Процесс любой резки требует использования расходных материалов. Плазменная резка – не исключение. Своевременная замена расходников гарантирует сохранение качества производимых материалов, исключает брак, а также играет важную роль для долгосрочной работы оборудования.
Лучше всего приобретать оригинальные расходные материалы для плазменной резки, так как фирмы, выпускающие их, гарантируют высокую производительность рабочего процесса, отличную надёжность и продление срока службы аппаратуры.
Именно оригинальные расходники для плазмы способны обеспечить стабильно высокое качество реза. Такие материалы выпускает компания HYPERTHERM, продукция которой имеет хорошие характеристики при демократичной цене.
Виды расходников для плазменной резки
Электрод (он же катод) — деталь плазматрона, изготавливающая из тугоплавкого металла и имеющая вставки из вольфрама, гафния или же циркония. В зависимости от того, для какого оборудования он требуется, подбираются разные детали.
Важную роль играет сопло, которое формирует плазменную струю нужной формы. Оно может быть контактным элементом, если в аппарате нет высокочастотного розжига. Делается он обычно из меди или стали, а его конструкция также зависит от вида конкретной машины.
Из-за особенностей своей функции сопло считается одним из самых быстро изнашиваемых элементов. Для защиты главных составных плазмотрона от пыли и частиц горячего металла используют керамическое сопло — специальный защитный колпачок из термопластика.
Диффузор или завихритель, как его ещё называют, также является нужным элементом, обеспечивающим увеличение давления и расширение, то есть замедление потока в процессе работы.
Ручной резак — это устройство, осуществляющее образование плазмы в процессе резки. Оно подключается к источнику тока и обеспечивает качественную обработку металла. Основными узлами устройства является электрод и его держатель, сопло, дуговая камера, изолятор (отделяющий узлы электродный и сопловой), а также системы подачи газа и воды. Возможно и наличие узла завихрения.
Упрощает перемещение резака и позволяет выполнять плавный, согласованный рез защитный экран. А для резки без него используется дефлектор. Также приобретаются специальные кожухи для плазменной резки. Они работают в довольно больших диапазонах толщины резки и в зависимости от используемой системы обеспечивают разную скорость работы.
Причины преждевременного износа электрода
Причин существует несколько, рассмотрим кратко каждую. Так же по мере чтения статьи будем предлагать где купить электроды по самым низким ценам в вашем городе или районе.
Воздух имеет примеси
Воздух, поставляемый компрессором, не должен содержать масло и влагу. Фильтр с влагоотделителем необходимо проверять каждый день.
Плазмообразующий газ низкого качества
Выбор плазмообразующего газа зависит от комплекта расходных материалов. Очень важно применять газ строго в соответствии с «Руководством по эксплуатации». Например, при работе с инертными газами (смесь аргона с водородом и азота) нельзя допускать попадания в эту среду кислорода или даже воздуха. Это приведёт к преждевременному сгоранию вольфрамовой вставки.
Недостаточное давление газа
Следует поддерживать давление газа, указанное в «Руководстве по эксплуатации».
Низкое давление и, как следствие, уменьшение потока газа приводит к следующим последствиям:
- выгорает электрод;
- происходит искрение;
- получается рез низкого качества;
- падает мощность источника питания.
Интересное: Выбор и замена сопло для плазменной резки
Повышенное давление резко снижает срок службы электрода ( мощность не меняется).
Не хватает охлаждающей жидкости в плазмотроне
В плазмотронах для охлаждения между анодом и катодом циркулирует охлаждающая жидкость (ОЖ): деионизированная вода или смесь деионизированной воды и чистого этиленгликоля. Большинство моделей оснащены предохранителем низкого давления и расхода этой жидкости. Он предотвращает перегрев плазмотрона в случае неисправности системы охлаждения или низкого расхода ОЖ, поэтому необходимо следить за его исправностью.
