Pienissä yksityisissä työpajoissa ja pienissä yrityksissä käytetään yhä enemmän plasmaleikkauskoneita hiomakoneiden ja muiden laitteiden sijasta. Ilmaplasmaleikkauksella voit tehdä korkealaatuisia suoria ja kaarevia leikkauksia, kohdistaa ohutlevyn reunat, tehdä aukkoja ja reikiä, myös kiharat, metallikappaleisiin ja muihin monimutkaisiin töihin. Tuloksena olevan leikkauksen laatu on yksinkertaisesti erinomainen, se osoittautuu sileäksi, puhtaaksi, käytännöllisesti katsoen kuonaksi ja purseeksi ja myös siistiksi. Lähes kaikki metallit voidaan käsitellä ilman plasmaleikkaustekniikalla sekä johtamattomat materiaalit, kuten betoni, keraamiset laatat, muovi ja puu. Kaikki työt suoritetaan nopeasti, työkappale lämmitetään paikallisesti, vain leikkausalueella, joten työkappaleen metalli ei muuta geometriaansa ylikuumenemisen vuoksi. Jopa aloittelija, jolla ei ole hitsauskokemusta, pystyy käsittelemään plasmaleikkauslaitetta tai, kuten sitä myös kutsutaan, plasmaleikkuria. Mutta jotta tulos ei petä, ei silti ole haittaa tutkia plasmaleikkuria, ymmärtää sen toimintaperiaatetta ja tutkia myös ilmaplasmaleikkauslaitteen kanssa työskentelyn tekniikkaa.
Ilmaplasmaleikkauslaite
Plasmaleikkurin tuntemus mahdollistaa paitsi tietoisemman työn suorittamisen myös kotitekoisen analogin luomisen, joka vaatii paitsi syvempää tietämystä myös toivottavaa suunnittelukokemusta.
Ilmaplasmaleikkuri koostuu useista osista, mukaan lukien:
- Virtalähde;
- Plasmatron;
- Kaapeliletku paketti;
- Ilmakompressori.
Virtalähde Plasmaleikkurilla se muuntaa jännitteen ja syöttää polttimelle / plasmapolttimelle tietyn virran sytyttäen siten sähkökaaren. Virtalähde voi olla muuntaja tai invertteri.
Plasmatron – ilma-plasmaleikkauslaitteen pääelementti, siinä tapahtuu prosesseja, joiden vuoksi plasma ilmestyy. Plasmatroni koostuu suuttimesta, elektrodista, rungosta, suuttimen ja elektrodin välisestä eristimestä ja ilmakanavista. Elektrodi ja suutin ovat kulutustarvikkeita ja ne on vaihdettava usein.
Elektrodi plasmatronissa se on katodi ja herättää sähkökaarta. Yleisin metalli, jota käytetään plasmatronien elektrodien valmistuksessa, on hafnium..
Suutin on kartiomainen, puristaa plasmaa ja muodostaa plasmasuihkun. Poistuu suuttimen poistokanavasta, plasmasuihku koskettaa työkappaletta ja leikkaa sen. Suuttimen mitat vaikuttavat plasmaleikkurin ominaisuuksiin, sen ominaisuuksiin ja työskentelytekniikkaan. Yleisin suuttimen halkaisija on 3-5 mm. Mitä suurempi suuttimen halkaisija on, sitä suurempi ilmamäärä on aikayksikköä kohti, se voidaan siirtää itsensä läpi. Leikkauksen leveys riippuu ilman määrästä, plasmaleikkurin nopeudesta ja plasmapolttimen jäähdytysnopeudesta. Yleisin suuttimen pituus on 9-12 mm. Mitä pidempi suutin on, sitä siistimpi leikkaus. Liian pitkä suutin on kuitenkin alttiimpi tuhoutumiselle, joten optimaalista pituutta kasvatetaan koolla, joka on 1,3 – 1,5 suuttimen halkaisijasta. On pidettävä mielessä, että jokainen virranvoimakkuuden arvo vastaa suuttimen optimaalista kokoa, mikä takaa kaaren vakaan palamisen ja suurimmat leikkausparametrit. Suuttimen halkaisijan pienentäminen ja pienentäminen alle 3 mm on epäkäytännöllistä, koska koko plasmatronin resurssi pienenee merkittävästi.
Kompressori syöttää paineilmaa plasmapolttimelle plasman muodostumista varten. Ilmaplasmaleikkauslaitteissa ilma toimii sekä plasmaa muodostavana kaasuna että suojaavana kaasuna. On laitteita, joissa on sisäänrakennettu kompressori, yleensä ne ovat pienitehoisia, sekä laitteita, joissa on ulkoinen ilmakompressori..
