Как выбрать плазморез

Плазморез нельзя назвать инструментом на каждый день в домашнем хозяйстве. В хозяйственных нуждах он пригождается редко, в основном в период интенсивного строительства. А вот в производственной и строительной сфере аппарат плазменной резки – незаменимая вещь. Вместо того чтобы мучиться и отрезать листовой металл ручной болгаркой, можно использовать плазморез, тогда работы будут выполняться быстро и качественно, срез будет ровным, аккуратным, без заусениц и окалины. Плазменная резка используется в машиностроении, для изготовления и ремонта металлоконструкций и техники, для резки труб и листового металла в коммунальной, хозяйственной сфере и рекламе. У новичка, никогда не работавшего с данной технологией, может возникнуть вполне резонный вопрос, как выбрать плазморез для тех или иных нужд. В данной статье мы расскажем о принципе работы плазмореза и о том, на какие характеристики необходимо обратить внимание при выборе.

1. Преимущества и недостатки использования плазмореза
2. Принцип работы плазмореза и расходные материалы
3. Как выбрать плазморез
   • Виды плазморезов
   • Сила тока и толщина заготовки
   • Продолжительность включения
   • Встроенный компрессор или внешний
   • Частота замены расходников
   • Удобство использования плазмореза

Преимущества и недостатки использования плазмореза

Всегда найдется индивидуум, который скажет, что ему удобнее работать болгаркой для легких работ и газорезкой в сложных ситуациях. И, честно говоря, это личное дело каждого, но эти личные предпочтения никоим образом не умаляют тех достоинств, которые может предложить плазменная резка.

Преимущества использования плазмореза:

• Скорость резки. При осуществлении резки металла толщиной до 50 – 60 мм производительность увеличивается в 5 – 10 раз. Более выгодной можно считать только лазерную установку для резки.
• Возможность обрабатывать любой металл: сталь, нержавеющую сталь, титан, чугун, медь, алюминий и сплавы. Нужно только правильно подобрать силу тока.
• Не нужно предварительно подготавливать деталь/заготовку – снимать ржавчину, краску или грязь. Они абсолютно не мешают процессу.
• Срез высокого качества. Он получается точным, ровным, без наплывов и окалины, дальнейшая обработка практически не требуется.
• Место среза нагревается лишь в узком диапазоне, поэтому тепловые деформации металла заготовок минимальны, даже если толщина металла очень маленькая.
• Безопасность в том плане, что не используются баллоны с газом. Для работы плазмореза необходим только воздух.

• Возможность делать срезы фигурной формы, ограничений по геометрии среза нет.
• Минимальное загрязнение окружающей среды за счет не использования газов.

Недостатки использования плазмореза:

• Относительно небольшая допустимая толщина металла для резки. В самых продвинутых промышленных моделях она не превышает 80 – 100 мм. Для сравнения для кислородной резки ограничение – 500 мм.
• Довольно жесткое требование перпендикулярного расположения относительно заготовки. Так максимальным отклонением считается 10 – 50 °,  если превысить его, ширина реза увеличивается, а с ним и износ расходных деталей.
• Невозможность использования двух резаков, подключенных к одному аппарату.

Как видите, преимуществ у плазменной резки довольно много. С помощью нее можно резать и обрабатывать металл для дверей, ворот, фигурных оградок и заборов, изготавливать детали с отверстиями, кронштейны, лестницы, фасонные детали, систему отопления и вентиляции, разрезать и демонтировать большие конструкции и многое другое.

Принцип работы плазмореза и расходные материалы

Для начала давайте определимся, что такое плазма в данном конкретном случае. Плазма – это воздух, нагретый электрической дугой до очень высоких температур 25000 – 30000 °С и находящийся в ионизированном состоянии. Как известно, ионизированный воздух перестает быть диэлектриком и начинает проводить электрический ток, который расплавляет металл и выдувает его из зоны среза.

Плазмотрон – это главный рабочий орган плазмореза, а не сам плазморез, как иногда его называют. Плазмотрон – это плазменный резак, который подключен к основному аппарату с помощью пакета, состоящего из кабеля и шланга для подачи воздуха.

Плазмотроны бывают разными: прямого и косвенного действия. В случае использования плазмотронов прямого действия разрезаемая заготовка включена в электрическую цепь, другими словами дуговой разряд возникает между металлом и электродом в плазмотроне. Именно такая разновидность данных деталей устанавливается в аппаратах плазменной резки, используемых для обработки металлических заготовок. А вот для неметаллических деталей используются плазмотроны косвенного действия, тогда дуга возникает непосредственно в самом резаке.

