Резку металла можно разделить на два типа — механическую и термическую. Плазменная резка — это термический метод, при котором для резки металла используется ионизированный газ.

Это один из самых широко используемых методов для резки толстых металлических пластин, хотя он также подходит и для листового металла. Прежде чем перейти к преимуществам и возможностям плазменной резки, стоит ответить на один вопрос.

Что такое плазма?

Вы наверняка слышали о трех основных состояниях вещества — твердом, жидком и газообразном. Но существует и четвертое состояние — плазма.

Плазму можно встретить в природе, в основном в верхних слоях атмосферы Земли. Известное северное сияние — результат взаимодействия солнечного ветра, состоящего из плазмы. Молнии и пламя при высоких температурах также содержат плазму. Даже в наших телах присутствует плазма.

В целом, плазма составляет около 99% видимой Вселенной.

В повседневной жизни мы сталкиваемся с плазмой в телевизорах, люминесцентных лампах, неоновых вывесках и, конечно же, в плазменных резаках.

Плазма — это ионизированный газ, обладающий электрической проводимостью. Это означает, что часть атомов лишена электронов, а свободные электроны свободно перемещаются.

Газ можно превратить в плазму с помощью интенсивного нагрева. Поэтому плазму часто называют ионизированным газом.

Плазма похожа на газ тем, что атомы не находятся в постоянном контакте друг с другом. В то же время, по способности течь под воздействием электрического и магнитного полей, она напоминает жидкость.

Как работает плазменный резак?

Процесс плазменной резки — это термический метод, то есть для расплавления металла используется тепло, а не механическое воздействие.

Механика работы системы всегда одинакова. Плазменные резаки используют сжатый воздух или другие газы, например, азот. Для создания плазмы происходит ионизация этих газов.

Обычно сжатый газ соприкасается с электродом и ионизируется, что приводит к увеличению давления. Когда давление достигает определенного уровня, струя плазмы направляется к режущей головке.

Режущий наконечник сужает поток, формируя струю плазмы, которая поступает на заготовку. Поскольку плазма проводит электрический ток, заготовка соединяется с землей через стол для резки.

Когда плазменная дуга попадает на металл, его высокая температура расплавляет его. Одновременно быстрый поток газа удаляет расплавленный металл.

Запуск процесса резки

Не все системы работают одинаково. Во-первых, существует более бюджетный вариант запуска — высокочастотный контакт. Он не используется на ЧПУ-плазморезах, так как высокая частота может мешать работе современного оборудования и вызывать сбои.

Этот метод использует высокое напряжение и высокочастотную искру. Искра возникает, когда плазмотрон касается металла, замыкая цепь и создавая плазму.

Другой вариант — метод пилотной дуги. Искра сначала возникает внутри горелки благодаря высокому напряжению и малому току. Она создает пилотную дугу — небольшое количество плазмы.

Рабочая дуга формируется, когда пилотная дуга соприкасается с заготовкой. После этого оператор может начинать резку.

Третий способ — использование пружинного плазмотрона. Прижатие плазмотрона к заготовке создает короткое замыкание, из-за чего начинается протекание тока.

После отпускания давления формируется пилотная дуга. Дальнейший процесс такой же, как и в предыдущем способе: дуга переносится на заготовку.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Позволяет резать все электропроводящие материалы. Газокислородная резка, хотя и подходит для толстых металлов, ограничена черными металлами.
• Высокое качество реза до толщины 50 мм.
• Максимальная толщина резки до 150 мм.
• Относительно низкая стоимость резки средних толщин.
• Лучший способ для резки среднетолстых нержавеющей стали и алюминия.
• ЧПУ-оборудование обеспечивает высокую точность и повторяемость.
• Возможность резки под водой, что уменьшает зону термического влияния (ЗТВ) и снижает уровень шума.
• Меньший рез по сравнению с газовой резкой.
• Более высокая скорость резки по сравнению с кислородной резкой.
• При изменении параметров то же оборудование может применяться для плазменной сварки.

Недостатки

• ЗТВ больше, чем при лазерной резке.
• Качество реза тонких листов и пластин уступает лазерной резке.
• Точность ниже, чем при использовании лазера.
• Не позволяет резать такие большие толщины, как газокислородная или гидроабразивная резка.
• Оставляет ЗТВ, чего нет при гидроабразивной резке.
• Ширина реза больше, чем у лазера.

Как выбрать метод резки

Выбор метода резки зависит от материала, его толщины и назначения деталей.

Рекомендуемая толщина для плазменной резки — от 15 до 50 мм.

Верхний предел толщины материала для услуг плазменной резки — около 50 мм для углеродистой и нержавеющей стали. Для алюминия — не более 40 мм.

Всё, что выше, относится к области применения гидроабразивной и газокислородной резки.

Лазерная резка предпочтительнее для листового металла и тонких пластин из-за более высокого качества и скорости. Однако верхний предел толщины для лазера — примерно 25–30 мм.

Также плазменная резка быстрее и дешевле при работе с листами от 15 мм и выше. Однако окончательный выбор зависит от требуемого качества. В любом случае, при последующей обработке можно получить аккуратный и гладкий результат.