Kaapeliletkupakkaus koostuu sähkökaapelista, joka yhdistää virtalähteen ja plasmapolttimen, sekä letkun, joka syöttää ilmaa kompressorista plasmapolttimeen. Mitä tarkalleen tapahtuu plasmapolttimen sisällä, tarkastelemme alla.
Ilmaplasmaleikkurin toimintaperiaate
Ilmaplasmaleikkauksen asennus alla kuvatun periaatteen mukaisesti. Plasmapolttimen kahvassa olevan sytytyspainikkeen painamisen jälkeen virtalähteestä plasmalähtöön syötetään korkeataajuusvirta. Tämän seurauksena valmiustilassa oleva sähkökaari syttyy. Koska sähkökaaren muodostaminen elektrodin ja työkappaleen välille on suoraan vaikeaa, suuttimen kärki toimii anodina. Pilottikaarilämpötila on 6000 – 8000 ° C, ja kaaripylväs täyttää koko suutinkanavan.
Pari sekuntia pilottikaaren syttymisen jälkeen paineilmaa alkaa virrata plasmapolttimen kammioon. Se kulkee sähkökaaren läpi päivystyksessä, ionisoituu, kuumenee ja lisää äänenvoimakkuutta 50-100 kertaa. Plasmatronin suuttimen muoto on kaventunut alaspäin, minkä vuoksi ilmaa puristetaan, siitä muodostuu virta, joka purkautuu suuttimesta nopeudella, joka on lähellä äänitaajuutta – 2-3 m / s. Suuttimen poistoaukosta tulevan ionisoidun lämmitetyn ilman lämpötila voi nousta 20000 – 30 000 ° C: een. Ilman sähkönjohtavuus on tällä hetkellä suunnilleen sama kuin käsiteltävän metallin sähkönjohtavuus.
Plasma kutsutaan vain lämmitetyksi ionisoitua ilmaa, joka poistuu plasmapolttimen suuttimesta. Heti kun plasma saavuttaa käsiteltävän metallin pinnan, työleikkauskaari syttyy, jolloin ohjauskaari sammuu. Leikkauskaari lämmittää työkappaleen kosketuspisteessä, paikallisesti metalli alkaa sulaa ja näkyviin tulee viilto. Sula metalli virtaa ulos työkappaleen pinnalle ja kiinteytyy pisaroiden ja pienhiukkasten muodossa, jotka plasmavirtaus puhaltaa välittömästi pois. Tätä ilmaplasmaleikkausmenetelmää kutsutaan teräväksi plasmakaareksi (suorakaari), koska käsiteltävä metalli sisältyy sähköpiiriin ja on leikkauskaaren anodi..
Edellä kuvatussa tapauksessa työkappaleen leikkaamiseen käytetään kaaren yhden elektrodin lähellä olevan pisteen energiaa sekä kolonnin plasmaa ja siitä virtaavaa polttimen energiaa. Plasmaleikkauksessa käytetään suoraa napaisuutta.
Plasmakaarimetallin leikkausta käytetään tällaisissa tapauksissa: jos sinun on tehtävä muotoiltuja osia peltilevystä tai suoria muotoja, mutta niin, että sinun ei tarvitse käsitellä muotoja ylimääräisesti, putkien, nauhojen leikkaamiseen ja tangot reikien ja aukkojen leikkaamiseen yksityiskohtaisesti ja muut.
Mutta on myös toinen tapa plasmaleikkaukseen – plasmasuihkuleikkaus. Tässä tapauksessa leikkauskaari syttyy elektrodin (katodin) ja suuttimen kärjen (anodin) väliin, eikä työkappale sisälly sähköpiiriin. Osa plasmasta poistetaan plasmatronista suihkun muodossa (epäsuora kaari). Yleensä tätä leikkausmenetelmää käytetään ei-metallisten, johtamattomien materiaalien-betonin, keraamisten laattojen, muovin-käsittelyyn.
Suoran ja epäsuoran toiminnan plasmapoltin saa ilmaa eri tavoin. Plasmaleikkaus vaatii aksiaalinen ilmansyöttö (suora). Plasmaleikkaus vaatii tangentiaalinen ilmansyöttö.
Tangentiaalinen tai pyörre (aksiaalinen) ilman syöttö plasmatroniin on välttämätöntä, jotta katodipiste sijaitsee tiukasti keskellä. Jos tangentiaalinen ilmansyöttö on häiriintynyt, katodipisteen ja samalla plasmakaaren siirtyminen on väistämätöntä. Tämän seurauksena plasmakaari ei pala tasaisesti, joskus kaksi kaaria syttyy samanaikaisesti ja koko plasmapolttimen toimintahäiriö. Itse tehty plasmaleikkaus ei pysty tarjoamaan tangentiaalista ilmansyöttöä. Koska turbulenssin poistamiseksi plasmapolttimen sisältä käytetään erityismuotoisia suuttimia sekä vuorauksia.
