Плазменная сварка — принцип работы и ТОП-3 аппарата

Плазменная сварка — принцип работы и ТОП-3 аппарата

Для соединения деталей из вольфрама (W), молибдена (Mo), различных структур нержавеющих сталей и никелевых сплавов (авиа и приборостроение) применяется сварка плазморезом, где поток плазмы является источником энергии. Температура плазменной дуги порой достигает 30000°C, тогда как привычная всем электрическая дуга имеет только 5000-7-000°C – разница довольно-таки существенная. Практика показала, что данный способ оказался гораздо эффективнее по многим параметрам, по сравнению с классической газовой и электрической сваркой.

Технология сварки и резки металлов плазмой

Принцип плазменно-дуговой технологии сварки заключается в мощном прогреве обрабатываемых металлов плазмой, которая в данном случае является ионизированным газом, полученным при работе электрической дуги под повышенным давлением. Горелка, которую используют в таких агрегатах, называется плазмотроном – с ее помощью можно варить и резать любые металлы, отображенные в периодической таблице Менделеева. Также плазмотроном можно варить и резать неметаллы, если этому не препятствуют физические или химические свойства материала, как то, отсутствие адгезии, различные особенности вступления в реакцию и т.п.

Основные особенности плазменной сварки

Рассмотрим существенные особенности, которыми обладает плазменно-дуговая сварка. В рабочую зону из плазмотрона выбрасывается струя плазмы, но иногда при необходимости также используется дополнительный инертный газ для создания защитного облака, которое создает оптимальные рабочие условия для химически нейтральной среды. В результате получается, что вся термическая энергия через плазменную струю передается на сварочную ванну, но при этом лишь частично (в малом количестве) попадает на близлежащие области. Для корпуса плазменной горелки используется сталь, а для анода – медь. При этом у медного электрода имеется специальная полость, по которой поступает вода для охлаждения, а между ним и катодом с давлением от 2-х до 5-ти атмосфер поступает рабочий газ для подпитки дуги.

Видео описание

Горынычъ — аппарат плазменной сварки и резки

Итак, газ в плазмотроне нагревается от плазменной дуги, что приводит к его ионизации. Объем горячего газа за счет свойства теплового расширения увеличивается от 50-ти до 100-а раз, что способствует скоростному выбросу из сопла. Получается, что кинетическая и тепловая энергия являются главной причинно появления мощного энергетического потока у плазменной сварки. Следует еще отметить, что в плазмотроне обычно применяются горелки постоянного тока.

Существует несколько разновидностей таких агрегатов:

• дуга находится между плавящимся электродом и сварочной ванной;
• дуга находится между НЕ плавящимся электродом и сварочной ванной, а плазма выбрасывается струей газа.

Примечание: для образования плазмы используются такие газы, как аргон (Ar), азот (N2), кислород (O2) или обычный воздух.

Также все сварки такого типа различаются по величине силы тока:

• малые (микроплазменные) – 0,1-50 А;
• средние – 50-150 А;
• большие от 150 А и выше.

Если микроплазменный вариант позволяет избежать прожогов в свариваемых деталях, то агрегаты, работающие на больших токах, проплавляет металл толщиной до 8 мм за один проход без кромочной разделки, что позволяет без особых затруднений резать заготовки. Вполне естественно, что на средних токах вы сможете как варить, так и резать металл.

Выбор плазменного сварочного аппарата

По большому счету плазменный сварочный аппарат состоит из двух основных модулей – это источник электропитания с интегрированным инвертором и сварочная горелка, а все остальное можно назвать дополнениями. При помощи такого агрегата можно варить, резать или даже паять самые разные металлы, невзирая на их повышенную толщину, так как плазменный поток разогревает материал гораздо лучше, нежели обычная газовая или электрическая сварка.

