Плазмотрон на воде – плазмогенерирующее устройство, конструкцией которого предусмотрено водяное охлаждение вместо обычного воздушного. Предназначено для воздушно-плазменной резки металлов разных марок и толщин. Изделия этого типа производятся в разных климатических исполнениях, могут работать при любых температурах окружающей среды.
Принцип действия
Плазморез с водяным охлаждением используется в аппаратах воздушно-плазменной резки. Служит для преобразования электрического тока в плазму, имеет сложную конструкцию с множеством конструктивных элементов.
Конструктивно плазмотрон состоит из таких элементов:
- Электрод (он же катод) со вставкой из тугоплавкого металла (обычно из циркония либо гафния).
- Сопло для формирования плазменной струи, которое обычно изолируется от электрода.
- Завихритель – специальный механизм для закрутки потока плазмообразующего газа.
- Камеры для подачи газа, циркуляции охлаждающей воды по устройству.
- Изоляционная втулка для изоляции сопла от катода.
- Фторопластовый корпус, кожух.
Рисунок 1. Конструктивная схема стандартного плазмотрона
Катод и сопло считаются расходными материалами, износ которых обычно происходит с одинаковой интенсивностью. Изнашиваются они относительно быстро – при резке металлопроката толщиной до 10 мм одного комплекта, как правило, хватает на полную 8-часовую рабочую смену. Замену рекомендуется производить одновременно и своевременно, в противном случае постепенно снижается качество реза.
Фото 2. Внешний вид катода
Фото3. Внешний вид сопла
Принцип действия водяного плазмотрона основан на ионизации плазмообразующего газа в разрядной камере с последующим выносом сформированной плазменной дуги на поверхность разрезаемого металла. Сам процесс начинается с поджига пилотной дуги, которая образуется между катодом и соплом за счет подачи повышенного напряжения. Основная ее функция – обеспечение возможности создания режущей дуги, которая образуется после касания дежурной к поверхности обрабатываемой заготовки.
Рисунок 4. Электрод и сопло в процессе резания плазменной дугой
Струя направленного воздействия мгновенно нагревает прокат до температуры плавления и выдувает расплавленный металл из зоны реза. Для вырезания детали с определенными размерами плазмотрон перемещается по соответствующему контуру. При этом для получения качественного реза в процессе работ нужно поддерживать постоянный зазор между обрабатываемой заготовкой и плазморезом.
Фото 5. Процесс плазменного раскроя листового металла
Особенности плазмотрона на воде
Плазмотрон – устройство, которое подвержено большим тепловым нагрузкам. Правильная работа системы охлаждения водяного плазмореза обеспечивает более продолжительный эксплуатационный ресурс расходников, предотвращает нагрев и расплавление основных элементов аппарата.
К основным источникам тепла в конструкции плазмотрона относятся электрод и силовые кабели в шланг-пакете. С поверхностью катода соединяется плазменная дуга, что приводит к воздействию большого количества энергии на маленькую металлическую деталь. Поэтому электрод непрерывно охлаждается – по его задней стороне постоянно циркулирует охлаждающая жидкость.
Силовые кабели в шланг-пакете имеют небольшое сечение относительно проходящего по ним тока, поэтому выделяют большое количество тепла. Во избежание их перегрева и оплавления изоляции по шланг-пакету тоже циркулирует охлаждающая жидкость.
Рисунок 6. Принципиальная схема водяного охлаждения плазмотрона
Принцип охлаждения плазмореза:
- Охладитель внутри устройства изначально контактирует с электродом. В нем предусмотрено небольшое отверстие для потока жидкости, что обеспечивает высокую скорость ее протекания по задней стенке и эффективное отведение тепла.
- Затем охлаждающая жидкость направляется в корпус плазмотрона, а оттуда через другой канал к соплу.
- После этого хладагент возвращается по шланг-пакету в охлаждающее устройство.
Отличия от ближайших аналогов
Система охлаждения предусмотрена в каждом аппарате плазменной резки. Бывает она нескольких видов – воздушная и водяная. Также выпускаются плазмотроны со смешанной системой. Однако чаще используются плазморезы с водяным охлаждением.
Плазмотроны с водяной автономной системой охлаждения теплонагруженных узлов рассчитаны на более высокую мощность и повышенную интенсивность эксплуатации. При этом они отличаются довольно сложной конструкцией, большим количеством комплектующих элементов. Также они характеризуются значительным весом и габаритами по сравнению с аналогами.
Устройства со смешанной системой охлаждения плазмообразующего сопла и катода меньше и легче, проще в конструктивном исполнении. Но при этом охлаждаемые узлы имеют меньший эксплуатационный ресурс из-за электрохимической эрозии. Также при работе такими плазмотронами увеличивается вероятность двойного дугообразования.
Виды плазменных устройств
Плазморез водяной для плазменной резки выпускается разных типов по конструктивному исполнению и техническим характеристикам. Поэтому выбирать устройство нужно с учетом толщины разрезаемого материала и максимальных рабочих параметров источника питания, от которого будет работать плазмотрон.
