Вы здесь

Плазменная резка - на воде или воздухе!?

Последнее сообщение
14 сообщений / 0 новое
Юрий
Аватар пользователя Юрий
Ответов: 16
Зарегистрирован: 21/05/2016

Здравствуйте, нужна помощь профессионалов!

Ситуация следующая – собираю стол плазменного раскроя металла, работа медленно, но все же продвигается.

Подобрал аппарат воздушно-плазменной резки: http://www.voltup.ru/svarochnoye-oborudovaniye/aurora-airforce-60-igbt-cut-60g.html Но наткнулся в своих поисках на аппарат многофункциональный универсальный инструмент для плазменной резки и сварки металла http://www.rk-snab.ru/audit/apparaty-plazmennoj-rezki/plazmennyj-kompleks-dlja-rezki-i/

Теперь о задачах которые должен решать мой доморощенный станок – толщина обрабатываемого металла – до 2 мм. Скорость резки – не решающий фактор.

Попытаюсь изложить тезисно свои соображения и сомнения по поводу этих методов резки, потому что слишком много пробелов:
А – воздушно-плазменная резка
+ Все кто занимается плазменным раскроем используют именно этот метод
+ Может резать до 15 мм (хотя мне хватит и 2 мм)
– Шумно из-за 5 атм подведенных к плазморезу
– 100% будет терять дугу при проезде над уже имеющимися прорезами и отверстиями (из-за бюджетности источника нет дежурной дуги), но знающие люди говорят что это лечится правильным перезапуском. Кстати еще источник необходимо дооборудовать контроллером высоты факела http://purelogic.ru/shop/stanki_cpu/aksessuary_dlya_ plazmennoj_i_gazovoj_rezki/kontrol_vysoty_fakela_rezaka_thc/ kontroller_thc1_interfejs_ethernet_up_down/
– !!! Высокочастотный поджиг с его вечными помехами!!!
– В сумме набегает приличная сумма

Б – "паро"-плазменная резка.
– Не понятен реальный коэффициент полезного времени, точнее чем он ограничен, ведь если зарядом воды в резаке, то поскольку резка механизированная, то его можно дооборудовать чем то вроде капельницы. Если перегревом блока управления, то по той же причине можно улучшить охлаждение
– Мало информации и малое распространение
– До конца не понятен механизм контроля высоты факела
– Скорее всего хуже качество врезки при вырезании отверстий

Теперь из плюсов касающихся лично меня
+ Меньшее энергопотребление
+ Намного тише
+ Судя по фото и видео качество реза 1,5 мм стали вполне приемлемое
+ Факел разжигается перед началом резки и поддерживается на всем протяжении резки (экономия расходников и никакого высокочастотного поджига!!!)

В общем какая то каша в голове, помогите навести порядок.

Плазменная резкаПлазменная резкаПлазменная резкаПлазменная резка
Отредактировано: admin вкл 17/10/2016 - 13:29
didron
Аватар пользователя didron
Ответов: 828
Зарегистрирован: 16/11/2014
Nikolai
Аватар пользователя Nikolai
Ответов: 3764
Зарегистрирован: 15/01/2013

В советской литературе было упоминание о появлении варианта плазменной резки с добавлением небольшого количества воды в плазму, в азотную или воздушную.

Но этот вариант был направлен скорее не на замену плазмообразующего газа водяным паром, а на улучшение качества реза, так как часть воды превращалось в пар, что увеличивало давление струи, а часть так и шла в струе, тем самым дополнительно защищая место резки (сварки) и охлаждало его.

Был даже разработан плазмотрон ПМР-74 (см. рис.), который отличался наличием дополнительного канала для подачи воды, расход которой составлял – 0,004-0,006 л/с.

Схема плазмотрона ПМР-74
Nikolai
Аватар пользователя Nikolai
Ответов: 3764
Зарегистрирован: 15/01/2013

Современные паровые плазмотроны, как я понимаю, являются развитием конструкции плазмотрона ПМР-74, только в современном случае речь идет не о добавлении воды в плазмообразующий газ, а о использовании вместо него паров воды (в некоторых случаях – органического растворителя).

Учитывая, что при испарении 1 см3 воды образуется около 1700 см3 вполне можно использовать небольшое количество воды для плазменной резки. Т.е. когда в плазмотроне зажигается электрическая дуга, она превращает в пар, а после в плазму содержащуюся там воду. В момент, когда пар ионизируется, естественное давление выталкивает его из сопла.

