Расходники для воздушно-плазменной резки

Преимущества современной воздушно-плазменной резки металлов очевидны всем, кто работает с ней. Ведь это и отличный результат реза (точный и аккуратный), огромные возможности для фигурной резки (включая и самые труднодоступные места), безопасность для мастера и окружающих (нет необходимости в использовании громоздких баллонов с газом), удобство в работе (все используемые аксессуары для плазмореза достаточно компактны и мобильны). Именно поэтому плазморезы сегодня можно встретить практически повсеместно: и в кузницах, и на СТО, и на строительно-монтажных площадках, и в производственных цехах.

Однако отличный, полностью соответствующий ожиданиям мастера результат работы возможно получить только в том случае, если одновременно выполняются три самые важные условия:

• специалист по резке имеет достаточную квалификацию и опыт;

• используется качественное и правильно настроенное оборудование;

• используются оригинальные расходники для плазменной резки, полностью соответствующие параметрам аппаратов CUT и текущим задачам.

Для чего нужны расходники?

Каждый плазменный резак, комплектуемый необходимыми расходными материалами (электродом, плазменным соплом, защитным колпачком, диффузором и т.д.), служит местом формирования плазмы, поток которой впоследствии выступает эффективным режущим инструментом по металлу. Поэтому так важно для получения оптимального и стабильного результата реза, чтобы абсолютно все используемые запчасти к плазмотрону были высокого качества, отличались надежностью и имели допустимый предел износа.

В процессе работы плазмореза сначала между электродом и плазменным соплом (либо разрезаемым металлом) происходит зажигание электрической дуги. Далее поступающий под давлением в сопло сжатый газ, проходя через дугу, ионизируется и преобразуется в плазменную струю (имеющую температуру в диапазоне 5000-30000˚ и скорость 500-1500 м/с). Для первоначального зажигания дуги обычно используется высоковольтный импульс либо короткое замыкание между форсункой охлаждения и разрезаемым металлом.

Какие виды расходников используются для плазменной резки?

Электроды (катоды). Эти важные расходники для плазменной резки изготавливают из тугоплавких металлов, преимущественно – из медных сплавов, либо (более дорогой вариант, но и с более продолжительным сроком эксплуатации) из никелированной стали методом холодной штамповки. Электроды, предназначенные для комплектации разных типов плазморезов, могут отличаться формой или длиной, но все они имеют рабочую вставку, активно участвующую в возбуждении электрической дуги. Эта вставка может быть изготовлена из гафния (преимущественно), а также из вольфрама или циркония.

Плазменные сопла. Эти расходники отвечают в плазмотроне за правильное направление и форму режущей плазменной струи, что чрезвычайно важно для точности реза. Если в аппарате CUT не предусмотрена возможность высокочастотного розжига, то плазменное сопло может выступать в качестве контактного элемента для возбуждения дуги. Изготавливают плазменные сопла из тугоплавких металлов: в основном, из медных (более бюджетный вариант) сплавов или никелированной стали, используя метод холодной штамповки. В зависимости от маркировки, плазменные сопла могут различаться как конфигурацией (что связано с возможностью использования в том или ином типе плазмореза), так и диаметром выходного отверстия.

Диффузоры (завихрители). Эти расходники для плазменной резки принимают активное участие в процессе формирования и последующего направления плазмообразующего воздушного потока, который путем завихрения «обжимает» электрическую дугу и направляет плазму наружу из сопла. Таким образом, диффузор обеспечивает рост давления, а также расширение воздушного потока во время работы плазмотрона. Также завихритель выполняет задачи изолятора. Наиболее качественные диффузоры изготавливают из жаропрочной поликерамики, но также встречаются расходники, изготовленные из керамики и специального термостойкого пластика.

Защитные колпачки. Керамические сопла предназначены для защиты наконечника плазмотрона от попадания на него брызг расплавленного металла и горячих отраженных газов, а также лучшей фиксации других расходных комплектующих головки плазмотрона. Керамический колпачок принимает участие и в направлении воздушного потока во время работы плазмореза. Изготавливают защитные колпачки из жаропрочной поликерамической смеси, что делает их отлично подходящими для работы в условиях экстремально высоких температур.

