Per elaborazione efficiente Per numerosi metalli viene spesso utilizzato il taglio al plasma, il cui principio di funzionamento è l'uso di un arco plasma.

1 Tecnologia di taglio al plasma dei metalli

Il processo di taglio con arco plasma che ci interessa nella pratica mondiale è "nascosto" sotto l'abbreviazione PAC. Il plasma è un gas ionizzato ad alta temperatura che può condurre corrente elettrica. Un arco al plasma si forma in un'unità chiamata plasmatron da un'unità elettrica convenzionale.

Quest'ultimo viene compresso e quindi viene introdotto un gas che ha la capacità di formare plasma. Di seguito parleremo dell'importanza di tali gas che formano il plasma per il processo di taglio al plasma.

Tecnologicamente esistono due metodi di taglio:

2 Taglio al plasma: il principio di funzionamento della torcia al plasma

Una torcia al plasma è un dispositivo di taglio al plasma, nel cui corpo è posizionata una piccola camera ad arco cilindrico. All'uscita da esso c'è un canale che crea un arco compresso. Sul retro di tale camera è presente un cordone di saldatura.

Si accende un arco preliminare tra la punta del dispositivo e l'elettrodo. Questa fase è necessaria poiché è quasi impossibile realizzare un arco tra il materiale da tagliare e l'elettrodo. Questo arco preliminare esce dall'ugello della torcia al plasma, entra in contatto con la torcia e in questo momento il flusso di lavoro è diretto. creato.

Successivamente, il canale di formazione viene completamente riempito con una colonna ad arco plasma, il gas che forma il plasma entra nella camera del plasmatron, dove viene riscaldato, quindi ionizzato e aumentato di volume. Lo schema descritto provoca un'elevata temperatura dell'arco (fino a 30 mila gradi Celsius) e la stessa potente velocità del flusso di gas dall'ugello (fino a 3 chilometri al secondo).

3 Gas che formano plasma e loro effetto sulle capacità di taglio

Il mezzo di formazione del plasma è forse il parametro chiave del processo, che ne determina il potenziale tecnologico. La composizione di questo ambiente determina la possibilità di:

• impostazioni dell'indicatore flusso di calore nella zona di lavorazione del metallo e nella densità di corrente al suo interno (a causa di una modifica nel rapporto tra la sezione trasversale dell'ugello e la corrente);
• variare il volume dell'energia termica in un ampio intervallo;
• regolazione della tensione superficiale, della composizione chimica e della viscosità del materiale da tagliare;
• controllo della profondità dello strato saturo di gas, nonché della natura dei processi chimici e fisici nella zona di trattamento;
• protezione contro la comparsa di segni subacquei sul metallo e (sui bordi inferiori);
• formazione condizioni ottimali per rimuovere il metallo fuso dalla cavità di taglio.

Inoltre, molti parametri tecnici dell'attrezzatura utilizzata per il taglio plasma dipendono anche dalla composizione del mezzo che descriviamo, in particolare i seguenti:

• progettazione del meccanismo di raffreddamento per gli ugelli del dispositivo;
• opzione per il montaggio del catodo nel plasmatron, il suo materiale e il livello di intensità della fornitura di refrigerante ad esso;
• circuito di controllo dell'unità (il suo ciclogramma è determinato proprio dalla portata e dalla composizione del gas utilizzato per formare il plasma);
• caratteristiche dinamiche e statiche (esterne) della fonte di alimentazione, nonché un indicatore della sua potenza.

Non è sufficiente sapere come funziona il taglio plasma; inoltre, è necessario selezionare la giusta combinazione di gas per creare un ambiente di formazione plasma, tenendo conto del prezzo dei materiali utilizzati e del costo diretto dell'operazione di taglio.

In genere, la lavorazione semiautomatica e manuale di leghe resistenti alla corrosione, nonché la lavorazione meccanica e manuale economica di rame e alluminio, utilizzano un ambiente di azoto. Ma l'acciaio al carbonio a bassa lega è meglio tagliato in una miscela di ossigeno, che non può assolutamente essere utilizzata per la lavorazione di prodotti in alluminio resistenti alla corrosione di acciaio e rame.

4 Vantaggi e svantaggi del taglio plasma

Il principio stesso di funzionamento del taglio al plasma determina i vantaggi di questa tecnologia rispetto ai metodi a gas per la lavorazione di materiali non metallici e prodotti in metallo. I principali vantaggi dell'utilizzo delle apparecchiature al plasma includono i seguenti fatti:

• universalità della tecnologia: quasi tutti i materiali conosciuti possono essere tagliati utilizzando l'arco plasma, dalla ghisa e rame all'alluminio e all'acciaio;
• elevata velocità di funzionamento per metalli di medio e piccolo spessore;
• i tagli sono di altissima qualità e precisione, il che spesso consente di non effettuare ulteriori lavorazioni meccaniche dei prodotti;
• inquinamento atmosferico minimo;
• non è necessario preriscaldare il metallo per tagliarlo, il che permette di ridurre (e in modo significativo) il tempo di combustione del materiale;
• elevata sicurezza del lavoro grazie al fatto che il taglio non richiede bombole di gas, potenzialmente esplosive.

