Plasmaleikkausta käytetään laajalti eri teollisuudenaloilla: koneenrakennuksessa, laivanrakennuksessa, mainosvalmistuksessa, apuohjelmissa, metallinvalmistuksessa ja muilla teollisuudenaloilla. Lisäksi yksityisessä työpajassa plasmaleikkuri voi olla hyödyllinen. Sen avulla voit todella leikata nopeasti ja tehokkaasti kaikki johtavat materiaalit sekä jotkut johtamattomat materiaalit – muovi, kivi ja puu. Putkien, ohutlevyn leikkaaminen, muotoiltujen leikkausten tekeminen tai osan tekeminen voidaan tehdä helposti, nopeasti ja kätevästi plasmaleikkaustekniikalla. Leikkaus suoritetaan korkean lämpötilan plasmakaarilla, joka vaatii vain virtalähteen, polttimen ja ilman. Jotta plasmaleikkurin kanssa työskentely olisi helppoa ja leikkaus kaunis ja tasainen, se ei häiritse plasmaleikkurin toimintaperiaatteen tuntemista, mikä antaa perustiedot siitä, kuinka voit hallita leikkausprosessia.
Plasmaleikkuri
Plasmaleikkuriksi kutsuttu laite koostuu useista osista: virtalähde, plasmaleikkuri / plasmatroni, ilmakompressori ja letkuletku.
Plasmaleikkurin virtalähde syöttää tietyn virran plasmatronille. Voi olla muuntaja tai invertteri.
Muuntajat ovat raskaampia, kuluttavat enemmän energiaa, mutta ovat vähemmän herkkiä jännitehäviöille, ja niitä voidaan käyttää paksumpien työkappaleiden leikkaamiseen.
Invertterit ovat kevyempiä, halvempia ja taloudellisempia energiankulutuksen kannalta, mutta samalla niiden avulla voit leikata pienempiä työkappaleita. Siksi niitä käytetään pienillä teollisuudenaloilla ja yksityisissä työpajoissa. Myös invertteriplasmaleikkureiden hyötysuhde on 30% korkeampi kuin muuntajilla, niillä on vakaampi valokaari. Niistä on hyötyä myös työskenneltäessä vaikeasti saavutettavissa paikoissa..
Plasmatron tai kuten sitä myös kutsutaan “Plasmaleikkuri” on plasmaleikkurin pääelementti. Joissakin lähteissä on maininta plasmatronista sellaisessa yhteydessä, että voisi ajatella, että “plasmatroni” ja “plasmaleikkuri” ovat identtisiä käsitteitä. Itse asiassa näin ei ole: plasmatroni on itse leikkuri, jonka avulla työkappale leikataan.
Plasmaleikkurin / plasmatronin pääelementit ovat suutin, elektrodi, jäähdytin / eristin niiden ja paineilmakanavan välillä.
Plasmaleikkurikaavio osoittaa selvästi kaikkien plasmaleikkureiden sijainnin.
Polttimen rungon sisällä on elektrodi, joka herättää sähkökaarta. Se voidaan valmistaa hafniumista, zirkoniumista, berylliumista tai toriumista. Nämä metallit ovat hyväksyttäviä ilmaplasmaleikkaukseen, koska niiden pinnalle muodostuu käytön aikana tulenkestäviä oksideja, jotka estävät elektrodin tuhoutumisen. Kaikkia näitä metalleja ei kuitenkaan käytetä, koska joidenkin niiden oksidit voivat olla haitallisia käyttäjän terveydelle. Esimerkiksi toriumoksidi on myrkyllistä ja berylliumoksidi radioaktiivista. Siksi yleisin metalli plasmatronielektrodien valmistuksessa on hafnium. Harvemmin muut metallit.
Plasmatron -suutin puristuu ja muodostaa plasmasuihkun, joka purkautuu poistokanavasta ja leikkaa työkappaleen. Plasmaleikkurin ominaisuudet ja ominaisuudet sekä sen kanssa työskentelyn tekniikka riippuvat suuttimen koosta. Riippuvuus on seuraava: suuttimen halkaisija määrittää, kuinka paljon ilmaa voi kulkea sen läpi aikayksikköä kohti, ja leikkausleveys, jäähdytysnopeus ja plasmatronin nopeus riippuvat ilmamäärästä. Useimmiten plasmatronin suuttimen halkaisija on 3 mm. Suuttimen pituus on myös tärkeä parametri: mitä pidempi suutin, sitä siistimpi ja parempi leikkaus. Mutta sinun on oltava varovaisempi tämän kanssa. Liian pitkä suutin hajoaa nopeammin.