Параметры подбора расходников

Правильно выбирая необходимые аксессуары для плазмореза (включая, помимо расходников, различные узлы, соединительные муфты, фильтры, смазки и т.д.), мастер решает одновременно две задачи:

• добивается оптимального результата резки;

• значительно продлевает срок эксплуатации расходных материалов.

Прежде всего, номинал расходников должен полностью соответствовать номиналу аппарата воздушно-плазменной резки, который они комплектуют. Так, например, если электрод или сопло рассчитаны на работу в плазморезе CUT-40, ими ни в коем случае не стоит комплектовать аппарат, работающий с максимальным током в 80 А, поскольку это может привести к быстрой порче расходников, получению производственного брака, а также поломке плазмотрона. 

Таким образом, при оптимальном подборе расходников необходимо учитывать следующие факторы, определяющие эффективность работы плазмореза:

• величину максимального рабочего тока;

• тип разрезаемого металла (он может быть черным, цветным, включая различный состав сплава, нержавеющей сталью);

• толщину разрезаемого металла;

• угол реза (особенно для нержавеющей стали).

Как определить степень износа расходников?

Степень износа расходников – один из важнейших факторов, определяющих качество реза, а также состояние рабочего оборудования, поскольку эксплуатация изношенных расходных материалов – прямой путь к поломке плазмотрона. Поэтому так важно контролировать текущее состояние расходников и своевременно их заменять новыми. 

Обычно «запас прочности» корректно используемых электродов и сопел рассчитан на прохождение, в среднем:

• 20-40 м реза – для расходников, изготовленных из медных сплавов;

• 30-60 м реза – для расходников, изготовленных из никелированной стали;

• 10-15 замен плазменного сопла – для керамического защитного колпачка.

Фактически потребность в замене изношенных расходников обычно возникает при следующих изменениях, наблюдаемых во время рабочего процесса:

• значительном ухудшении качества реза;

• изменения цвета плазменной дуги в сторону зеленого;

• появления характерного шума в плазмотроне.

Избежать неприятных последствий износа расходников можно при их визуальном осмотре перед работой. Так, рабочий электрод точно нуждается в замене, если глубина кратера его гафниевой вставки на торце катода превышает 2 мм. Плазменное сопло подлежит замене при любых его деформациях, особенно это касается нарушения геометрии его выходного отверстия, отвечающего за точность реза и форму плазменной струи. При этом стоит отметить, что плазменное сопло и электрод стоит менять в паре одновременно, иначе более изношенный расходник быстрее «убьет» новый и выведет из строя плазмотрон. Диффузоры и защитные колпачки меняют при появлении на них трещин и забивки отверстий, а также при признаках общего износа.

Отличный способ предусмотреть время замены используемых расходников, которым пользуются опытные мастера, – завести специальный журнал учета, в котором тщательно фиксировать дату их предыдущих замен, а также условия их эксплуатации (силу тока, материал и способ резки др.). Это поможет заранее спланировать срок будущей замены и вовремя пополнить запас необходимых расходных материалов, чтобы избежать простоя в работе.

Как сэкономить на покупке расходников?

Секрет такой экономии достаточно прост и известен всем профессионалам: никогда не стоит экономить на качестве! Только покупая оригинальные и качественные расходники, комплектуя ими качественные и надежные плазмотроны, можно заработать в разы больше, нежели при использовании дешевых аналогов и постоянной покупке/ремонте выведенного из строя оборудования. Поэтому «золотое» правило настоящего специалиста по воздушно-плазменной резке металлов гласит, что в его работе всегда только:

• оригинальное оборудование качественной сборки;

• оригинальные и качественные расходники;

• полное соответствие номинала расходников параметрам плазмореза;

• полное соответствие параметров плазмореза поставленным рабочим задачам;

• своевременная замена расходников;

• своевременная чистка расходников, комплектующих и узлов;

• использование дистанционных роликов и пружин;

• постоянный контроль качества и давления рабочей газовоздушной смеси.