Coupe des métaux au plasma. Équipement de travail des métaux

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

La découpe au plasma est utilisée dans le traitement des métaux conducteurs. Le matériau en cours de traitement reçoit de l'énergie d'une source de courant par l'intermédiaire d'un gaz ionisé. Le système standard comprend une source d'alimentation, un circuit d'allumage et une torche qui fournissent la puissance, l'ionisation et le contrôle nécessaires pour une coupe haute performance de qualité sur une variété de métaux.

La puissance de sortie CC définit l'épaisseur et la vitesse de coupe du matériau et maintient l'arc.

Le circuit d'allumage est réalisé sous la forme d'un générateur de tension alternative haute fréquence de 5 à 10 000 V avec une fréquence de 2 MHz, ce qui crée un arc de haute intensité qui ionise le gaz à l'état de plasma.

La torche est un support pour les consommables - buse et électrode - et assure le refroidissement de ces pièces avec du gaz ou de l'eau. La buse et l'électrode sont comprimées et supportent le jet ionisé.

Les systèmes manuels et mécanisés ont des objectifs différents et nécessitent des équipements différents. Seul l'utilisateur peut déterminer celui qui convient le mieux à ses besoins.

La découpe des métaux au plasma est une opération thermiqueun processus dans lequel un faisceau de gaz ionisé chauffe un métal électriquement conducteur à une température supérieure à son point de fusion et élimine le métal fondu à travers un trou poinçonné. Un arc électrique se produit entre l'électrode du brûleur, à laquelle un potentiel négatif est appliqué, et la pièce à potentiel positif, et le matériau est coupé par un flux de gaz ionisé sous pression à une température de 770 à 1400 °C. Un jet de plasma (gaz ionisé) est concentré et dirigé à travers une buse, où il se condense et devient capable de fondre et de couper une grande variété de métaux. Il s'agit du processus de base pour le coupage plasma manuel et mécanisé.

Coupe à la main

La découpe manuelle du métal au plasma se fait à l'aide d'appareils assez petits avec une torche à plasma. Ils sont maniables, polyvalents et peuvent être utilisés pour effectuer diverses tâches. Leurs capacités dépendent de la force actuelle du système de coupe. Les réglages de coupe manuelle vont de 7-25 A à 30-100 A. Certains appareils, cependant, peuvent produire jusqu'à 200 ampères, mais ceux-ci ne sont pas largement utilisés. Dans les systèmes manuels, l'air de procédé est généralement utilisé comme plasma et gaz de protection. Ils sont conçus de manière à pouvoir être utilisés avec différentes tensions d'entrée, qui peuvent varier de 120 à 600 V, et peuvent également être utilisés dans des réseaux monophasés ou triphasés.

Le plasma de coupe de métal à main est couramment utilisé dans les ateliers de traitementmatériaux, services d'entretien d'usine, ateliers de réparation, points de collecte de ferraille, dans les travaux de construction et d'installation, dans la construction navale, les ateliers de réparation automobile et les ateliers d'art. En règle générale, il est utilisé pour couper l'excédent. Un découpeur plasma typique de 12 ampères coupe un maximum de 5 mm de métal à une vitesse d'environ 40 mm par minute. 100 A coupe une couche de 70 mm jusqu'à 500 mm/min.

En règle générale, le système manuel est sélectionné en fonction de l'épaisseur du matériau et de la vitesse de traitement souhaitée. Un appareil qui délivre un courant élevé est plus rapide. Cependant, lors de la coupe avec un courant élevé, il devient plus difficile de contrôler la qualité du travail.

Usinage

Le coupage plasma mécanisé est effectué sur des machines généralement beaucoup plus grandes que les machines manuelles, et est utilisé en combinaison avec des tables de coupe, y compris celles avec bain-marie ou avec une plate-forme équipée de divers entraînements et moteurs. De plus, les systèmes mécanisés sont équipés d'une CNC et d'un contrôle de la hauteur du jet de la tête de coupe, qui peut inclure le préréglage de la hauteur de la torche et le contrôle de la tension. Les systèmes de coupage plasma mécanisés peuvent être installés sur d'autres équipements de travail des métaux tels que les presses à emboutir, les découpeuses laser ou les systèmes robotisés. La taille de la configuration mécanisée dépend de la taille de la table et de la plate-forme utilisée. La scie à panneaux peut être inférieure à 1200x2400 mm et supérieure à 1400x3600mm. De tels systèmes ne sont pas très mobiles, donc avant l'installation, vous devez considérer tous leurs composants, ainsi que leur emplacement.

Conditions d'alimentation

Les alimentations standard ont une plage de courant maximale de 100 à 400 A pour l'oxycoupage et de 100 à 600 A pour l'oxycoupage. De nombreux systèmes fonctionnent dans la plage inférieure, comme 15 à 50 A. Il existe des systèmes de coupe à l'azote avec des courants de 1000 A et plus, mais ils sont rares. La tension d'entrée pour les systèmes plasma mécanisés est de 200-600 V triphasé.

