Co je to? Plazmový hořák je zařízení, které generuje plazma pomocí elektrického proudu. Nejčastěji se používá v kovoobrábění: od průmyslových po umělecké a estetické.
Který je lepší vybrat? V závislosti na úkolech se volí vlastnosti plazmového hořáku. Mezi důležité parametry patří jeho výkon, typ, tloušťka zpracovávaných obrobků a některé další možnosti.
Problémy diskutované v materiálu:
- Konstrukce a princip činnosti plazmového hořáku
- Aplikace a výhody plazmových hořáků
- Typy plazmových hořáků
- Kritéria výběru plazmového hořáku
- Obsluha plazmových hořáků
Konstrukce a princip činnosti plazmového hořáku
Plazmový hořák generuje plazmu pomocí elektrického proudu a umožňuje jeho využití pro zpracování, například řezání různých materiálů. Tento typ zařízení byl vyvinut v polovině dvacátého století. V té době se aktivně rozšiřovala výroba žáruvzdorných kovů, které si zachovávaly své vlastnosti i pod vlivem vysoké teploty, takže byl vyžadován určitý způsob jejich zpracování. Kromě toho byly zapotřebí plazmové hořáky jako zdroj tepla se zvýšeným výkonem.
- Poskytují ultra vysoké teploty, kterých nelze dosáhnout použitím chemických paliv.
- Umožňuje snadno zvolit výkon, start, provozní režim.
- Jsou kompaktní a spolehlivé.
Konstrukce plazmových hořáků pro řezání zahrnuje:
- elektroda/katoda, vybavené vložkou ze zirkonia nebo hafnia, tj. kovů s vysokou termionickou emisí;
- tryska, nejčastěji izolovaný od katody;
- strojů, který umožňuje víření plazmového plynu.
Klíčovým spotřebním materiálem v tomto zařízení jsou katody a trysky plazmových hořáků. Opotřebují se přibližně ve stejnou dobu, což znamená, že je lze vyměnit společně. Jedna souprava slouží na jednu pracovní směnu, tedy osm hodin, pokud se zpracovává kov do tloušťky 10 mm.
Příliš pozdní výměna spotřebního materiálu je spojena se snížením kvality řezu. Narušení geometrie trysky tedy způsobuje efekt šikmého řezu nebo vzhled vln na jejím povrchu. Opotřebení katody vede k postupnému vyhoření hafniové vložky. Pokud k tomu dojde o více než 2 mm, katoda shoří a plazmový hořák se přehřeje. Jinými slovy, včasná výměna katod a trysek způsobuje snížení životnosti ostatních prvků zařízení.
Aby bylo zařízení chráněno před postříkáním kovem, kovovým prachem během provozu, je pokryto speciálním krytem. Bez něj znečištění snižuje kvalitu práce a může vést k selhání plazmového hořáku. Je důležité pravidelně odstraňovat takovou ochranu, abyste z ní odstranili nečistoty a vyčistili samotnou jednotku.
Aplikace a výhody plazmových hořáků
Plazmatrony se aktivně používají ve výrobě, protože mají mnoho výhod. Takové ruční zařízení je mnohem levnější než jeho analogy, ale poskytuje vysoce kvalitní řezání a nezahrnuje žádné potíže s provozem.
Plazmové řezání kovů se používá v následujících oblastech výroby:
- výroba kovových konstrukcí;
- zpracování válcovaného kovu, protože plazma umožňuje řezání téměř všech kovů (železných, žáruvzdorných a neželezných);
- průmysl, letecký a strojírenský průmysl, investiční výstavba budov atd.;
- zpracování dílů, umělecké kování, protože při tvorbě produktů pomocí plazmové řezačky neexistují téměř žádná omezení složitosti, takže můžete vyrobit jedinečné díly, které plně splňují představu umělce – pak se používají jako dekor na schody, zábradlí, ploty, atd.
Různé oblasti použití plazmových hořáků umožňují, aby jak plazmové řezací stroje, tak ruční instalace zůstaly relevantní.
V jakékoli výrobě související s válcováním kovů je periodicky vyžadováno řezání kovu, ať už se jedná o přípravu přesných otvorů, dekorativní řezání nebo rychlé řezání plechů na přířezy. Všechny tyto úkoly lze provádět pomocí plazmového hořáku. Ve srovnání s jinými technikami má zároveň řadu výhod:
- Ekonomický. Jeho jediným omezením je tloušťka zpracovávaného materiálu – řezání oceli o tloušťce větší než 50 mm je finančně nerentabilní a nepraktické.
