Плазменная резка нержавеющей стали является предпочтительным способом обработки этих сложных сплавов. Она позволяет разрезать заготовки большой толщины, снижая при этом производственные затраты по сравнению с другими методами резки аналогичных деталей.
Существует несколько видов оборудования для плазменной резки, от ручного до автоматизированного. Однако наиболее эффективными считаются станки с числовым программным управлением (ЧПУ).
Нержавеющая сталь, также известная как "нержавейка", представляет собой широкий класс металлических сплавов, отличающихся как химическим составом, так и физико-механическими свойствами. При работе с этими сплавами необходимо учитывать их особенности и выбирать соответствующие технологии производства и обработки.
Нержавеющая сталь содержит никель и хром в своем составе. Остальные компоненты сплавов могут различаться. Кроме того, сталь обладает высокой устойчивостью к механическому воздействию, что делает ее сложной для обработки, резки, сварки и окрашивания.
Преимущества плазменной резки нержавеющей стали
Основные характеристики высоколегированной стали включают:
- Высокая устойчивость к механическим воздействиям, что усложняет процесс резки.
- Присутствие легирующих металлов в составе позволяет избежать окисления железа во время резки.
- Большая теплопроводность не дает энергии сосредотачиваться в зоне разреза или в свариваемой области.
Нержавеющая сталь широко используется в различных отраслях промышленности, включая химическую, авиационную, ракетостроительную и атомную энергетику. Из-за такого разнообразия применений обработка нержавеющей стали становится необходимостью.
В производстве заготовок из нержавеющей стали применяются три основных метода термической резки: кислородно-флюсовая, плазменная и лазерная резка. Популярность кислородно-флюсовой резки постепенно уменьшается, и все больше предпочитают лазерную и плазменную резку. Однако лазерная резка требует большого количества электроэнергии и такое оборудование является самым дорогостоящим.
Поэтому плазменная резка нержавеющей стали сегодня считается наиболее популярным и эффективным способом.
Преимущества плазменной резки нержавеющей стали
К преимуществам плазменной резки относится:
- Отсутствие окалины на кромках среза. Раскаленная струя плазмы не деформирует, не царапает и не загрязняет края и поверхность заготовки. Плазменные станки с ЧПУ позволяют выставить точные настройки, минимизируют возможные погрешности и позволяют обрабатывать края среза для достижения гладкости. В случае необходимости можно выполнить дополнительную обработку для устранения шероховатостей и изменения цвета металла, вызванных высокой температурой резки.
- Широкий ассортимент изготавливаемых деталей. Оборудование для плазменной резки нержавеющей стали обладает удобным управлением, хорошим обзором для оператора, компактностью и возможностью регулировки силы тока. Это позволяет вырезать элементы различных размеров и форм, начиная с простых геометрических фигур и заканчивая сложными декоративными изделиями. Кроме того, диаметр плазменной струи и угол наклона разрезаемого листа можно регулировать, что повышает качество готовой продукции.
- Возможность обработки заготовок толщиной до 2 см. В отличие от лазерных установок, которые способны работать только с деталями толщиной до 1,2 см, с помощью плазменного оборудования возможно одновременно обрабатывать несколько листов, что позволяет сократить время обработки и исполнения заказа.
- Высокая производительность. Она выполняется в 10-15 раз быстрее, чем резка с использованием газокислородного оборудования. Хотя лазерные станки тоже обладают высокой скоростью, они не могут обрабатывать листовые металлы толще 1,2 см. Кроме того, скорость работы также связана с отсутствием необходимости подготавливать листы нержавейки перед резкой, включая очистку, нагревание и разрезание на более мелкие части.
- Итоговая стоимость продукции становится значительно ниже при использовании плазменной резки нержавеющей стали, поскольку не требуется приобретение дорогостоящих расходных материалов, таких как газ и газовые баллоны. Для работы плазморезов с ЧПУ требуется только наличие электросети.
- Надежность оборудования также является преимуществом плазменной резки нержавеющей стали. Это гарантирует своевременную и точную резку и изготовление деталей, которые полностью соответствуют чертежам заказчика.
Технология плазменной резки нержавеющей стали
Плазменная резка нержавеющей стали осуществляется путем использования высокотемпературного плазменного луча для плавления и удаления частиц расплавленного металла. Для образования плазмы используется ионизированный газ, нагретый до высокой температуры.
Плазменная дуга формируется в плазмотроне путем превращения обычной электрической дуги в плазменную путем добавления газа. При плазменной резке нержавеющей стали активизируется режущая дуга между электродом и наконечником плазмореза.
Под воздействием энергии высокоскоростной плазменной дуги происходит разрезание нержавеющей стали. Дуга образуется между электродом и заготовкой, и совмещается с плазменной струей, образуемой при нагреве поступающего газа.
Плазменная резка нержавеющей стали происходит с использованием энергии плазмы и электродов дуги. Для формирования плазменного луча при обработке металлов, включая нержавеющую сталь, используются кислород, чистый азот, азотно-водородные и аргонно-водородные смеси. Режим воздушно-плазменной резки схож с обработкой низколегированных и низкоуглеродистых сталей.
