Плазменная резка металла: полный обзор технологии, газов и отличий от лазерной

Когда требуется максимальная эффективность раскроя металлов, от черных до цветных, именно плазменная резка становится оптимальным решением. В основе этого высокотехнологичного процесса — преобразование газа в раскаленную плазму, которая мгновенно плавит материал и удаляет его из зоны реза. Из этой статьи вы узнаете все тонкости работы плазменной резки, разберетесь в выборе газовых смесей и получите объективное сравнение с лазерной технологией, чтобы определить наилучший вариант для ваших задач.

Что такое плазменная резка металла?

Плазменная резка металла – это процесс термического разделения материалов, при котором электрическая дуга зажигается между неплавящимся электродом и обрабатываемой заготовкой. Ключевая особенность технологии заключается в том, что через этот разряд под высоким давлением пропускается газ. Газ ионизируется, превращаясь в управляемую плазму с температурой свыше 25 000 °C. Энергии этой струи достаточно, чтобы мгновенно расплавить любой электропроводящий металл  обеспечивая точный и чистый рез.

Как работает аппарат плазменной резки: Устройство плазмотрона

Чтобы понять, как работает аппарат плазменной резки металла, необходимо изучить его основной узел – плазмотрон.

Плазмотрон для плазменной резки – что это? 

Это технически сложное устройство (плазменный резак), генерирующее стабильную струю плазмы. Его работа состоит из нескольких этапов:

1. Подача газа: В камеру плазмотрона подается плазмообразующий газ (его выбор зависит от обрабатываемого материала).

2. Зажигание дежурной дуги: Высокочастотный импульс или контактный поджиг создает вспомогательную дугу между электродом и соплом.

3. Образование плазмы: Газ, проходя через дугу, стремительно нагревается, ионизируется и объемно расширяется, формируя электропроводящую плазму.

4. Формирование струи: Сопло плазмотрона фокусирует и обжимает плазменный поток, который с огромной скоростью направляется на обрабатываемый металл. Для дополнительного обжатия и охлаждения дуги могут использоваться вихревые газы.

5. Переход и резка: При контакте с металлом дуга переходит на заготовку, образуя канал для основной режущей струи. Мощный поток плазмы локально плавит материал, а давление газа выдувает расплав из зоны реза.

Ключевой вопрос: плазменная резка – какой газ используется?

Выбор газа – критически важный технологический параметр, напрямую влияющий на качество, скорость и стоимость процесса. Итак, какой газ нужен для плазменной резки металла? Однозначного ответа нет, все зависит от типа и толщины материала.

• Для низкоуглеродистой стали: Оптимальным является кислород (O₂). Он не только создает плазму, но и вступает в экзотермическую реакцию с железом, добавляя тепла и обеспечивая чистый рез с минимальным гратом.

• Для нержавеющей стали и алюминия: Применяют азот (N₂) или аргон-водородные смеси (например, H35). Эти газы создают инертную среду, предотвращая окисление кромки, что критически важно для последующей сварки и сохранения коррозионных свойств.

• Универсальный и экономичный вариант: Как работает воздушно плазменная резка? В качестве плазмообразующей среды используется сжатый воздух. Это самый доступный метод, подходящий для резки черных металлов средней и малой толщины. Однако для цветных металлов и ответственных задач он может уступать по качеству.

Сводная таблица поможет разобраться, какой газ используется для плазменной резки металла в каждом конкретном случае.

Плазменная или лазерная резка металла: что лучше?

Это ключевой вопрос для многих заказчиков. Однозначного лидера нет, так как выбор зависит от технико-экономических требований задачи.

Чем отличается плазменная резка от лазерной?

• Принцип действия: Плазменная резка использует струю сжатой плазмы, а лазерная – сфокусированный световой луч.

• Толщина металла: Плазма часто выигрывает при резке толстых листов (от 20-30 мм и выше), где лазеру может не хватить мощности.

• Точность и качество кромки: Лазер обеспечивает более высокую точность контура, минимальную ширину реза (прожиг) и перпендикулярность кромки, что идеально для сложных деталей из тонкого металла (до 6-10 мм).

• Скорость: На средних толщинах (до 15-20 мм) лазер, как правило, быстрее. На больших толщинах – плазма.

• Стоимость: Оборудование для воздушно-плазменной резки обычно дешевле в приобретении и эксплуатации, чем лазерные станки сопоставимой мощности.

Что же лучше? Если вам нужна недорогая и эффективная резка толстого металла (особенно цветного) с допустимым качеством кромки – ваш выбор плазменная резка. Если приоритетом является высочайшая точность, чистота реза и скорость на тонком и среднем металле – выбирайте лазерную резку.

Заключение

Плазменная резка металла – это мощный, гибкий и экономически выгодный метод раскроя, без которого немыслима современная металлообработка. Разобравшись в принципах плазменной резки, видах газов и её отличиях от лазерной, вы сможете выбрать метод, который максимально точно соответствует требованиям вашего проекта. Наша компания готова предложить вам услуги качественной плазменной резки с оптимальным подбором технологии и газовых смесей для ваших задач.