Сопла для плазменной резки


Допустимый износ сопла для плазменной резки

Мы надеемся, что вы уже прочитали нашу статью об износе электрода. Следующую статью нашей серии публикаций о критериях оценки износа расходных материалов для плазменной резки мы посвятим критериям износа сопла.

Хотя на первый взгляд они не выглядят как что-то особенное, сопла на самом деле очень тщательно разработаны и изготовлены для работы при экстремальных температурах. Температура плазменной дуги, выходящей из отверстия сопла составляет около 14 000°С. Если задуматься, то факт того, что плазменная дуга при такой температуре может выйти через медное сопло и мгновенно его не расплавить звучит довольно удивительно!

Чтобы противостоять теплу в течение длительного времени, инженеры запатентовали вентилируемый дизайн сопла, состоящего из двух частей, или как можно процитировать «инженерный шедевр, который обеспечивает качество резки высокой точности с очень долгим сроком жизни расходных материалов». Дизайн сопла, применяемого в системах HY, включает в себя запатентованную технологию, создающую центробежной силой вихревой поток газа, который эффективно создает охлаждающий слой неионизованного газа между дугой и соплом.

Кроме того, инженеры фирмы использовали двойное сужение в дизайне сопла из 2-х частей, чтобы увеличить плотность энергии, высвободить некоторое давление газа, а затем снова увеличить плотность энергии в четыре раза плотности обычной плазмы. (Кстати, большинство из этих функций были изобретены и не доступны у множества других производителей сопел).

Когда дело доходит до оценки износа сопла при плазменной резке, необходимо сосредоточиться на кончике сопла, где находится отверстие. Когда сопло новое, отверстие будет идеально круглым, без каких-либо вмятин, с острыми краями кромки отверстия. В последствии использования, края могут начать немного округляться, как показано на фото ниже.

Также возможно налипание металлической стружки или брызг на конце. Это нормально при условии, что форма отверстия остается идеально круглой без каких-либо вмятин и неровностей. Так как любое изменение в форме отверстия влияет на качество резки, рекомендуем использовать лупу или даже микроскоп, чтобы тщательно изучить отверстие.

Для сравнения, фото ниже показывает поврежденное отверстие, тем самым сопло не будет долго обеспечивать хорошее качество резки.

Внутреннее отверстие сопла не менее важно. Опять же, вы должны быть уверены, что отверстие идеально круглое, без вмятин. На фото ниже вы можете увидеть, что у отверстия появился «зубчатый» вид. Как и сопло на фото выше, так и сопло на фото ниже готово отправиться в ведро с металлоломом!

При взгляде на внутреннюю поверхность сопла, вы можете увидеть серо-белый осадок или черно-серые разводы. Это нормально. Осадок представляет собой оксид гафния и легко очищается стирательной резинкой, а разводы появляются в результате при возбуждении дуги.

Предыдущую статью о критериях допустимого износа электрода по сравнению с недопустимым можно прочитать перейдя по ссылке. В следующих статьях из данного цикла мы рассмотрим допустимый износ таких расходных частей плазмотрона, завихрители, защитные экраны и т.д. Следите за обновлениями.

Не экономьте на расходниках для плазменной резки

Один из эффективных способов обработки металла — это применение плазменно-дуговой резки. Самые трудные условия работы выпадают на плазмотрон — плазменный резак. Рабочая среда — это высокотемпературный газ и электродуга. При продолжительном контакте, часть элементов резака не выдерживает и выходит из строя. Для восстановления работоспособности необходимы расходные материалы для плазменной резки.

Признаки выхода из строя

Описание характерных признаков износа режущей части инструмента:

Ткк износ влияет на качество
  1. Нарушение качества реза. Кромка обработанного металла имеет рваный вид. Края изобилуют многочисленными оплавлениями, потёками. Имеются большие частицы грата, — порции расплавленного и застывшего металла, выдавленного в процессе сварки.
  2. Электродуга начинает отсвечивать зеленоватым оттенком. В составе появились хлористые соединения. Результат, — охрупчивание обрабатываемого материала в зоне реза.
  3. Процесс горения дуги стал неравномерным. Свидетельствует об износе электрода с одной из сторон.
  4. Нарушена точность реза. Сигнал об изменении направления столба плазмы. Причина — забрызгивание сопла продуктами плавления или горения.
  5. Изменение расстояния от сопла до поверхности заготовки: менее чем 2 мм, — стёрлись упоры.
  6. Наконечник стал издавать нехарактерные звуки, — стал «сопеть».