Paineilmaa käytetään tällaisten metallien ilmaplasmaleikkaukseen:
- Kupari ja kupariseokset – paksuus enintään 60 mm;
- Alumiini ja alumiiniseokset – paksuus jopa 70 mm;
- Jopa 60 mm paksu teräs.
Mutta on täysin mahdotonta käyttää ilmaa titaanin leikkaamiseen. Tarkastelemme yksityiskohtaisemmin manuaalisen ilmaplasmaleikkurin kanssa työskentelyn hienovaraisuuksia alla..
Kuinka valita ilmaplasmaleikkuri
Jotta voit valita oikean plasmaleikkurin kotitaloustarpeisiin tai pieneen työpajaan, sinun on tiedettävä tarkasti mihin tarkoitukseen sitä käytetään. Mitä työkappaleita joudut käsittelemään, mitä materiaalia, mikä paksuus, mikä on laitteen kuormitusintensiteetti ja paljon muuta.
Yksityiseen korjaamoon invertteri saattaa sopia, koska tällaisilla laitteilla on vakaampi kaari ja 30% suurempi hyötysuhde. Muuntajat soveltuvat paksumpien työkappaleiden käsittelyyn eivätkä pelkää jännitepiikkejä, mutta samalla ne ovat painavampia ja vähemmän taloudellisia.
Seuraava asteikko on suoran ja epäsuoran toiminnan plasmaleikkurit. Jos aiot leikata vain metallisia työkappaleita, tarvitset suoratoimisen laitteen.
Yksityiseen työpajaan tai kotitaloustarpeisiin on ostettava manuaalinen plasmaleikkuri, jossa on sisäänrakennettu tai ulkoinen kompressori, joka on suunniteltu tietylle virranvoimakkuudelle.
Plasmaleikkurin virta ja metallin paksuus
Työkappaleen nykyinen lujuus ja suurin paksuus ovat tärkeimmät parametrit ilmaplasmaleikkurin valinnassa. Ne ovat yhteydessä toisiinsa. Mitä enemmän virtaa plasmaleikkurin virtalähde voi syöttää, sitä paksumpaa työkappaletta voidaan käsitellä tällä koneella..
Kun valitset laitetta henkilökohtaisiin tarpeisiisi, sinun on tiedettävä tarkasti, minkä paksuista työkappaletta käsitellään ja mistä metallista. Plasmaleikkureiden ominaisuuksissa on ilmoitettu sekä suurin virran voimakkuus että suurin metallin paksuus. Kiinnitä kuitenkin huomiota siihen, että metallin paksuus ilmoitetaan olettamalla, että rautametallia käsitellään, ei ei-rautametallia eikä ruostumatonta terästä. Ja nykyinen voimakkuus ei ole nimellinen, vaan suurin, näillä parametreilla laite voi toimia hyvin lyhyen ajan.
Erilainen metallin leikkaus vaatii eri virran. Tarkat parametrit näkyvät alla olevassa taulukossa.
Taulukko 1. Eri metallien leikkaamiseen tarvittava virrankulutus.
Jos esimerkiksi aiot leikata teräskappaleen, jonka paksuus on 2,5 mm, tarvitset 10 A. virranvoimakkuuden. , silloin virranvoimakkuuden tulisi olla 15 A.Jos leikkaus on korkealaatuista, on otettava huomioon tietty tehoreservi, joten on parempi ostaa plasmaleikkuri, joka on suunniteltu 20 A: n virralle.
Ilmaplasmaleikkauskoneen hinta riippuu suoraan sen tehosta – lähtövirrasta. Mitä suurempi virta, sitä kalliimpi laite.
Käyttötapa – käyttöjakso (DC)
Laitteen toimintatapa määräytyy sen kuorman voimakkuuden mukaan. Kaikissa laitteissa näytetään parametri, kuten on-time tai käyttöjakso. Mitä se tarkoittaa? Jos esimerkiksi PV = 35% on ilmoitettu, tämä tarkoittaa, että plasmaleikkuri voi toimia 3,5 minuuttia ja sen on annettava jäähtyä 6,5 minuuttia. Käyttöjakso on suunniteltu 10 minuutiksi. On laitteita, joiden toimintajakso on 40%, 45%, 50%, 60%, 80%, 100%. Kotitaloustarkoituksiin, joissa laitetta ei käytetä jatkuvasti, riittää laitteet, joiden toimintajakso on 35–50%. CNC -koneen leikkaamiseen käytetään plasmaleikkureita, joiden käyttöjakso = 100%, koska ne takaavat jatkuvan toiminnan koko työvuoron ajan.