Nikolai
Аватар пользователя Nikolai
Ответов: 3764
Зарегистрирован: 15/01/2013

В продаже нашел основные три варианта:
– Мультиплаз-3500 (рис.1)
– PLAZARIUM SP3 (бывший Плазар) (рис.2)
– Горынычъ (рис.3)

У каждого, как я понимаю, есть свои особенности.

Мультиплаз-3500PLAZARIUM SP3Горынычъ
Nikolai
Аватар пользователя Nikolai
Ответов: 3764
Зарегистрирован: 15/01/2013

Здесь на видеоролике можно посмотреть как производят резку на аппарате Мультиплаз-3500 в режиме 1.

Nikolai
Аватар пользователя Nikolai
Ответов: 3764
Зарегистрирован: 15/01/2013

Здесь на видеоролике можно посмотреть как производят резку на аппарате Мультиплаз-3500 в режиме 2.

Обратите внимание, что при использовании режима 2, заземляют само изделие, что говорит о том, что резка будет проводиться дугой прямого действия, а не косвенного, как в режиме 1. Т.е. плазмотрон универсален.

Nikolai
Аватар пользователя Nikolai
Ответов: 3764
Зарегистрирован: 15/01/2013

Здесь на видеоролике можно посмотреть подробное описание аппарата Горынычъ, а главное – увидеть во всех деталях устройство плазмотрона.

А также можно обратить внимание, что для получения более мощной плазмы, подключают уже компрессор, т.к., как я понимаю (и как видно из демонстрации процесса резки без компрессора), струя плазмы, образованной давлением пара, весьма слабенькая.

Nikolai
Аватар пользователя Nikolai
Ответов: 3764
Зарегистрирован: 15/01/2013

Нашел Решение патентного спора АСиПП (Горынычъ) с компанией «Мультиплаз».

Решение палаты по патентным спорам.pdf

Патент на горелку.pdf (Горынычъ)

Кстати, полагаю, что в следствие патентов, а также невысокой мощности плазмы и необходимости добавления воды, способ не получил большого распространения.

Nikolai
Аватар пользователя Nikolai
Ответов: 3764
Зарегистрирован: 15/01/2013

Реклама в сети гласит, что процесс получается "дешевым и сердитым". А комментарии наоборот:

Перед включением в горелку заливается вода или спирт. В течение минуты после заправки и зажигания дуги аппарат прогревается, поплевываясь каплями жидкости.

В режиме резки аппарат работает красиво – из сопла вырывается длинная тонкая раскаленная струя, похожая на иглу, в воздухе пахнет электричеством.

А вот эффективность низкая. Струя конечно злая, почти сразу начинает окислять железо и выдувать его в виде расплава окисла…но очень локально. Явно видно, что аппарат маломощный. Из-за этой самой маломощности злое действие плазменной струи очень-очень локальное и скорость процесса резки в результате низкая.

Трёхмиллиметровую мягкую сталь опробованный аппарат резал со скоростью примерно 1 мм\сек. 12 мм пруток разрезать все-таки удалось в несколько приемов, но время процесса исчислялось минутами (болгаркой наверное раз в 20 быстрее).

Имхо рационально использование аппарата для фигурной резки металла толщиной в 0,5-1,5 мм. В случае такой толщины скорость будет больше, а небольшая ширина реза (менее миллиметра) и локальность злого действия плазмы дадут неплохую точность.

Резюме – аппарат маломощный и недоведёный. Брать не буду. Имеющиеся инвертор и болгарка возможностей дают много больше, а стоят (вместе!) на треть меньше.

Мультиплаз-3500 По сравнению с вышеописанным «Плазаром» сразу видна МОЩЬ. Аппарат быстро прогревает показанные на снимке трубу с 4 мм стенкой и пластинку с 5 мм.

Заявляемая производителями цена 50 тысяч рублей чрезмерна, ибо аппарат имеет крупные недостатки-недоработки, а «конкуренты» - газовые горелки, инверторы, инверторные полуавтоматы вдвое-впятеро-десятеро дешевле и имеют значительно меньше недостатков.

Импортные плазморезы вдвое дешевле, при том что мощнее.

Первый и наибольший недостаток – довольно быстро (5-7 минут) заканчивается рабочая жидкость. Приходится останавливать сварку и заправлять горелку вновь. За это время шов остывает, горелку тоже раскочегаривать заново – потери времени.

Далее – «пистолет» не удобен для сварки в сложных положениях. Горелка должна иметь форму классической газовой горелки с отогнутым соплом. Газовое питание позволит избыть большой резервуар-пистолет и довести эргономичность до нормальной.

Резюме – идея плазменной сварки/резки перспективная, отечественные производители сыроделы и лодыри.

