Аппараты воздушно-плазменной сварки и резки (CUT)

Что такое плазменная резка металла?

По общему определению плазма - это четвертое состояние вещества. Обычно мы говорим о трех состояниях - твердом, жидком и газообразном. Для воды, например, этими тремя состояния­ми будут лед, вода и пар. Существенная разница между ними заключается в уровне энергии: Если мы добавим энергии в форме тепла льду, он растает и превратится в воду, жидкость. Если еще добавим энергии, то вода испарится и превратится в газ, который мы обычно называем паром.

Но, прибавив еще энергии газу, мы обнаружим, что его свойства существенно меняются в смысле температурных и электрических характеристик. При температуре от 2000°С до 10000°С происходит процесс ионизации и диссоциации молекул газа. Молекулы расщепляются на молеку­лярные и атомарные ионы и свободные электроны. При этом газ, который превратился теперь в плазму, является проводником электричества, т.к. свободные электроны могут нести ток.

Многие из принципов, которые касаются токопроводимости через металл, касаются также плазмы. Например, если сокращается токонесущее сечение металла, увеличивается сопротивле­ние. Чтобы протолкнуть такое же количество электронов через это сечение, требуется более вы­сокое напряжение, и металл нагревается. То же самое относится и к плазме - чем больше мы со­кращаем сечение, тем горячее она становится.

Принцип плазменной резки

Энергия, необходимая для создания плазмы, создается в электрической дуге, и плазма все­гда присутствует в сварочной дуге.

Принцип использования плазмы основывается на открытии, что свойства дуги, защищенной газом, используемые при дуговой сварке вольфрамовым электродом, могут быть изменены с помощью конструкции горелки для эффективного использования энергии, содержащейся в плазме.

Когда сжатый газ вводится в дугу, образуется плазма и выталкивается через сопло с высо­кой кинетической скоростью, образуя так называемую вспомогательную дугу.

При ударе о плюсовой полюс свариваемой детали дуга переходит с электрода/сопла на электрод/свариваемое изделие, следуя за плазмообразующим газом. Благодаря конструкции со­пла горелки эта дуга и высокоскоростной поток свободных электронов и ионизированных частиц, называемый плазменной струёй, сжимаются до очень маленького сечения с высокой концентра­цией энергии.

В зоне концентрированного удара высокая энергия, полученная струёй, состоящая из тепла, энергии ионизации и энергии диссоциации, освобождается, создавая температуру до 28 000°С (50 0000°F), или в 8 раз превышающую температуру поверхности солнца, что является результа­том рекомбинации электронов и ионов. При соответствующей конструкции оборудования такой концентрированный выход тепла можно использовать для термических процессов, таких как свар­ка, резка и напыление. Из них самым распространенным является плазменная резка.

Этот процесс разработан до уровня, когда он обеспечивает экономичный и эффективный инструмент для проведения ремонтных и- профилактических работ. Высокоскоростная воздушно- плазменная струя эффективно плавит и выдувает практически все электропроводные металлы и делает узкий и ровный рез.

Таким образом, плазменная резка дополняет ацетилено-кислородную резку, которая приме­няется для мягкой стали, обеспечивая быстрый, эффективный и экономичный способ термической резки и строжки канавок в таких сплавах, как нержавеющая сталь, медь, латунь, бронза, чугун и др. металлах, которые раньше приходилось разрезать механическими средствами.