Vale la pena notare che secondo alcuni indicatori le tecnologie del gas sono considerate più appropriate del taglio al plasma. Gli svantaggi di quest'ultimo di solito includono:

• la complessità della progettazione del plasmatron e il suo costo elevato: naturalmente, ciò aumenta il costo di ogni operazione;
• spessore di taglio relativamente piccolo (fino a 10 centimetri);
• elevato livello di rumore durante l'elaborazione, dovuto al fatto che il gas fuoriesce dal plasmatron a velocità transonica;
• la necessità di una manutenzione di alta qualità e più competente dell'unità;
• aumento del livello di rilascio di sostanze nocive quando l'azoto viene utilizzato come composizione che forma il plasma;
• impossibilità di collegare due frese per la lavorazione manuale dei metalli ad una torcia al plasma.

Un altro svantaggio del tipo di lavorazione descritto nell'articolo è che la deviazione dalla perpendicolarità del taglio è consentita non più di un angolo compreso tra 10 e 50 gradi (l'angolo specifico dipende dallo spessore del prodotto). Se si aumenta il valore consigliato si ha un notevole ampliamento dell'area di taglio, e questo diventa motivo della necessità di una frequente sostituzione dei materiali utilizzati.

Ora sai cos'è il taglio al plasma e conosci bene tutte le sue funzionalità.

L'uso del taglio al plasma è molto diffuso. Viene utilizzato nell'ingegneria meccanica, nei servizi pubblici, nella costruzione navale e nella produzione di strutture metalliche. Il taglio al plasma si basa sul principio secondo cui l'aria ionizzata inizia a condurre corrente elettrica.

Il taglio dei metalli viene effettuato mediante plasma, che è aria ionizzata riscaldata, e un arco plasma. Di seguito verranno descritti i principi operativi caratteristici del taglio plasma del metallo.

Cos'è il taglio plasma

Quando si taglia il metallo con il plasma, l'arco elettrico si intensifica. Ciò è possibile grazie all'azione del gas sotto pressione. L'elemento di taglio viene riscaldato a temperature elevate, garantendo un taglio rapido e di alta qualità del metallo.

A differenza del suo omologo al plasma, non contribuisce al surriscaldamento dell’intero prodotto lavorato. L'alta temperatura si verifica direttamente nel punto in cui viene tagliato il metallo e le restanti parti del prodotto non si riscaldano né si deformano.

Il principio del taglio plasma del metallo si basa su:

• fornitura della tensione richiesta da una fonte di corrente (tensione standard - 220 V, tensione maggiorata - 380 V, per il taglio di metalli nelle grandi imprese);
• trasmettendo corrente alla torcia al plasma (torcia) attraverso i cavi, di conseguenza, si accende un arco elettrico tra l'anodo e il catodo;
• fornitura di flussi d'aria attraverso i tubi flessibili da parte di un compressore al dispositivo;
• l'azione degli swirler all'interno del plasmatron che indirizzano i flussi verso l'arco elettrico;
• il passaggio dell'aria a vortice attraverso un arco elettrico e la creazione di aria ionizzante riscaldata ad alte temperature;
• chiusura dell'arco di lavoro tra l'elettrodo e la superficie da trattare quando si avvicina la torcia al plasma;
• esposizione dell'aria ad alta pressione e alta temperatura al prodotto in lavorazione.

Il risultato è un taglio sottile con un cedimento minimo.

L'arco può bruciare in modalità standby se il dispositivo non viene utilizzato in un momento specifico. Durante la modalità standby, la combustione viene mantenuta automaticamente. Quando la torcia viene avvicinata al pezzo da lavorare, l'arco entra immediatamente in modalità operativa e taglia istantaneamente il metallo.

Dopo aver spento il dispositivo, viene spurgato per rimuovere i detriti e raffreddare gli elettrodi.

L'arco elettrico è universale nella sua azione. È in grado non solo di tagliare, ma anche di saldare prodotti metallici. Per la saldatura viene utilizzato filo d'apporto adatto al tipo specifico di metallo. Nell'arco non viene fatta passare aria, ma un gas inerte.

Struttura del taglio al plasma

Il nome dato all'apparecchio utilizzato per tagliare i prodotti metallici diversi modi. La struttura dell'unità comprende i seguenti elementi:

• fonte di energia elettrica;
• compressore;
• plasmatrone;
• tubi flessibili per cavi.

Diversi dispositivi fungono da fonti di alimentazione:

• inverter;
• trasformatore.

Ogni dispositivo presenta una serie di vantaggi e svantaggi. I vantaggi dell'inverter includono:

• economicità;
• stabilità dell'arco;
• facilità d'uso in aree di difficile accesso;
• leggero;
• alta efficienza, superiore del 30% a quella di un trasformatore;
• efficienza.

Quali sono gli svantaggi e i limiti?

Lo svantaggio principale dell'inverter è l'incapacità di utilizzarlo per tagliare prodotti metallici spessi.

Il trasformatore viene utilizzato in modo efficace durante il taglio di metalli con pareti spesse che un inverter non è in grado di gestire. Può resistere alle fluttuazioni della tensione di rete, ma è caratterizzato da una bassa efficienza. I trasformatori sono scomodi a causa del loro peso elevato.