Сопло – определяет возможности всего плазмотрона, оно может быть различных размеров. От диаметра сопла зависит, сколько воздуха может через себя оно пропустить, от этого зависит и размер реза и скорость и интенсивность охлаждения плазмотрона. Для плазменной резки обычно используют сопла маленького диаметра – до 3 мм и большой длины – 9 – 12 мм. Чем больше длина сопла, тем выше качество реза, но слишком большая длина приводит к быстрому износу и разрушению сопла и снижает надежность работ. Оптимальной считается длина сопла в 1,5 – 1,8 раз больше диаметра.

Электродом или катодом внутри плазмотрона выступает металлический стержень, преимущественно из гафния. В более дорогих аппаратах могут использоваться другие конструкции.

В процессе плазменной резки также используются газы: плазмообразующие и защитные. Так вот в аппаратах с максимальной силой тока до 200 А и рассчитанных на разрезание металла толщиной до 50 мм используется только воздух, который выступает и в качестве  плазмообразующего, и в качестве защитного газа. В таком случае срез имеет удовлетворительное качество, хоть все же может быть некоторое окисление обрабатываемой поверхности. В более сложных промышленных системах используются другие газы – кислород, водород, аргон, гелий, азот и их смеси.

В конструкции плазмореза сопло и электрод являются расходными материалами, которые требуют своевременной замены. Ниже мы поговорим о том, на сколько их хватает.

Как выбрать плазморез

Итак, на что обратить внимание при выборе аппарата плазменной резки? Первое – универсальность. Например, аппараты под названием «плазморез CUT» предназначены сугубо для резки металлов. Но ведь помимо них есть и другие – аппараты, которые совмещают несколько функций одновременно: CUT – разрезание, TIG – аргонодуговую сварку и MMA – дуговую сварку штучным электродом. В зависимости от потребностей аппарат можно использовать для любой из этих целей. Но учтите, что такая универсальность плохо сказывается на качестве работ и итоговом КПД. В любом случае выбирать вам.

Плазморез FoxWeld Plasma 43 Multi как раз относится к универсальным аппаратам, предназначен для работы в сети с напряжением 220 В. Номинальная сила тока – 60 А, но ее можно регулировать: для MMA в диапазоне 10 – 150 А, для TIG – 10 – 160 А, а для плазменной резки CUT в диапазоне от  20 А до 40 А. Максимальная толщина металла, который можно разрезать с помощью такого аппарата, равна 11 мм (черные металлы и нержавейка). Стоимость данного плазмореза равна 530 – 550 у.е.

Виды плазморезов

Машины плазменной резки делятся на два вида:

Трансформаторный плазморез позволяет резать листовой металл до 40 мм толщиной.

Плазморез инверторный предназначен для разрезания металла до 30 мм толщиной. При этом потребляет меньше электроэнергии и обладает большим на 30 % КПД, чем трансформаторный. Еще один немаловажный момент – более стабильное горение дуги в инверторном аппарате, а также его компактность, позволяющая производить работы в труднодоступных местах.

Также плазморезы делятся на контактные и бесконтактные. Первым для начала работы необходимо прикосновение к металлу обрабатываемой заготовки, а вторым – нет. Как правило, контактный поджиг предусмотрен только у моделей, рассчитанных на разрезание 10 – 15 мм металла. Более сложные аппараты для разрезания металла 20 – 80 мм толщиной уже обладают бесконтактным поджигом.

И еще плазморезы бывают бытовыми и промышленными и различаются требованиями к энергосети. Например, бытовые модели могут работать от 220 В, а профессиональные только от 380 В. Учтите, плазморезы обладают колоссальной мощностью – более 4,5 кВт, не  каждая сеть в частном секторе сможет выдержать такие нагрузки. Перед покупкой обязательно необходимо удостовериться в том, что ваша сеть справится с большими нагрузками, так как помимо плазмореза придется еще подключать и компрессор. Но об этом чуть позже.

Сила тока и толщина заготовки

Самыми главными зависящими друг от друга критериями выбора плазмореза являются сила тока и максимальная толщина металла, который может обрабатывать конкретный плазморез. Чем выше сила тока в плазморезе, тем дуга сильнее нагревает металл и соответственно быстрее его расплавляет.

Чтобы правильно подобрать плазморез по силе тока, необходимо точно знать, для обработки каких металлов будет использоваться аппарат, и какую толщину будут иметь заготовки. Для резки разных металлов нужны разная сила тока. Ее можно посмотреть в таблице ниже.

Таблица 1. С какой силой тока необходимо резать различные металлы.

