Установки плазменной резки металла

Для комплектации машин плазменной резки могут использоваться плазмотроны, аппараты, установки и системы различных производителей.

Значительное большинство источников питания для плазменной резки работает на постоянном токе прямой полярности (у плазменных резаков постоянного тока наиболее высокий коэффициент полезного действия мощности). В некоторых случаях, например, для обработки алюминия и сплавов на его основе, может использоваться переменный ток.

Установки плазменной резки должны обеспечивать наибольшую стабильность рабочего тока при колебаниях напряжения, быстродействие управления током, плавное регулирование и т. д. Они имеют вертикальную или крутопадающую внешнюю вольт-амперную характеристику. Такая характеристика обычно формируется с помощью управляемых тиристорных выпрямителей, дросселей насыщения. Для механизированной резки применяются источники тока с продолжительностью включения (ПВ), как правило, более 70%.

Таблица. Оборудование для автоматической плазменной резки (без устройства для перемещения плазмотрона)

Марка Назначение

Hypertherm Powermax 45, Powermax 1000, Powermax 1250, Powermax 1650 Малогабаритные аппараты для ручной и механизированной плазменной резки и строжки металла в среде сжатого воздуха или азота

АПР-150 (концерн «Энерготехника»), АПР-150К (ПКФ «Кристалл»), АПР-404, АПР-404М Установки для ручной и механизированной воздушно-плазменной резки (для комплектации машин и станков плазменной резки металла)

ПУРМ-140, ПУРМ-160, ПУРМ-180МА,
ПУРМ-320ВА, ПУРМ-400ВА (ООО «Фактор»)

Energocut 320А, Energocut 400В (концерн «Энерготехника»)

Cebora Prof70, Prof122, Prof162, 3100, 6060/T, 9060/T

Energocut 400ВА (концерн «Энерготехника») Установка для механизированной воздушно-плазменной резки (для комплектации машин и станков)

УПР-4011, УПР-4011-1 (ПК «Спектр Плюс») Установки механизированной плазменной резки
в среде сжатого воздуха или кислорода. Предназначены для комплектации машин и станков

Hypertherm HPR130, HPR130XD, HPR260, HPR260XD, HPR400XD Мультигазовые установки механизированной плазменной резки (для комплектации машин и станков)

Установки воздушно-плазменной резки АПР-150К, АПР-404 и АПР-404М применяются для ручной, механизированной или автоматической (в составе портальных машин) резки нержавеющих сталей, меди, алюминия, титана, а также др. металлов и сплавов.

установки плазменной резки АПР-404 и АПР-404М

Фото. Установка плазменной резки АПР-150К (слева), с плазмотроном и блоком для ручной резки (справа)

установки плазменной резки АПР-404 и АПР-404М

Фото. Установки плазменной резки АПР-404 (слева) и АПР-404М (справа)

Таблица. Технические характеристики установок АПР

Наименование Установка плазменной резки

АПР-150К АПР-404 АПР-404М

Напряжение питания (В) 380 380 380

Потребляемая мощность (кВА) 45 125 125

Номинальный ток (А) при продолжительности включения (ПВ, %) 150 (100) 400 (100) 400 (100)

Диапазон регулирования тока (А) 25–150 200–400 80–450

Способ регулирования плавное плавное плавное

Напряжение холостого хода (В) 300 300 300

Рабочее напряжение (В) 150 260 260

Максимальная толщина разделительной резки (мм) 35 100 100

Габариты (длина x ширина x высота), мм 630x570x750 880x1040x1706 880x1040x1706

Масса (кг) 150 540 540

Одним из известных производителей оборудования плазменной резки считается американская компания Hypertherm. Она выпускает широкий спектр аппаратов и установок, в том числе мультигазовые установки серий HSD, HT и HPR, в которых могут применяться определенные комбинации плазмообразующего и защитного газов.

установки плазменной резки Hypertherm HPR130XD и Hypertherm HPR260XD

Фото. Установки плазменной резки Hypertherm HPR130XD (слева) и Hypertherm HPR260XD (справа)

установка плазменной резки Hypertherm HPR400XD

Фото. Установка плазменной резки Hypertherm HPR400XD

Таблица. Технические характеристики установок Hypertherm серии HPR, предназначенных для резки материалов из низкоуглеродистой стали, нержавеющей стали и алюминия

Наименование Установка плазменной резки

HPR130XD HPR260XD HPR400XD

Трехфазное напряжение на входе 200/208 В, 50/60 Гц
220 В, 50/60 Гц
240 В, 60 Гц
380 В, 50/60 Гц
400 В, 50/60 Гц
440 В, 60 Гц (50/60 Гц для HPR400XD)
480 В, 60 Гц
600 В, 60 Гц

Напряжение на выходе 50–150 В
постоянного тока 175 В
постоянного тока 200 В
постоянного тока

Рабочий цикл 100% 100% при 40°С при 45,5 кВт 100% при 40°С при 80 кВт

Диапазон регулирования тока (А) 30–130 30–260 30–400

Используемый плазменный газ кислород, азот, воздух, смесь 95% азота и 5% водорода, смесь 65% аргона и 35% водорода кислород, азот, воздух, смесь 95% азота и 5% водорода, аргон, смесь 65% аргона и 35% водорода

Используемый защитный (дополнительный) газ кислород, азот, воздух кислород, азот, воздух, аргон

Максимальное напряжение
холостого хода 311 В
постоянного тока 311 В
постоянного тока 360 В
постоянного тока

Толщина резки мягкой стали (мм)

без окалины 16 32 38

рабочая (прожиг) 32 38 50

максимальная (от кромки) 38 64 80

Толщина резки нержавеющей стали (мм)

рабочая (прожиг) 20 32 45

максимальная (от кромки) 25 50 80

Толщина резки алюминия (мм)

рабочая (прожиг) 20 25 38

максимальная (от кромки) 25 50 80

Габариты (длина x ширина x высота), мм 1080x570x970 1190x820x1150 1260x880x1180

Масса с резаком (кг) 317,5 567 851

Система плазменной резки Hypertherm HPR400XD состоит из следующих узлов:

источника питания (источника плазменной резки);
радиатора охлаждения;
системы (консоли) зажигания дуги;
отборочной консоли;
измерительной консоли;
плазмотрона (плазменного резака).

подключение системы плазменной резки Hypertherm HPR400XD

Рисунок. Подключение системы плазменной резки Hypertherm HPR400XD

Источник питания обеспечивает постоянный ток силой 400А и напряжением 200 В. Он состоит из электрических схем, отвечающих за зажигание плазмотрона, а также теплообменника и насоса охлаждающей системы. Блок электропитания оснащен последовательным интерфейсом, обеспечивающим связь с контроллером ЧПУ.

Радиатор охлаждения состоит из теплообменника и насоса, которые уменьшают температуру охлаждающей жидкости, поступающей к плазмотрону. Также содержит датчики потока и температуры для обеспечения надлежащей работы системы охлаждения.

В системе (консоли) зажигания используется узел искрового разрядника. На консоли зажигания происходит трансформирование контрольного напряжения 120 В переменного тока, поступающего из источника, в высокочастотные и высоковольтные импульсы (9–10 кВ), с помощью которых происходит пробой зазора между электродом и соплом. Высоковольтный высокочастотный сигнал спарен с проводом катода и проводом вспомогательной дуги.

С помощью отборочной консоли производится отбор и смешивание плазменных газов. В ней находятся приводные клапаны, электромагнитные клапаны и преобразователи давления, а также контрольная печатная плата, релейная печатная плата и распределительная плата.