Un compressore è un dispositivo che fornisce aria a un arco elettrico. Il meccanismo contribuisce alla creazione di flussi d'aria a vortice diretti verso di esso. Il compressore assicura che il punto del catodo dell'arco sia chiaramente posizionato al centro dell'elettrodo. Se il processo viene interrotto, le conseguenze si presentano sotto forma di:

• formazione di due archi elettrici contemporaneamente;
• combustione ad arco debole;
• guasto della torcia al plasma.

Durante il funzionamento di una taglierina al plasma non industriale convenzionale, attraverso il compressore viene fatta passare solo aria compressa. Crea plasma e raffredda gli elettrodi. Le unità industriali utilizzano miscele di gas a base di ossigeno, elio, azoto, argon e idrogeno.

La torcia al plasma svolge la funzione principale del dispositivo: tagliare il prodotto. Il suo dispositivo include:

• più fresco;
• elettrodo;
• berretto;
• ugello.

Il plasmatron contiene un elettrodo di afnio che eccita l'arco elettrico. Vengono utilizzati elettrodi allo zirconio, meno spesso al berillio e al torio. I loro ossidi sono tossici e persino radioattivi.

Un getto di plasma passa attraverso l'ugello del plasmatron, tagliando i prodotti. La qualità del taglio, la tecnologia, la velocità di funzionamento dell'unità, la larghezza del taglio e la velocità di raffreddamento dipendono dal suo diametro.

Il cavo trasporta la corrente proveniente dall'inverter o dal trasformatore. L'aria compressa si muove attraverso i tubi flessibili, formando plasma nella torcia al plasma.

Uno studio sequenziale delle fasi del taglio plasma dei metalli consente di capire come funziona:

• viene premuto il pulsante di accensione, che determina l'inizio dell'erogazione di corrente dal trasformatore o inverter al plasmatron;
• all'interno del plasmatron si forma un arco elettrico pilota con temperatura di 70000°C;
• si accende un arco tra la punta dell'ugello e l'elettrodo;
• l'aria compressa entra nella camera, che attraversa l'arco, riscaldandosi e ionizzandosi;
• nell'ugello l'aria in ingresso viene compressa, fuoriuscendo da esso in un unico getto alla velocità di 3 m/s;
• l'aria compressa che fuoriesce dall'ugello si riscalda fino a 300.000°C, trasformandosi in plasma;
• quando il plasma entra in contatto con il prodotto, l'arco pilota si spegne e si accende l'arco di taglio (di lavoro);
• l'arco funzionante scioglie il metallo nel punto di impatto, il risultato è un taglio;
• parti del metallo fuso vengono allontanate dal prodotto dalle correnti d'aria che fuoriescono dall'ugello.

Qualsiasi tecnologia di taglio dei metalli al plasma dipende dalla velocità di taglio e dal flusso d'aria. Ad alta velocità favorisce l'aspetto di un taglio più sottile. A bassa velocità e amperaggio elevato, la larghezza di taglio aumenta.

Con l'aumento del flusso d'aria, la velocità di taglio aumenta. Maggiore è il diametro dell'ugello, minore è la velocità e più ampio è il taglio.

Tecniche di taglio

In pratica vengono utilizzati due metodi di taglio del metallo con il plasma:

• getto di plasma;
• metodo dell’arco plasma.

Il taglio a getto plasma ha trovato applicazione nella lavorazione di prodotti non metallici che non sono in grado di condurre corrente elettrica. Con questo metodo di lavorazione il prodotto non rientra nel circuito elettrico. L'arco brucia tra l'elettrodo e la punta della torcia al plasma. Il prodotto viene tagliato da un getto di plasma.

Il metodo dell’arco plasma è ampiamente utilizzato. È utilizzato per:

• taglio profili, tubi;
• fabbricazione di prodotti con contorni diritti;
• trasformazione della colata;
• formazione di fori nel metallo;
• produzione di grezzi per saldatura.

L'arco brucia tra l'elettrodo e il pezzo da lavorare. La colonna ad arco è combinata con il getto di plasma. Il getto avviene a causa del gas soffiato attraverso il compressore in funzione, che durante il processo diventa molto caldo e ionizzato. Il gas favorisce la formazione del plasma e grazie a esso alta temperatura aumenta la velocità di taglio del metallo in lavorazione. Questo metodo prevede l'uso di un arco corrente continua con polarità diretta.

Tipi di taglio plasma

Esistono tre tipi di processo:

• semplice: utilizzando corrente elettrica e aria (un'alternativa è l'azoto);
• utilizzando l'acqua, che svolge la funzione di raffreddare il plasmatron, proteggerlo e assorbire le emissioni;
• con l'utilizzo di gas protettivo, che migliora la qualità del taglio.