Nikolai
Аватар пользователя Nikolai
Ответов: 3764
Зарегистрирован: 15/01/2013

Патент №2103129 Способ плазменно-дуговой сварки металлов
(Мультиплаз-3500)

Способ плазменно-дуговой сварки металлов может быть использован в машиностроении, строительстве и других отраслях промышленности. Плазменно-дуговую сварку металлов выполняют сжатой дугой прямого или косвенного действия. В качестве плазмообразующей среды используют пары жидкости, содержащей воду с добавлением органического растворителя в виде кислородсодержащих соединений углеводородов. В качестве органического растворителя может быть применен спирт. Парообразование осуществляют непосредственно в плазменной горелке.

Известны способы плазменно-дуговой сварки металлов сжатой дугой косвенного действия, в которых плавление металла производится плазменной струей [1, 2]. Известны способы сварки металлов сжатой дугой прямого действия, возбуждаемой между электродами плазмотрона и обрабатываемым изделием [3, 4].

Упомянутые способы предусматривают образование плазменной струи путем обжатия дугового разряда инертным газом. Они позволяют получить качественные сварные соединения, однако наличие внешнего источника инертного газа создает эксплуатационные неудобства, а высокая стоимость производства инертного газа и значительные расходы по заправке баллонов существенно ограничивают возможности использования. К тому же при обработке легкоокисляющихся металлов необходимо помимо плазмообразующего газа подавать в плазмотрон и защитный [5].

Известны плазменные горелки (плазмотроны), в которых для создания плазменной струи используют водяной пар, подводимый от специального парогенератора или вырабатываемый непосредственно в горелке путем испарения жидкости за счет тепла, выделяемого электродами [6]. Последняя из упомянутых плазменных горелок наиболее экономична и проста в эксплуатации, однако использование ее для сварки затруднено из-за интенсивного окисления металла, вызываемого присутствием в плазменной струе паров воды, а также молекул и атомов кислорода.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе плазменно-дуговой сварки металлов сжатой дугой прямого или косвенного действия, включающем обжатие дуги плазмообразующей средой с получением плазменной струи, в качестве плазмообразующей среды используют пары жидкости, содержащей воду с добавлением органического растворителя в виде кислородсодержащих соединений углеводородов, обладающих способностью предотвращать вступление атомов и молекул кислорода, содержащихся в парах, в окислительную реакцию с обрабатываемым металлом.
Экспериментально показано, что наилучший результат дает использование в качестве добавок к воде спиртов, а оптимальным с точки зрения энергетики и прочности сварного шва является содержание их в парообразующей жидкости в пределах 30-50%. При уменьшении содержания спиртов в смеси ниже нижнего предела увеличивается присутствие окалины в сварном соединении, что в свою очередь снижает его прочностные характеристики. При превышении содержания спиртов в смеси 50% понижается смешиваемость органического растворителя с водой, что приводит к расслоению смеси и неравномерному ее испарению. К тому же при этом падает энтальпия пара, что с свою очередь понижает температуру плазменной струи. Наилучший результат дало использование для сварки плазменной горелки, в которой плазмообразующий пар получен из наиболее распространенной в быту жидкости, содержащей 60% воды и 40% этилового спирта.

Парообразование может быть произведено непосредственно в плазменной горелке путем испарения жидкости, заполняющей специальный резервуар, за счет тепловой энергии, выделяемой горящей дугой на электродах горелки.

Осуществление заявленного способа плазменно-дуговой сварки возможно посредством плазмотронов как косвенного действия, при котором тепловая энергия передается обрабатываемому изделию непосредственно плазменной струей, выходящей из сопла-анода горелки, так и посредством плазмотронов прямого действия, в которых воздействие на изделие производится дугой, стабилизированной плазменной струей. Во втором случае для плавления металла используется не только энергия плазменной струи, но и энергия электрической дуги, что существенно улучшает энергетические характеристики способа.

На фиг. 1 схематично изображено устройство, осуществляющее сварку металлов дугой косвенного действия. Оно состоит из плазменной горелки (плазмотрона), включающей катод 1, сопло-анод 2 с каналами для плазмообразующей среды, заполненный влаговпитывающим материалом резервуар 3 с патрубком 4, электроизоляционную крышку 5, а также источник питания 6 с регулятором тока 7. В качестве влаговпитывающего материала могут быть использованы каолиновая вата, стекловата, стеклоткань, углеткань, углевойлок, а в качестве парообразующей жидкости, например, смесь воды со спиртом или ацетоном.

Схема плазмотрона к патенту №2103129Схема плазмотрона к патенту №2103129

Страницы