История развития плазменной сварки

Плазменную сварку можно отнести к разряду новых технологий, хотя ее стали применять еще в прошлом столетии, но давайте сделаем короткий экскурс в историю. В конце 50-х годов XX века инженеры-конструкторы американской компании Union Carbide Corp сделали первый аппарат плазменной резки, хотя при этом питались идеями физика из Соединенных Штатов И. Ленгмура. Несмотря на то, что данный метод начали применять 70 лет назад, его можно назвать всего лишь прообразом современной технологии. Все методы защиты сварочной ванны с применением инертных газов, а также разработку портативных аппаратов придумали в период с 1963 по 2006 годы.

Безусловно, плазменная резка, которая увидела свет в 1963 году, значительно увеличила скорость производства, но при этом была одна существенная проблема – на металлическую поверхность сильно воздействовало окисление. В 1965 году начали впрыскивать воду, и это снизило процент окалины, но инженеры-конструкторы на этом не собирались останавливаться. В результате исследований в 1987 году появляется резак с контактным пуском, а в 1990 с плазмой начали работать под водой на глубине до 5 (пяти!) метров. В 1999 мир услышал о создании коаксиальной технологии (газ поступает по общей оси), а в 2006 году начали использовать портативные полуавтоматы.

Популярность и назначение плазменной сварки

На сегодняшний день плазменные агрегаты претендуют на завоевание основной ниши на рынке сварочных аппаратов, причем популярность таких моделей стала расти и не только в промышленном секторе, но и среди бытовых потребителей. Если быть более точным, то можно обратиться к цифрам: сейчас 65% работ, которые раньше выполнялись при помощи электросварки, отошли в сферу деятельности плазмы, то есть, уже больше половины и это явный и стремительный прогресс.

При помощи плазменного оборудования монтируют трубопроводы разного назначения, ее используют в машино- и самолетостроении, строительстве, ремонте различных механизмов, но это лишь часть всей сферы применения. Кроме того, способность плазмотрона обрабатывать неметаллы может заменять гидроизоляцию, например, оплавление стыков железобетонных блоков, плит и перекрытий.

Такой метод имеет ряд неоспоримых преимуществ:

• высокая температура плазмы при резке и сваривании материалов:
• повышенный уровень КПД;
• низкий расход инертных газов;
• малая площадь прогрева, что практически исключает деформацию и существенно понижает усадку шва;
• применение технологии не только для металлов, но также для неметаллов;
• отпадает потребность в периодическом приобретении баллонов с газом или их заправке;
• агрегат легко перемещать с место на место;
• повышенный диапазон по толщине металлических заготовок для обработки;
• улучшенная система безопасности;
• доступная стоимость.

Наиболее популярные в России аппараты плазменной сварки

МППК (многофункциональный портативный плазменный комплекс) Горыныч рассчитан на выработку плазм из жидкости – воды или водно-спиртовой смеси, где пар выполняет защитную функцию. Такие агрегаты производят с силой тока 8,10 и 12 A и при этом они универсальны, то есть, Горыныч может, как резать, так и варить разные детали, но это не все. Задав необходимую мощность, аппарат можно использовать в качестве паяльной лампы, кузнечного горна и даже огнетушителя, если в качестве жидкости используется вода. МППК достаточно легок – масса плазмотрона с кабелем и шлангом не превышает 5,4 кг, а для его питания нужна обычная розетка ≈220±22 V и 50 A. Агрегат создает дугу прямой полярности с КПД не менее 80%.

Если говорить о деньгах, Мультиплаз-15000 является самым выгодным плазменным сварочным аппаратом среди своих аналогов. Кроме того, такой агрегат можно назвать самым легким среди подобных, так, масса источника питания составляет 33 кг а вес плазмотрона вместе с кабелем и шлангом на 9 метров – 5 кг. Потребляемая мощность составляет 15 kW при входном напряжении 380±38 V, с частотой сети 50 A. Сварка функционирует в диапазоне тока от 20 до 100 A, расходует 480 л/мин сжатого воздуха и ее КПД составляет 85% — это позволяет разрезать лист стали толщиной до 50 мм. Безусловно, Мультиплаз-15000 больше подходит для промышленных предприятий и автомастерских, но его также покупают для бытового применения.