Pro e contro delle macchine per il taglio al plasma

professionisti	Aspetti negativi
Versatilità di utilizzo (destinato alla lavorazione di qualsiasi prodotto metallico, a condizione che il dispositivo sia selezionato potenza corretta con la pressione dell'aria richiesta).	Piccola gamma di spessori di taglio (non più di 100 mm).
Danno minimo all'ambiente.	Danni all'ambiente e alla salute (un maestro che ha lavorato con un tagliatore al plasma, per il quale l'azoto viene fornito come gas, riceve un grave avvelenamento).
Elevata produttività, seconda solo al taglio laser, ma superiore in termini di costi.	Prezzo elevato dell'unità.
Alta qualità di lavoro, caratterizzata da una larghezza di taglio ridotta e dall'assenza di forte surriscaldamento dell'intero prodotto durante la lavorazione al plasma.	Progettazione complessa.
Non è necessario riscaldare l'intero prodotto, il che ne influisce la qualità.	Aumento del livello di rumore durante il funzionamento.
Sicurezza del processo grazie all'assenza della necessità di utilizzare bombole di gas.	L'angolo di deviazione massimo consentito dalla perpendicolarità del taglio è solo 100-500, a seconda dello spessore del prodotto.

Uno dei tipi popolari di lavorazione dei metalli è il taglio. Esistono molti modi per ottenere la forma richiesta da un unico foglio, ma in questo materiale esamineremo il principio di funzionamento del taglio al plasma.

Taglio al plasma. In effetti, esiste una media aurea. I vantaggi del taglio del metallo con il plasma combinano tutte le tecnologie di cui sopra. Il vantaggio principale è che non ci sono restrizioni sul tipo di materiale lavorato. Solo in termini di spessore.

• leghe di alluminio 120 mm
• leghe di rame 80 mm
• acciaio 50 mm
• ghisa 90 mm

L'attrezzatura varia da quella industriale a quella domestica, quindi la tecnologia è accessibile a tutti. Diamo un'occhiata più da vicino.

Taglio al plasma del metallo: principio di funzionamento

Un mezzo bicomponente funge da tagliente:

• Un arco elettrico che funziona secondo lo schema classico: una scarica tra catodo e anodo. Inoltre, il materiale stesso può fungere da anodo se è un conduttore.
• Arco di gas. Riscaldandosi sotto l'influenza di un arco elettrico (la temperatura raggiunge i 25.000º C), il gas viene ionizzato e si trasforma in un conduttore di corrente elettrica.

Il principio di funzionamento del taglio al plasma è mostrato in dettaglio in questo video.

Di conseguenza, si forma il plasma, che viene alimentato sotto alta pressione nell'area di taglio. Questo flusso di gas caldo fa letteralmente evaporare il metallo, e solo all'interno area di lavoro. Nonostante il fatto che la temperatura del taglio al plasma sia misurata in decine di migliaia di gradi, non vi è praticamente alcun impatto sulla zona di confine.

Importante! La velocità selezionata correttamente consente di ottenere un taglio molto stretto senza danneggiare il bordo del materiale.

La fonte del taglio al plasma è una torcia al plasma.


Il suo compito è accendere l'arco, mantenere la temperatura operativa e soffiare il metallo fuso fuori dall'area di taglio. Poiché le taglierine al plasma sono progettate per la lavorazione di qualsiasi materiale solido, compresi i dielettrici, la formazione di un arco elettrico viene effettuata in due modi:


La figura a) mostra una taglierina ad azione diretta. Gruppo catodico (8) insieme a quello assegnato catodo (6) sono uno degli elettrodi. Il secondo elettrodo (anodo) è pezzo (4)– un metallo con buona conduttività elettrica.

Ad esso è collegato il cavo di alimentazione della torcia al plasma. Punta per taglio plasma (5) in questo schema funge da alloggio. Da separato dal catodo isolante (7). Il gas viene fornito all'interno raccordo (1) e forma un getto di plasma costituito da arco elettrico (2) e gas (3)..

) il getto plasma è chiamato taglio plasma. Il flusso di plasma si forma come risultato del gas che soffia in un arco elettrico compresso. Il gas quindi si riscalda e si ionizza (si scompone in particelle cariche negativamente e positivamente). La temperatura del flusso di plasma è di circa 15mila gradi Celsius.

Tipologie e metodi di taglio mediante plasma

Il taglio al plasma può essere:

• superficiale;
• dividendo

In pratica, il taglio al plasma di separazione ha trovato ampia applicazione. Il taglio superficiale viene utilizzato estremamente raramente.

Il taglio stesso viene effettuato in due modi:

• arco al plasma. Quando si taglia l'acciaio con questo metodo, il metallo da tagliare viene incluso in un circuito elettrico. Si forma un arco tra l'elettrodo di tungsteno della torcia e il pezzo da lavorare.

• getto di plasma. Nella taglierina si forma un arco tra due elettrodi. Il prodotto da tagliare non è incluso nel circuito elettrico.

Il taglio al plasma è più produttivo del taglio all’ossigeno. Ma se si taglia materiale spesso o titanio, si dovrebbe dare la preferenza al taglio con ossigeno. Il taglio al plasma è indispensabile durante il taglio (soprattutto).

Tipi di gas utilizzati per il taglio al plasma.

I gas utilizzati per formare il plasma sono:

• attivo: ossigeno, aria. Utilizzato durante il taglio di metalli ferrosi
• inattivo: azoto, argon, . Utilizzato per il taglio di metalli e leghe non ferrosi.

1. Aria compressa. Utilizzato per tagliare:

• rame e sue leghe – con spessore fino a 60 mm;
• alluminio e sue leghe – con spessore fino a 70 mm;
• acciaio – con uno spessore fino a 60 mm.

1. Azoto con argon. Utilizzato per tagliare:

• acciaio altolegato fino a 50 mm di spessore.

