Официальный дилер ТМ «СВАРОГ»

Плазменные резаки (плазмотроны для резки)

Плазменная резка представляет собой процесс расплавления разрезаемого материала высокотемпературной плазмой, образующейся в результате подачи под давлением плазмообразующего газа в зону горения электрической дуги. Расплавленный металл при этом «выдувается» из разреза струей плазмообразующего и вспомогательного газа. Для образования плазмы служит специальное устройство – плазменный резак, называемый также плазмотроном или плазменной горелкой. В зависимости от электрической схемы резки, существуют плазменные резаки двух, принципиально отличающихся друг от друга типов:

{product id=135}    {product id=136}    {product id=137}    {product id=138}    {product id=139} 

Плазменно-дуговые. Эти типы плазмотронов создают электрическую дугу между неплавящимся электродом и разрезаемым материалом (металлом). Плазма образуется в результате возникновения дуги прямого действия. При этом разрезаемый материал должен быть электропроводным и включенным в электрическую цепь.

Источник тока (осциллятор) создает электрический потенциал между катодом плазмотрона и соплом. При достижении определенного тока зажигается электрическая дуга между катодом и соплом. Поток плазмообразующего газа выдувает дугу через канал сопла наружу, создавая так называемую «дежурную дугу».

   При соприкосновении с разрезаемым металлом, включенным в общую электрическую цепь, «дежурная дуга» шунтирует токоограничивающий резистор и замыкается на разрезаемый металл. Дуга переходит в рабочий режим. Плазмообразующий газ, закрученный завихрителем, создает плазменный высокотемпературный факел, разрезающий металл. Газ, вырывающийся с большой скоростью из плазмотрона, также предотвращает обратное замыкание цепи катод – сопло.

Плазменно-струйные. Эти типы горелок используются для разрезания диэлектрических материалов (минералов, керамики, пластмасс и.т.д). Электрическая дуга зажигается между центральным электродом и наконечником резака. Через дугу под давлением продувается плазмообразующий газ и часть образующейся высокотемпературной плазмы в виде режущего факела вытесняется за пределы плазмотрона.

 Основными составляющими плазменного резака являются:

  • Неплавящийся центральный электрод в плазмотроне.
  • Камера, в которой разжигается электрическая дуга и образуется плазма.
  • Сопло, служащее для формирования плазменной дуги (в плазменно-дуговом плазмотроне) или плазменной струи (в плазменно-струйном резаке).
  • Диэлектрик, изолирующий электрод и сопло.
  • Завихритель (диффузор) плазмообразующего газа, способствующий стабилизации и сжатию плазмы за счет реализации тангенциальной подачи газа в горелку.
  • Система подачи и регулирования плазмообразующего и вспомогательного газа.
  • Система подачи воды в резаках с газо-водяной системой стабилизации.
  • Система водяного газового или комбинированного охлаждения плазмотрона.

Диффузоры

{product id=716}    {product id=353}    {product id=349}    {product id=346}    {product id=347} 

Насадки

{product id=342}    {product id=340}    {product id=339}    {product id=718}   {product id=344} 

 

Основные виды плазмотронов

  • Резаки с плазмообразующими инертными газами (гелий, аргон), восстановительными газами (водород, азот).
  • Плазмотроны с гильзовыми катодами.
  • Резаки с полым трубчатым катодом.
  • Плазмотроны двухпоточные.
  • Резаки с газо-водяной стабилизацией дуги.
  • Плазмотроны с газо-водяной системой охлаждения и водяной завесой.

Подробнее о каждом виде плазмотронов:

Плазмотроны с плазмообразующими инертными газами и восстановительными газами имеют достаточно простую конструкцию. В центре горелки располагается вольфрамовый катод длиной 50 – 150мм и диаметром 3 – 6мм. Как бюджетный вариант используются вольфрамовые вставки длиной 5 -6мм и диаметром 2 – 3мм.

При изготовлении вольфрамового катода в материал вводятся окислы тория, лантана, иттрия или другие примеси, повышающие стойкость катода к высоким температурам в среде окисляющих газов (кислород, воздух) и снижающие износ катода. Для стабилизации катодного дугового пятна рабочая часть вольфрамового электрода имеет заостренную форму.

В плазмотронах такого вида используется соосная (аксиальная) подача газа, позволяющая получить рабочую часть плазмы достаточной длины для резки толстого металла при небольшом уровне напряжения источника тока. Катодный узел и сопло резака с каналом в сборе образуют дуговую камеру, формирующую струю плазмы.

Конструкция плазмотрона с водяным охлаждением имеет полость между наружной стенкой сопла и корпусом резака, в которой циркулирует охлаждающая жидкость. Для подачи и отвода охлаждающей жидкости горелка снабжена подающим и отводящим патрубками. Недостатком таких плазмотронов является необходимость замены в случае износа вольфрамового катода, которые стоят недешево.

 Как собрать плазмотрон

                                                           

В плазмотронах с гильзовыми катодами в качестве катододержателя используется пустотелая гильза, в которую запрессована вставка из тугоплавкого металла (гафний или цирконий). Гильза изготавливается из металла, обладающего повышенной теплопроводностью (медь или медный сплав). Гильза с тугоплавкой вставкой в процессе работы охлаждается жидкостью или газом (в зависимости от того, какой теплоноситель применяется в системе охлаждения). За счет интенсивного охлаждения значительно увеличивается ресурс тугоплавкой вставки – катода.