В Российской Федерации достаточно популярной является модель плазменной сварки Плазариум SP3, представляющая собой компактный и надежный в работе электроприбор. Агрегат работает от сети ≈220±22 V с частотой 50 A и потребляет 2,64 kW, имеет ступенчатую программируемую регулировку от 1 до 12 A. Плазариум SP3 предназначен в основном для резки и сварки металлических деталей малой толщины и пользуется достаточной популярностью. Примечательно, что масса горелки нетто составляет всего 600 г, а длина кабеля 2 м, и это очень удобно для тех же автомастерских или любых станций техобслуживания. Еще можно отметить, что данное устройство соответствует всем нынешним требованиям правил техники безопасности, включая пожарную защиту.

Видео описание

Ремонт автомобиля (плазменная сварка).

Заключение

В заключение можно отметить, что аппараты плазменной сварки отличаются друг от друга по мощности и силе тока, поэтому, при выборе прибора на эти характеристики следует обращать первостепенное внимание. Далеко не последнее значение имеют масса и габариты прибора, но опять-таки все зависит от вида выполняемых работ – они могут быть стационарными, где блок питания не нужно переносить или мобильными, когда сварка постоянно нужна в разных местах.

Плазменный «стелс» — наш ответ американским «невидимкам»

Внизу мелькали костистые гребни цепей великого хребта Гиндукуш, «убийцы индуса». Шеренги скалистых безлесных гор строго параллельно главному хребту. Арцыбашев вгляделся в горизонт. Там, впереди, должна вздыматься главная гряда сияющих вершин, и бортовой радар, светясь зеленым, показывал эту великую стену.

«Ганнибал у ворот!» Это означало, что группа уже на месте, и объект находится в поле зрения. Арцыбашев двинул рычажок на пульте, и только чутье подсказало ему, что заработал стокилограммовый плазмогенератор в носу машины. Через несколько секунд МиГ окутала голубоватая дымка.

В этот момент его отметка исчезла с экранов радиолокаторов Кабульского аэроузла и даже с индикаторов мощного А-50. Четыре самолета разом растаяли в пространстве, словно исчезнув в очередном «Бермудском треугольнике».

Трудно сказать, кто является автором идеи о плазменных стелсах-генераторах, но Максим Калашников (чей отрывок стал эпиграфом к статье) был далеко не первый. Идея быстро проникла в массы и накрепко завладела умами.

Чтобы понять, как работает “плазменный стелс”, необходимо перенестись на сто лет в прошлое.

1919 год. Дж. Хеттингер получает патент на плазменную антенну. Устройство для излучения и приема радиоволн, в котором вместо металлических проводников используется ионизированный газ. Изобретение Хеттингера нашло применение не сразу. Лишь в наши дни, с появлением плазменных твердотельных антенн, появилась возможность создания высокоскоростных сетей обмена данными (WiGig).

Военных, наоборот, заинтересовала возможность формирования плазменных антенн в открытом пространстве. Основной задачей ставится повышение скрытности боевой техники. Такая система обладает лучшей помехозащищенностью и способна к безынерционному изменению её параметров.

Что мы имеем в итоге?

Как и любой металл, содержащий свободные электроны, ионизированный газ (плазма) обладает великолепной электропроводностью.

Теперь обратимся к основам радиолокации. Здесь все определяет принцип изменения направления движения радиоволн при прохождении сквозь неоднородную среду. И чем выше электропроводность отражающей среды, тем сильнее отражение радиоволн от границы раздела двух сред.

Подтверждением высокой отражающей способности плазмы служит отражение радиоволн от ионосферы Земли.

Кого-то может смутить упоминание о снижении заметности военной техники. Но заметность снижается не за счет каких-то эффектов при работе плазменной антенны, а в момент её отключения. В отличие от металлических конструкций, плазменная антенна существует лишь во время работы генератора. А потом она бесследно исчезает.