Si sconsiglia di utilizzare questa miscela di gas per tagliare rame, alluminio e acciaio nero;

1. Azoto puro. Utilizzato per il taglio (h=spessore del materiale):

• rame h pari a 20 mm;
• ottone h pari a 90 mm;
• alluminio e sue leghe h pari a 20 mm;
• acciai altolegati h pari a 75 mm, acciai bassolegati e a basso tenore di carbonio - h pari a 30 mm;
• titanio - qualsiasi spessore.

1. Azoto con idrogeno. Utilizzato per tagliare:

• rame e sue leghe di medio spessore (fino a 100 mm);
• alluminio e leghe di medio spessore – fino a 100 mm.

La miscela di azoto non è adatta per tagliare acciaio o titanio.

1. Argon con idrogeno. Utilizzato per tagliare:

• Rame, alluminio e leghe a base di essi con spessore pari o superiore a 100 mm;
• Acciaio altolegato fino a 100 mm di spessore.

Non è consigliabile utilizzare l'argon con idrogeno per il taglio di acciai al carbonio, a basso tenore di carbonio e a bassa lega, nonché del titanio.

Attrezzature per il taglio plasma: tipologie e brevi caratteristiche.

Per meccanizzare il taglio al plasma sono state create macchine semiautomatiche e portatili di varie modifiche.

1. può funzionare sia con gas attivi che inattivi. Lo spessore del materiale tagliato varia da 60 a 120 mm.

• Consumo di gas:

1. aria – da 2 a 5 m3/ora;
2. argon – 3 m3/ora;
3. idrogeno – 1 m3/ora;
4. azoto – 6 m3/ora.

• Velocità di spostamento – da 0,04 a 4 m/min.
• Pressione del gas di esercizio – fino a 0,03 MPa.
• Il peso delle macchine semiautomatiche è di 1.785 - 0,9 kg, a seconda della modifica.

2. Le macchine portatili utilizzano aria compressa.

• Lo spessore del materiale da tagliare non è superiore a 40 mm.
• Consumo di aria compressa – da 6 a 50 m3/ora;
• Raffreddamento delle torce al plasma – con acqua o aria.
• Velocità di spostamento – da 0,05 a 4 m/min.
• Pressione del gas di esercizio – fino a 0,4 – 0,6 MPa.
• Il peso delle macchine portatili arriva fino a 1,8 kg, a seconda della modifica.
• Le torce al plasma raffreddate ad acqua possono essere utilizzate solo a temperature positive ambiente.
• Le macchine semiautomatiche e portatili sono adatte all'uso industriale.

Per il taglio manuale sono disponibili due set:

• KDP-1 con torcia al plasma RDP-1;
• KDP-2 con plasmatron RDP-2.

Taglio al plasma

Il dispositivo KDP-1 viene utilizzato per il taglio di alluminio (fino a 80 mm), acciai inossidabili e altolegati (fino a 60 mm) e rame (fino a 30 mm).

Corrente operativa massima – 400 A.

La tensione massima a circuito aperto dell'alimentatore è 180 V.

La torcia al plasma RDP-1 funziona con azoto, argon o una miscela di questi gas con idrogeno.

La torcia al plasma RDP-1 è raffreddata con acqua, quindi può essere utilizzata a temperature superiori a 0 gradi Celsius.

Il dispositivo KDP-2 è inferiore al primo in termini di potenza dell'arco (solo 30 kW). Il vantaggio di questo modello è che la torcia al plasma RDP-2 viene raffreddata ad aria. Di conseguenza, il kit può essere utilizzato all'aperto a qualsiasi temperatura ambiente.

Set completo di dispositivi di taglio manuale:

• taglio con torcia al plasma;
• pacchetto di cavi e tubi;
• collettore;
• più leggero per eccitare l'arco di taglio.

I kit per il taglio plasma manuale vengono prodotti senza telecomando. Questo soluzione costruttiva razionale per eseguire una quantità limitata di lavoro con un carico dell'attrezzatura non superiore al 40 - 50%. Ma per tutta la durata del lavoro devono essere integrati raddrizzatori di saldatura e convertitori.

Tuttavia, non dobbiamo dimenticare che dal punto di vista della sicurezza, per il taglio manuale, la tensione a vuoto della fonte di alimentazione non può essere superiore a 180 V.

Taglio al plasma fai-da-te dei metalli: alcune sottigliezze del processo.

• L'inizio del processo di taglio del metallo è considerato il momento dell'innesco dell'arco plasma. Una volta iniziato il taglio è necessario mantenere una distanza costante tra l’ugello della torcia plasma e la superficie del materiale. Dovrebbe essere compreso tra 3 e 15 mm.
• È necessario sforzarsi di garantire che la corrente sia minima durante il funzionamento, poiché con un aumento della corrente e del flusso d'aria, la durata dell'ugello e dell'elettrodo della torcia al plasma diminuisce. Tuttavia, il livello attuale deve garantire prestazioni di taglio ottimali.
• L'operazione più difficile è praticare i fori. La difficoltà risiede nella possibile formazione di un doppio arco e nel guasto della torcia al plasma. Pertanto, durante la punzonatura, la torcia al plasma deve essere sollevata di 20 - 25 mm sopra la superficie metallica. La torcia al plasma viene abbassata nella posizione di lavoro solo dopo che il metallo è stato perforato. Quando si praticano fori su fogli spessi, gli esperti consigliano di utilizzare schermi protettivi con fori con un diametro di 10-20 mm. Gli schermi vengono posizionati tra il prodotto e la torcia al plasma.
• Per il taglio manuale di acciai altolegati, l'azoto viene utilizzato come gas plasma.
• Quando si taglia manualmente l'alluminio utilizzando una miscela di argon-idrogeno, il contenuto di idrogeno non deve superare il 20% per aumentare la stabilità dell'arco.
• Il taglio del rame viene eseguito utilizzando miscele contenenti idrogeno. Ma l’ottone richiede azoto o una miscela di azoto e idrogeno. Allo stesso tempo, il taglio dell’ottone avviene il 20% più velocemente rispetto al rame.
• Dopo il taglio il rame deve essere pulito ad una profondità di 1-1,5 mm. Per l'ottone questo requisito non è obbligatorio.

Utilizzato durante la lavorazione di metalli conduttivi. Il materiale in lavorazione riceve energia da una fonte di corrente attraverso gas ionizzato. Sistema standard Include un circuito di accensione e una torcia che forniscono l'energia elettrica, la ionizzazione e il controllo necessari per un taglio di qualità e ad alte prestazioni di una varietà di metalli.

L'uscita della sorgente di corrente costante imposta lo spessore e la velocità del materiale e mantiene l'arco.

Il circuito di accensione è realizzato sotto forma di un generatore di tensione alternata ad alta frequenza di 5-10 mila V con una frequenza di 2 MHz, che crea un arco ad alta intensità che ionizza il gas allo stato di plasma.

La taglierina è un supporto per le parti consumabili - ugello ed elettrodo - e provvede al raffreddamento di queste parti con gas o acqua. L'ugello e l'elettrodo sono compressi e supportano il getto ionizzato.

I sistemi manuali e meccanizzati hanno scopi diversi e richiedono attrezzature diverse. Solo l'utente può determinare quale è più adatto alle sue esigenze.

Il taglio dei metalli al plasma è un processo termico in cui un raggio riscalda un metallo elettricamente conduttivo a una temperatura superiore al suo punto di fusione e rimuove il metallo fuso attraverso un foro praticato. Tra l'elettrodo della torcia, a cui è applicato un potenziale negativo, e il pezzo con potenziale positivo, a arco elettrico ed il materiale viene tagliato da un flusso di gas ionizzato sotto pressione ad una temperatura compresa tra 770 e 1400 °C. Un getto di plasma (gas ionizzato) viene concentrato e diretto attraverso un ugello, dove si compatta e diventa capace di fondere e tagliare un'ampia varietà di metalli. Questo è il processo di base sia per il taglio plasma manuale che meccanizzato.

Taglio manuale

Il taglio manuale del metallo con il plasma viene eseguito utilizzando dispositivi abbastanza piccoli con una torcia al plasma. Sono maneggevoli, versatili e possono essere utilizzati per eseguire vari compiti. Le loro capacità dipendono dalla forza attuale del sistema di taglio. I parametri delle unità di taglio manuali variano da 7-25 A a 30-100 A. Alcuni dispositivi, tuttavia, consentono fino a 200 A, ma questi non sono ampiamente utilizzati. Nei sistemi manuali, l'aria industriale viene solitamente utilizzata come gas di formazione del plasma e di protezione. Sono progettati per accogliere un'ampia gamma di tensioni di ingresso, da 120 V a 600 V, e possono essere utilizzati su sistemi monofase o trifase.

Il plasma portatile per il taglio dei metalli viene solitamente utilizzato nelle officine coinvolte nella lavorazione di materiali sottili e nei servizi di fabbrica Manutenzione, officine di riparazione, punti di raccolta rottami metallici, durante lavori di costruzione e installazione, nella costruzione navale, officine di riparazione auto e laboratori d'arte. Di norma, viene utilizzato per tagliare l'eccesso. Una tipica taglierina al plasma da 12 A taglia uno strato di metallo massimo di 5 mm a una velocità di circa 40 mm al minuto. Il dispositivo da 100 A taglia uno strato di 70 mm a velocità fino a 500 mm/min.

Tipicamente si sceglie un sistema manuale in base allo spessore del materiale e alla velocità di lavorazione desiderata. Un dispositivo che fornisce un amperaggio elevato funziona più velocemente. Tuttavia, quando si taglia con un amperaggio elevato, diventa più difficile controllare la qualità del lavoro.

Lavorazione a macchina

Il taglio meccanizzato dei metalli con il plasma viene effettuato su macchine solitamente molto più grandi di quelle manuali e viene utilizzato in combinazione con tavoli da taglio, tra cui un bagno d'acqua o una piattaforma dotata di vari azionamenti e motori. Inoltre, i sistemi meccanizzati sono dotati di controllo CNC e dell'altezza del getto della testa di taglio, che può includere il controllo preimpostato dell'altezza della torcia e della tensione. I sistemi di taglio al plasma meccanizzati possono essere installati su altre apparecchiature per la lavorazione dei metalli, come presse per stampaggio o sistemi robotici. La dimensione della configurazione meccanizzata dipende dalla dimensione del tavolo e della piattaforma utilizzata. La macchina da taglio può essere più piccola di 1200x2400 mm e più grande di 1400x3600 mm. Tali sistemi non sono molto mobili, quindi prima dell'installazione è necessario fornire tutti i loro componenti, nonché la loro ubicazione.

Requisiti di alimentazione

Gli alimentatori standard hanno un intervallo di corrente massimo compreso tra 100 e 400 A per l'ossitaglio e tra 100 e 600 A per il taglio con azoto. Molti sistemi funzionano in un intervallo inferiore, ad esempio da 15 a 50 A. Esistono sistemi di taglio ad azoto con amperaggi di 1000 A e superiori, ma sono rari. La tensione di ingresso per i sistemi al plasma meccanizzati è 200-600 V in una rete trifase.

Requisiti del gas

Per tagli morbidi e di acciaio inossidabile, vengono solitamente utilizzati alluminio, nonché vari materiali esotici, aria compressa, ossigeno, azoto e una miscela di argon e idrogeno. Le loro combinazioni servono come gas ausiliari e per la formazione del plasma. Ad esempio, quando si taglia l'acciaio dolce, il gas iniziale è spesso l'azoto, il gas plasma è l'ossigeno e l'aria compressa viene utilizzata come gas ausiliario.

L'ossigeno viene utilizzato sull'acciaio dolce al carbonio perché produce tagli di alta qualità su materiali fino a 70 mm di spessore. L’ossigeno può anche agire come gas di formazione del plasma per acciaio inossidabile e alluminio, ma il risultato non è del tutto accurato. L'azoto funge da plasma e gas di assistenza poiché fornisce eccellenti prestazioni di taglio praticamente su qualsiasi tipo di metallo. Viene utilizzato a correnti elevate e consente la lavorazione di lamiere laminate fino a 75 mm di spessore e come gas ausiliario per plasma di azoto e argon-idrogeno.

L'aria compressa è il gas più comune, sia plasma che ausiliario. Quando viene eseguito il taglio a bassa corrente lamiera fino a 25 mm di spessore, lascia una superficie ossidata. Quando si taglia con aria, azoto o ossigeno, è un gas ausiliario.

Una miscela di argon e idrogeno viene generalmente utilizzata per la lavorazione di acciaio inossidabile e alluminio. Fornisce un taglio di alta qualità ed è necessario per il taglio meccanizzato di lamiere con uno spessore superiore a 75 mm. L'anidride carbonica può essere utilizzata anche come gas ausiliario durante il taglio del metallo con plasma di azoto, poiché consente di lavorare con la maggior parte dei materiali e garantisce una buona qualità.

Nel processo di taglio al plasma vengono talvolta utilizzate anche miscele di azoto-idrogeno e metano.

Cos'altro è necessario?

La scelta del plasma e dei gas ausiliari sono solo due delle decisioni critiche che devono essere prese in considerazione quando si installa o si utilizza un sistema al plasma motorizzato. I serbatoi di gas possono essere acquistati o noleggiati e sono disponibili in varie dimensioni e richiedono condizioni di stoccaggio adeguate. L'installazione del sistema richiede una quantità significativa di cavi elettrici e tubazioni per gas e refrigerante. Oltre al sistema plasma meccanizzato stesso, è necessario selezionare un tavolo, una macchina da taglio, un CNC e un THC. Gli OEM in genere offrono una varietà di opzioni hardware per adattarsi a qualsiasi configurazione del dispositivo.

È necessaria la meccanizzazione?

A causa della complessità della scelta di un processo di taglio plasma meccanizzato, è necessario dedicare molto tempo alla ricerca di varie configurazioni e criteri di sistema. Notare che:

• tipi di parti che verranno tagliate;
• numero di prodotti industriali in un lotto;
• velocità e qualità di taglio desiderate;
• costo dei materiali di consumo.
• il costo totale di gestione della configurazione, inclusi elettricità, gas e manodopera.

Le dimensioni, la forma e il numero di pezzi da produrre possono determinare il tipo di attrezzatura di produzione industriale necessaria: il tipo di CNC, tavola e piattaforma. Ad esempio, la produzione di parti taglia piccola potrebbe richiedere una piattaforma con un'unità specializzata. Le unità a cremagliera, i servi, gli amplificatori di azionamento e i sensori utilizzati sulle piattaforme determinano la qualità del taglio e velocità massima sistemi.

La qualità e la velocità dipendono anche da quali CNC e gas vengono utilizzati. Un sistema meccanizzato con corrente regolabile e flusso di gas all'inizio e alla fine del taglio ridurrà il consumo di materiale. Inoltre, un CNC con un'ampia capacità di memoria e una scelta di possibili impostazioni (ad esempio, l'altezza della torcia a fine taglio) e una rapida elaborazione dei dati (comunicazioni input/output) ridurranno i tempi di inattività e aumenteranno la velocità e precisione del lavoro.

In definitiva, la decisione di acquistare o aggiornare un sistema di taglio plasma meccanizzato rispetto a uno manuale dovrebbe essere presa con cognizione di causa.