- mobilní, pohyblivípokud jde o práci s ručním plazmovým hořákem.
- Má vynikající výkon. Jeho pracovní rychlost je 5–12krát vyšší než při použití tradiční elektrodové metody.
- Umožňuje zpracovat jakýkoli kovjako je měď, hliník, titan, ocel včetně nerezové oceli atd.
- Bezpečný.
- Přesnýprotože deformace způsobené tepelným zatížením jsou prakticky neviditelné a nevyžadují dočištění. Přesnost řezu je na úrovni 0,24-0,34 mm.
Vzhledem k uvedeným vlastnostem se plazmatrony aktivně používají ve výrobě a dokonce i v každodenním životě.
Jako každá technika však mají své nevýhody:
- Vyžadují přesné dodržování požadavků při práci s díly. Hořák by měl být pod úhlem mezi 10° a 50°. Jinak se součásti rychleji opotřebovávají, trpí kvalita řezu.
- Existují omezení týkající se tloušťky řezu. I výkonná zařízení vám umožní pracovat pouze s materiály do tloušťky 10 cm.
- Pracovní zařízení je velmi složité, což znemožňuje okamžité použití dvojice hořáků připojených k jednomu plazmovému hořáku.
Typy plazmových hořáků
Mezi plazmovými hořáky pro řezání kovu se rozlišují následující odrůdy:
Vzduch-plazma
Jako pracovní médium se používá připravený atmosférický vzduch. Taková zařízení jsou vhodná pro řezání železných kovů, mezi svými analogy mají nejjednodušší konstrukci.
Plazmový hořák pro ruční vzduchové plazmové řezání je součástí zařízení, které pracuje na napětí 220 V nebo 380 V. Jeho důležitým prvkem je doraz, který umožňuje zachovat vzdálenost mezi řezačkou a obrobkem potřebnou pro řezání, popř. současně odstraňte přebytečnou zátěž z obsluhy. Bez dorazu není možné dosáhnout rovnoměrného řezu – ukazuje se hrubý.
Plynová plazma
Plazma se tvoří na základě následujících plynů:
Existují také parovodní plazmové hořáky, které fungují na vodu, vodní páru.
Indukce
Jedná se o vysokofrekvenční zařízení, jehož činnost je založena na principu indukčně vázaného plazmatu. K zajištění takového výboje se používá střídavé magnetické pole, generované indukční cívkou a kmitočet kmitů je 1–100 MHz. Aby hlava plazmového hořáku zvládla vysokofrekvenční energii, je vyrobena z dielektrického materiálu, jako je křemenný materiál, tj. sklo nebo keramika. Díky tomuto přístupu může funkci pracovní tekutiny plnit vzduch, vodní pára nebo plyny (kyslík, dusík, argon).
Indukčně vázané plazma má následující vlastnosti:
- vysoká elektronová hustota;
- teplota asi 6 000 K, při které jakákoli látka přechází do atomového stavu.
Zvýšená koncentrace elektronů a kladných iontů je důležitou podmínkou pro povrchové úpravy kovů jako je moření. Protože je indukční cívka umístěna mimo zónu aktivního spalování, je možné k chlazení systému použít vzduch. Indukční plazmový hořák je zařazen do kategorie specifických zařízení určených k řešení pouze problémů určitého spektra, například umožňuje získat čisté práškové kovy.
Kombinované
Plazmatrony tohoto typu kombinují elektrický oblouk s vysokofrekvenčním proudem a magnetické pole umožňuje stlačit elektrický výboj.
Z hlediska stabilizace elektrického oblouku existují tři typy plazmových hořáků:
Stlačení elektrického oblouku, jeho směr podél osy elektrody a v otvoru trysky závisí na stabilizační funkci.
Plynové zařízení je považováno za nejjednodušší, proto se používá častěji než ostatní. Tento typ zahrnuje kompresi sloupce oblouku pomocí plazmového plynu s paralelním chlazením stěn. Tento přístup umožňuje změkčit podmínky, za kterých hlava plazmového hořáku pracuje.