Также существует эффект временного пропадания радиосвязи во время спуска космических аппаратов с орбиты. Но ведь связь пропадает не из-за невидимости КА. Это банальные помехи, создаваемые в антенных устройствах самого спускаемого аппарата, вызванные сильными электромагнитными полями. С Земли спускаемую капсулу видно, а вот связаться с сидящими внутри космонавтами невозможно. При необходимости, данную проблему можно решить оригинальным способом. Инженеры предлагают использовать в качестве антенны… само облако плазмы, окутавшее спускаемый аппарат.

Урок физики. 9-й класс. Тема: “Плазма”

Четвертое агрегатное состояние вещества — частично или полностью ионизированный газ. Согласно современным расчетам, плазма является фазовым состоянием 99,9% барионного вещества во Вселенной.

Различают низкотемпературную (меньше миллиона К) и высокотемпературную (свыше миллиона К) плазму.

1 000 000 К = 999 727 °С.

Представить такое сложно.

Предположим, создатели “стелс-генератора” выбрали низкотемпературную плазму, подобную той, что используется в плазменных резаках (температура факела

от 5000 до 30 000 °C).

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ
Первый (и последний) полет сверхсекретного “стелс-самолета” с установленным на его борту плазмагенератором

Светимость и ИК-сигнатура “плазменного облака” будут подобны метеориту, а сам “стелс” заметен на расстоянии в тысячи километров.

Наконец, простой и известный факт. Врывающиеся в атмосферу Земли на скорости 11. 72 км/с метеориты (как и боеголовки МБР) хорошо обнаруживаются с помощью РЛС, несмотря на окутавшее их облако плазмы.

Не меньший интерес вызывают способы создания и удержания “плазменного экрана” вокруг летательного аппарата. Чем создавать плазму? Как подавать на обшивку? Как, при этом, защитить обшивку ЛА от нагрева?

Проблемы эти столь велики, что здесь не отделаться “100-кг генератором под носовым обтекателем” (привет М. Калашникову).

Наконец, никто из сторонников плазменных “стелс-экранов” не задумывается над тем, откуда черпать энергию для облака плазмы размером с самолет!

Современным боевым самолетам с трудом хватает электроэнергии для обеспечения работы БРЭО, систем радиоэлектронной борьбы и ЭДСУ.

Система электроснабжения истребителей Су-27 состоит из двух систем постоянного и переменного тока. В качестве источников питания используются два интегральных привода-генератора ГП-21 (2 х 30 кВт) и два бесколлекторных генератора постоянного тока (2 х 12 кВт).

В качестве примера типовой нагрузки — мощный радар Н035 “Ирбис” (Су-35). Средняя мощность излучения — 5 кВт, макс. пиковая мощность — 20 кВт.

Для сравнения: простейшая плазменная мусоросжигательная установка (плазменный факел в ограниченном объеме плавильной камеры, t = 1500. 2000°С, производительность 250 кг/ч) имеет установленную мощность плазмотрона 150 кВт!

В итоге для создания плазменного экрана размером с самолет придется поднимать в небо целую АЭС.

Потом еще возникнет вопрос о сохранности аппаратуры ЛА и об угрозе жизни пилота вследствие воздействия электромагнитных полей высокой напряженности. Впрочем, тепловой нагрев гораздо быстрее поставит точку в данном вопросе.

Вывод

Прежде чем бросаться сверлить тысячи отверстий в обшивке и ставить на крыло ядерный реактор, необходимо ответить на вопрос: ДЛЯ ЧЕГО?

Все попытки найти хоть какие-то сведения о разработке и создании “плазменных стелсов”, как правило, приводят к одному и тому же вымышленному интервью со специалистами Исследовательского центра им. Келдыша.

«Мы приняли решение делать «невидимки» по технологиям, основанным на принципиально иных физических принципах», — рассказал директор Исследовательского центра им. Келдыша Анатолий Коротеев. По его словам, если создать вблизи летательного аппарата экран из плазмы, то самолет становится невидимым для радаров.

