Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Грунтовые основания
Опорные сооружения





















Яндекс.Метрика

Плазменная резка металла (резка проникающей дугой)

Плазменную резку применяют для обработки таких металлов, которые не могут быть разрезаны в пламени кислорода, т. е. у которых температура воспламенения выше температуры плавления, температура плавления их окислов превышает 2000°, а теплопроводность значительна. К числу таких металлов, применяемых для изготовления строительных конструкций, принадлежат алюминий и его сплавы (табл. III.11).
Принцип плазменной резки заключается в следующем (рис. III.33). Внутри резака 1 находится вольфрамовый электрод 2. При резке между этим электродом и изделием 3 образуется электрическая дуга 4. Конической струей нейтрального газа 5 дуга сильно сжимается, в результате чего температура дуги повышается до 10—15 тыс. градусов. Получая такую температуру, дуга приобретает режущие свойства — быстро расплавляет металл на небольшом участке, который удаляется давлением струи нейтрального газа. При передвижении резака позади его в металле образуется прорезь 6.
Плазменная резка металла (резка проникающей дугой)

Такой способ резки металлов называют плазменной резкой потому, что в физике область электрического разряда в ионизированном газе носит название плазмы, а это явление и возникает в зоне между концом вольфрамового электрода и разрезаемым металлом.
Для плазменной резки можно применять только нейтральные газы, так как в условиях высоких температур в случае применения кислорода окисляется (сгорает) головка резака и разрезаемый металл.
Плазменная резка обеспечивает достаточно высокое качество поверхности реза. По аналогии с кислородной резкой его можно отнести ко II или III классу качества, что соответствует требованиям, предъявляемым к большинству кромок строительных деталей без последующей механической обработки.
Применение плазменной резки алюминия и его сплавов в строительстве началось недавно, и ее влияние на структуру и свойства кромок деталей изучено очень мало.
Электроды плазменных резаков изготовляют из вольфрамовых стержней диаметром 3 мм марки ВТ-10 или ВТ-15. В вольфраме этих марок содержится 1,5—2% окиси тория, которая увеличивает срок службы электродов. Для получения более плотной дуги полезно конец электрода затачивать на конус с углом при вершине от 60 до 90°.
Газ, подаваемый в резак, представляет собой смесь двух газов: аргона (65—80%) и водорода (35—20%). Наличие в газовой струе водорода повышает температуру расплавленного металла, в результате чего он полностью удаляется из прорези и с нижних частей кромок деталей. Резка производится без грета.
Влияние водорода на температуру расплавленного металла объясняется следующим. В начальной части электрической дуги происходит диссоциация водорода. Молекулы водорода (H2) распадаются на атомы (H) с поглощением большого количества тепла (100600 кал/мол). При охлаждении в полости разреза атомы водорода снова соединяются в молекулы, отдавая расплавленному металлу тепло, поглощенное в процессе диссоциации.
Аргон и водород для установок плазменной резки поставляют в баллонах объемом 40 л под давлением 150 ат. При этом давлении в каждый баллон накачивают около 6000 л свободного газа. Баллоны с аргоном окрашивают в черный цвет, а с водородом — в зеленый. Оптимальное давление газовой смеси в резаке 0,7—1,5 ати.
Процесс плазменной резки наиболее устойчив при применении постоянного тока на обратной полярности (минус на электроде). Хорошим источником тока являются преобразователи типа ПС500, имеющие достаточно высокое напряжение холостого хода (90—96 в).
Плазменная резка металла (резка проникающей дугой)

Общая схема установки для плазменной резки показана на рис. III.34. Ток к электроду 1 поступает от источника тока 2, а электрод подключен также к осциллятору 3. Осциллятор предназначен для возбуждения дуги между электродом и корпусом резака в начальный момент резки. Конец электрода не доходит до торца резака на 2—3 мм, и возбудить дугу непосредственно между электродом и разрезаемым металлом невозможно.
Осциллятор возбуждает в цепи ток с напряжением в 1500—2500 в, с частотой 150 000—200 000 гц, который, пробивая воздушный зазор между концом электрода и корпусом резака, возбуждает начальную дугу.
Газовая смесь, поступая в резак по шлангу 4, направляет начальную дугу через отверстие в торце резака к разрезаемому металлу 5. Выходя из резака, начальная дуга замыкает зазор между концом электрода и разрезаемым металлом и этим возбуждает основную дугу. В этот момент осциллятор отключается.
В цепь основного источника тока включено индуктивное сопротивление 6. Оно предохраняет обмотки сварочного генератора от пробоя током высокой частоты, создаваемым в стадии резки осциллятором.
Охлаждение головки резака производится водой, поступающей по трубке 7 и выходящей по трубке 8. Аргон из баллона 9 через редуктор 10 типа РК-53 и ротаметр (поплавковый расходомер) 11 типа РС-5 попадает по шлангам в смесительную камеру 12.
Водород из баллона 13 через водородный редуктор 14 типа РВ-55 и ротаметр 15 типа РС-3 также попадает в смесительную камеру 12. Давление аргона и водорода в баллонах снижается редукторами до необходимого и контролируется на выходе из редукторов манометрами 16, а в смесительной камере манометром 17.
Плазменная резка металла (резка проникающей дугой)

В процессе резки торец резака находится от разрезаемого металла на расстоянии 6—8 мм. Наконечник резака служит 5—6 смен. Далее кромки отверстия для выхода дуги и газовой смеси оплавляются. Начальный диаметр (3—4 мм) увеличивается, и режимы резки нарушаются.
В России выпускается оборудование как для ручной, так и машинной плазменной резки. Резаки для ручной резки выпускают двух типов: PДМ-1-60 и УДР-2-58. Наиболее употребительными переносными машинами являются КДР-1-57 и УДP-1-58.
Технические характеристики двух переносных машин приведены в табл. III.23.
Плазменная резка металла (резка проникающей дугой)

При использовании в качестве источника питания двух последовательно соединенных преобразователей ПС-500 толщину разрезаемого металла можно увеличить до 70 мм. Ручной резак РДМ-1-60 и переносная машина КДР-1-57 показаны на рис. III.35 и III.36.
Специальных стационарных машин для плазменной резки не выпускают. Обычно оборудуют резаками для плазменной резки машины, предназначенные для кислородной резки.
Основные технологические параметры резки алюминиевых сплавов указаны в табл. III.24. Из этой таблицы следует, что плазменная резка производится на более высоких скоростях, чем кислородная.
Плазменная резка металла (резка проникающей дугой)

Плазменной резкой можно обрабатывать и сталь, но широкое применение ее для резки стали сдерживается дефицитностью аргона. При резке нержавеющей стали вместо аргоно-водородной смеси применяют азот, обеспечивающий лучшее качество поверхности реза и более дешевый.
Плазменная резка металла (резка проникающей дугой)

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: