Повітряно-плазмове стругання металу.
Особливості і переваги.
Повітряно-плазмове різання – це один із найрозповсюдженіших способів різання металу при відносній дешевизні процесу. Різання металу відбувається за допомогою струменя плазми, який розплавляє та видуває метал з зони різання. В якості плазмоутворюючого газу при повітряно-плазмовому струганні використовують повітря, що надходить до плазмотрону від системи компресор-ресивер або загальної виробничої повітряної магістралі. Плазмовий потік генерується у плазмотроні в результаті проходження інтенсивного потоку повітря через дуговий розряд між електродом і соплом, а його температура досягає позначки у 25000 градусів Кельвіна.
Одним із різновидів плазмового різання є плазмове стругання металу. Відмінність фізики процесу полягає у формі дуги плазми. Так, при плазмовому різанні дуга є стисненою для більшої її концентрації та звуженні зони різання, а при плазмовому струганні - дуга більш ширша із меншою інтенсивністю. Якщо використовувати стиснуту дугу, як при різанні, канавка вийде глибокою та вузькою, що не дасть необхідну якість при обробці металу. При струганні плазмотрон позиціонують під кутом до поверхні виробу, тим самим забезпечуючи розплавлення та видування металу. Плазмове стругання використовуються для видалення дефектних зварних швів, грату, литників, наплавленого шару для подальшої обробки, при ремонтних та відновлювальних роботах.
Плазмове стругання, в порівнянні з іншими альтернативними способами (повітряно-дугове стругання, механічне і т.інш.), має ряд переваг, зокрема: зменшене димо- та газовиділення, зменшене виділення металу в газоподібному стані, значно краще формування та якість канавки, низька собівартість процесу, зменшений рівень шуму. Зменшене газовиділення обумовлене тим, що видалення основного металу відбувається потоком плазми і він не взаємодіє з атмосферою. Після плазмового стругання утворюється досить якісна канавка без металевих та неметалевих включень, яка не потребує додаткової обробки. Наприклад, при повітряно-дуговому струганні вугільним електродом, вуглець який залишається від електрода може розчинятися у поверхневому шарі деталі, утворюючи шар зі зниженою пластичністю та підвищеним вмістом вуглецю, що спричиняє проблеми при зварюванні та сприяє утворенню тріщин. Висока продуктивність плазмового стругання, невисока ціна джерела живлення та витратних матеріалів (термін служби електрода і сопла може сягати 6-7 годин машинного часу), ефективне використання електричної енергії робить процес дешевим та швидшим у 3-4 рази за повітряно-дугове стругання та механічні способи.
Для забезпечення якісного плазмового стругання необхідно мати спеціальні сопла, що будуть забезпечувати відповідну форму дуги. Сила струму для стругання зазвичай складає 100А, при менших значеннях струму буде зменшуватися тільки продуктивність, якість при цьому залишиться на високому рівні. Також можна використовувати спеціальні плазмотрони з додатковим полімерним захистом від бризок розплавленого металу, що подовжує термін служби самого плазмотрону. Розмір канавки при струганні залежить від величини сили струму, швидкості стругання та від кута нахилу плазмотрону. Найефективніший кут нахилу складає 30-40° при довжині дуги 12-25 міліметрів, при цьому видаляється найбільша кількість металу за один прохід. Для зняття верхнього тонкого шару металу з поверхні, використовують малий кут нахилу плазмотрону.
Плазмове стругання має широке промислове застосування також через простіший доступ у важкодоступні місця, високу точність та легкий контроль за глибиною стругання. Завдяки своїм перевагам, плазмове стругання якнайкраще зарекомендувало себе при ремонті залізничного транспорту, суднобудуванні, обслуговуванні вантажних, кар’єрних, броньованих автомобілів, ливарному виробництві, станкобудуванні.