Если срок службы электрода стал короче обычного, то проверьте значение расхода охлаждающей жидкости.
Грязные газопроводы
Даже после кратковременного простоя требуется очистка газопроводов. Если аппарат эксплуатируется в условиях повышенной влажности, то предочистки будет не достаточно и следует сразу производить полную очистку. Влага из газопровода может осесть на плохо зачищенном электроде и вывести его из строя.
Не исправен завихритель
У завихрителя могут быть разные неисправности:
- лопнул;
- повреждён контур;
- расплавился.
Даже если он просто забился грязью, то и в этом случае изменяется количество расходуемого воздуха и даже направление его движения. Всё это быстро приведёт к выходу из строя электрода. Требуется срочная замена завихрителя.
Если электроды своевременно менять, то плазмотрон будет долго радовать своего владельца.
Параметры выбора
Нужно правильно выбирать тип расходников, учитывая их возможности, чтобы они служили долго и надёжно. Рациональное использование расходников возможно при учёте их возможностей. Так, например сопло и электрод выдерживают разное количество пробивок в зависимости от следующих трёх факторов:
- тип металла;
- толщина листа;
- величина тока.
Вид металла, особенно цветного (или сплава), играет очень важную роль, так как влияет на тип требуемых расходников. Разрезаться может нержавеющая или углеродистая сталь, а также алюминий. А для резки нержавеющей стали под углом используется ещё одна отдельная категория расходников. Также есть шланг-пакет плазмотрона и целый перечень запасных частей для него, к которым относятся комплекты резака, смазка, соединительные муфты и другое.
Схемы плазмореза на примере аппарата АПР-91
В качестве донора при рассмотрении принципиальной электрической схемы мы будем использовать аппарат плазменной резки АПР-91.
Схема силовой части (нажмите для увеличения)
Схема управления плазмореза (нажмите для увеличения)
Схема осциллятора (нажмите для увеличения)
Как определить износ расходных материалов?
Своевременная замена расходников позволяет предотвратить брак при вырезке деталей, а также является важной мерой профилактики неполадок. Изношенные элементы плазмотрона могут вызвать его поломку и поэтому так важно уметь определять их состояние. Есть несколько моментов, на которые нужно обратить внимание.
1. Цвет плазменной дуги — со временем он становится зеленоватым.
2. Звук — в процессе работы возникает характерный шум.
3. Высота плазмотрона, которая уменьшается при прожиге.
Конечно, кроме появления всех перечисленных признаков, есть и ещё один способ. Это определение качества кромки деталей, вырезаемых плазмотроном. Его снижение — лучший критерий для определения состояния резака. Если вы видите первые сигналы ухудшения качества реза, то стоит обратить внимание на состояние сопла и электрода.
Проще всего отслеживать степень износа расходников при наличии специального журнала. С его помощью можно зафиксировать, сколько в среднем они работают до того, как приходят в негодность. В результате вполне реально определить продолжительность «жизни» того или иного компонента. Благодаря такому журналу можно будет заранее спланировать замену сопел и других расходных материалов. Это очень важно, ведь подобный подход даст возможность не дойти до поломки резака, а качество изготавливаемых деталей всегда будет на высоте.
Сопло стоит менять, если его поверхность деформировалась. Причиной становится расплавленный металл, попадающий из-за небольшой высоты пробивки либо непрорезе металла. Если выходное отверстие стало отличаться по форме или окружности — это тоже сигнал для замены материала.
Чтобы определить изношенность электрода, просто посмотрите на серебристую металлическую вставку на торце медного электрода. Если глубина кратера составляет менее двух мм (или до 2,2 для аргона и азота), то такой электрод вполне работоспособен.
Диффузор требует замены при появлении трещин, забитых отверстий, износа в общем. Завихрители вместе с защитными колпаками относятся к расходникам, которые вообще меняют довольно часто, даже преждевременно. Впрочем, иногда их можно просто почистить наждачкой и снова пустить в ход.