Дополнительная проверка — визуальный осмотр инструмента.

Выбор ремонтной группы

Для определения необходимых расходных материалов, следует учитывать правила и режим работы оборудования:

  • Вид и размеры обрабатываемого материала. Величина тока больше номинальной на 20-30% при резке толстолистового металла. Корректировке в большую сторону, подвергается значение силы тока при работе с твёрдосплавными изделиями. Исключение — жаропрочные сплавы вольфрама, молибдена.
  • Вид кромки. Рез под прямым углом или наклоном влияет на выбор формы выходной части сопла для плазмореза. Необходимо выбирать наконечник, именно под направление струи плазмы.
  • Материал сопла для плазменной резки напрямую зависит от силы тока. Несоответствие режима работы (перегрузки) с прочностной характеристикой повлекут быстрый выход из строя наконечника. Отсюда, сопло, рассчитанное на режим работы с током в 50А, нельзя использовать при резке металла с мощностью в 100А.

То есть, требуется постоянно учитывать предполагаемые нагрузки, чтобы правильно выбрать расходный материал.

Профилактические меры

Для предотвращения преждевременного износа частей плазмотрона, необходимо проводить профилактические мероприятия.

Правильно наносить высокотемпературную смазку на уплотнители. Избыток приведёт к забиванию вихревых каналов. Недостаток — к прогару корпуса или деформации электрода, вследствие нарушения режима охлаждения.

Следить при сборке оборудования за моментом затяжки резьбовых соединений. Усилие должно соответствовать рекомендованным производителем значениям. Для этого применять инструмент с динаметрическим устройством.

Целесообразно завести рабочий журнал, где фиксируется время наработки отдельной детали или узла. Обязательно записывать обрабатываемый материал и режимы работы. Так будет накоплен статистический материал о сроках работы расходных материалов.

Влияние расходников на стабильность работы

Несмотря на кажущуюся простоту оборудования для плазменной резки металла, комплектующие и отдельные узлы, оказывают значительное влияние на срок службы.

Воздушно-плазменный агрегат зависит от качества используемого воздуха. Обычный атмосферный воздух содержит, кроме обычных газов, различные включения в виде твёрдых включений или паров воды.

Механические примеси удаляются посредством фильтра. Водяные пары нейтрализуются в осушителе воздуха. Отклонения от рекомендованного состава газовоздушной смеси, приводят к нестабильной работе плазмотрона. Это, в свою очередь, вызывает преждевременный выход из строя сопла и электрода. Кроме этого, ухудшается качество реза.

Компрессор для плазменного резака

Компрессор для плазменной резки отвечает за стабильное поддержание давления в газовоздушной среде. Повышенные значения вызывают плохое зажигание дуги, преждевременную смену электродов.

Ещё один фактор — техническая исправность подводящего рукава. Небольшая утечка, неопределяемая обычными приборами давления, — это постепенное разрушение элементов плазмотрона.

Способствует очищению воздуха вытяжка (обычный пылесос, для бытовых случаев), расположенная рядом с местом проведения плазменной резки металла. Объясняется это тем, что в процессе работы, образуется большое количество мелкой металлической пыли. Компрессор будет её засасывать и направлять в оборудование. Штатные фильтры могут быстро забиться и перестанут выполнять свои очищающие функции.

Поддержание в рабочем состоянии фильтров, отвечающих за чистоту воды:

  • обеспечение надёжного охлаждения инструмента, как следствие, продление срока службы;
  • создание чистого водяного пара, участвующего в образовании рабочего тела.

Избыток примесей со временем откладывается на сопле, что приводит к нарушению режима образования и выброса плазмы.

Несмотря на кажущуюся простоту, такие комплектующие, как фильтры, — это четверть успеха в надёжной эксплуатации оборудования. Без них, плазмотрон просто задохнётся или засорится и сгорит. Поэтому, перед началом работы, требуется обязательно проверять состояние фильтрующей системы.

Хороший способ в выборе расходников — планирование операций с выбором обрабатываемого материала и режима работы. Тогда можно заранее запастись необходимыми расходными комплектующими. При возникновении срочных работ, всегда можно поменять рабочие элементы под будущую нагрузку.

Плазменная резка металлов довольно широко распространена не только в промышленности, но применяется в небольших мастерских и частном хозяйстве. Будем благодарны читателям, поделившимися своим опытом эксплуатации плазменного оборудования. Как промышленного изготовления, так и собранного своими руками. Для записей предусмотрен блок комментариев.