Besoin de gaz

L'air comprimé, l'oxygène, l'azote et les mélanges argon/hydrogène sont couramment utilisés pour couper l'acier doux, l'acier inoxydable, l'aluminium et divers matériaux exotiques. Leurs combinaisons servent de plasma et de gaz auxiliaires. Par exemple, lors de la coupe d'acier doux, le gaz de départ est souvent de l'azote, le plasma est de l'oxygène et l'air comprimé est utilisé comme auxiliaire.

L'oxygène est utilisé pour l'acier au carbone doux car il produit des coupes de haute qualité dans des matériaux jusqu'à 70 mm d'épaisseur. L'oxygène peut également agir comme un gaz plasma pour l'acier inoxydable et l'aluminium, mais le résultat n'est pas tout à fait exact. L'azote sert de plasma et de gaz auxiliaire car il offre d'excellentes performances de coupe sur pratiquement tous les types de métaux. Il est utilisé à des courants élevés et permet de traiter des tôles jusqu'à 75 mm d'épaisseur et comme gaz auxiliaire pour le plasma d'azote et d'argon-hydrogène.

L'air comprimé est le gaz le plus courant pour le plasma et les gaz auxiliaires. Lorsque la découpe à faible courant de tôles jusqu'à 25 mm d'épaisseur est effectuée, elle laisse une surface oxydée. Lors de la coupe avec de l'air, l'azote ou l'oxygène est le gaz auxiliaire.

Le mélange argon-hydrogène est généralement utilisé pour l'usinage de l'acier inoxydable et de l'aluminium. Fournit une coupe de haute qualité et est essentiel pour la découpe mécanisée de tôles de plus de 75 mm d'épaisseur. Le dioxyde de carbone peut également être utilisé comme gaz d'appoint lors de la découpe du métal avec un plasma d'azote, car il peut traiter la plupart des matériaux et garantir une bonne qualité.

Le mélange azote-hydrogène et le méthane sont également parfois utilisés dans le processus de coupage plasma.

De quoi d'autre avez-vous besoin ?

Le choix du plasma et des gaz auxiliaires ne sont que deux des décisions les plus importantes à prendre en compte lors de l'installation ou de l'utilisation d'un système plasma mécanisé. Les réservoirs de gaz peuvent être achetés ou loués, ils sont disponibles en différentes tailles et des conditions de stockage doivent être prévues. L'installation du système nécessite une quantité importante de câblage électrique et de tuyauterie pour le gaz et le liquide de refroidissement. En plus du système plasma le plus mécanisé, vous devez vous procurer une table, une scie, une CNC et du THC. Les OEM proposent généralement une variété d'options matérielles pour s'adapter à n'importe quelle configuration d'appareil.

La mécanisation est-elle nécessaire ?

À cause dela complexité du choix d'un processus de coupage plasma mécanisé, beaucoup de temps doit être consacré à la recherche de diverses configurations et critères de système. Veuillez noter:

• types de pièces à découper;
• nombre d'articles industriels par lot;
• vitesse et qualité de coupe souhaitées;
• coût des consommables.
• coût total d'exploitation de la configuration, y compris l'électricité, le gaz et la main-d'œuvre.

La taille, la forme et le nombre de pièces à produire peuvent déterminer l'équipement de production industrielle requis - le type de CNC, la table et la plate-forme. Par exemple, la production de petites pièces peut nécessiter une plate-forme avec un entraînement spécialisé. Les entraînements à crémaillère et pignon, les servocommandes, les amplificateurs d'entraînement et les capteurs utilisés sur les plates-formes déterminent la qualité de la coupe et la vitesse maximale du système.

La qualité et la rapidité dépendent également du type d'équipement de travail des métaux, de CNC et de gaz utilisés. Un système mécanisé avec courant et débit de gaz réglables au début et à la fin de la coupe réduira la consommation de matière. De plus, avec une CNC avec une grande capacité de mémoire et un choix de réglages possibles (par exemple, la hauteur de la flamme en fin de coupe) et un traitement rapide des données (communications entrée / sortie) réduiront les temps d'arrêt et augmenteront la vitesse et la précision du travail.

En fin de compte, la décision d'acheter ou de mettre à niveau un système de coupage plasma mécanisé ou d'utiliser un système manuel doit être judicieuse.

Équipement de coupage au plasma

Hypertherm Powermax45 est un appareil portable avec un grand nombre de composants standard basés sur un onduleur, c'est-à-dire un transistor bipolaire à grille isolée. Il est très facile à travailler, qu'il s'agisse de découper de l'acier fin ou des tôles de 12 mm d'épaisseur à 500 mm/min ou de 25 mm à 125 mm/min. L'appareil est capable de générer une puissance élevée pour couper divers types de matériaux conducteurs tels que l'acier, l'acier inoxydable et l'aluminium.