Huomaa, että manuaalisen ilmaplasmaleikkauksen yhteydessä on tarpeen siirtää poltinta tai siirtyä työkappaleen toiseen päähän. Kaikki nämä välit lasketaan jäähdytysaikaan. Myös päällekytkennän kesto riippuu laitteen kuormituksesta. Esimerkiksi vuoron alusta lähtien jopa plasmaleikkuri, jonka toimintajakso on 35%, voi toimia keskeytyksettä 15-20 minuuttia, mutta mitä useammin sitä käytetään, sitä lyhyempi jatkuva käyttöaika..
DIY ilmaplasmaleikkaus – työtekniikka
Valitsimme plasmaleikkurin, tutustuimme toimintaperiaatteeseen ja laitteeseen, on aika aloittaa työ. Jotta et tekisi virheitä, aluksi ei ole haittaa tutustua ilmaplasmaleikkauskoneen kanssa työskentelyn tekniikkaan. Kaikkien turvatoimenpiteiden noudattaminen, laitteen valmisteleminen käyttöön ja oikean virranvoimakkuuden valinta ja sitten valokaaren sytyttäminen ja suuttimen ja työkappaleen pinnan välisen vaaditun etäisyyden säilyttäminen.
Pidä huolta turvallisuudesta
Ilmaplasmaleikkaukseen liittyy useita vaaroja: sähkövirta, korkeat plasman lämpötilat, kuuma metalli ja ultraviolettisäteily.
Turvallisuustoimenpiteet plasmaleikkurilla työskenneltäessä:
- Sinun on työskenneltävä erikoislaitteissa: tummat lasit tai hitsaajan visiiri (4-5 luokan lasin tummennus), tiukat käsineet käsissä, housut tiheästä kankaasta jaloissa ja suljetut kengät. Käytettäessä poltinta voi muodostua kaasuja, jotka uhkaavat normaalia keuhkojen toimintaa, joten on käytettävä maskia tai hengityssuojainta..
- Plasmaleikkuri on kytketty verkkoon RCD: n kautta.
- Pistorasioiden, työtelineen tai pöydän ja ympäröivien esineiden on oltava hyvin maadoitettuja.
- Virtajohtojen on oltava moitteettomassa kunnossa, käämitys ei saa vaurioitua.
Se, että verkko on suunniteltava laitteessa ilmoitetulle jännitteelle (220 V tai 380 V), on itsestään selvää. Muussa tapauksessa turvatoimien noudattaminen auttaa välttämään vammoja ja ammattitauteja..
Ilman plasmaleikkauskoneen valmistelu työhön
Laitteen käyttöohjeissa kuvataan yksityiskohtaisesti, miten kaikki ilmaplasmaleikkurin elementit kytketään, joten siirrymme välittömästi muihin vivahteisiin:
- Laite on asennettava siten, että siihen pääsee ilmaa. Plasmaleikkurin rungon jäähdyttämisen ansiosta voit työskennellä pidempään ilman keskeytyksiä ja sammuttaa laitteen harvemmin jäähdytystä varten. Sijoituspaikan tulee olla sellainen, että sulan metallipisarat eivät putoa laitteen päälle..
- Ilmakompressori on kytketty plasmaleikkuriin kosteus- ja öljynerottimen kautta. Tämä on erittäin tärkeää, koska plasmapolttimen kammioon jääneet vesi- tai öljypisarat voivat johtaa koko plasmapolttimen vikaantumiseen tai jopa sen räjähdykseen. Plasmapolttimeen syötettävän ilman paineen on vastattava laitteen parametreja. Jos paine ei ole riittävä, plasmakaari on epävakaa ja sammuu usein. Jos paine on liian suuri, jotkut plasmapolttimen osat voivat muuttua käyttökelvottomiksi..
- Jos käsiteltävässä työkappaleessa on ruostetta, kalkkia tai öljyjä, on parasta puhdistaa ja poistaa ne. Vaikka ilmaplasmaleikkauksen avulla voit leikata ruosteisia osia, on silti parempi pelata varovasti, koska myrkyllisiä höyryjä vapautuu ruosteen kuumennettaessa. Jos aiot leikata säiliöitä, joissa säilytettiin palavia aineita, ne on puhdistettava perusteellisesti.