Простой пример: если бросить в стену теннисный мячик, он отскочит и вернётся обратно. Так же и сигнал РЛС отражается от самолёта и возвращается на приёмную антенну. Самолет обнаружен. Если у стенки угловатые грани и наклонены они в разные стороны, то мячик отскочит куда угодно, но назад не вернется. Сигнал потерян. На этом принципе основаны американские «стелс». Если же обложить стенку мягкими матами и кинуть в них мяч, то он просто шлепнется об нее, потеряет энергию и упадет рядом со стенкой. Так же и плазменное образование поглощает энергию радиоволн.”

— Легенда из Интернета, 2010 год.

Уважаемый ученый, д.т.н. Анатолий Сазонович Коротеев, вряд ли бы стал рассказывать подобное о свойствах плазмы. Очевидно, что “утку” про стелс-генератор придумал какой-то безграмотный журналист. Плазменное образование в силу своей природы не способно поглощать радиоволны, так, как это описано в цитируемом “интервью”.

В силу своей высочайшей электропроводности плазма не может способствовать снижению радиолокационной заметности. При включении такое “облако” засияет ярчайшей отметкой на экранах всех радаров, а его заметность станет еще выше, чем у цельнометаллического самолета. Во всех без исключения спектрах!

Утверждать обратное — все равно, что заявлять о том, что Земля плоская.

И вызывает немалую тревогу, что обитатели самой читающей в мире страны с поголовным 10-классным образованием с такой легкостью верят в разную чепуху.

Ну, а пока — угловатость форм, параллельность граней, использование радиопоглощающих красок и композитов. “Сухой” Т-50 с технологией “стелс”. Будущее отечественной авиации без плазма-генераторов.

Новости

История открытия плазмы и дальнейшее развитие технологии плазменной резки металлов на примере компании Hypertherm

История открытия плазмы и развитие плазменной технологии.

В 1929 году физики из США Ирвинг Ленгмур и Леви Тонко назвали плазмой ионизированный газ в газоразрядной трубке. При изучении электрического разряда в трубке с разреженным воздухом и была открыта материя, ставшая четвёртым состоянием вещества.

Любое вещество в зависимости от температуры может находиться в нескольких состояниях: твёрдом, жидком, газообразном. При дальнейшем увеличении температуры атомы и молекулы теряют электроны, в итоге газ превращается в плазму. При температуре более 1 000 000 градусов Цельсия плазма практически полностью ионизирована – в её составе есть только электроны и положительные ионы. Из плазмы состоит около 99% массы Вселенной. Звёзды, туманности – это ионизированная плазма.

Массовое применение плазма нашла в светотехнике: газоразрядные лампы, неоновая реклама, лампы дневного света – во всех этих устройствах используется плазма. Искра между проводами, дуга электросварки – это тоже то самое четвёртое состояние вещества. Газовые лазеры (использующие гелий и неон, криптон, диоксид углерода) на самом деле используют плазму, т.к. газовые смеси ионизируются электрическим разрядом.

С 1950-х годов плазму стали использовать для резки металла, и на сегодняшний день эта технология по популярности превосходит все остальные методы резки. При этом способе газ под воздействием электрической дуги превращается в плазму и сжимается, проходя через охлаждённую форсунку. Плазменная резка используется для работы только с электропроводящими материалами, так как при резке дуга «переносится» на обрабатываемый материал.

Путь технологии плазменной резки металлов на примере компании Hypertherm.

1941 – Специалисты военно-промышленного комплекса США открыли новый процесс сварки в рамках исследования более совершенных способов соединения металлов между собой. Этот процесс, также называемый TIG или GTAW, включает подачу инертного газа через электрическую дугу.

1954 – Ученые выяснили, что увеличение потока газа и уменьшение отверстия в газовом сопле, аналогичном используемому при сварке TIG, приводит к образованию плазменной струи. Этой струей можно резать металлы, однако метод не нашел широкого применения из-за явления, называемого двойной дугой. При резке это явление приводит к повреждению электрода и сопла.

1962 – В качестве попытки устранить явление двойной дуги предложена технология двойного потока. Этой технологией предусматривается подача второго защитного газа вокруг плазменного сопла. Хотя удалось сократить проявления этого явления, проблема двойной дуги по-прежнему актуальна.