Например, вам необходим аппарат, с помощью которого вы собираетесь разрезать листовую сталь толщиной 3 мм, тогда считаем: 3х4=12 А. Не стоит брать плазморез с минимальным показателем, т.е. 12 А, так как это значение является идеальным вариантом. Лучше взять аппарат с запасом не менее 25 – 30 %, т.е. рассчитанный на силу тока в 20 А.

Если необходимо разрезать медную заготовку толщиной 40 мм, то понадобится аппарат 40х6= 240 А, т.е. профессиональный – промышленный.

Важно! Всегда берите плазморез с запасом по силе тока, чтобы не перегружать его. Рассчитывайте максимальную толщину металла самостоятельно, так как чаще всего в технических характеристиках указывается толщина из расчета, что резаться будет черный металл.

Яркий тому пример плазморез TelWin Superior Plasma 60 HF 400V с силой тока 60 А, но в характеристиках указана толщина 20 мм. Если же подсчитать, то для разрезания 20 мм меди необходимо 120 А. Кстати, данный аппарат рассчитан на сеть с напряжением 380 В и обладает мощностью 7,5 кВт, так что для домашнего использования явно не подойдет. Стоимость такого плазмореза равна 1770 – 1780 у.е. Преимуществами данной модели являются: микропроцессор, облегчающий работу, потенциометр для регулирования силы тока с шагом в 15 А, встроенный манометр для определения давления воздуха, штекерные входы для быстрого соединения кабелей. Ну и, конечно же, в комплект входит плазмотрон.

Вообще же итальянский бренд TelWin выпускает различные модели с силой тока на 25 А, 40 А, 50 А, 60 А, 80 А, 90 А, 120 А, 160 А. Но производятся они не только в Италии, но и в Китае, поэтому обратите пристальное внимание на страну производителя, указанную на упаковке. Хотя сам производитель утверждает, что в  любом случае стандарты Евросоюза соблюдены.

Продолжительность включения

Интенсивность использования плазмореза имеет очень большое значение при выборе аппарата.

В характеристиках плазморезов есть такая графа как ПВ (продолжительность включения), которая исчисляется в процентах. Какое время аппарат может работать, а какое ему необходимо для отдыха и охлаждения. За основу берется рабочий цикл в 10 минут. Например, если ПВ = 40 %, то это означает, что плазморез может работать 4 минуты и далее требуется 6 минут отдыха. Если ПВ=80 %, то время работы – 8 минут и время отдыха – 2 минуты.

Важно! Продолжительность включения плазмореза зависит от силы тока. Чем выше сила тока, используемая в процессе работы, тем меньше продолжительность включения.

Если планируется нечастое проведение резки металлоконструкций на стройке, то достаточно будет плазмореза попроще, с ПВ менее 50 % или равным 50 %. В таком случае он будет использоваться для вспомогательных работ. Если же планируется резка металла в течение всего рабочего дня, тогда необходимо подбирать аппарат с ПВ максимально приближенным к 100 %, кстати, есть модели с ПВ=100%, их можно использовать в течение всей рабочей смены без перерывов, но в них чаще всего используется водяное охлаждение.

Среди доступных бытовых моделей, представленных на рынке, плазморез Сварог обладает самой большой ПВ, равной 60 % на максимальном токе. Особенно это касается моделей с силой тока выше 60 А, рассчитанных на сеть 380 В. Кстати, если Вы думаете, что чисто славянское слово «сварог» означает, будто эти плазморезы российского производства, то вынуждены вас огорчить, - нет, это лишь выгодное маркетинговое название сугубо китайского продукта, импортируемого в Россию.

Все остальные плазморезы известных марок TelWin, FoxWeld и BlueWeld обладают продолжительностью включения не больше 35 %.

А вот плазморез Ресанта ИПР-25 китайского производства (бренд из Латвии) имеют такую ПВ на 25 А= 35%, ПВ на 20 А= 60 А, а ПВ на 15 А=100%. Диапазон силы тока в данной модели от 5 до 25 А.

Встроенный компрессор или внешний

Для образования плазмы необходима подача сжатого воздуха, и от того, откуда берется этот воздух, зависит, есть ли у плазмореза встроенный компрессор или необходим внешний. Модели плазморезов с встроенным компрессором обладают не слишком большой мощностью, поэтому используются только в бытовых условиях и на частных предприятиях. Такие аппараты удобны для перемещения и использования в трудных местах, так как не требуется подключение к пневмосети.