Taglio al plasma del metallo: attrezzature

Hypertherm Powermax45 è un dispositivo portatile con un gran numero di componenti standard basato su un inverter, ovvero un transistor bipolare a gate isolato. È molto facile da lavorare, sia che si taglino lamiere di acciaio sottile o di 12 mm di spessore a 500 mm/min o 25 mm a 125 mm/min. Il dispositivo è in grado di generare un'elevata potenza di taglio vari tipi materiali conduttivi come acciaio, acciaio inossidabile e alluminio.

Il sistema di alimentazione ha un vantaggio rispetto agli analoghi. Tensione in ingresso - Corrente monofase 200-240 V con una potenza di 34/28 A con una potenza di 5,95 kW. Le variazioni nella tensione di ingresso della rete sono compensate dalla tecnologia Boost Conditioner, che consente alla torcia di mostrare prestazioni migliorate a basse tensioni, quando la potenza in ingresso fluttua e quando alimentata da un generatore. I componenti interni vengono raffreddati in modo efficace utilizzando il sistema PowerCool, garantendo prestazioni, autonomia e affidabilità migliorate del dispositivo. Un altro caratteristica importante Questo prodotto è dotato di una connessione torcia FastConnect che facilita l'uso meccanizzato e aumenta la versatilità.

La torcia Powermax45 presenta un design a doppio angolo che prolunga la durata dell'ugello e ne riduce la durata. È dotata di Conical Flow, che aumenta la densità dell'energia dell'arco per ridurre significativamente le bave e produrre un taglio al plasma di alta qualità. Prezzo Powermax45: $ 1800.

Hobart Air Force 700i

La Hobart AirForce 700i ha la capacità di taglio più elevata di questa linea: uno spessore di taglio nominale di 16 mm a una velocità di 224 mm/min e uno spessore di taglio massimo di 22 mm. Rispetto agli analoghi, forza lavoro la corrente del dispositivo è inferiore del 30%. Il taglio al plasma è adatto per stazioni di servizio, officine di riparazione e per la costruzione di piccoli edifici.

Il dispositivo è dotato di un inverter leggero ma potente, fusibile di avviamento ergonomico, consumo d'aria efficiente e basso costo materiali di consumo torce, garantendo un taglio al plasma sicuro, di alta qualità ed economico. L'AirForce 700i ha un prezzo di $ 1.500.

Il set comprende una torcia manuale ergonomica, cavo, 2 punte di ricambio e 2 elettrodi. Il consumo di gas è di 136 l/min ad una pressione di 621-827 kPa. Il peso del dispositivo è di 14,2 kg.

L'uscita da 40 A offre prestazioni di taglio della lamiera eccezionali, più veloci rispetto ai dispositivi meccanici, a gas e al plasma di altri produttori.

Miller Spectrum 625 X-treme

La Miller Spectrum 625 X-treme è una piccola macchina abbastanza potente da tagliare una varietà di acciaio, alluminio e altri metalli conduttivi.

È alimentato da una tensione di rete CA di 120-240 V, adattandosi automaticamente alla tensione fornita. Il design leggero e compatto rende il dispositivo altamente portatile.

Con la tecnologia Auto-Refire, l'arco viene controllato automaticamente, eliminando la necessità di premere costantemente un pulsante. Lo spessore di taglio nominale a 40 A è 16 mm a 330 mm/min e lo spessore di taglio massimo è 22,2 mm a 130 mm/min. Consumo energetico: 6,3 kW. Il peso del dispositivo nella versione manuale è di 10,5 kg e con una taglierina a macchina - 10,7 kg. Come gas plasma vengono utilizzati aria o azoto.

L'affidabilità del Miller 625 è garantita dalla tecnologia Wind Tunnel. Grazie alla ventola ad alta velocità integrata, polvere e detriti non entrano nel dispositivo. Gli indicatori LED forniscono informazioni su pressione, temperatura e potenza. Il prezzo del dispositivo è di $ 1800.

Loto LTP5000D

Lotos LTP5000D è un dispositivo al plasma portatile e compatto. Con un peso di 10,2 Kg non ci saranno problemi a spostarlo. La corrente da 50 A prodotta dal convertitore digitale e il potente transistor MOSFET garantiscono un taglio efficiente di acciaio dolce da 16 mm e acciaio inossidabile o alluminio da 12 mm.

Il dispositivo si adatta automaticamente alla tensione e alla frequenza della rete. La lunghezza del tubo è di 2,9 m. L'arco ausiliario non entra in contatto con il metallo, il che consente di utilizzare l'apparecchio per tagliare materiali arrugginiti, non trattati e verniciati. Il dispositivo è sicuro da usare. L'aria compressa utilizzata per il taglio non è dannosa per l'uomo. E la robusta custodia resistente agli urti protegge in modo affidabile il dispositivo da polvere e detriti. Prezzo Loto LTP5000D - $ 350.

Quando acquisti un dispositivo di taglio al plasma, dovresti sempre dare priorità alla qualità. Dovresti stare attento alla tentazione di acquistare un dispositivo economico e di bassa qualità, poiché la sua rapida usura comporterà a lungo termine costi molto maggiori. Certo, non dovresti nemmeno pagare più del dovuto, ce ne sono abbastanza decenti opzioni di bilancio senza accessori e potenze elevate che potrebbero non essere mai necessarie.