1963 – Предложена воздушная плазменная резка. Содержащийся в воздухе кислород повышает скорость резки примерно на 25% по сравнению с обычной «сухой» плазменной резкой, однако также приводит к сильному окислению поверхности и быстрой эрозии электрода внутри сопла для резки.

1965 – В новом процессе, получившем название плазменной резки с водной защитой, вместо второго газа стала применяться вода. Эта технология позволила продлить срок службы сопла, однако не улучшила характеристики, связанные со скоростью и качеством резки, а также образованием окалины.

1968 – Президент Hypertherm Дик Кауч (Dick Couch) сделал изобретение, которое, возможно, стало самым большим прорывом в данной области с момента открытия плазменной резки в 1950-х годах. Г-н Кауч изобрел процесс резки с впрыском воды, при котором вода радиально подается в сопло. В результате удалось получить более быструю и качественную резку с меньшим количеством окалины. Кроме того, практически удалось устранить проблему двойной дуги.

1972 – Компания Hypertherm сделала плазменную резку более безопасной, разработав водяной глушитель и водяной стол для снижения шума, выделения дыма и светового излучения, которые обычно наблюдаются в процессе резки.

1977 – Hypertherm разработала технологию подводной резки, при которой плазменная резка выполняется под слоем воды толщиной 50 – 80 мм.

1983 – Компания Hypertherm предлагает новую технологию, в которой в качестве режущего газа используется кислород, а на наконечник сопла подается вода. Этот процесс получил название «Плазменная резка с подачей кислорода». Он помогает решить проблему быстрого ухудшения состояния электродов и окисления металлов, с которой столкнулись еще 20 лет назад.

1986 – Компания Hypertherm сконструировала и запатентовала подводный глушитель, который повышает качество резки и скорость во время подводной резки.

1987 – Компания Hypertherm представляет резак с контактным пуском, который позволил избежать высокочастотного зажигания дуги.

1989 – Разработанный компанией Hypertherm защитный экран для сопла с подачей воздуха защищает сопло в процессе прожига металла.

1990 – Еще одним новшеством в области плазменной резки, предложенным компанией Hypertherm, стала плазменная система, способная резать металл толщиной до 115 мм под 4-5 метровым слоем воды. Это достижение позволило предприятиям атомной энергетики обслуживать технологические конструкции.

1992 – Компания Hypertherm представляет революционную технологию HyDefinition, позволяющую повысить качество резки на высокой скорости. В то же время компания также выпустила вентилируемое, состоящее из двух частей сопло, стабилизирующее плазменную дугу точно по центру электрода. Такая согласованность существенно продлила срок службы электрода и сопла.

1999 – Компания Hypertherm разрабатывает коаксиальную струйную технологию. Новая технология предусматривает направление потока газа в плазменную дугу по общей оси. Таким образом появляется возможность резки более толстого металла с большей скоростью.

2001 – Президент Hypertherm Дик Кауч избран членом Национальной академии наук США.

2002 – Компания Hypertherm представляет новые запатентованные электроды SilverPlus. У этих электродов серебряный наконечник, рассеивающий больше тепла в процессе резки. Благодаря этому электроды работают почти в три раза дольше, чем стандартные.

2003 – Компания Hypertherm представляет новую плазменную систему HyPerformance, обеспечивающую резку практически без образования окалины, как и оборудование для раскроя металла серии HyDefinition, однако с еще большей скоростью и почти в два раза большим сроком службы расходных материалов.

2006 – Hypertherm представляет Powermax30 — чрезвычайно портативную установку плазменной резки металла, масса которой составляет всего лишь 9 кг. Несмотря на свои размеры Powermax30 функционирует по высоким стандартам Hypertherm, обладая способностью резать металл толщиной до 12 мм. Новая установка Powermax также оснащена модернизированным резаком с конической передней частью, которая облегчает для оператора наблюдение за процессом и перемещение резака в труднодоступных местах.

О специальных программах плазмы ЧПУ для создания чертежей

Работа облегчается с программами для плазмы, создание чертежей проходит быстрее. Главное — правильно задать параметры и разобраться, как работает технология.

