В результаті нагрівання відбувається іонізація, зварювальний дуга з температурою до 30 тис. Градусів отримує дуже високу електропровідність. Завдяки можливості розплавити практично будь-який метал, її застосовують для зварювання та різання.
Плюси і мінуси плазмової обробки
Серед основних переваг, які є у плазмового різання, варто відзначити:
- Підвищену швидкість різання металів з малою або середньою товщиною.
- Практично повну універсальність застосування. Сварка плазмовим різаком дозволяє обробляти і алюміній, і сталь, і чавун з міддю.
- Дуже хорошу точність і якість різів, а також відсутність подальшій механічній обробці.
- Економічність виконуваних робіт. Це стає можливим за рахунок застосування недорогих газів.
- Мінімальний час, що витрачається на прожиг деталі.
- Відсутність забруднення навколишнього середовища.
Втім, є у такого методу і деякі недоліки:
Товщина різу не повинна перевищувати 100 мм (тоді як, наприклад, кисневе різання дає можливість різати і зварювати конструкції товщиною до 500 мм);
- Дорожнеча і складність обладнання, що не тільки збільшує витрати на його придбання, але і вимагає певних навичок для роботи з апаратами.
- До одного апарату неможливо одночасно підключити і використовувати більш одного різака.
- В процесі експлуатації в повітря виділяються азотовмісні сполуки.
Технологія плазмової обробки
- Алюмінію і його сплавів товщиною до 12 см.
- Міді з товщиною металу до 8 см.
- Вуглецевої і легованої сталі з товщиною до 5 см.
- Чавунних виробів, що мають товщину до 9 см.
При проведенні робіт різак необхідно розташувати якомога ближче до краю металу. При включенні апарату спочатку відбувається запалювання чергової дуги, потім ріжучої дуги, і, нарешті, починається сама різка. Головним моментом є дотримання постійного відстані між поверхнею і наконечником різака. Кут, під яким повинна бути спрямована пальник для плазмового зварювання по відношенню до розрізається або зварюваного металу, може бути тільки прямим.
Найбільш чистий розріз виходить при виборі правильних параметрів струму і швидкості різання. Підбирати найкраще, виконавши кілька пробних розрізів, поступово зменшуючи силу струму до необхідної величини.
Занадто висока швидкість або ж високі рівні сили струму можуть призвести до виникнення при різанні окалини.
Обробка різних матеріалів
Як працює плазмова зварювання при роботі з різними матеріалами? Для алюмінію і сплавів при товщині до 2 см зварювання і різання проводиться в азоті, при товщині 2-10 см - в азотно-водневої суміші, і, нарешті, при великих товщинах - в аргоно-водневої суміші. Оптимальна якість різу можна досягти при силі струму в 200 А і товщині матеріалу до 3 см.
Мідь ріжуть за допомогою плазми з використанням азоту (товщина металу до 15 мм), стисненого повітря (середні товщини) або аргоно-водневих сумішей. Латунь ріжуть приблизно в тих же умовах, тільки зі швидкістю, приблизно на чверть швидше.
Високолеговані ріжуть тільки, якщо їх товщина не перевищує 100 мм. При товщині до 60 мм застосовується повітряно-плазмовий метод різання, якщо ж вона перевищує це значення - необхідні вже азотно-кисневі суміші.
Нержавіючу сталь товщиною до 2 см ріжуть в азоті, до 5 см - за допомогою азотно-кисневих сумішей або ж стисненого повітря. Низьковуглецевих сталі вимагають або наявності стисненого повітря (товщина до 4 см), або азоту (від 2 см і більше). Вуглецеві сталі обробляються з використанням стисненого повітря (товщина не перевищує 5 см), кисню і азотно-кисневих сумішей.
Устаткування для різання і зварювання
Апарати плазмового різання і зварювання можуть бути декількох основних типів і марок:
- PI Plasma, один з найпопулярніших зварювальних приладів, являє собою трифазний інвертор, має водяне охолодження і здатний впоратися практично з будь-якими видами робіт з різання і зварювання листів металу товщиною до 8-10 мм. Апарат може виконувати традиційну зварювання, імпульсну і швидку імпульсну.
- Плазмове обладнання марки Migatronic, здатне працювати зі зварювальними струмами до 100 А.
- Пристрої виробництва німецької компанії EWM, значення струму в яких може досягати 400 А.
- Устаткування Hyosung (Корея), призначене для різання сталей різного типу і їх сплавів.
- Апарати Elmatech (Німеччина). Сила струму може досягати 210 А.
- Устаткування марки FIMER (Італія) працює з струмами до 110 А.