Le système d'alimentation a un avantage sur les analogues. Tension d'entrée - courant monophasé 200-240 V avec une puissance de 34/28 A à une puissance de 5,95 kW. Les variations de la tension d'entrée du secteur sont compensées par la technologie Boost Conditioner, qui fournit à la torche des performances améliorées à basse tension, à une puissance d'entrée fluctuante et lorsqu'elle est alimentée par un générateur. Les composants internes sont efficacement refroidis avec PowerCool pour des performances, une autonomie et une fiabilité améliorées. Une autre caractéristique importante de ce produit est la connexion de la torche FastConnect, qui facilite l'utilisation mécanisée et augmente la polyvalence.

La torche Powermax45 présente une conception à double angle qui prolonge la durée de vie de la buse et réduit les coûts d'exploitation. Il est équipé de la fonction Conical Flow, qui augmente la densité d'énergie de l'arc, ce qui réduit considérablement les scories et produit une découpe plasma de haute qualité. Le prix du Powermax45 est de 1800 $.

Hobart AirForce 700i

Hobart AirForce 700i a le pluscapacité de coupe de cette ligne: épaisseur de coupe nominale - 16 mm à une vitesse de 224 mm/min, et maximale - 22 mm. Par rapport aux analogues, le courant de fonctionnement de l'appareil est inférieur de 30%. Le découpeur plasma convient aux stations-service, aux ateliers de réparation et à la construction de petits bâtiments.

Comprend un onduleur léger mais puissant, un fusible de démarrage ergonomique, une consommation d'air efficace et des consommables de torche à faible coût pour produire une découpe au plasma sûre, de haute qualité et abordable. L'AirForce 700i est au prix de 1 500 $.

Livré avec torche manuelle ergonomique, câble, 2 embouts de rechange et 2 électrodes. La consommation de gaz est de 136 l/min à une pression de 621–827 kPa. Le poids de l'appareil est de 14,2 kg.

La sortie de 40 ampères offre des performances de coupe de tôle exceptionnelles - plus rapides que les appareils mécaniques, à gaz et à plasma d'autres fabricants.

Miller Spectrum 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme est une petite machine suffisamment puissante pour couper divers types d'acier, d'aluminium et d'autres métaux conducteurs.

Alimenté par 120-240 V AC, s'ajustant automatiquement à la tension appliquée. La conception légère et compacte le rend très portable.

Avec la technologie Auto-Refire, l'arc est contrôlé automatiquement, éliminant ainsi le besoin d'appuyer constamment sur le bouton. L'épaisseur de coupe nominale à 40 A est de 16mm à une vitesse de 330 mm/min, et le maximum est de 22,2 mm à 130 mm/min. Consommation d'énergie - 6, 3 kW. Le poids de l'appareil en exécution manuelle est de 10,5 kg et avec une machine à découper - 10,7 kg. L'air ou l'azote est utilisé comme gaz plasma.

La fiabilité du Miller 625 provient de la technologie Wind Tunnel. Grâce au ventilateur haute vitesse intégré, la poussière et les débris ne pénètrent pas à l'intérieur de l'appareil. Les indicateurs LED informent sur la pression, la température et la puissance. Le prix de l'appareil est de 1800 $.

Lotos LTP5000D

Lotos LTP5000D est une machine à plasma portable et compacte. Avec un poids de 10,2 kg, il n'y aura aucun problème avec son mouvement. Le courant de 50 A généré par le convertisseur numérique et le puissant MOSFET permettent une découpe efficace de l'acier doux de 16 mm et de l'acier inoxydable ou de l'aluminium de 12 mm.

L'appareil s'adapte automatiquement à la tension et à la fréquence du secteur. Longueur du tuyau - 2,9 m L'arc pilote n'entre pas en contact avec le métal, ce qui permet d'utiliser la machine pour couper des matériaux rouillés, bruts et peints. L'appareil est sûr à utiliser. L'air comprimé utilisé pour la découpe n'est pas nocif pour l'homme. Et le boîtier solide et résistant aux chocs protège de manière fiable l'appareil contre la poussière et les débris. Le prix de Lotos LTP5000D est de 350 $.

Lors de l'achat d'un découpeur plasma, vous devez toujours privilégier la qualité. Méfiez-vous de la tentation d'acheter un appareil bon marché de mauvaise qualité, car son usure rapide à long terme conduira àcoûts beaucoup plus élevés. Bien sûr, cela ne vaut pas non plus la peine de payer trop cher, il y a suffisamment d'options budgétaires décentes sans accessoires et des capacités élevées dont vous n'aurez peut-être jamais besoin.