Kompressori Plasmaleikkurille se on välttämätöntä ilman syöttämiseksi. Plasmaleikkaustekniikka sisältää kaasujen käytön: plasmanmuodostus ja suojaus. Plasmaleikkurit, jotka on suunniteltu jopa 200 A: n virroille, käyttävät vain paineilmaa sekä plasman luomiseen että jäähdytykseen. Tämä laite riittää 50 mm paksuisten työkappaleiden leikkaamiseen. Teollinen plasmaleikkauskone käyttää muita kaasuja – heliumia, argonia, happea, vetyä, typpeä ja niiden seoksia.
Kaapeliletkupakkaus liittää virtalähteen, kompressorin ja plasmapolttimen. Sähkökaapeli syöttää virtaa muuntajasta tai invertteristä sähkökaaren herättämiseksi, ja paineilma virtaa letkun läpi, mikä on välttämätöntä plasman muodostamiseksi plasmapolttimen sisällä. Yksityiskohtaisemmin, mitä tarkalleen tapahtuu plasmapolttimessa, kuvataan alla..
Plasmaleikkurin toimintaperiaate
Heti kun sytytyspainiketta painetaan, virtalähde (muuntaja tai invertteri) alkaa syöttää korkeataajuisia virtoja plasmapolttimelle. Tämän seurauksena plasmatronin sisällä syntyy valmiustilassa oleva sähkökaari, jonka lämpötila on 6000 – 8000 ° С. Ohjauskaari syttyy elektrodin ja suuttimen kärjen välillä, koska kaaren muodostaminen elektrodin ja välittömästi käsiteltävän työkappaleen välille on vaikeaa. Työkaaren tolppa täyttää koko kanavan.
Ohjauskaaren ilmaantumisen jälkeen paineilma alkaa virrata kammioon. Se murtautuu suuttimesta, kulkee sähkökaaren läpi, minkä seurauksena se lämpenee ja kasvaa 50-100 kertaa. Lisäksi ilma ionisoituu ja lakkaa olemasta dielektrinen ja saa johtavia ominaisuuksia.
Pohjaan kaventunut plasmatronin suutin puristaa ilmaa, muodostaa siitä virran, joka nopeudella 2-3 m / s hajoaa suuttimesta. Ilman lämpötila voi tällä hetkellä nousta 25 000 – 30 000 ° C. Juuri tämä korkean lämpötilan ionisoitu ilma on tässä tapauksessa plasma. Sen sähkönjohtavuus on suunnilleen sama kuin käsiteltävän metallin sähkönjohtavuus.
Sillä hetkellä, kun plasma poistuu suuttimesta ja joutuu kosketuksiin käsiteltävän metallin pinnan kanssa, leikkauskaari syttyy, ja käyttökaari sammuu. Leikkaus- / työkaari lämmittää työkappaleen sahauksessa – paikallisesti. Metalli sulaa, leikkaus tulee näkyviin. Leikattavan metallin pinnalle ilmestyy juuri sulavan metallin hiukkasia, jotka suuttimesta tulevan ilmavirran avulla puhalletaan siitä pois. Tämä on yksinkertaisin tekniikka metallin plasmaleikkaukseen.
Katodipiste plasmakaari on sijoitettava täsmälleen elektrodin / katodin keskelle. Tämän varmistamiseksi käytetään ns. Pyörre- tai tangentiaalista paineilmasyöttöä. Jos pyörteen syöttö on häiriintynyt, katodipiste siirtyy yhdessä elektrodin keskipisteen kanssa plasmakaaren kanssa. Tämä voi johtaa epämiellyttäviin seurauksiin: plasmakaari palaa epävakaasti, kaksi kaaria voi muodostua samanaikaisesti ja pahimmassa tapauksessa plasmapolttimen vika..
Jos ilmavirtaa lisätään, plasman virtausnopeus kasvaa ja myös leikkausnopeus kasvaa. Jos lisäät suuttimen halkaisijaa, nopeus pienenee ja leikkauksen leveys kasvaa. Plasman virtausnopeus on noin 800 m / s 250 A virralla.
