Плазменная резка металла: выбор оборудования

Основы выбора

Оборудование плазменной резки металла по своим потребительским качествам едва уступает технике для лазерной резки, имея преимущество над ней в дешевизне и доступности для широкого круга потребителей. При этом оно кардинально превосходит традиционное оборудование для газокислородной и абразивной резки по следующим показателям:

• способно обрабатывать практически любые металлы: черные (чугун, малоуглеродистую, углеродистую, легированную, нержавеющую сталь), цветные (алюминий, дюралюминий, медь, бронзу, латунь, титан), их сплавы, и даже (в бесконтактном исполнении) некоторые негорючие неметаллические материалы, такие как бетон, камень;
   
• производительности (скорости резания) – до 10 раз больше (быстрее);
   
• качеству и чистоте среза (получаются ровные гладкие кромки, без видимых следов оплавления и температурной деформации);
   
• способности к выполнению фигурно резки (раскроя) сложной геометрии (точность резания достигает допуска 0,25мм).

При выборе в пользу оборудования плазменной резки необходимо лишь постоянно помнить об их главном принципиальном недостатке – ограничении по толщине разрезаемого материала. Который, даже для плазменных машин промышленного назначения, не превышает 80 – 100мм. А у аппаратов бытового назначения и для малообъемного производства колеблется в пределах 15 – 40мм. Если толщина металла, с которым приходится работать, не превышает данных параметров, и нужна высокая производительность на его раскрое (резке) при минимальных сопутствующих расходах, то приобретение плазморезального аппарата, скорее всего, станет оправданным.

Плазменное металлорежущее оборудование можно разделить на три основных типа:

• машины и станки (как правило, с ЧПУ) промышленного класса;
   
• аппараты профессионального класса (для небольших предприятий, мастерских), как правило, переносные или перемещаемые (терминальные), с электропитанием от промышленной сети напряжением 380V, толщиной обрабатываемого металла до 30 – 40мм;
   
• бытовые плазморезы для потребностей домашней мастерской – переносные, с питанием от бытовой электросети 220V, толщиной обрабатываемого металла до 15 – 20мм.

Специалисты, принимающие решения по подбору и приобретению плазморезального оборудования промышленного класса, обычно хорошо разбираются в предмете, и не нуждаются в сторонних советах. Дальнейшая информация предназначена для желающих приобрести технику более простого (бытового, профессионального) класса, переносного или перемещаемого (терминального) типа.

Подходы к выбору плазмореза

По характеру электропитания и целях применения

Как уже сказано, изначально плазморезальную аппаратуру следует подбирать под имеющиеся условия электропитания (бытовая сеть 220V или промышленная 380V), а также по требуемому классу качества – бытовой или профессиональный. Уже на этом этапе можно существенно сузить поле выбора, и избежать самых фундаментальных ошибок.

По наличию расходных материалов

Прежде всего, значительная часть свойств плазморезов зависит не от их типа, а разновидности примененного основного рабочего органа – плазмотрона, часть деталей которого являются расходными материалами.

Плазмотроны бывают двух видов:

1. Прямого действия (контактный поджиг) – когда разрезаемый материал включен в электрическую схему, и электрическая дуга возникает между электродом и обрабатываемым материалом. Таким образом, как правило, разрезаются заготовки из черного металла, в т.ч. чугуна, нержавеющей стали.
    
2. Косвенного действия (бесконтактный поджиг) – когда разрезаемый материал исключен из электрической схемы, электрическая дуга возникает между электродами в самом плазмотроне. Преимущественно применяется для разрезания цветных металлов, негорючих неметаллических материалов.
    

Расходные части плазмотрона (электрод и сопло) имеют достаточно ограниченный срок службы. Их, как правило, хватает на одну-две рабочих смены, или несколько десятков метров реза. Подходя к вопросу выбора той или иной модели плазмореза, того или иного производителя, следует предварительно уточнить, имеются ли в продаже (в широком доступе) для него соответствующие расходники. При самых замечательных характеристиках оборудования, если для него не удается найти расходников, его эксплуатация становится проблематичной.

Универсальность или узкая направленность?

В продаже имеются как узкоспециализированные плазморезы (категория CUT), которые могут только резать материал, так и многофункциональные аппараты, которые, кроме этого, умеют выполнять аргонодуговую (TIG) и электродуговую (ММА) сварку различных металлов.

Универсальность металлообрабатывающего оборудования, конечно, очень привлекательна. Но есть одно НО – умея многое, универсальная техника, как правило, хорошо делать не может ничего. Узкая специализация инструмента или механизма – верный путь к качественному выполнению им требуемой функции.

Если нужен плазморезальный аппарат для бытовых целей – тогда будет уместным сделать выбор в пользу многофункционального оборудования. В таком случае удастся существенно сэкономить на приобретении одно-функциональных приборов раздельно. Если же предусматривается применять его в профессиональной деятельности, однозначно следует выбрать узкоспециализированный агрегат категории CUT.

