бесконтактные аппараты плазменной резки

Нарезание плазменной струей нашло применение при обработке неметаллических изделий, не способных проводить электроток. При указанном способе обработки изделие не является частью электросхемы. Горение дуги происходит между электродом и наконечником плазмотрона. Изделие разрезается плазменной струей.

Применение плазменно-дугового способа широко. Он используется при:

  • нарезании профилей, труб;
  • изготовлении изделий с прямолинейными контурами;
  • обработке литья;
  • формировании отверстий в металле;
  • производстве сварочных заготовок.

Горение дуги происходит между электродом и изделием. Столб дуги совмещается с плазменной струей. Струя возникает за счет продуваемого через работающий компрессор газа, сильно нагревающегося и ионизирующегося в процессе. Газ способствует образованию плазмы, а за счет его высокой температуры увеличивается скорость нарезания обрабатываемого металла. Данный метод подразумевает применение дуги постоянного тока с прямой полярностью.

Разновидности резки плазмой

Выделяют три разновидности процесса:

  • простая — с применением электротока и воздуха (альтернативой является азот);
  • с применением воды, выполняющей функцию охлаждения плазмотрона, его защиты и поглощения выделений;
  • с применением защитного газа, повышающего качество реза.

Плюсы и минусы плазморезки

ПлюсыМинусы
Универсальность применения (предназначена для обработки любых металлических изделий при условии, если подобрано устройство правильной мощности с требуемым давлением воздуха).Небольшой диапазон толщины реза (не более 100 мм).
Минимальный вред окружающей среде.Вред окружающей среде и здоровью (мастер, работавший с плазморезом, для которого в качестве газа предусмотрен азот, получает серьезное отравление).
Высокая производительность, уступающая только лазерной резке, но выигрывающая в себестоимости.Высокая цена агрегата.
Высокое качество работы, отличающееся небольшой шириной реза и отсутствием сильного перегрева всего изделия при его обработке плазмой.Сложная конструкция.
Отсутствие потребности в прогреве всего изделия, влияющего на его качество.Повышенный уровень шума при работе.
Безопасность процесса по причине отсутствия необходимости использовать газовые баллоны.Максимально допустимый угол отклонения от перпендикулярности реза составляет всего 100- 500 в зависимости от толщины изделия.

Видео по теме: Станок плазменной резки и раскроя металла с ЧПУ Metal Master

Аппараты плазменной резки

• Все комплектующие только от европейских поставщиков.

• TrueHole и 3D технологии для вополнения самых сложных задач.

• Специально разработаны для промышленного применения.

Акция на токарно-фрезерный центр SPECTR TC-200M в ноябре 2021 года!

КАМИ приглашает на домашнюю выставку «ТЕХНО-ДРЕВ-МЕБЕЛЬ 2021» в г. Махачкала!

Автоматы продольного точения SKM – оптимальное решение повышения производительности в автомобилестроении, медицинской промышленности и радиоэлектронике.

При необходимости быстрого раскроя плотных металлических листов, труб и прочих заготовок целесообразно использовать портальные станки для воздушно-плазменной резки. Основной принцип их действия – раскрой деталей плазменной струей, быстрый и эффективный. При этом толщина листа может составлять до 45мм – в любом случае, операция не займет много времени и позволит получить требуемое число изделий за непродолжительное время.

Читайте так же:
Как цешкой проверить аккумулятор

Особенности и преимущества

Плазменная резка считается одним из наиболее эффективных и целесообразных способов раскроя металла. Способ может применяться в отношении тугоплавких материалов, черных и цветных металлов без существенных ограничений и требований к параметрам заготовки. Воздействие на деталь вызывает локальный нагрев и плавление в зоне раскроя, что позволяет удалить излишки материала и получить относительно точный срез. Источником является плазморез, в котором происходит ряд физико-химических процессов:

  • Между электродом и соплом формируется электрическая дуга, температура которой может составлять до 5000 градусов;
  • Подача сжатого воздуха в сопло позволяет увеличить температуру дуги до 20000 градусов;
  • Контакт электрической дуги и газа позволяет получить плазму с температурой 30000 градусов. Этого вполне достаточно, чтобы расплавить самый твердый и термостойкий сплав и выполнить раскрой детали по заданным параметрам.

В настоящее время, консольные станки для плазменной резки успешно применяют при работе и с пластиком и с камнем различной формы. Комплексы востребованы в машиностроительных предприятиях, в сфере рекламных технологий, на предприятиях сферы судоремонта и строительства. Машины для воздушно-плазменной резки особенно эффективны при работе с чугуном, медью, алюминием, сплавов на основе углеродистой и легированной стали, слоем до 50-120мм. Если оборудование оснащено ЧПУ, процесс раскроя удается полностью автоматизировать, а профиль – усложнить, заранее программируя направление реза и его продолжительность.

Классификация аппаратов

В зависимости от мощности и конструктивного исполнения, плазменные машины для резки делят на стационарные и переносные. Отличительная особенность последних – установка непосредственно на поверхность листа или трубы, которую предстоит обработать. При этом станок двигается по направляющим. В свою очередь, стационарные модели установок могут быть портальными, портально-консольными или шарнирными, предназначенными для вертикального раскроя. Преимущество имеют портальные модели – производительные, мощные, способные справиться с заготовками до 80 мм. Детали или листы, предназначенные для раскроя, устанавливаются непосредственно на рабочий стол станка. Сами модели габаритны, и для их монтажа и эксплуатации требуется достаточно места.

Большое значение для успешного использования аппаратов имеет правильная настройка оборудования с учетом ряда параметров. В расчет принимают толщину металла и его структурные особенности, скорость и температуру струи, а также скорость раскроя. Получение чистого и аккуратного среза возможно при оптимальном соотношении скорости работы станка, силы тока, наличия ЧПУ и параметров заготовки. Найти такое соотношение удается только пробными резами, установив силу тока на максимум и постепенно уменьшая ее пропорционально скорости раскроя.

Преимущества КАМИ

КАМИ предлагает купить металлообрабатывающие установки для раскроя из широкого ассортимента профессиональных газо-плазменных установок УГПР и промышленные комплексы термического раскроя с рабочей зоной до 20000 мм по доступным ценам. Кроме поставки оборудования, мы можем помочь с получением лизинга, доставкой по Москве и всей России, продажей запчастей и прочих расходным материалов, а наша служба сервиса будет на объекте за 48 часов с момента обращения. Задать интересующие вопросы и получить дополнительную информацию по выбранной модели можно, связавшись по телефону с нашими специалистами по бесплатному телефону для звонков по России: 8(800) 1000-111.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector