Доклад: Применение воздушно-плазменной резки при утилизации металлоконструкций

Исполнитель:

эл.газосварщик

Кокорин И.Ю.

2010 год

1. Введение

Более 100 лет прошло с того времени, когда был изобретен первый плазмотрон. Одно из самых распространенных применений этого изобретения – разработанные в 60-ые годы прошлого века аппараты воздушно-плазменной резки металлов. Для многих сочетание слов "плазменная резка" до сих пор ассоциируется с научной фантастикой. Но ведь и электродуговая сварка в свое время тоже была в новинку, однако она давно уже прочно вошла в производственные циклы предприятий. Важно отметить, что сразу после появления оборудования для воздушно-плазменной резки металлов, оно получило широкое распространение на предприятиях авиапрома, атомной энергетики и в других областях народного хозяйства. Со временем источники образования плазмы стали меньше, легче, надежнее; плазматроны тоже уменьшились в размерах, стали намного проще и совершеннее. Физической основой воздушно-плазменной резки является выдувание электрической дуги сжатым воздухом, с последующим местным плавлением металла и удалением его из зоны резки разогретым газовым потоком. Дуга, свободно горящая в воздухе, имеет температуру 6000 - 8000 К. Если увеличить внешнее охлаждение дуги, сжав ее потоком газа, то ее температура возрастет до 20000 К и вокруг дуги формируется газовый поток. Такое состояние вещества называют низкотемпературной плазмой. Устройства, в которых электрическая энергия превращается в тепловую энергию потока низкотемпературной плазмы, носят название плазмотроны.

В отличие от воздушно-плазменной резки, газокислородная резка является затратным и устаревшим методом работ, имеющий ряд недостатков, такие как:

® Большой расход горючих газов и кислорода;

® Низкая скорость резки;

® Ограниченное время работы в условиях низких температур;

® Потеря времени для нагрева металла;

® Не производить резку цветных, высокоуглеродистых и высоколегированных металлов и др.;

® Взрывоопасность работ и др.

Цель исследования

Целью доклада является необходимость ускорить процесс утилизации, снижение затрат, повысить безопасность работ.

2. Воздушно-плазменная резка металлов и сплавов

Это эффективный процесс, используемый в различных отраслях промышленности для резки чёрных и цветных металлов и сплавов с высокими производительностью, точностью и качеством реза

2.1 Сущность воздушно-плазменной резки

заключается в высококонцентрированном интенсивном расплавлении металла вдоль линии реза теплом сжатой электрической дуги и удалении жидкого металла высокоскоростным плазменным потоком.

В современной технике резки применяют две схемы плазмообразования (см. рисунок).

а)- плазменная дуга; б) - плазменная струя; 1 - Подача газа; 2 - Дуга; 3 - Струя плазмы; 4 - Обрабатываемый металл; 5 - Наконечник; 6 - Катод; 7 - Изолятор; 8 - Катодный узел.

Схемы плазмообразования

В первом случае используют дугу прямого действия, возбуждаемую на обрабатываемом металле, являющемся одним из электродов разряда. При этом используется энергия одного из приэлектродных пятен дуги и энергия плазмы столба и вытекающего из него факела. Поэтому резку по такой схеме называют плазменно-дуговой.

Во второй схеме, соответствующей косвенной (независимой) дуге, объект обработки не включают в электрическую цепь. Вторым электродом сжатой дуги служит формирующий наконечник плазматрона. Поток плазмы, вытекая из сопла, образует свободную струю плазмы. Для резки используется только энергия плазменной струи (резка плазменной струей).

Энергетическая оценка обеих схем показывает, что плазменно-дуговую резку характеризует наиболее высокая эффективность, поскольку полезная мощность сжатой дуги реализуется в частях разряда, вынесенных за пределы наконечника. Поэтому для резки металлов, как правило, используют схему плазменно-дуговой резки. Плазменную струю применяют относительно редко, преимущественно для резки неметаллических материалов.

2.2 Цель воздушно-плазменной резки

Цель воздушно-плазменной резки - получение высококачественных заготовок из листового материала, труб, проката; выборка дефектов; создание отверстий в заготовках; поверхностная строжка; уменьшение габаритов изделий при их утилизации; отрезка литниковых прибылей; снятие фасок под сварку и др.

2.3 Эффект от воздушно-плазменной резки достигается за счет максимальной производительности, универсальности процесса и обеспечения высокого качества реза любых металлов и сплавов.

2.4 Оборудование для воздушно-плазменной резки включает в себя источник тока, блок аппаратуры, ручной или механизированный плазмотрон, компрессор (при отсутствии стационарной воздушной магистрали), блок автономного охлаждения для плазмотронов с водяным охлаждением (при отсутствии системы водоснабжения), устройство механизации перемещения плазмотрона (или изделия). Источники тока для плазменной резки имеют крутопадающую внешнюю характеристику, повышенное напряжение холостого хода (более 100 В), естественное охлаждение, возможность ступенчатого или плавного регулирования тока. Плазмотроны в зависимости от мощности имеют воздушное или водяное охлаждение, снабжены кабель - шлангом длиной до 6 м, в отдельных комплектациях и возможности аппарата длина может достигать и 30 м. Ручной плазмотрон состоит из режущей головки и пластмассового (или керамического) корпуса с подходящими к нему воздухотокоподводом и проводами. На рукоятке размещена кнопка включения процесса. Плазмотроны для механизированной резки обычно имеют проточное водяное охлаждение. Механизированный плазмотрон может быть размещен на стационарных установках портального, портально-консольного, шарнирно - пантографического типа с использованием различных систем управления. Основными расходуемыми элементами плазмотрона являются специальный электрод и сопло. В процессе работы зажигание режущей плазменной дуги производится с помощью вспомогательной дуги малой мощности, которая возбуждается искровым разрядом от осциллятора установки.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--