Подбор по мощности и экономичности

По характеру внутреннего преобразования электротока плазморезы бывают трансформаторными и инверторными.

Трансформаторные обычно выполняются более мощными (силой тока до 160А и более), потенциально способными разрезать металл толщиной до 40мм и больше. Но силовой поток в трансформаторном приборе менее стабилен, подвержен скачкам при перепадах напряжения электросети. Плюс хромает их экономичность – характеризуются относительно большими потерями электроэнергии на внутреннюю работу (нагрев и рассеивание), меньшим КПД (в сравнении с инверторными).

Инверторные – несколько менее мощные (силой тока до 120А, потенциальной глубиной резки (по малоуглеродистой стали) до 30мм), но более легкие, компактные, стабильные в работе, устойчивые к перепадам напряжения в сети, а главное – экономичные (КПД до 30% выше в сравнении с трансформаторными).

Имеющиеся в широкой продаже плазморезательные аппараты по своей мощности (основной показатель – номинал максимальной силы тока электрической дуги) подразделяются на классы (число – сила тока в А): CUT40(35), CUT50, CUT60, CUT80, CUT100, CUT120, CUT160. Чем мощнее агрегат, тем с материалом большей толщины он способен работать.

Для подбора плазморезального агрегата по мощности, имеется следующее эмпирическое соотношение номинала силы тока и толщины разрезаемого металла:

• на каждый 1мм разрезаемого черного металла и нержавейки необходима сила тока 4А;
   
• на каждый 1мм разрезаемого цветного металла необходима сила тока 6А.

Таким образом, если предусматривается работать преимущественно с листовой или фасонной малоуглеродистой, высокоуглеродистой сталью толщиной до 30мм, то путем несложных вычислений приходим к выводу, что нам необходим агрегат номиналом не менее CUT120.

Данная эмпирическая формула уже учитывает необходимый запас по мощности, необходимый для избегания длительной перегрузки аппаратуры. Ее максимальные (пиковые) возможности по глубине выполняемого реза будут несколько выше.

Подбор по продолжительности рабочего цикла

В работе плазморезной техники продолжительностью одного рабочего цикла принято считать 10 минут. Таким образом, если по характеристикам прибор имеет рабочий цикл (продолжительность включения – ПВ), например, 40%, это значит, что из каждых 10 минут он должен работать не более 4 мин, а 6 мин – «отдыхать». У разных моделей и разных производителей параметр ПВ колеблется в значительных пределах, от 20% до 80%, доходя у некоторых высокотехнологичных агрегатах промышленного и профессионального класса до 100%.

Если плазморез нужен для бытовых целей, целесообразно выбирать среди моделей с ПВ до 50%. Его производительности для условий домашней мастерской будет достаточно, а по цене он будет существенно дешевле. Для профессионального использования следует подбирать аппарат с продолжительностью рабочего цикла ПВ, приближающейся к 100% (от 70% и более).

Компрессор. Встроенный или внешний?

Наличие встроенного компрессора делает применение плазмореза, за счет его высокой мобильности, несравненно более удобным. Есть только одно НО – наличие встроенного компрессора почти наверняка указывает на переносную модель бюджетного, бытового класса, с ограниченной производительностью. Серьезные и мощные профессиональные модели, как правило, предусматривают наличие отдельного внешнего компрессора, обеспечивающего комплексу высокую производительность.

Удобство применения

Удобство применения плазмореза во многом определяется длиной имеющегося рукава кабель-шланга. Чем он длиннее, тем удобнее работать с широкополосным материалом, появляется возможность работать на нескольких рабочих постах, без перемещения всего комплекса оборудования. С другой стороны, для бытовых целей большая длина кабель-шланга может быть избыточной, существенно удорожая приобретение прибора.

Но в этом плане возможен компромиссный вариант. В продаже имеются модели плазморезных аппаратов со сменной длиной кабель-шланга, в которых его отдельные отрезки (длиной 6 – 12м) соединяются посредством т.н. евро-разъемов. Достаточно иметь в запасе (докупить) отрезки кабель-шланга необходимой длины, для обеспечения различных условий работы, плазменной резки листа любой ширины.

Таким образом, правильный выбор плазморезательного аппарата позволяет подобрать технику, максимально подходящую для ожидаемых условий ее применения. Ведь если стоит вопрос, для чего нужен агрегат – для плазменной резки нержавеющей стали или плазменной резки алюминия, то цена и его параметры, очевидно, будут различными. Применение данной информации, следование приведенным советам позволит избежать многих характерных ошибок, сэкономить приличные деньги, купить аппарат плазменной резки металла с оптимальным сочетанием цены и качества.