Катодная тугоплавкая вставка обычно имеет плоскую форму рабочей поверхности. Стабилизация дуги достигается с помощью вихревого движения плазмообразующего газа, получаемого при помощи специальных завихрителей. Конструкция завихрителей может быть различной. Это могут быть винтовые каналы, выполненные на внутренней поверхности корпуса плазмотрона. Сообщать потоку газа круговое движение может сопло резака, имеющее специальную форму с винтовыми каналами.

Катоды

{product id=318}    {product id=317}    {product id=314}    {product id=313}    {product id=320} 

 

В качестве завихрителя может выступать гильза катода с винтовой резьбой, плотно помещенная в корпус плазмотрона. Газ, поступающий в зону плазмообразования, проходя по винтовым каналам, завихряется. Специальные кольца или шайбы, изготовленные из жаропрочной керамики, размещенные на выходе сопла, также могут выполнять функции завихрителя. Низкая механическая прочность керамики является недостатком такого конструктивного решения.

 При завихрении плазмообразующего газа активное пятно дуги локализуется в центре катодной вставки из циркония и гафния. Воздействие высокой температуры приводит к образованию на поверхности вставки пленки, состоящей из окислов и нитридов. Такая пленка обладает тугоплавкими свойствами и защищает поверхность основного металла от испарения. Из-за этого эффекта катоды со вставкой из циркония или гафния называют «пленкозащитными» или «пленочными».

Завихритель (дифузор)

{product id=352}    {product id=355}    {product id=353}    {product id=716}    

Резаки с полым трубчатым катодом применяются при резке металлов в среде окисляющего газа (например, кислорода). Катод представляет собой пустотелый медный цилиндр, в процессе резки интенсивно охлаждаемый водой. Стабилизация дуги производится вихревой системой. При этом катодное пятно равномерно перемещается по внутренней цилиндрической поверхности катода, предотвращая его преждевременный износ.

Резаки с газо-водяной стабилизацией дуги по своему устройству похожи на двухпоточные активно – газовые или восстановительно – газовые плазмотроны. Отличие состоит в наличии системы каналов в сопловой части горелки для подачи воды в зону горения дуги. Вода под давлением подается  с целью стабилизации плазмы. Для стабилизации процесса применяются также газо – жидкостные двухфазные потоки, вводимые в зону резания преимущественно по двухпоточной схеме.

Масса воды, участвующей в стабилизации дуги, рассчитывается таким образом, чтобы происходило ее полное испарение. При этом достигается оптимальная концентрация плазмы и ее энергия в зоне резания. Возрастает и стабильность дуги. Резка металла с применением стабилизации дуги водо-воздушной смесью позволяет также снизить концентрацию азота в кромках разрезаемого металла. Подача воды в зону резания способствует также лучшему охлаждению сопла плазмотрона и увеличению срока его службы. 

Плазмотроны с газо-водяной системой охлаждения и водяной завесой отличаются тем, что плазмообразующая дуга окружается со всех сторон водяной оболочкой, снижающей в процессе резки уровень излучения, шума, уменьшающей количество выделения в атмосферу вредных для здоровья аэрозолей. Кроме этого, происходит охлаждение резака и кромок разрезаемого металла, снижающее тепловложение и коробление деталей. Это достигается с помощью системы подачи охлаждающей жидкости (воды или специальной незамерзающей жидкости) по системе каналов, выполненных в сопле плазмотрона.

Сопло плазмотрона служит для формирования рабочей плазмы. Длина и диаметр канала сопла являются определяющими для придания тех или иных свойств режущей дуге. Уменьшение диаметра и увеличение длины соплового канала приводит к увеличению скорости плазмы, росту ее энергии и режущих свойств. Срок эксплуатации сопла зависит от его способности сохранять первоначальную форму и размеры.

Сопло плазмотрона подвергается максимальному термическому влиянию в процессе резки. Температура дугового столба достигает 20 000°С и выше. Для предотвращения преждевременного износа сопла применяются системы газо-водяного охлаждения. Между струей плазмы и стенками сопла продувается струя охлаждающего газа, изолирующая сопло от высокотемпературной плазмы.

Сопла

{product id=311}    {product id=310}    {product id=304}    {product id=306}    {product id=305} 

Дополнительно для охлаждения сопла применяется  водяное охлаждение, реализованное в виде системы каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Эффективный отвод тепла возможен при хорошей теплопроводности материала сопла. Лучше всего для этой цели подходит медь с малым количеством примесей (т.н. катодная медь).

Комбинированная газо-водяная система охлаждения применяется в мощных плазмотронах, для резки тонколистового металла достаточно иметь систему газового охлаждения.

Плазменные резаки (плазмотроны), в зависимости от назначения, могут иметь различное исполнение. Ручные плазменные резаки различной мощности широко применяются в различных отраслях промышленности и являются универсальным оборудованием для предприятий различного масштаба.

Плазмотроны могут также входить в состав механизированных и автоматизированных (с числовым программным управлением) систем. Такие роботизированные системы способны выполнять технологические операции по разделке листового материала, вырезанию заготовок и готовых изделий без участия человека и с большой производительностью.

{product id=1051}

Заказ он-лайн

Если Вы не уверены в выборе или сомневаетесь, то наши специалисты бесплатно проконсультируют Вас по любым вопросам, связанным с нашими предложениями

Вы всегда можете задать вопрос по телефону:

  Рабочие дни: 9:00-20:00
  Выходные дни: 9:00-18:00

+7 (812) 209-21-91

+7(952)272-22-91

 

VK