Leikkuunopeus on myös tärkeä parametri. Mitä suurempi se on, sitä ohuempi leikkaus. Jos nopeus on pieni, leikkauksen leveys kasvaa. Jos virta kasvaa, sama tapahtuu – leikkauksen leveys kasvaa. Kaikki nämä hienovaraisuudet liittyvät suoraan plasmaleikkurin kanssa työskentelyn tekniikkaan.
Plasmaleikkurin parametrit
Kaikki plasmaleikkurit voidaan jakaa kahteen luokkaan: kädessä pidettävät plasmaleikkurit ja koneleikkurit..
Manuaaliset plasmaleikkurit käytetään jokapäiväisessä elämässä, pienillä teollisuudenaloilla ja yksityisissä työpajoissa osien valmistukseen ja käsittelyyn. Niiden pääpiirteenä on, että plasmapoltinta pidetään käyttäjän käsissä, hän johtaa leikkuria tulevan leikkauksen linjaa pitkin. Tämän seurauksena leikkaus on sileä, mutta ei täydellinen. Ja tämän tekniikan suorituskyky on pieni. Jotta leikkaus olisi tasaisempi, ilman painumista ja kuonaa, käytetään erityistä pysäytintä, joka ohjaa suuttimeen kiinnitettävää plasmapolttinta. Pysäytin painetaan käsiteltävän työkappaleen pintaa vasten ja jäljellä on vain terän ohjaaminen murehtimatta siitä, säilytetäänkö tarvittava etäisyys työkappaleen ja suuttimen välillä.
Manuaalisen plasmaleikkurin hinta riippuu sen ominaisuuksista: suurin virranvoimakkuus, käsiteltävän työkappaleen paksuus ja monipuolisuus. Esimerkiksi on olemassa malleja, joita voidaan käyttää paitsi metallien leikkaamiseen myös hitsaukseen. Ne voidaan erottaa merkinnöistään:
- CUT – leikkaus;
- TIG – argonkaarihitsaus;
- MMA – puikkohitsauskaarihitsaus.
Esimerkiksi FoxWeld Plasma 43 Multi -plasmaleikkuri yhdistää kaikki edellä mainitut toiminnot. Sen hinta on 530 – 550 USD. Plasmaleikkausominaisuudet: virta – 60 A, työkappaleen paksuus – jopa 11 mm.
Muuten, virtauslujuus ja työkappaleen paksuus ovat tärkeimmät parametrit, joilla plasmaleikkuri valitaan. Ja ne ovat yhteydessä toisiinsa.
Mitä suurempi virta, sitä voimakkaampi plasmakaari, joka sulaa metallin nopeammin. Kun valitset plasmaleikkurin erityistarpeisiin, sinun on tiedettävä tarkasti, mitä metallia on käsiteltävä ja mikä paksuus. Alla oleva taulukko osoittaa, kuinka paljon virtaa tarvitaan 1 mm: n metallin leikkaamiseen. Huomaa, että ei-rautametallien käsittely vaatii suurta ampeeria. Ota tämä huomioon, kun katsot plasmaleikkurin ominaisuuksia myymälässä, rautametallista valmistetun työkappaleen paksuus on ilmoitettu laitteessa. Jos aiot leikata kuparia tai muuta ei-rautametallia, on parempi laskea tarvittava ampeeri itse..
Jos esimerkiksi haluat leikata kuparia, jonka paksuus on 2 mm, sinun on kerrottava 6 A 2 mm: llä, saamme plasmaleikkurin, jonka virta on 12 A. Jos haluat leikata terästä, jonka paksuus on 2 mm, sitten kerrotaan 4 A 2 mm: llä, saamme virran 8 A. Vain ota plasmaleikkuri marginaalilla, koska määritetyt ominaisuudet ovat maksimi-, ei nimellisarvoja. Voit työskennellä niiden parissa vain lyhyen aikaa..
CNC -plasmaleikkauskone käytetään tuotantolaitoksissa osien valmistukseen tai työkappaleiden käsittelyyn. CNC tarkoittaa numeerista ohjausta. Kone toimii tietyn ohjelman mukaisesti ja käyttäjän on osallistuttava siihen mahdollisimman vähän, mikä sulkee maksimaalisesti pois inhimillisen tekijän tuotannossa ja lisää tuottavuutta ajoittain. Koneen leikkauksen laatu on ihanteellinen, reunojen lisäkäsittelyä ei tarvita. Ja mikä tärkeintä – kiharat leikkaukset ja poikkeuksellinen tarkkuus. Riittää, kun syötät leikkausohjelman ohjelmaan, ja laite voi suorittaa minkä tahansa monimutkaisen kuvan täydellisellä tarkkuudella. Plasmaleikkurin hinta on paljon korkeampi kuin manuaalisen plasmaleikkurin. Ensinnäkin käytetään suurta muuntajaa. Toiseksi erityinen pöytä, portaali ja oppaat. Laitteen monimutkaisuudesta ja koosta riippuen hinta voi olla 3000 USD. jopa 20 000 USD.