• О специальных программах и работе с чертежами
• Программа обработки
• Особенности работы с оборудованием
• Первый этап
• Второй этап
• Третий этап
• Четвертый этап
• Пятый этап
• Заключение. Некоторые особенности плазменной резки

Работа серьёзно облегчается, когда используются программы для плазмы ЧПУ, создание чертежей в этом случае проходит быстрее. Главное – правильно задать параметры и разбираться в том, как работает технология.

О специальных программах и работе с чертежами

Благодаря современным лазерным станкам, а так же программам для плазмы ЧПУ и созданию чертежей можно без проблем обрабатывать заготовки из любых материалов, обеспечивая высокую интенсивность процесса вместе с качеством. Но современные технологии отнюдь не способствовали тому, что человек полностью исключается из технологической цепочки.

Операторы освобождаются лишь от участия в самом процессе изготовления заготовок.

Чтобы получить требуемый результат для ЧПУ, требуется соблюдать главные условия, состоящие в должном уровне подготовки производства, разработке программ управления станками.

Суть любого обеспечения, используемого при управлении – создание набора кодов, которые проходят преобразование внутри микроконтроллера ЧПУ, а затем становятся импульсами при поступлении к механизмам исполнения. Функция последних передаётся шаговым электродвигателям, либо серводвигателям. Но последний вариант применяют лишь у некоторых моделей станков. Важно правильно выбрать и программу для создания чертежа.

Электродвигатели применяются по ходу преобразования импульсов, после чего последние становятся механическими движениями для инструментальной части. В этом же процессе участвуют несущий шпиндель с фрезой. Внутрь программы закладывается своеобразный маршрут, который в дальнейшем реализуется станком. От этого зависит то, как фреза двигается относительно будущей заготовки.

Благодаря современным технологиям становится просто обеспечить требуемую скорость, силу резки. Пламенная обработка так же облегчает процесс.

Внутри управляющей программы создают отдельный файл, который должен пройти обработку в дальнейшем. Что предполагает выбор современного ПО. Но надо создать предварительно эскиз будущего изделия, ведь маршрут не может появиться на пустом месте.

Программа обработки

Изделия создаются на основе эскизов, роль которых передается трехмерным моделям математического типа. Участие плазмореза организуется на более поздних стадиях. Такое название получила точная копия конструкции, которая воссоздается в виртуальном пространстве.

В каком-то смысле, трехмерные модели похожи на сборочные чертежи. Эти модели создаются с опорой на «плоские» двухмерные модели. Например, в качестве которых и выступают чертежи детали. Именно их построение становится главной функцией для специальных CAD-программ. Пакет функций AutoCad – типичный представитель подобных решений, предполагающий обработку при помощи плазменной резки.

Такие решения можно описать как системы автоматического проектирования. В промышленности и конструкторских бюро данный инструмент уже давно стал незаменимым помощником. Облегчается, упрощается весь цикл, составляющий процесс разработки документов для конструкторов благодаря пакетам подобных программных решений. Это касается и создания эскизов для деталей с помощью плазменной резки, технологии моделирования в трёхмерной плоскости, разработки деталей для сборки.

Так называемые САПР-пакеты – базис, по которому создают управляющие программы, отправляют результаты на сами станки, что позволяет приступить к производству. Далее при обработке принимает участие плазма.

Особенности работы с оборудованием

Можно следующим образом описать типичную стратегию, по которой применяются фрезерные ЧПУ станки, когда создаются изделия:

1. Этап, посвященный созданию эскиза или чертежа.
2. Предыдущая работа становится основой для разработки моделей в трёхмерном варианте.
3. Задание маршрута при использовании программного обеспечения. Трехмерная модель теперь становится основой, по которой создается этот самый маршрут.
4. Затем переходят к экспорту управляющей программы, с использованием специального формата. Главное, чтобы формат был понятен самой модели лазерного станка.
5. Загрузка программы управления внутрь памяти устройства. После чего запускается программа обработки.