Jotta leikkaus olisi sileä, yhdensuuntainen, ilman kuonaa ja roikkumista, on valittava oikea virranvoimakkuus ja leikkausnopeus. Alla olevat taulukot esittävät optimaaliset leikkausparametrit eri paksuisille metalleille..
Taulukko 2. Leikkausteho ja -nopeus käyttämällä ilmaplasmaleikkuria eri metallien työkappaleille.
Leikkausnopeuden valinta on aluksi vaikeaa; kokemusta tarvitaan. Siksi voit aluksi keskittyä seuraavaan sääntöön: Poltinta on käytettävä niin, että kipinöitä näkyy työkappaleen kääntöpuolella. Jos kipinöitä ei näy, työkappaletta ei ole leikattu läpi. Huomaa myös, että polttimen ohjaaminen liian hitaasti vaikuttaa leikkauksen laatuun, siinä näkyy kuonaa ja taipumista, ja valokaari voi palaa epävakaasti ja jopa sammua..
Nyt voit aloittaa leikkausprosessin itse.
Plasmakaaren sytytys
Ennen valokaaren sytyttämistä plasmapoltin tulee puhaltaa ilmaan, jotta satunnainen kondensaatio ja roskat poistuvat. Voit tehdä tämän painamalla valokaaren sytytyspainiketta ja vapauttamalla sen. Joten laite siirtyy puhdistustilaan. Noin 30 sekunnin kuluttua voit pitää virtapainiketta painettuna. Kuten plasmaleikkurin periaatteessa on jo kuvattu, elektrodin ja suuttimen kärjen välissä syttyy pilotti (apu-, pilotti). Yleensä se palaa enintään 2 sekuntia. Siksi tänä aikana on tarpeen sytyttää työkaari (leikkaus). Menetelmä riippuu plasmatronin tyypistä.
Jos plasmapolttimella on suora vaikutus, on tehtävä oikosulku: ohjauskaaren muodostumisen jälkeen on painettava virta -avainta – ilman syöttö pysähtyy ja kosketin sulkeutuu. Tämän jälkeen ilmaventtiili avautuu automaattisesti, ilmavirta purskuu ulos venttiilistä, ionisoituu, kasvaa kooltaan ja poistaa kipinän plasmapolttimen suuttimesta. Tämän seurauksena työkaari syttyy elektrodin ja työkappaleen metallin väliin..
Tärkeä! Kaaren kosketussytytys ei tarkoita, että plasmapolttimen on oltava työkappaletta vasten tai sitä vasten..
Heti kun leikkauskaari syttyy, ohjauskaari sammuu. Jos työkaaren sytyttäminen ei ollut mahdollista ensimmäisellä kerralla, vapauta virta -avain ja paina sitä uudelleen – uusi sykli alkaa. Työkaaren syttymiseen on useita syitä: riittämätön ilmanpaine, plasmapolttimen väärä asennus tai muut toimintahäiriöt..
Työn aikana on myös aikoja, jolloin leikkauskaari sammuu. Syy on todennäköisesti elektrodin kuluminen tai plasmapolttimen ja työkappaleen pinnan välisen etäisyyden noudattamatta jättäminen..
Polttimen ja metallin välinen etäisyys
Manuaalinen ilmaplasmaleikkaus on täynnä vaikeuksia, että polttimen / suuttimen ja metallipinnan välinen etäisyys on säilytettävä. Käsiä käsiteltäessä tämä on melko vaikeaa, koska jopa hengitys lyö käden alas ja leikkaus osoittautuu epätasaiseksi. Optimaalinen etäisyys suuttimen ja työkappaleen välillä on 1,6 – 3 mm, ja sen noudattamiseksi käytetään erityisiä etäisyysrajoituksia, koska itse plasmapoltinta ei voida painaa työkappaleen pintaa vasten. Pysäyttimet asetetaan suuttimen päälle, sitten plasmapoltin lepää työkappaleen päällä ja leikkaus tehdään.
Huomaa, että plasmapoltinta on pidettävä tiukasti kohtisuorassa työkappaleeseen nähden. Sallittu poikkeutuskulma on 10-50 °. Jos työkappale on liian ohut, poltinta voidaan pitää pienessä kulmassa ohuen metallin vakavien muodonmuutosten välttämiseksi. Tässä tapauksessa sulan metallin ei pitäisi pudota suuttimen päälle..
Tee-se-itse-työ ilmaplasmaleikkauksella voidaan tehdä itsenäisesti, on vain tärkeää muistaa turvatoimenpiteet ja myös se, että suutin ja elektrodi ovat kulutustarvikkeita, jotka on vaihdettava ajoissa.