Plasmaleikkurit käyttävät vettä jäähdytykseen, joten ne voivat työskennellä koko vuoron keskeytyksettä. Niin kutsuttu käyttöjakso (käyttöjakso) on 100%. Vaikka manuaalisilla laitteilla se voi olla 40%, mikä tarkoittaa seuraavaa: plasmaleikkuri toimii 4 minuuttia ja kestää 6 minuuttia, ennen kuin se jäähtyy.
Plasmaleikkuri omin käsin
Olisi järkevintä ostaa valmis, tehdasvalmisteinen plasmaleikkuri. Tällaisissa laitteissa kaikki otetaan huomioon, säädetään ja toimii mahdollisimman täydellisesti. Mutta jotkut “Kulibinan” käsityöläiset onnistuvat tekemään plasmaleikkurin omin käsin. Tulokset eivät ole kovin tyydyttäviä, koska leikkauksen laatu on heikko. Esimerkkinä annamme riisutun version siitä, miten voit tehdä plasmaleikkurin itse. Tehdään varaus heti, että järjestelmä ei ole ihanteellinen ja antaa vain yleisen käsitteen prosessista.
Plasmaleikkurin muuntajan tulee siis olla putoava I – V -ominaisuus.
Esimerkki kuvassa: ensiökäämi on alhaalla, toissijainen ylhäällä. Jännite – 260 V. Käämityksen poikkileikkaus – 45 mm2, jokainen kisko 6 mm2. Jos asetat virran arvoon 40 A, jännite putoaa 100 V.Kuristimen poikkileikkaus on myös 40 mm2, se on kelattu samalla väylällä, vain noin 250 kierrosta.
Työskentelyyn tarvitset tietysti tehtaalla valmistetun ilmakompressorin. Tässä tapauksessa käytettiin yksikköä, jonka kapasiteetti oli 350 l / min..
Kotitekoinen plasmaleikkuri – työkaavio.
On parempi ostaa plasmatroni tehtaalta, se maksaa noin 150-200 USD. Tässä esimerkissä plasmatroni valmistettiin itsenäisesti: kuparisuutin (5 cu) ja hafnium -elektrodi (3 cu), loput olivat “käsityötä”. Kulutustarvikkeet epäonnistuivat nopeasti.
Piiri toimii seuraavasti: leikkurissa on käynnistyspainike, kun sitä painetaan, rele (p1) syöttää jännitettä ohjausyksikköön, rele (p2) syöttää jännitettä muuntajaan ja päästää sitten ilmaa sisään puhaltaakseen plasma taskulamppu. Ilma kuivuttaa plasmapolttimen kammion mahdollisesta kondensoitumisesta ja puhaltaa pois kaiken tarpeettoman, sillä siinä on 2-3 sekuntia. Tällä viiveellä laukeaa rele (p3), joka syöttää virtaa elektrodille valokaaren sytyttämiseksi. Sitten oskillaattori kytkeytyy päälle, mikä ionisoi elektrodin ja suuttimen välisen tilan, minkä seurauksena ohjauskaari syttyy. Seuraavaksi plasmatroni tuodaan työkappaleeseen ja elektrodin ja työkappaleen välinen leikkaus- / työkaari sytytetään. Ruoko -kytkin katkaisee suuttimen ja sytytyksen. Tämän kaavion mukaan jos leikkauskaari sammuu yhtäkkiä, esimerkiksi jos suutin osuu reikään metallissa, reed -kytkinrele kytkee sytytyksen uudelleen ja muutaman sekunnin (2-3) kuluttua ohjauskaari syttyy, ja sitten leikkaava. Kaikki tämä edellyttäen, että “Käynnistä” -painiketta ei vapauteta. Rele (p4) päästää ilmaa suuttimeen viiveellä käynnistyspainikkeen vapauttamisen ja leikkauskaaren sammuttua. Kaikki nämä varotoimet ovat tarpeen suuttimen ja elektrodin käyttöiän pidentämiseksi..
