Газы для плазменной резки металла на чпу станке

Разрезать металл можно несколькими способами, в случае плазменной резки для этого используют газы, например сжатый воздух.  

Каким образом это происходит: металл нагревается за счет воздушно-плазменной дуги, под давлением струи плазмы и нагрева металл выдувается из зоны резания.

Перед тем, как подойти к описанию различных газов, используемых для плазменной резки, стоит упомянуть, что представляет собой сам процесс. Плазменная резка металла – это самый простой и эффективный способ раскроя листов из различных металлов. Используя этот способ, можно добиться идеальной точности и высокого качества среза. Суть процесса плазменной резки заключается в сильном нагревании металла и выдувании его на месте разреза с помощью воздушно-плазменной дуги. Процессы плавления и выдувания происходят одновременно, а траектория тщательно рассчитана и контролируется специальной программой, что позволяет добиться идеально точного и ровного разреза. К данному способы прибегают для раскройки листов металла толщиной не более 50 мм, так как плазменная резка чрезвычайно экономна и выгодна.

Выделяют следующие газы:

1. Плазмообразующий – это газ или смесь газов, с помощью которых создается поток плазмы для резки металла. Существуют фазы зажигания и резки плазменной дуги и в соответствии с этим выделяют зажигающий и режущий газ. Данные фазы можно различать не только по типу, но и по объему применяемого газа. Существуют такие типы плазмообразующих газов:

– Пусковой – это тип газа который используют для зажиганий дуги. Он не только ускоряет и облегчает зажигание плазменной дуги, но и оказывает положительное влияние на срок службы катода 

– Режущий – это газ, посредством которого образуется электрическая дуга между катодом и металлом. Таким образом, металл сначала плавится электрической дугой, а потом выдувается мощным целенаправленным потоком режущего газа. Чтобы достичь нужного результата, быстро разрезать металл и добиться идеального качества необходимо выбирать режущий газы соответственно толщине и типу материала.

– Маркировочный – это газ, используемый для плазменной маркировки металла во время плазменной резки.

2. Вихревой – газ, который используют для улучшения качества резки, благодаря своей способности охлаждать и сужать электрическую дугу. Он как бы обволакивает поток плазмы во время резки и не только делает его более целенаправленным, но и незаменимым при резке в воде, когда необходимо защитить детали во время прожигания первого отверстия. Роль вихревого газа могут выполнять разные типы газов:

– Барьерный – это газ, который применяется в основном во время резки в воде и необходим для того, чтобы не допустить попадания влаги в головку горелки при ее погружении.

3. Контрольный – это газ, который контролирует наличие на горелке защитного колпачка. Он направляется непосредственно на головку горелки во время плазменной резки.

– Идентифицирующий – газ, который используют для распознания разных головок горелки. Этот тип газа возвращается от горелки и имеет только контролирующие назначение.

Какие применяются типы газов для плазменной резки?

Выбор газа имеет огромное влияние на качество плазменной резки. Газы для резки нужно тщательно подбирать, ориентируясь на тип материала, его толщину и вязкость. Каждый газ предназначен для резки определенных материалов. Так, различают следующие газы, используемые для резки разных типов металла:

1. Аргон – инертный газ, который в процессе резки не реагирует с металлом. Среди всех газов, используемых для плазменной резки, он обладает самой большой атмосферной массой, благодаря чему быстро выдувает металл на месте разреза. Струя плазмы достигает высоких показателей кинетической энергии, а потенциал ионизации остается достаточно низким, что позволяет быстро зажигать плазменную струю. Все эти характеристики, несомненно, делает аргон одним из самых эффективных газов, но из-за малой теплоемкости и низкой теплопроводности его одного для работы недостаточно.

2. Водород, в сравнении с аргоном, имеет превосходную теплопроводность. Также благодаря способности диссоциировать под влиянием высоких температур при резке металла водородом происходит лучшее охлаждение краев разреза. Несмотря на все свои преимущества, водород не может использоваться самостоятельно без других газов, поскольку имеет небольшую атомную массу, а это не дает высвобождать необходимое количество кинетической энергии для выдувания металла 

3. Азот – газ, который способен реагировать с металлом лишь при высоких температурах, а при низких он остается химически пассивным и инертным. Что же касается остальных характеристик, то по атомной массе, теплопроводности и энтальпии азот занимает промежуточное место между водородом и аргоном. Это позволяет использовать его и как режущий газ, и как вихревой.

4. Кислород – газ, который по своим свойствам близок к азоту. Кислород в чем-то сроднен железу, поскольку во время окисления происходит освобождение тепла, которое может быть использовано для ускорения резки. Однако, процесс резки кислородом не считают выжиганием, а называют расплавлением. Резка кислородом используется для низколегированных и нелегированных сталей, но один он использоваться не может и, в основном, играет роль режущего или вторичного газа.

5. Воздух – это около 70% азота и 21% кислорода, что делает его отменным вариантом для плазменной резки металла. Помимо того, что воздух позволяет использовать полезные качества сразу двух газов, он также бесплатен и отлично подходит для резки практически всех разновидностей сталей.

6. Смеси различных газов чаще всего используются для плазменной резки. Все вышеуказанные газы могут использоваться вместе и дополнять друг друга. К примеру, хорошо теплопроводимый водород сочетают с аргоном, который обладает большой атомной массой. Используя эти два газа, можно резать сталь и алюминий толщиной 5 мм. Долю водорода определяют в зависимости от толщины металла. Долю водорода необходимо увеличивать для более толстых материалов, но он составляет не более 35% от общего объема. Возможны и другие сочетания, среди которых наиболее популярны смеси азота, аргона и водорода или только водорода с азотом.

Не стоит недооценивать влияние газов на качество плазменной резки. Если вы хотите добиться отменных результатов и гарантировать высокое качество резки, то лучше позаботиться о том, чтобы иметь под рукой технологические газы, которые лучше всего подходят для резки материала, с которым вы собираетесь работать. Также стоит учитывать физические свойства газов, их теплопроводность, атомную массу, способность к химическим реакциям, энергию ионизации и энергию диссоциации.