Принцип работы плазмотрона – примеры устройства, варианты конструкции и принцип действия

История плазмотрона берет свое начало с середины прошлого века. Производство тугоплавких металлов, набиравшее в то время обороты, потребовало особой технологии обработки. Еще одним фактором, послужившим началу выпуска устройств, стала потребность в мощном источнике света и тепла. Чтобы ответить на вопрос, какой плазмотрон лучше, следует сначала разобраться с особенностями этого технического прибора, рассмотреть его разновидности.

Краткое содержимое статьи:

Плазмотрон: общие черты
Элементы прибора
Разновидности плазмотронов
Электродуговые плазмотроны
Высокочастотные плазморезы
Комбинированные устройства
Плазменная резка металлов: тройка лидеров
Фото плазмотрона в работе

Плазмотрон: общие черты

Плазмотрон представляет собой особое техническое устройство, благодаря которому электрический ток преобразуется в плазму, а последняя служит для резки металлических материалов разной толщины. К особенностям современных приборов относятся:

возможность получения высоких температурных показателей, добиться которых невозможно при помощи обычного топлива;
простота управления и регулировки (настройка пуска, остановки и мощности);
высокая степень надежности и компактные размеры.

Элементы прибора

Устройство плазмотрона представлено таким образом, чтобы обеспечивать резку металлов, относящихся к классу тугоплавких. Электрод (катод) имеет специальную циркониевую или гафниевую вставку. Использование указанных металлов при высоких температурах позволяет добиться эффекта выбивания электронов с их поверхности (термоэлектронная эмиссия).

Сопло – еще один расходный элемент плазмотрона, который всегда изолируется от катода. Прибор также оснащен механизмом для закручивания газа, образующего плазму.

Расходники способны функционировать в течение одной 8-часовой рабочей смены, если речь идет об обработке металла толщиной до 1 см. Далее они подлежат замене, причем последнюю желательно проводить одновременно для катода и сопла.

При несоблюдении сроков замены качество получаемого реза значительно ухудшается, могут появиться волны или дать о себе знать эффект реза под углом. Если гафниевая или циркониевая вставка выгорят более чем на 2 мм, то электрод пригорит. Следствием станет значительный перегрев устройства.

Чтобы расплавленный обрабатываемый материал не повредил элементы плазмотрона, его оснащают защитным кожухом. Регулярный демонтаж и чистка кожуха – залог долгой и качественной работы всего прибора. При несоблюдении элементарных условий эксплуатации можно в скором времени добиться серьезной поломки плазмореза. Не менее важно чистить и другие элементы.

Разновидности плазмотронов

Весь спектр современных технических приборов для резки металлов можно поделить на три класса:

плазмотроны на электрической дуге;
высокочастотные плазморезы;
комбинированные устройства.

Чтобы понять особенности работы каждого вида плазмотрона из обозначенных классов, следует рассмотреть их по отдельности.

Электродуговые плазмотроны

Все приборы этого класса оснащаются анодом и катодом, которые подключаются к источнику постоянного тока. Роль хладагента выполняет обычная вода, циркулирующая по специальным каналам. На рынке можно встретить устройства с электролитическим электродом. Последний также может вращаться.

Высокочастотные плазморезы

Особенностью приборов данного класса является отсутствие электродов, поскольку связь с питающим источником осуществляется благодаря индуктивному (или емкостному) принципу. Соответственно, плазматроны делятся на индукционные и емкостные.

Принцип работы плазмотронов, принадлежащих к классу высокочастотных устройств, подразумевает выполнение камеры, где происходит разряд, из не проводящих ток материалов. Зачастую применяется стекло или керамика.

Изоляция стенок осуществляется по газодинамическому принципу, поэтому приборы застрахованы от перегрева и могут охлаждаться за счет воздуха.

Комбинированные устройства

Приборы сочетают в себе работу дугового разряда (его горение) и работу токов высокой частоты. Причем в некоторых приборах дуговой разряд дополнительно сжимается благодаря внешнему магнитному полю. Помимо указанного деления приборы подразделяются на виды согласно способу их охлаждения, способу стабилизации электрической дуги и т.д.

Плазменная резка металлов: тройка лидеров

Критерием для определения лучших производителей плазмотронов являются: надежность устройства, его стоимость и вес, а также функциональность.

Сварог CUT 40B (R34) представляет собой превосходное сочетание стоимости аппарата и показателей мощности. Средняя рыночная цена составляет 28 тысяч рублей. Прибор отличается компактными размерами и небольшим весом. Оптимален для разрезания тонколистового металла.

Эргономичная панель управления в сочетании с разъемом для присоединения горелки делают работу с устройством комфортной и простой. Недостатком является ограниченный рабочий ресурс.

Aurora Pro AirForce 60 IGBT – зарекомендовал себя как наиболее энергосберегающий прибор. Цена порядка 40 тысяч рублей. Справляется с разрезанием мягкой стали, алюминия, меди. Благодаря режущему току в 60 А прибор способен справиться с 20-миллиметровой сталью. Минусом является плохая приспособленность к условиям промышленного поточного использования.

Brima CUT 120 идеален для работы с толстым материалом. Стоит прибор порядка 90 тысяч рублей. Если взглянуть на фото плазмотрона, то в глаза сразу бросается небольшой размер трансформатора. Отсюда проистекает и малый вес прибора. Толщина металла, подвергаемого обработке, может доходить до 35 мм. Главный недостаток – чувствительность к влажной среде.