Plasmaleikkurin itse tuottaminen kotona mahdollistaa paljon säästöä, mutta leikkauksen laadusta ei tarvitse puhua. Vaikka insinööri ottaa työn vastaan, tulos voi olla jopa parempi kuin tehtaalla..
DIY CNC -plasmaleikkuri
Kaikilla yrityksillä ei ole varaa plasmaleikkauskoneeseen, jossa on CNC, koska sen hinta voi nousta 15 000 – 20 000 USD. Usein tällaiset organisaatiot määräävät plasmaleikkaustöiden suorittamisen erityisyrityksissä, mutta tämä maksaa myös paljon, varsinkin jos työn määrä on suuri. Mutta todella haluat uuden plasmaleikkauskoneesi, mutta varoja ei ole tarpeeksi.
Tunnettujen profiilitehtaiden lisäksi on yrityksiä, jotka harjoittavat plasmaleikkauskoneiden tuotantoa, ostavat vain profiiliosia ja kokoonpanoja ja tekevät kaiken muun itse. Esimerkkinä kerromme sinulle, kuinka tuotantotyöpajan insinöörit valmistavat CNC -plasmaleikkauskoneita..
Tee-se-itse-plasmaleikkauskoneen osat:
- Pöytä 1270×2540 mm;
- Hihnat;
- Astu yksityiskohdat;
- Lineaariset ohjaimet HIWIN;
- THC -polttimen korkeuden säätöjärjestelmä;
- Ohjauslohko;
- Liitäntäteline, jossa CNC -ohjausyksikkö sijaitsee, on erillään.
Koneen ominaisuudet:
- Ajonopeus pöydällä 15 m / min;
- Plasmapolttimen asennon tarkkuus on 0,125 mm;
- Jos käytät Powermax 65 -laitetta, leikkuunopeus on 40 m / min 6 mm: n työkappaleella tai 5 m / min 19 mm: n työkappaleella..
Vastaavan metallin plasmaleikkauskoneen hinta on noin 13 000 USD ilman plasmalähdettä, joka on ostettava erikseen – 900 USD..
Tällaisen koneen valmistukseen komponentit tilataan erikseen, ja sitten kaikki kootaan itsenäisesti seuraavan kaavion mukaisesti:
- Pohjaa valmistellaan pöydän hitsaamiseen, sen on oltava ehdottomasti vaakasuora, tämä on erittäin tärkeää, on parempi tarkistaa tasolla.
- Koneen runko hitsataan pöydän muodossa. Nelikulmaisia putkia voidaan käyttää. Pystysuorat “jalat” on vahvistettava puomilla.
- Runko on pohjustettu ja maalattu suojaamaan korroosiolta.
- Koneelle tehdään tukia. Tukien materiaali on duralumiinia, pultit ovat 14 mm, mutterit on parempi hitsata pultteihin.
- Hitsattu vesipöytä.
- Kiskojen kiinnikkeet asennetaan ja kiskot asennetaan. Kiskoille metallia käytetään 40 mm: n nauhan muodossa.
- Lineaariset ohjaimet on asennettu.
- Pöydän runko on ommeltu pellillä ja maalattu.
- Portaali on asennettu oppaisiin.
- Portaaliin on asennettu moottori ja pääteinduktiiviset anturit.
- Asennetut kisko-ohjaimet, teline ja Y-akselin moottori.
- Asentaa kiskot ja moottorin Z -akselille.
- Metallinen pinta -anturi.
- Hana on asennettu veden tyhjentämiseksi pöydältä, portaalin rajoittimet, jotta se ei liiku pöydältä.
- Asentaa Y-, Z- ja X -kanavat.
- Kaikki johdot ovat piilossa aallotuksessa.
- Koneistettua poltinta asennetaan.
- Seuraavaksi valmistetaan CNC -pääte. Runko hitsataan ensin.
- Näyttö, näppäimistö, TNS -moduuli ja sen painikkeet on asennettu liitinkoteloon CNC: llä.
Siinä kaikki, CNC -plasmaleikkuri on valmis.
Huolimatta siitä, että plasmaleikkurissa on melko yksinkertainen laite, sinun ei pitäisi aloittaa sen valmistamista ilman vakavaa hitsaustaitoa ja paljon kokemusta. Aloittelijan on helpompi maksaa valmiista tuotteesta. Mutta insinöörit, jotka haluavat kääntää tietonsa ja taitonsa kotona, jota kutsutaan polviksi, voivat yrittää luoda plasmaleikkurin omin käsin alusta loppuun.