Для постоянного использования плазмореза в течение целого рабочего дня необходим внешний компрессор. Обязательно необходимо обратить внимание, что расход воздуха в плазморезе не должен быть больше, чем количество производимого компрессором сжатого воздуха. Ну и, конечно, давление воздуха в плазморезе не должно превышать давление, которое обеспечивает компрессор. Только правильное соотношение этих параметров обеспечивает стабильную дугу и высокую производительность работы плазмореза в течение всего рабочего дня.

Важно! Воздух должен быть абсолютно сухим, не содержать масла и других посторонних примесей. Для осушения необходим специальный влагоотделитель. Поступать воздух должен с равномерной скоростью, без пульсаций.

Крайне важно соблюдать указанное условие и обязательно следовать инструкции к плазморезу. Неправильная эксплуатация приведет к быстрому выходу из строя, а вы даже не поймете, что же произошло. Например, в поисках самого надежного самого лучшего аппарата вы остановили свой выбор на плазморезе Hypertherm американского производства на 45 А, который стоит почти 3000 у.е., но в первый же день работы у вас сгорит ручка плазмотрона. И никто вам не заменит ее по гарантии. Почему?

Представьте себе, между соплом плазмореза и электродом вырывается плазма с температурой 20000 °С, вырывается она за счет движущегося воздуха со скоростью 60 – 100 л/мин. И теперь представьте, что будет происходить, если подаваемый воздух будет не сухим, а с примесью влаги. Эта влага будет взрываться прямиком в плазмотроне, при этом пострадают циркониевое вкрапление на электроде, сам электрод, диффузор и сопло. Придется все это покупать, благо все вышеперечисленное является расходниками и доступно в продаже отдельно от аппарата.

Частота замены расходников

Самыми частозаменяемыми деталями плазмореза являются электрод и сопло. Обычно они выходят из строя не одновременно, например, на одно сопло хватает два электрода. Но все индивидуально, бывает, что приходится менять одновременно.

Частота замены расходников слишком прикладной вопрос, на него нельзя ответить заочно. Все зависит от интенсивности использования аппарата, толщины разрезаемого металла и силы тока. Например, некоторые говорят, что одного сопла хватает на одну рабочую смену (один рабочий день), если толщина металла не превышала 10 мм. Другие, что расходников хватает на 500 – 600 резов, а третьи, что на 150 м реза. Какой способ исчисления вам ближе, на тот и ориентируйтесь.

Износ сопла выглядит как нарушение его геометрической формы, а это может негативно влиять на качество реза. Износ электрода – выработка стержня, максимально допустимая 1,5 мм. Если не проследить за этим, то при большей выработке катода он может пригореть к головке плазмотрона, что приведет к выходу его из строя.

Именно поэтому модель плазмореза необходимо подбирать в зависимости от наличия к ней расходных материалов в свободном доступе. Неплохим вариантом является плазморез BlueWeld китайского производства и TelWin, ко всем ходовым моделям имеются сопла и электроды по вполне доступным ценам до 25 у.е.

Удобство использования плазмореза

Немаловажный фактор выбора плазмореза – удобство. Первое, что может повлиять, это длина пакета кабель-шланга. Чем он длиннее, тем дальше можно отойти от аппарата, и тем более удобно разрезать широкие листовые материалы. Тем не менее, один пакет длиной 20 – 30 м тоже не слишком удобен, так как его каждый раз необходимо раскручивать, даже если работы будут проводиться в 2-х метрах от аппарата. Именно поэтому желательно выбирать модели с евроразъемами для подключения пакетов. Так можно купить модель с пакетом 6 – 12 м, которые можно менять и наращивать по мере необходимости длину. К тому же, учтите, что при длине кабель-шлангового пакета более 20 м теряется мощность. Поэтому использовать пакеты большой длины лучше в условиях необходимости, например, для работ на открытом воздухе, чтобы не выносить аппарат.

Отдельно хотелось бы сказать про плазморез Горыныч, разработанный российскими учеными. Это многофункциональной устройство работает на воде, имеет силу тока 3 – 10 А, объем требуемой для работы жидкости 80 мл. Данный аппарат хорошо зарекомендовал себя в разных сферах – при монтаже подземных и наземных коммуникаций, в том числе водопровода и отопления, в работе по камню и стеклу, при ремонте холодильников, вентиляционных систем и кондиционеров, а также для резки и выполнения отверстий в любых металлах. Стоимость такого плазмореза 800 у.е.

В заключение несколько слов о технике безопасности. Не стоит работать плазморезом при отрицательных температурах, нельзя дожидаться полного износа расходных материалов – сопла и электрода. И самое главное – если у вас нет опыта работы с плазморезом, не начинайте работу самостоятельно, попросите помощи у опытного специалиста или понаблюдайте за его работой и только затем пробуйте сами.