Рождение технологии плазменной обработки металла относится к 1941 году, местом ее рождения считаются недра американского ВПК. В промышленности технология известна с 50-х годов 20-го столетия. Непрерывно развиваясь и совершенствуясь, она пришла к современным образцам промышленных плазморезальных станков с ЧПУ и малогабаритных переносных аппаратов.
Что такое плазменная резка многие уже знают даже на бытовом уровне. Сегодня никого не удивишь портативными плазморезательными аппаратами в небольшом цеху по изготовлению металлоконструкций, точке реализации металлопроката, коммунальном предприятии и даже в домашней мастерской. В широком доступе компаниями-производителями предлагается богатый выбор коммерческих и полупрофессиональных плазморезов различной мощности и цены, способных быстро и качественно резать железо или цветмет толщиной от 10 до 30 мм. Промышленные образцы представляют собой высокоточные станки-плазморезы с ЧПУ, системами подвода активных и неактивных газов, воды, обладают возможностями точного разрезания металлических заготовок толщиной от 100 до 200 мм.
Принцип плазменной резки металла несложен, долгое время проблемной являлась его техническая реализация. В его основе лежит то же выдувание металлического расплава из плоскости разрезания, что и в газопламенном процессе. Только здесь расплавление металла производится струей высокотемпературной плазмы, которая обеспечивает намного более высокие температуры и скорости выдувания расплава.
Технологический процесс выглядит следующим образом. Между электродом-анодом и соплом-катодом (принцип закрытой плазменной струи) или электродом и разрезаемой заготовкой-катодом (открытая плазменная струя) зажигается электрическая дуга (косвенная или прямая, соответственно). Одновременно с этим в сопло под давлением подается режущий газ (часто – обычный атмосферный воздух от бортового компрессора), который электрической дугой и аэродинамической формой сопла преобразуется в узкую высокоскоростную струю высокотемпературной плазмы (t = 5 - 30 тысяч град. С, V = 500 - 1500 м|c). Под действием узконаправленного высокотемпературного потока материал быстро нагревается и расплавляется в очень ограниченной рабочей зоне, откуда расплав стремительно выдувается той же высокоскоростной газо-плазменной струей.
Достоинства и недостатки плазменной резки
Экономические и технологические преимущества плазмореза над газопламенным резаком или абразивным отрезным станком неоспоримы. К ним следует отнести:
· экономичность процесса (для портативного аппарата нужны только электричество и атмосферный воздух), небольшое количество расходных материалов (сменные плазмотроны – электрод плюс сопло), при их относительно высокой живучести;
· качество (чистота) плоскости реза, во многих случаях не требующей дополнительной механической обработки детали (прирезки, шлифования);
· высокая производительность, которая в 4 - 10 раз превышает показатели автогена или абразивно-дискового инструмента; только лазерный резак может превзойти ее по производительности, но стоимость оборудования и себестоимость разрезания лазером будет значительно выше;
· широкие возможности для выполнения сложно-фигурной резки;
· возможность применения заготовок любой геометрической формы;
· незначительный локальный нагрев материала в зоне разрезания, который минимизирует опасность термической деформации детали;
· возможность работы с любыми по составу металлами и их сплавами;
· безопасность в работе – отсутствие баллонов, подводящих шлангов под высоким давлением со сжатыми, горючими газами, травмоопасных высокооборотных абразивных кругов, вращающихся механизмов металлорежущего инструмента и т.д.
Благодаря таким многочисленным преимуществам, современные промышленные, коммерческие и полупрофессиональные плазморезные установки пользуются взрывным спросом на рынке. Тем не менее, ложка дегтя присутствует и в этой бочке меда. Главным недостатком технологии на сегодня является труднопреодолимое ограничение по глубине (толщине) разрезаемой заготовки (детали). Лучшие коммерческие аппараты могут разрезать материал толщиной до 30 - 35 мм, а промышленные установки – до 100, максимум 200 мм. Тогда как обычным газопламенным автогеном можно отрезать металл толщиной до полуметра. Недостатком считается также необходимость обеспечения положения плазмотрона близкого к перпендикуляру по отношению к поверхности разрезаемого материала. Допускается его отклонение от перпендикуляра максимум до 50 градусов, дальше ширина реза начинает существенно повышаться, а его точность и качество – снижаться.
Доказывать неоспоримые преимущества промышленных, коммерческих и полупрофессиональных плазморезов нет особого смысла. Практика и сама жизнь демонстрирует это. Услуги плазменной резки в Днепропетровске, Харькове, Одессе, любом другом крупном и не очень городе Украины сегодня оказываются повсеместно. Адреса предоставления услуг, цену плазменной резки металла можно с легкостью узнать из многочисленных коммерческих предложений и объявлений. Но самое главное, уровень цен на портативные плазморезные аппараты уже опустился на такой уровень, что их приобретение могут себе позволить как небогатые начинающие коммерческие предприятия, так и домашние мастера для бытового полупрофессионального применения. Тем самым получая принципиально новые возможности по качеству и производительности металлообработки.
