Меню

Резка трубы плазмой приспособление

3d плазменная резка труб и ее виды

Рынок металлоконструкций предъявляет все более высокие требования к точности сопряжения деталей. Работа с металлическими трубами требует выполнения операции с высоким качеством разреза. При выборе технологии необходимо учитывать свойства материала, такие как прочность, термостойкость, электропроводность и другие.

Предметом рассмотрения будет резка труб с помощью плазмы. Это наиболее эффективная технология, обладающая высокой производительностью и точностью обработки.

3D плазменная резка труб и ее виды

По определению это процесс разделения изделия на части с использованием высокотемпературной плазмы вместо механического, газопламенного или лазерного резака. Есть еще и фрезеровка, когда из поверхности вырезается часть материала с сохранением целостности детали. В зависимости от среды, в которой происходит, процесс подразделяется следующим образом:

  • Простой. В качестве носителя используется сжатый воздух или азот;
  • С применением инертного газа. Повышает качество разрезания, так как процесс проходит в чистой среде;
  • С водяным охлаждением. Защищает от перегрева оборудование, поглощает вредные испарения.

По способу осуществления различают резку дугой, когда материал является составляющей электрической цепи, и струей, когда дуга образуется внутри резака.

Как происходит плазменная резка труб

Плазма представляет собой ионизированный газ, проводящий электричество. Поток газа под давлением пропускается через сопло, где частицы ускоряются до скорости звука. Между соплом и поверхностью трубы создается электрическая дуга. Под действием электроплазменной дуги, разогретой до 20 000 градусов, металл быстро плавится. Жидкий расплав удаляется с поверхности высокоскоростным газовым потоком.

Такой способ называется прямым и применяется для материалов с достаточной проводимостью. Методика резки называется плазменно-дуговая. Данный метод обладает высокой производительностью при относительно небольших затратах.

Плазменная резка

Для металлических труб с маленькой электропроводностью применяется косвенный метод, или резка плазменной струей. В этом случае как указывалось, дуга формируется в самой горелке и на материал воздействует только поток горячего ионизированного газа. Способ требует увеличенных затрат и менее производителен.

Плазменная резка наделена рядом преимуществ:

  • высокая производительность (при толщине до 50 мм);
  • локальный нагрев, соответственно отсутствие тепловых деформаций;
  • качественный рез с высокой скоростью;
  • возможность раскроя по сложным линиям;
  • Кромки не нуждаются в шлифовке.

К недостаткам можно отнести:

  • сильный шум при работе;
  • появление трещин при изгибе оплавленного среза.

Важно! Применение 3D моделирования позволяет создавать трехмерные пространственные образы предметов с высокой точностью. С помощью оборудования со специальными программами управления образ воплощается в металл.

3D плазменная профильная резка труб дает возможность производить раскрой и обработку по сложным контурам на металлических трубах любого сечения и профиля, обеспечивает высокую точность последующего сопряжения деталей без дополнительной обработки.

Из чего состоит оборудование для плазменной резки

Комплекс состоит из аппаратного блока, источника питания, механизированного плазмотрона. Плазморез представляет собой корпус, внутри которого установлено сопло с механизмом закручивания плазмообразующего носителя, а также электрод и рубашка водяного охлаждения. Подключается к газовой магистрали, при отсутствии таковой к баллону со сжатым газом.

Плазмотрон

Различают устройства с вращающейся дугой и без, с жидкостным охлаждением или с воздушным. Водяное охлаждение позволяет применять плазму более высокой температуры за счет высокой степени сжатия газа.

Сопла, электроды являются расходным материалом, своевременная замена которых обязательна.

Существуют высокочастотные безэлектродные устройства, основанные на индуктивной связи с источником питания, а также СВЧ-плазмотроны.

Расстояние между соплом и поверхностью должно быть в пределах от 10 до 15 мм. Если использовать в качестве носителя воздух, он должен быть очищен и осушен.