Первый этап

На первом этапе не обойтись без тщательного изучения документации конструкторского содержания. Предполагается применение чертежей по мелким компонентам и сборочным единицам, большого количества материалов при разработке подробных чертежей. На чертежах специалисты укажут виды, разрезы, сечения, проставят необходимые размеры. Использование плазменной резки упрощает получение требуемого результата.

Несколько лет назад производственные условия предполагали создание технологических карт для построения будущих изделий. Они предназначались для того, чтобы эффективно организовать работу специалистов с ручными фрезерными станками. Но, когда появилось автоматическое оборудование, создавать такие карты больше не нужно.

Подробные чертежи в большинстве случаев с самого начала поддерживают электронный формат, создаются с его активным применением. Двухмерные эскизы, помимо всего прочего, легко сделать, осуществив оцифровку бумажного чертежа. Созданная в программе, такая картинка ускорит процесс обработки.

Второй этап

Во время второго этапа создаются детали в трехмерной плоскости. Эта задача так же осуществляется с использованием CAD-среды. Благодаря чему можно доступна визуализация каркаса у деталей, узлов для сборки, целого изделия. Дополнительная возможность – проведение расчётов на основе жёсткости с прочностью.

Трехмерная модель, ставшая базисом – это математическая копия изделия, каким оно должно быть в готовом виде. Для воплощения проекта в жизни остается лишь выпустить деталь, обладающую требуемыми характеристиками. Использование плазменной резки позволяет быстрее добиваться результатов.

Третий этап

Именно для получения необходимого результата применяется третий этап. Он предполагает разработку маршрута для будущей обработки с применением плазменного оборудования. Такая работа относится к технологической части процесса. Она влияет на несколько параметров в итоге:

• Качество, с которым выпускаются изделия.
• Уровень себестоимости.
• Скорость обработки.

Если говорить о фрезерных станках с ЧПУ, на которых осуществляется резка, то в данном случае трехмерный эскиз преобразовывается. Значит, выполняются следующие действия:

1. Область обработки ограничивается.
2. Определение переходов, чистовых и черновых.
3. Подбор фрезы с определёнными габаритами.
4. Программирование режимов, в которых проводится резка.

Есть специальное программное обеспечение – посткомпрессоры. Они позволяют провести экспорт описанных выше данных в удобном формате, который без проблем принимается в контроллере для станка ЧПУ, представляющего ту или иную конкретную модель.

Четвертый этап

Четвёртый этап завершается оформлением рабочего файла управления, позволяющего создать требуемую деталь. После этого все делают сами плазморезы.

Пятый этап

Завершается работа на пятом этапе. Он предполагает, что файл программы загружается в память станка ЧПУ. Выполняется сама обработка. Первый образец выпущенной детали надо обязательно проверить. Если выявлены ошибки, то проводятся корректировки и в электронной документации.

Заключение. Некоторые особенности плазменной резки

Плазменная резка относится к одному из самых эффективных способов для обработки металла. Но такой мощностью сложно управлять, с этим справятся только мастера достаточно высокой квалификации. Только их можно допускать к управлению плазморезом.

На некоторых деталях могут появиться незначительные дефекты, в этом нет совершенно ничего страшного. Надо только учитывать особенность каждого из оснований, используемых в производстве. Минимальный размер отверстия при использовании данной технологии так же имеет свои особенности. Например, если диаметр металла – 20 миллиметров, то максимальная величина для самого отверстия – 15 миллиметров. Это надо учитывать, работая с программой для плазмы ЧПУ, создание чертежа только в этом случае будет точным.

В зависимости от толщины листа надо использовать ток с различными характеристиками. Например, листовой прокат на 40 миллиметров и больше разрезается силой тока 260 Ампер. Но 30 Ампер будет достаточно, если толщина всего 2 миллиметра. Сила тока влияет на то, какой получается толщина листа. Надо учитывать и то, какая форма у детали сохраняется на каждом участке. От этого результат тоже зависит.

Современное оборудование отличается высоким уровнем точности. Но небольшие отклонения вполне допустимы, если они не превышают существующих стандартов.