Technologie pára-voda zahrnuje použití parního plynu jako pracovní tekutiny. Díky přechodu na vodní systém s přihlédnutím k regeneraci páry bylo možné zajistit vysoký stupeň stlačení sloupce oblouku. Za takových podmínek je dosaženo teploty +50 000 °C. Povinným prvkem zařízení je grafitová elektroda, která automaticky vstupuje do spalovací zóny. Vodní pára způsobí spalování uhlíku za minimální dobu.
Přestože je design tohoto plazmového hořáku poměrně komplikovaný, je považován za jeden z nejoblíbenějších mezi takovými zařízeními. Vodou chlazená hlava hořáku je na druhém místě po vzduchem chlazených řemeslnících, kteří jsou připraveni si sami sestavit plazmový hořák. Ze všech tří systémů je magnetický nejméně účinný. Umožňuje však ovládat kompresi elektrického oblouku bez ztráty pracovní tekutiny nebo plynu.
Kritéria výběru plazmového hořáku
Při výběru plazmového hořáku pro řezání je nutné vycházet z charakteristik zařízení a práce, která má být provedena, to znamená, že je nutné vyhodnotit rozměry, tloušťku a typ válcovaného kovu:
Tloušťka kovu a proudová síla
Jmenovitý proud zařízení závisí na tloušťce zpracovávaného materiálu. Předpokládejme, že pro řezání železných kovů, nerezové oceli, je na každý milimetr tloušťky zapotřebí příkon 4 A. To znamená, že práce s plechy z konstrukční oceli o tloušťce 10 mm vyžaduje provozní proud 40 A. doporučujeme zakoupit jednotku, která bude mít malou rezervu z hlediska výkonu.
Doba trvání plazmového hořáku
ST je doba, po kterou může zařízení nepřetržitě vykonávat své funkce. Pracovní cyklus 60 % znamená, že při pracovním cyklu 10 minut může přístroj pracovat po dobu 6 minut bez zastavení. Při překročení tohoto ukazatele hrozí přehřátí a porucha.
Vyplatí se vybrat FV s ohledem na rozsah použití zařízení:
- Pro domácí použití stačí 40 %;
- dílny, malé kovodělné firmy potřebují 60 %;
- pro velké továrny, podniky zabývající se výrobou kovových konstrukcí, by to mělo být 80-100%.
doporučené články
Požadovaný výkon kompresoru
Tento indikátor určuje stabilitu plazmového řezání. Zařízení potřebuje výkon 20-25%, než je napsáno v pasu. Doporučuje se zvolit plazmovou řezačku s odlučovačem oleje a vlhkosti – toto zařízení vám umožní získat vysoce kvalitní plazmu nezávislou na působení kondenzátu a nečistot.
Délka balení hadice plazmového hořáku
Výrobci nabízejí hadicové balíčky o délce 1,5–8 m i více. Při výběru konkrétního indikátoru vezměte v úvahu rozměry konkrétního kovového výrobku.
Pravidla pro provoz plazmových hořáků
V procesu používání plazmatronů jsou důležité následující:
- pravidelné mazání pohyblivých součástí systému za předpokladu, že je zařízení často používáno;
- kontrola integrity zařízení před každým zařazením;
- nastavení polotovarů podle úrovně – zabrání se tím poškození materiálu;
- odmítnutí stříhat příliš silné plechy, pokud jednotka k tomu nemá potřebný výkon.
Každý kus zařízení se čas od času porouchá. Plazmatrony jsou nejcharakterističtější pro:
- zkraty, vyhoření vodičů;
- opotřebení pohyblivých součástí;
- přepětí, které způsobí přerušení klíčových prvků systému.
Pokud je součást opotřebovaná, musí být vyměněna, zatímco při práci s vodiči, elektronikou je nutně provedena kontrola s následnou výměnou.
Pokud se budeme bavit o rozdílu mezi ostrým plazmatem a laserem, tak hlavní rozdíly mezi těmito technologiemi spočívají v principu dopadu na materiál. Laser umožňuje řezat díly rychleji, vyznačuje se zvýšenou produktivitou a poskytuje snížené procento přetavení. Je pravda, že laserové systémy jsou drahé a nedokážou si poradit s obrobky silnějšími než 2 cm, zatímco plazmový hořák je cenově dostupnější a má pokročilé funkce.