Читайте также:  Труба пнд техническая 110 мм для кабеля

При механизации процесса устройство помещается на стационарную установку портального, портально-консольного или портально – пантографического типа. В качестве систем перемещения используются числовое программное управление, магнитное копирование, линейная регулировка скорости.

Ниже описываются широко применяемые машины для резки труб.

Станок с числовым программным управлением

Станки позволяют осуществлять плазменную резку труб высокой точности с минимальным браком благодаря наличию ЧПУ. Сам станок управляется контроллером или отдельным компьютером. Программа управления создается исходя из объемной модели формы среза. При наличии образца его можно отсканировать специальным сканером, что позволит сформировать 3D изображение в электронном виде.

Важно! Варьируя диаметр плазмотронов, скорость прохода и угол наклона, можно получить качественный срез любой сложности.

Основные узлы, которыми оснащен труборез с ЧПУ:

  • плазмотрон;
  • контроллер;
  • стол для раскроя;
  • суппорт для перемещения резака;
  • агрегаты для подвода газа, электричества и воды.

Робот

Благодаря развитию программного обеспечения все большее применение находит роботизированная резка. Роботы широко применяются в автомобилестроении, машиностроении и других областях. Раньше для перенастройки оборудования требовались недели, а то и месяцы. Сейчас затрачиваются минуты. Поэтому область применения роботов расширилась от массового производства однотипных деталей до выполнения индивидуальных заказов.

Кроме того, автоматизированные системы обеспечивают непрерывный контроль заданных параметров технологического процесса, что резко снижает процент брака.

Современные роботы позволяют осуществлять разрезы под любым углом в любом месте с помощью роботизированной руки, способной прецизионно перемещаться в любом направлении. Длинная рука позволяет резать трубы большого диаметра.

В качестве дополнительного оборудования роботизированные комплексы могут оснащаться сенсорными системами, системами технического зрения, позволяющими непрерывно контролировать процесс.

Благодаря системе технического зрения практически невозможно «не заметить» бракованное изделие. А также появляется возможность выявить отклонения, затем скорректировать параметры в ходе технологического цикла.

Благодаря этим факторам роботизированная резка осуществляется на недосягаемом для ручного труда уровне. Ограничивает применение высокая стоимость.

Универсальная система резки ESR

Это следующий этап в развитии технологии плазменной резки труб. Система расширяет возможности обычных станков. Сверление, кернение, нарезка резьбы, другие работы могут быть выполнены на одном станке благодаря возможности фигурного реза. Это существенно снижает затраты, времени, средств, производственных площадей.

Составными частями системы являются:

  • вращатель с программным управлением;
  • передвижные элементы, удерживающие трубу в горизонтальном положении;
  • системы вентиляции.

Разрезаемая труба устанавливается на тележки, каждая из которых подбирается с учетом длины и массы изделия. Над ней располагается подвижный суппорт с горелкой, закрепленный на портале, обеспечивающем свободное перемещение суппорта.

В процессе обработки труба вращается вокруг продольной оси. Перемещения по горизонтали синхронизированы с вращением, что позволяет точно позиционировать плазморез.

Установленная 3D головка с ЧПУ задает нужный угол наклона и поворота плазмотрона, что позволяет снять фаску любой сложности за один проход. Это существенно экономит время и средства. Программное обеспечение имеет базу данных, в которой хранится библиотека раскроев и предусмотрено быстрое создание новых.

Станок для плазменной резки труб «Koral»

При строительстве газопроводов, в других областях техники требуется точное сочленение труб большого диаметра, иногда нескольких в одном месте. При нарушении соосности увеличивается толщина сварного шва, что приводит к снижению прочности и долговечности конструкции. Традиционный способ разметки труб с помощью шаблонов из бумаги трудоемок, приводит к большим погрешностям в точности сочленяемых деталей.

Установка «Koral», разработанная компанией «Eckert», использует систему ESR и представляет собой плазменный труборез с ЧПУ. Она оснащена 3D головкой с современным программным обеспечением, что позволяет производить точный раскрой, гарантировать соответствие размеров изделия заданным.