Сопла для воздушно-плазменной резки CUT

В промышленной отрасли не так давно появилось уникальное устройство, предназначенное для резки металла, которое основано на воздушно-плазменной обработке - плазмотрона. Благодаря быстрой ионизации газа, образуется плазменная струя, которая способна разрезать металл большой толщины. Это оборудование для плазменной резки включает в себя источник питания, компрессор, электрод и сопло. Чтобы правильно выбрать сопло для плазменной резки,  прежде всего, необходимо разобраться в его функциональных возможностях.

Технические преимущества сопла для плазменной резки

Для достижения быстрой и длительной резки металла применяется сопло конусообразной формы, край которого оборудован частой резьбой. За счет этой резьбы, сопло плотно фиксируется на нагревательный элемент, обеспечивая полную герметизацию обрабатываемой области, исключая нерациональное использование газового сырья. Сопло для плазмы сфокусировано на преобразовании газа, подаваемого на нагревательный элемент в плазменную струю, которая под высоким давлением при температуре от 2000-4000 ̊С разрезает металл. Поскольку для воздушно-плазменной резки используется ионизированный газ, такой как воздух, кислород или азот, то и сопло следует подбирать с учетом вида газа, обращая внимание на его плотность и давление.

Отверстие для пропуска электрода не имеет никаких выступов и шероховатостей, поверхность гладкая, что обеспечивает беспрепятственный пропуск плазменного сырья. Стандартными параметрами сопла для плазменной резки считаются:

  • диаметр сопла - 3-5 мм;
  • длина сопла - 9-12 мм.

От диаметра сопла зависит объем газа, который можно пропустить через отверстие в обрабатываемую область. Однако нельзя пренебрегать этому условию, так как слишком большой диаметр сопла грозит излишне интенсивной резкой, которая может испортить металлическое изделие. Говоря о длине сопла, здесь также нужно строго следовать общепринятым параметрам.

Для воздушно-плазменной резки тонколистового металла, как правило, применяется импульсная обработка, где применяется сопло с зауженным диаметром, для толстого металла, наоборот, понадобится сопло с расширенным диаметром. Чтобы предотвратить образование неровной резки, со сколом или обрезанными краями, необходимо правильно рассчитать силу тока. От показателя силы тока зависит, каким соплом лучше всего воспользоваться, дабы рационально потратить газовое сырье.

В качестве сырья для резки металла используются вольфрамовые, циркониевые или гафниевые электроды, которые превращаются в струю плазмы в окислительной среде путем сильного накаливания, а это в свою очередь означает то, что сопло должно стойко выдерживать высокие температуры, не деформируясь при достижении максимального обжига. И хотя на первый взгляд может показаться, что металлическому соплу с этим делом справиться намного легче, то керамическое сопло в промышленной индустрии занимает лидирующую позицию, благодаря особой термостойкости и ударопрочности.

Газовое сопло для полуавтомата →← Горелки для аргонодуговой сварки

Комплектующие для плазменной резки, плазмотрона, к плазморезу

Главная страница » Плазменная резка » Оборудование » Комплектующие для плазменной резки

Плазменная резка – это самый современный способ раскроя не только металла, но и некоторых других, не проводящих электрический ток материалов. Осуществляется она при помощи плазмореза высокотемпературной ионизированной струёй воздуха – плазмой. Качество работы плазмореза (скорость реза и техническое состояние кромок) зависит от многих факторов. Большое значение играют комплектующие для плазменной резки: детали и расходные материалы. Для плазмореза расходными материалами являются: сопла, электроды и т.д.

Устройство плазмореза — детали

Аппарат плазменной резки состоит из следующих блоков:

Источник питания обеспечивает определённые параметры тока и напряжения, компрессор – качество и давление воздуха и вихревую форму воздушного потока. Режущим инструментом является плазмотрон: он генерирует и формирует струю плазмы. Кабель-шланги обеспечивают подачу электрического тока и воздуха от источника в плазмотрон.

Конструкция плазмотрона

Самыми важными элементами конструкции плазмотрона являются сопло и электрод. Их состояние определяет глубину реза и качество кромок.

Сопла

Сопла для плазмотрона (узнать больше про них можно здесь)

Основная функция сопла – формирование струи плазмы, и именно для этого оно сужается к выходному отверстию. Применяются керамические и медные сопла. Чаще используются медные, так как у них выше механическая прочность, и они имеют воздушное охлаждение.

От геометрических размеров сопла зависят возможности плазмореза. Его диаметр определяет скорость и объём проходящего воздуха, а эти два параметра влияют на:

  • ширину реза;
  • скорость выполнения работы;
  • степень охлаждения плазмотрона.