Фото 7. Процесс разделительного резания водяным плазморезом
Обычно плазморезы с водяным охлаждением используют в комплекте с источниками питания, рабочий ток которых превышает 100 А. К таким относятся профессиональные модели, рассчитанные на длительную непрерывную работу в производственных условиях.
В конструкции стандартных плазмотронов для ручной и механизированной резки, где рабочий ток не превышает 100 А, предусмотрена воздушная система охлаждения. При таких рабочих параметрах выделяется меньшее количество тепла, поэтому для устройства достаточно обычного воздушного охлаждения.
Фото 8. Процесс ручного плазменного раскроя листового металлопроката
Классификация плазмотронов по назначению:
- Для ручной резки – поставляется в сборе с кабель-шланговым пакетом, внутри которого находятся силовые кабели для подключения к источнику питания и трубки для циркуляции охлаждающей жидкости.
Фото 9. Внешний вид устройства для ручного плазменного резания.
- Для автоматического раскроя – устанавливаются на специальных механизмах поперечного перемещения в конструкции промышленного оборудования.
Фото 10. Плазморез, установленный на портальной установке плазменной резки
На автоматизированных линиях плазменной резки с ЧПУ плазмотрон устанавливается на специальный портальный узел, обеспечивающий перемещение рабочей головки в поперечном и продольном направлении. Конструкцией ручных плазмотронов не предусмотрена возможность стационарного крепления – в процессе работ резчик удерживает устройство в руках.
Для каких работ подходит
Плазмотроны с водяной системой охлаждения предназначены для разделительного резания металлопроката разных марок и толщин, а также цветных металлов и их сплавов. Их используют как для прямолинейного, так и для фигурного раскроя. Применяются преимущественно в конструкции промышленного оборудования для плазменной резки.
Устройства этого типа используются в разных отраслях:
- строительная и металлургическая промышленность;
- тяжелое машиностроение;
- изготовление металлоконструкций;
- авиа-, автомобиле-, судостроение и др.
Фото 11. Пример использования портальной автоматической установки в заводских условиях
С помощью плазмотронов на воде можно резать стали с любым содержанием углерода и легирующих элементов, чугун, медь, алюминий, сплавы на их основе и даже титан. Главное здесь правильно подобрать смесь газов и выставить рабочие параметры (ток резки, давление газа и т.д.).
Технические характеристики и комплектация
Плазмотроны производятся разных видов, поэтому отличаются характеристиками. При выборе необходимо руководствоваться рабочими параметрами источника питания, с которым будет работать устройство.
Основные технические характеристики водяного плазмореза:
- номинальный рабочий ток;
- вид плазмообразующего газа;
- давление газа на входе;
- расход воздуха;
- давление воды на входе;
- расход воды.
Фото 12. Разные виды расходных элементов для плазмотрона
Поставляются плазморезы в сборе, их комплектация стандартная – т.е. в наличие все конструктивные элементы устройства. Также в комплект входят прокладки (в зависимости от модификации), паспорт на изделие с гарантийным талоном и сопутствующей документацией.
Производитель
Сегодня плазмотроны на воде выпускают многие зарубежные и отечественные производители. Но выбрать действительно надежное устройство довольно сложно, так как на рынке очень много подделок и несертифицированного товара.
Группа компаний ПУРМ является официальным производителем сварочного оборудования, аппаратов и машин для плазменной резки. Каждое устройство разрабатывается с учетом суровых российских условий эксплуатации, подходит для работы в условиях любых климатических зон.
Фото 13. Разные виды источников питания отечественного производителя ПУРМ
Компания специализируются на серийном выпуске сертифицированного оборудования, поставках комплектующих, запасных частей и расходных материалов. При необходимости выполняется шеф монтаж машин и производственных линий плазменной резки, пуско-наладочные работы, гарантийное и послегарантийное их обслуживание.
Где купить
Купить подходящий для конкретных целей плазмотрон на воде можно непосредственно на сайте Группе компаний ПУРМ с доставкой при помощи транспортных компаний. Также возможен самовывоз (бесплатно), но в этом случае нужно предварительно согласовать место, дату и время получения – если забирать будет третье лицо, дополнительно нужна доверенность на получение товара.
В ассортименте есть разные виды плазмотронов на воде:
- Для автоматического раскроя – П3-400ВА, П2-400ВР, ПВР-180, ПВР-402М, ПВР-412 и другие.
- Для ручной резки – КШ5В-П3-ВА и КШ3В-П2-ВР в сборе с кабель-шланговыми пакетами длиной 10 и 20 м.
Сотрудники компании проконсультируют по выбору, помогут подобрать плазморез в зависимости от технических характеристик имеющегося в наличии источника питания. При необходимости можно заказать комплект оборудования для конкретных производственных задач – автоматическую машину с ЧПУ или стандартный ручной аппарат.