Читайте также:  Почему в туалете мокрая труба с холодной водой

Система управления относительно проста, не требует длительного сложного обучения персонала. Применение плазменной дуги позволяет делать фигурные разрезы, качество которых исключает последующую обработку фланца. Выпускают модификации«Koral» 300, «Koral» 600, «Koral» 900. Цифра означает предельный диаметр обрабатываемой трубы.

Станок для плазменной высокоточной резки труб полностью автоматизирован, осуществляет непрерывный контроль высоты дуги, температуры горения, давления газа, над всеми технологическими параметрами процесса.

Важно! Применение станка позволяет в разы сократить время обработки фланца по сравнению с традиционными методами.

Технологии обработки металла совершили качественный скачок, продолжают бурно развиваться. Возникают новые методики, совершенствуются существующие.

Плазменная технология занимает ведущее место среди всех способов обработки металла благодаря совершенству процесса, высокой производительности, разумного сочетания цены и качества.

Источник

Плазменные труборезы

При производстве различных операций связанных с обработкой металла широкое распространение получила технология плазменной резки. Плазменные труборезы позволяют производить разноплановый раскрой обрабатываемых заготовок с минимальным воздействием на изделия. Высокая производительность оборудования позволяет выполнять разделку металла, образуя ровные края реза без изъянов и с достаточно высокой скоростью.

Технология плазменной резки

Технология, когда выполняется плазменная резка труб, основана на нескольких основополагающих факторах:

    1. составе газовой смеси используемой для резки;
    2. установленном факельном зазоре (расстоянии, между обрабатываемой заготовкой и соплом трубореза);
    3. используемой силе тока для образования плазменной дуги;
    4. скорости проведения операции резки.
        Операция плазменной обработки металла может выполняться в двух режимах:

      При использовании оборудования для ручной резки применяется плазмообразующий газ – воздух, который обеспечивает процесс разделки металла с толщиной до 25 мм. Использование воздуха при проведении технологического процесса является наиболее экономичным способом, но образующаяся кромка на металле содержит повышенный процент оксида азота, трудно удаляемой при зачистке.

      Автоматическая резка производится при подаче смеси газов: азота и водяной взвеси и применяется для металлов толщиной до 25 мм.
      При обработке металла толщиной более 25 мм, производится увеличение давления подаваемого газа, что способствует ускоренной разделке металла.

      Характеристики процесса плазменной резки

      Для осуществления процесса разделки металла необходимо поддерживать состояние газового пламени на одном уровне.

      Факельный зазор должен быть постоянным для обеспечения:

        1. устойчивости дуги;
        2. перпендикулярности кромки реза;
        3. постоянной величины плотности дуги.
            Процесс резки напрямую зависит от факельного зазора и угла наклона. С увеличением факельного зазора возрастает угол наклона кромки реза. Оптимальным считается размер зазора в пределах от 1.5 до 10 мм, что обеспечивает высокое качество и скорость проведения работ. Снижение расстояния необходимого зазора способствует выходу из строя электрода и сопла. Для этого оборудование для резки (труборез) оснащается стабилизатором высоты, регулирующим постоянное значение факельного зазора.

      Немаловажную роль играет сила тока дуги, используемая в ходе операции резки. В зависимости от подбора пары электрод-сопло, устанавливается оптимальное значение тока. При настройке системы устанавливается величина тока в размере 95% от оптимального значения. Рабочие пары подбираются по принципу прямой зависимости – с увеличением значения величины тока подбирается сопло с большим диаметром выходного отверстия.

      Производительность оборудования, когда выполняется плазменная резка труб, прежде всего, характеризуется скоростью выполнения операций разделки металла с образованием отходов горения, которые необходимо удалить.

      Скорость резки должна быть оптимальной для образования ровного реза, с учетом того, что угол отставания прорезания нижней кромки недолжен, превышать 5% по сравнению с верхним участком поверхности металла.