При использовании азотно-водородных смесей можно добиться минимальной шероховатости краев среза. Также хорошие результаты показывает применение оборудования для плазменной резки воздуха с водой.
Воздействие высокой температуры приводит к испарению и диссоциации воды в сопле плазмореза. Плазменная дуга сжимается, энергия увеличивается, а расплавленный металл и шлак удаляются из зоны реза более интенсивно.
Чистый азот, азотно- и аргонно-водородные смеси применяются для резки металлов в тех случаях, когда кромки среза будут подвергаться воздействию высокой температуры или агрессивной среды. В случае отсутствия указанных газов или смесей требуется последующая механическая обработка полученных краев.
Струя плазмы, используемая для плазменной резки нержавеющей стали, обладает очень высокой температурой, которая достигается за счет последовательных процессов:
- Формирование электродуги между соплом плазмореза и электродом или между обрабатываемым металлом и электродом. Температура электрической дуги при этом составляет +5000 °С.
- Подача газа в сопло плазменной установки, где он нагревается до +20000 °С.
- Зарядка газа ионами и превращение его в струю плазмы с температурой +30000 °С.
Оборудование для резки нержавеющей стали плазмой
На современных оборудованиях для плазменной резки нержавеющей стали, используются различные газы, такие как водород, азот, технический кислород, воздух или пар. Это обеспечивает эффективность и качество резки металла.
Категории оборудования для плазменной резки
Существуют разные категории оборудования для плазменной резки нержавеющей стали:
- Аппараты. Используются для ручной резки изделий из нержавеющей стали. Это подходит для малых объемов работы.
- Установки и машины. Применяются в условиях промышленного производства для автоматической обработки заготовок.
Необходимое оборудование для плазменной резки
Для работы оборудования необходимы:
- Источник электрического тока.
- Шланги и кабели, соединяющие оборудование для резки с электросетью и баллоном со сжатым газом.
- Компрессор для подачи газа с определенной скоростью и давлением.
Выбор оборудования для плазменной резки
При выборе оборудования для резки нержавеющей стали нужно обратить внимание на источник питания. Большинство аппаратов работают на переменном токе, который может преобразовываться в постоянный или оставаться переменным, но с более высоким напряжением.
Установки, работающие на постоянном токе, являются наиболее эффективными для обработки нержавеющей стали. Переменное напряжение подходит для резки металлов с низкой температурой плавления, например, алюминия.
Преимущества источников питания с использованием трансформаторов включают в себя универсальность (подходят как для ручной, так и для автоматической резки), стабильность при перепадах напряжения в электросети и непрерывную работу. Однако такие аппараты потребляют больше электроэнергии.
Плазменная резка нержавеющей стали с использованием воды
Сегодня плазменная резка нержавеющей стали с применением воды становится все более популярной. Это вызвано несколькими причинами, включая улучшение санитарно-гигиенических условий труда, повышенное качество резки и минимальную тепловую деформацию металла.
В процессе плазменной резки нержавеющей стали с использованием воды, есть несколько способов применения:
- Погружение заготовки в воду. Плазменная дуга защищается экраном из воды, регулируемым специальной насадкой, прикрепленной к плазморезу. Расплавленные металлические частицы и шлак оседают на дно емкости.
- Вода входит в состав плазмообразующей смеси. Это позволяет улучшить качество резки и сократить вредные выделения.
- Воду впрыскивается в столб плазмы. Это помогает снизить уровень шума и улучшить качество краев срезов металла.
Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки, но в целом плазменная резка нержавеющей стали с использованием воды в настоящее время предпочтительна из-за своей эффективности и качества резки.
Области применение плазменной резки нержавеющей стали
На производстве широко используется плазменная резка нержавеющей стали, при которой небольшое количество воды впрыскивается в воздушную или азотную плазму. Важно обеспечить правильное соотношение между водой и газом, чтобы предотвратить разрушение сопла и электрода. Такой подход к обработке металла имеет множество преимуществ, включая отличное качество резки и сохранение естественного цвета металла после теплового воздействия.
Плазменная резка нержавеющей стали с применением различных технологий позволяет достичь высокой эффективности и качества обработки металла. Каждая технология имеет свои особенности и преимущества, и выбор нужной зависит от конкретных условий производства и требований к обрабатываемым заготовкам.
Использование плазменной резки нержавеющей стали оказывает значительное воздействие на находящуюся в канале воду. Воздействие высокой температуры приводит к испарению воды, что приводит к распаду на водород и кислород. Электрическая дуга, используемая при плазменной резке, становится более плотной и длинной, что не только увеличивает энергию, поступающую в точку разреза плазмы, но и обеспечивает более быстрое и эффективное удаление расплавленных частиц металла.
Главным преимуществом плазменной резки является высокое качество получаемых кромок и меньшая деформация металла при обработке, вызванная высокой температурой. Технология позволяет проводить точную и качественную резку нержавеющей стали без значительных искажений и повреждений материала.
Развитие и использование плазменной резки нержавеющей стали ведет к появлению новых возможностей и решений, которые снижают стоимость процесса и повышают качество работ. Это позволяет улучшить эффективность производства и создает условия для достижения высоких результатов в области обработки металла.