Электроды

Электроды для плазменного резака (узнать про них подробнее можно тут)

Электрод служит для поджига и поддержания дуги. Материалом для него могут служить:

  • медь;
  • вольфрам;
  • гафний;
  • цирконий.

Самые популярные – электроды из гафния. Не желательно использование электродов из бериллия и тория, так как оксид первого – радиоактивен, а второго – токсичен.

Необходим систематический контроль за техническим состоянием (не допускать изношенности) этих двух деталей. Своевременная и одновременная замена электрода и сопла позволят получить качественный раскрой материала.

Прочие расходники

К другим расходным материалам относятся:

  • защитные насадки и колпаки;
  • изоляторы;
  • пружины;
  • наконечники;
  • диффузоры;
  • насадки для строжки.

Где можно приобрести комплектующие и расходные материалы для плазмореза

Мы уже рассказывали, что развитие плазменной обработки материалов привело к большому разнообразию технологических процессов и конструктивных решений самого плазмотрона. Но, в существующем изобилии постоянно повторяются одни и те же функциональные узлы (например, в плазмотроне — это электрод и сопло). Они в процессе обработки материала выполняют роли катода и анода (в настоящей статье рассмотрим анод — катод рассмотрен в... Далее »

Большое количество областей применения и требований к плазменной обработке материалов привело к большому разнообразию, как в организации технологических процессов, так и в конструктивном оформлении самого плазмотрона. В существующем изобилии конструкций плазморезов, имеются одни и те же функциональные узлы. Например, в плазмотроне — это электрод и сопло, которые в процессе обработки материала выполняют роли катода и анода... Далее »

Шланг для плазмотрона входит в состав кабель-шлангового пакета. Он служит для подключения плазмотрона к блоку питания, источникам сжатого воздуха (компрессору) и вспомогательного газа (газораспределительной рампе). Подключение шланга к газораспределительной рампе Через шланг подаются плазмообразующие газы от батареи баллонов, которые устанавливаются в газораспределительные рампы. В рампе может быть любое количество... Далее »

Кабель-пакет для плазмореза (его полное название: кабель-шланговый пакет) предназначен для соединения между собой источника питания, компрессора и плазмотрона. По электрическому кабелю подается ток от трансформатора или инвертора (в зависимости от модели плазменного оборудования) для возбуждения или горения электрической дуги (режим зависит от вида обработки: резка плазменной струёй или плазменно-дуговая). По шлангу идет сжатый... Далее »

Для работы плазмореза необходим блок электропитания, который обеспечивает режущий узел строго заданными по амплитуде электрическими током и напряжением. Основополагающим узлом блока питания для аппарата плазменной резки могут быть: трансформатор; инвертор. Трансформатор Сварочный трансформатор не чувствителен к перепадам напряжения, что существенно при наличии маломощной электросети (например, в сельской местности).... Далее »

О плазменной резке и о том, как работает плазмотрон, мы рассказывали в статье «Плазменная резка. Принцип работы». В ней рассказано, что важнейшими узлами и деталями, влияющими на формирование струи и качество реза, являются электроды и сопла. Про электроды мы рассказывали и дали некоторые рекомендации по их правильной эксплуатации в статье «Электроды для плазменной резки». Здесь расскажем про сопло для плазменной... Далее »

Как происходит плазменная резка и работает плазмотрон, мы рассматривали на нашем сайте в статье «Плазменная резка. Принцип работы». Из этой статьи понятна функция электрода в процессе плазменной резки, поэтому на этом останавливаться не будем. Сегодня рассмотрим, что влияет на преждевременный выход из строя электрода. Признаки необходимости замены электрода Напомним, что электрод состоит из двух... Далее »

Плазменная резка сегодня нашла широкое применение в промышленности и быту, как удобный, технологичный и достаточно простой метод плазменной обработки различных материалов, при котором используется в качестве рабочего инструмента струя плазмы. Одним из важных условий работы плазменного оборудования является наличие плотного воздушного потока, которым обеспечивается сжатие электрической дуги и устранение, образующихся при... Далее »

Плазменная установка состоит из источника питания и плазмотрона. Для соединения с компрессором используется кабель-шланговый пакет. Рассмотрим один из главных составляющих аппарата – плазмотрон (резак). Устройство плазмотрона Под резаком подразумевается плазмотрон. Это устройство, которое подключается к источнику тока, и в процессе резки образует плазму. Состоит оно из следующих основных узлов: системы газо- и... Далее »


Смотрите также