Станок плазменной резки Eckert марки SAPPHIRE BL2 в работе:
Известно, что катодом в плазменной сварке, в частности в конструкции плазмотрона, выступает, непосредственно, сам электрод. Так, именно электрод обеспечивает эту функцию, и именно благодаря нему, выполняется большая часть работы.
Однако знаете ли вы, что электроды-катоды, по своей конструкции и характеристикам, бывают совершенно разными. Таким образом, сейчас мы более детально рассмотрим все существующие виды электродов-катодов для плазмотронов, после чего, вы сможете определиться с тем, какой необходим именно вам.
Итак, в устройствах, работающих на постоянном токе, можно выделить две основные группы плазмотронов:
- это плазмотрон со стержневым катодом;
- и плазмотроны с распределенными катодами.
Для того чтобы вы понимали, плазмотроны со стержневым катодом имеют катодное пятно, которое фиксируется на самом торце электрода. А вот в плазмотронах с распределенным катодом, это пятно интенсивно перемещается благодаря воздействию газовихревого или же магнитного вращения, по самой поверхности электрода.
Для работы с металлами, как правило, используются стержневые катоды, которые в свою очередь, также подразделяют на несколько категорий, это:
- расходуемые катоды;
- газозащищенные катоды;
- пленкозащищенные катоды.
К расходуемым, как правило, относят графитовые электроды, которые используются очень часто, совместно с водяной системой стабилизации. Дело в том, что графитовый стержень имеет очень высокую температуру плавления, и при рабочей температуре, он не плавится, а лишь возгоняется, из-за чего только увеличивается его расход.
К газозащищенным электродам стоит отнести вольфрамовый стержень. Пожалуй, именно этот тип является наиболее распространенным. Применяется он при работе как с инертной сваркой, так и с восстановительной, выдерживая нагрузки в области 15-20 А/мм2, при этом, вольфрамовый стержень практически не расходуется. К тому же, он намного прочнее, чем графитовый катод, и обладает лучшей электропроводностью.
Позже остальных, появился пленкозащитный катод, который обладает очень высокой защищенностью и стойкостью в газах, которые содержат кислород (это могут быть углекислый газ, воздух, технический азот и так далее). Такой стержень, на самом деле, изготавливается из циркония, и запрессован в специальной медной обойме. Цирконий, в свою очередь, имеет высокую термостойкость, однако сравнительно низкую температуру плавления – всего 2125° К, что, в свою очередь, и помогает образовать стойкую и тугоплавкую пленку из окислов, которая защищает его (цирконий) от испарения. На сегодняшний день, в плазмотронах, где используется циркониевый катод, применяются рабочие токи до 400 А. Во время работы и зажигании дуги, циркониевая вставка углубляется в медную обойму, после чего, посредством одного из способов стабилизации (магнитной или газовой) образуется рабочая дуга направленного действия. Данный способ является технически и конструктивно сложным, а также часто возникают трудности с направлением катодного пятна и низкая стабильность горения дуги.
Таким образом, наиболее распространенным, простым в эксплуатации, не слишком затратным, как правило, является плазмотрон с вольфрамовым стержнем, поскольку именно в нем собраны наибольшее количество положительных качеств, и в нем наименьшее количество недостатков.
Стоимость
Из-за строгих требований к углу отклонений при плазменной резке приходится увеличивать ширину пропила и относительно часто менять изношенные детали. Впрочем, это больше всего относится к случаю, когда используется охлаждение газом. Частой регулярной замены требуют лишь сопла и электроды. Если патрубки меняются после осуществления пятиста-шестиста резов, то электроды — почти в два раза реже.
На месяц работы требуется небольшой объём обоих видов расходников, который мог бы уместиться в небольшой сумочке. Так как оригинальные расходные материалы для плазмы обеспечивают лучшее качество при доступной цене, плазменная резка оказывается весьма экономичной.
