К основным параметрам, которые регулируют скорость и эффективность плазменной резки относятся: состав плазмообразующего газа, расстояние между соплом и металлом, иначе называется факельный зазор, мощность плазменной дуги и скорость резки. Последнее напрямую зависит от работы всех параметров в целом.
Плазмообразующий газ
Как ни странно, но для ручной плазменной резки больше всего подходит воздух, который является плазмообразующим элементом. Такое преимущество делает плазменную резку простой и доступной. Воздух отлично справляется с металлом толщиной до 25 мм. Единственным минусом применения воздуха является азотирование кромки, то есть насыщение среза оксидом азота.
В отличие от ручной резки, в автоматической плазменной резке используют двойной газ. Для листов до 25 мм наилучшим способом является применение сочетания азота, как основного газа, и водяного тумана, как вспомогательного. Однако при раскройке тонких листов железа, кромки могут слишком быстро охлаждаться, что затрудняет процесс резки металла. Также в этом случае кромка становится грубой, и нижняя поверхность покрывается шлаком. Для того чтобы избежать таких дефектов, необходимо поступление большей силы тока или меньшей скорости резки.
Для листов толщиной более 25 мм производителями предусмотрены аппараты, работающие на основе аргона или водорода, при этом вспомогательным элементом является азот или двуокись углерода. Сочетание водорода с азотом позволяет избежать нитрирующего эффекта. Оборудование для плазменной резки металла на основе углекислого газа является более дорогим по сравнению с тем, которое работает на азоте, но в первом случай рез получается гораздо ровнее и чище. Кроме того, использование углекислого газа позволяет уменьшить вредные испарения, которые часто возникают в процессе резки.
Эффективность плазменной резки зависит не только от правильного выбора плазмообразующего газа, но и от определения оптимального давления. Именно оно гарантирует высокое качество реза и продолжительность срока эксплуатации электрода и сопла. В процессе резки необходимо следить за давлением и не допускать его повышения, в противном случае такой фактор губительно повлияет на сам процесс резки и на некоторые составляющие аппарата. Если же давление наоборот слишком низкое, то это может вызвать недостаточное охлаждение плазмотрона и последующее раздвоение дуги, которая выводит из строя сопло.
Дуга
Толщина разрезаемого металла напрямую зависит от мощности тока в дуге, что также влияет на срок эксплуатации электрода и сопла.
Каждый из аппаратов имеет свой комплект, состоящий из сопла и электрода, имеющих свой номинальный ток. Для резки металла необходима установка тока дуги не превышающая 95% от номинального значения. В том случае, если ток дуги повышается, следует произвести определенные манипуляции для увеличения диаметра сопла.
Факельный зазор
Перпендикулярность кромок разреза полностью зависит от факельного зазора. Кроме того, он влияет на плотность плазменной дуги и ее устойчивость. Размер оптимального зазора колеблется от 1,5 мм до 10 мм. Однако стоит помнить, что сем он больше, тем больше угол наклона кромки разреза.
Для получения качественно реза с отсутствием дефектов на кромках, необходимо поддерживать постоянную величину факельного зазора. При допущении уменьшения факельного зазора, происходит преждевременное сгорание сопла и электрода. Это можно заметить при контакте сопла с рабочим листом. Эту проблему помогают решить современные аппараты со встроенными стабилизаторами высоты, которые автоматически поддерживают оптимальный уровень зазора.
Скорость плазменной резки
От скорости резки напрямую зависит качество разреза. Скорость также влияет на образование шлака на нижней поверхности и на легкость его удаления.
В том случае, когда скорость плазменной резки недостаточно высока, газ расходуется нерационально, при этом на нижней стороне кромки образуется шлак, который достаточно просто удалить.
Высокая скорость отрицательно действует на работы дуги, она начинает осциллировать, из-за чего линия реза становится волнистой. В результате на нижней стороне кромки образуется шлак, который довольно сложно удалять.
Оптимальная скорость резки должна быть такой, чтобы угол отставания резки кромки с нижней стороны не превышал пяти градусов по отношению к верхней.
Оптимальная ширина реза и угол наклона
Существуют определенные стандарты качества вырезанной детали, которая нормируется по нескольким стандартам:
• Линейное отклонение;
• Неперпендикулярность торцевой поверхности;
• Гладкость и шероховатость поверхности;
• Зона термического влияния.
Качество готовой детали напрямую зависит от ширины реза и угла наклона кромок. Форма кромок и размер реза зависит от некоторых параметров:
• Ток и мощность дуги;
• Скорость расхода плазмообразующего газа;
• Скорость плазмотрона.
Ширина реза зависит от размера выходного отверстия сопла и мощности дуги. Если какой-либо из параметров будет увеличен, то и ширина реза станет больше. Для того чтобы оценить ширину реза, необходимо увеличить размер отверстия сопла в 1,5 раза. В том случае, когда необходимо вырезать детали определенного размера и формы, следует сдвигать плазмотрон на половину ширины разреза в листе. При резке металла на станках ЧПУ, эта функция является автоматической и выполняется компенсаторами реза или корректорами, которые точно рассчитывают траекторию движения инструмента.
Разрушение электрода может повлечь за собой широкий рез детали, при этом размер ее становится меньше требуемой. Широкий рез также может вызвать увеличение факельного зазора или повышенный ток дуги. Причиной может стать и неравномерный расход плазмообразующего газа, и низкая скорость резки.
Узкий рез возникает из-за малого факельного зазора, низкого тока дуги, излишнего расхода плазмообразующего газа и большой скорости резки.