      Настройка оборудования при выполнении операций плазменной резки

      Процесс плазменной резки и его качественные характеристики нормируются по ГОСТ 14792-80 и содержат показатели, которые должны соответствовать:

          1. по шероховатости поверхности торцевой кромки;
          2. по влиянию на термическую зону;
          3. по линейному отклонению;
          4. неперпендикулярности торцевой поверхности.
              Для поддержания высокого качества реза особо регламинтаруются два показателя:

            Для выполнения разделки металлических труб используются плазматроны, выпускаемые специализированными компаниями:

            Применение труборезов на производстве

            Перечень выпускаемых моделей труборезов можно разделить на три категории:

                    1. стационарные установки, применяемые для разделки труб широкого диапазона;
                    2. портативные установки, которые используются для разделки труб большого диаметра, в полевых условиях;
                    3. переносные установки.
                        На промышленных предприятиях широко используются станки плазменной резки с ЧПУ. Процесс резки металла осуществляется в автоматическом режиме согласно установленной программе. Станок для плазменной резки (труборез) состоит:

                    4. плазмотрона;
                    5. станины;
                    6. рабочего стола;
                    7. шаговых двигателей;
                    8. специальных стоек;
                    9. приборов, блоков управления и контроля;.
                    10. системы энергообеспечения;
                    11. соединительных кабелей и шлангов;
                    12. блока ЧПУ;
                    13. компрессора воздушного;
                    14. инвертора;
                    15. трансформатора.
                        Для разделки труб используемых для монтажа вентиляционных систем применяется труборез ТВ-30. Станок рассчитан для обработки труб диаметром от 100 до 315 мм изготовленных из нержавеющей или малоуглеродной стали толщиной до 2 мм. Обработку можно вести в ручном или автоматическом режиме с помощью системы ЧПУ.

          Использование однотипного копира дает возможность менять диаметр обрабатываемой трубы или угол обработки без смены шаблона. Труборез позволяет резать трубы в диапазоне от 0 до 45*. Оборудование рассчитано на напряжение 380 В с использованием подачи сжатого воздуха под давлением более 0.6 МПа.

          Технологические операции по резке труб должны выполняться при температурном режиме от +5 до +40*С и оснащаться вытяжной вентиляцией.

          Для разделки труб с высокой точностью используется труборез плазменной резки Vanad Miron ЧПУ B&R обеспечивающий обработку заготовок в автоматическом режиме. Труборез укомплектован двигателями и специальными сервоусилителями позволяющими вести точную обработку заготовок.

          Используемый труборез Vanad Miron дает возможность:

                      1. вести обработку деталей с выполнением сразу нескольких операций;
                      2. проводить постоянную самодиагностику;
                      3. использовать готовую библиотеку макросов;
                      4. снизить расход электроэнергии;
                      5. производить высокоточную обработку заготовок.

          Станок оснащен вращающимся модулем Rot Cut, который позволяет производить комбинированную резку труб, а консольная конструкция дает возможность обрабатывать трубы под разными углами с разных сторон.

          Технические характеристики оборудования:

                      1. мощность привода – 350 Вт;
                      2. точность позиционирования заготовки — +-0.1 мм;
                      3. диаметр обрабатываемых труб – 60-600 мм;
                      4. скорость обработки – 13 м/мин.;
                      5. точность -+-0.25 м/сек2;
                      6. допустимая длина обрабатываемой трубы – 6000 мм;
                      7. оси X,Y,Z — линейные направления.

          Оборудование для плазменной резки можно устанавливать на трубу в любом свободном месте с использованием зажимов специальной конструкции. Для смещения установки используются специальные ролики и привод. Для фиксации агрегата применяется металлическая лента центратора.

          Для управления труборезом и перемещением его по трубе применяется пульт управления. Труборезы способны производить раскрой труб различного диаметра и осуществлять вспомогательные операции (подготовка поверхности, зачистка шва, снятие фаски, разделывание кромки).

          Переносные установки используются для выполнения локальных работ в труднодоступных местах и при выполнении операций связанных с малосерийными заказами.

          Использование оборудования для плазменной резки позволяет повысить производительность труда, точность разделки заготовок и сложность выполняемых поставленных задач.

          Источник

Adblock
detector