Установки воздушно-плазменной резки

Инверторные установки серии «МС» предназначены для резки металлов и сплавов путем их расплавления и дальнейшего выдува из зоны реза расплавленного металла струей сжатого воздуха. Расплавление металла обусловлено энергией сжатой дуги (называемой плазмой).

 

 

Сущность процесса

Температура столба электрической дуги зависит от многих факторов, в том числе и от интенсивности соударений частиц в ней. Чем их больше, тем выше температура. При сжатии дуги (а в практике плазменной резки это достигается за счёт конструкции сопла) ток дуги и число электронов, проходящих по сечению столба дуги, не изменятся, но число соударений частиц увеличится, вследствие значительного уменьшения площади поперечного сечения столба дуги. Температура столба дуги и степень ионизации возрастают. Плазма становится более высокотемпературной и в определённых условиях может достигать 20000ºС и выше. Удаление металла из зоны реза происходит за счёт механического и теплового воздействия плазмы, собственной массы расплавленного металла и энергии сжатого воздуха.

Сущность процесса получения плазменной резки  заключается в следующем. Вначале высоковольтный осциллятор «прошивает» междуговой промежуток между тугоплавкой вставкой-катодом (гафний или цирконий) и соплом.

Таким образом, возникает дежурная дуга, которая инициирует образование основной дуги, образующейся между катодом и разрезаемым изделием анодом и  сжимаемой особой конструкцией сопла и достигающей основного металла в форме плазменной струи в потоке плазмообразующего газа. При воздушно-плазменной резке сжатие и стабилизация дуги производится потоком воздуха, проходящего совместно со столбом дуги через канал сопла плазмотрона.

 Осциллятор отключается. Высокотемпературная плазменная струя плавит металл, а сжатый воздух выбрасывает его из зоны реза. Основными критериями процесса плазменной резки, являются:

· Толщина разрезаемого металла;

· Скорость резки;

· Качество реза.

В свою очередь, на эти критерии влияет множество факторов, из которых наиболее важными являются:

· Качество изготовления и точность геометрии рабочей пары «катод-сопло»

· Качество и стабильность заданного давления сжатого воздуха. Наличие фильтра тонкой очистки сжатого воздуха существенно повышают качество реза.

Несмотря на обилие представленных на рынке установок, сконструированных на трансформаторной схеме, все они обладают определёнными недостатками:

· требуют мощных и небезопасных осцилляторов для надёжного «пробоя» дугового промежутка;

· обладают очень высокой степенью инертности при возникающих возмущениях (например, когда дуга обрывается);

· большими габаритами и массой.

Всех этих недостатков лишены инверторные установки серии «МС-С». Суть заключается в высокой частоте выпрямляемого тока и элементной базе, на которой выполнены эти аппараты. Осциллятор, получающий питание от высокой частоты, не требует дополнительных устройств для его «раскачки», поэтому он мал в габаритах, а самое главное, более надёжен при поджиге дуги, в меньшей мере чувствителен  к чистоте воздуха. Кроме того, для традиционных источников, несмотря на сглаживающие фильтры, характерны провалы  по току и напряжению, что приводит к потери плазмой своей энергии и снижению стабильности процесса. Этим в значительной мере объясняются шероховатость линии реза на стенках разрезанных деталей. При выпрямлении тока на высокой частоте, таких провалов не наблюдается, поэтому дуга не теряет связь с разрезаемыми кромками, процесс протекает стабильно, и  практически вся энергия плазмы тратится на разрезание металла. Поэтому рез получается очень чистым, скорость резки выше, а потери энергии   минимальны. Кроме того, нельзя забывать о превосходных массогабаритных показателях, обеспечивающих применение этих аппаратов в самых различных производственных условиях максимально мобильно и удобно.