Воздушно-плазменная резка металлов

• Опыт применения механизированной плазменной резки на Ленинградском судостроительном заводе им. А. А. Жданова
• Поверхностная плазменная обработка металлов

Плазменная резка является одним из наиболее производительных процессов термической резки. Сущность ее заключается в локальном удалении металла вдоль линии реза сжатой электрической дугой постоянного тока. Сжатие и стабилизация дуги в плазмотроне производятся потоком газа, проходящего совместно со столбом дуги через канал сопла. Благодаря обжатию столба дуги температура ее достигает 12—20 тыс. градусов, вследствие чего свойства металла практически не оказывают влияния на процесс резки. Поэтому основным преимуществом плазменной резки является ее универсальность. Не менее важным фактором является и то, что скорость плазменной резки металлов в диапазоне толщин 5—40 мм в 2—8 раз выше газовой.

Широкое распространение плазменной резки до последнего времени сдерживалось тем, что в качестве плазмообразующих газов использовались дефицитные и дорогостоящие инертные газы, такие, как аргон, водород и азот. В основном она применялась только при разделке цветных металлов и высоколегированных сталей. Разработка принципиально новых электродов, работающих в активных смесях, позволила использовать в качестве плазмообразующего газа обычный сжатый воздух из заводских магистралей. Именно это обстоятельство и открыло путь к широкому внедрению воздушно-плазменной резки в производство.

В первую очередь этот процесс нашел применение в трубной и судостроительной отраслях, где для производства характерны большие объемы процессов резки металла в диапазоне толщин, наиболее благоприятных для получения максимального эффекта.

Так, внедрение на Волжском трубном заводе воздушно-плазменной резки на линии из десяти трубосварочных станков позволило значительно увеличить производительность труда и процент выхода годных труб, сократить число обслуживающего персонала. Сейчас на этом заводе проводятся работы по полной автоматизации процесса резки труб, чтобы исключить участие в нем человека, а управление сделать централизованным (с помощью телевизионных камер).

Необходимо отметить, что перевод воздушно-плазменной резки на поток потребовал коренной переделки конструкции оборудования и создания принципиально новых схем управления с целью обеспечения надежности его работы. На предприятиях трубной промышленности были освоены высокие скорости процесса плазменной резки. Например, на Альметьевском заводе спиралешовных труб скорость резки на беспрерывно движущейся трубе с толщиной стенки 4 мм составила 1800 м/ч, что другими способами обработки достичь невозможно.

В судостроении внедрение воздушно-плазменной резки пошло по пути создания высокопроизводительных автоматизированных поточных линий по раскрою листового проката. На Выборгском судостроительном заводе семь линий газовой резки были заменены тремя высокопроизводительными линиями воздушно-плазменной резки. Это оказалось возможным благодаря созданию высокоскоростных машин, специально разработанных для нового процесса.

В настоящее время все основные предприятия трубной и судостроительной отраслей газовую резку заменили воздушно-плазменной. Широкое применение новый процесс нашел в заготовительных цехах предприятий химического машиностроения, в электротехнической промышленности, черной металлургии и ряде других.

Исследования, проведенные во ВНИИЭСО, показали, что при обработке стали толщиной до 80 мм воздушно-плазменная резка по сравнению с газовой имеет преимущества как по производительности, так и по себестоимости, при этом качество поверхности реза такое же, как и при чистовой газовой резке.