Экраны (дефлекторы) являются критически важными расходными элементами в системах плазменной резки. Их конструкция и материал непосредственно влияют на стабильность процесса, качество реза и срок службы других компонентов плазменного резака.
Основное назначение экрана – создание изолированной камеры для формирования плазменной струи и защита внутренних компонентов (сопла, электрода) от воздействия высоких температур, искр и брызг расплавленного металла в процессе резки.
Изготавливаются защитные экраны из цветных сплавов (как правило медных), обладающих высокой термостойкостью и электроизоляционными свойствами. Монтируются на внешнюю часть головки плазмотрона, окружая сопло и электрод.
Функциональное назначение
Экран плазмотрона выполняет ряд ключевых функций, определяющих эффективность и качество процесса плазменной резки, а также долговечность расходных материалов:
- Физическая защита
Предотвращает механические повреждения и налипание брызг расплавленного металла (керфа) на сопло и электрод, значительно продлевая их ресурс. - Формирование и констрикция дуги
Внутренняя геометрия экрана (рабочее отверстие) способствует сжатию (констрикции) плазменной дуги, обеспечивая её стабильность, высокую плотность энергии и направленность. Это критично для получения узкого, чистого и ровного реза. - Стабилизация процесса
Создает оптимальные условия для инициации и поддержания стабильного горения плазменной дуги, минимизируя её "блуждание" и предотвращая преждевременные обрывы. - Электрическая изоляция
Обеспечивает электрическую изоляцию между плазменной дугой и внешней средой, повышая безопасность оператора и предотвращая нежелательные электрические контакты. - Охлаждение
Некоторые конструкции экранов включают каналы или отверстия для прохождения охлаждающего газа, способствуя отводу тепла и увеличению собственного срока службы экрана.
Виды экранов и их классификация
Основные классификации включают:
1. По типу резки:
- Экраны для контактной резки (Drag Shields): Предназначены для непосредственного контакта с обрабатываемым материалом. Имеют конструктивные элементы (например, выступы) для поддержания оптимального расстояния между соплом и заготовкой при скольжении. Применяются преимущественно для ручной резки тонколистовых материалов.
- Экраны для бесконтактной резки (Standoff Shields): Используются для поддержания заданного зазора между соплом и заготовкой без прямого контакта. Применяются в автоматизированных системах резки и при работе с толстыми металлами, где контакт нежелателен.
- Экраны для строжки (Gouging Shields): Отличаются специфической формой и внутренним профилем, предназначенным для формирования широкой, менее сфокусированной дуги, используемой для удаления металла (строжки), а не для сквозного реза.
2. По рабочему току (амперажу): Экраны оптимизированы для определенных диапазонов силы тока. Использование экрана, не соответствующего амперажу, приводит к его ускоренному разрушению или неэффективности процесса.
3. По конструкции и материалу: Различия могут касаться толщины стенок, конфигурации вентиляционных отверстий, типа материала, что влияет на термостойкость и износостойкость.
Критерии выбора экрана
Выбор типа экрана определяется спецификой применения и конструкцией плазменного резака. При выборе необходимо учитывать следующие параметры:
- Совместимость с моделью плазмотрона/горелки:
Экраны не являются универсальными и должны строго соответствовать конкретной модели оборудования и системе расходных материалов (например, Hypertherm, Esab). Использование несовместимых компонентов недопустимо. - Рабочий диапазон силы тока (ампераж):
Экран должен быть рассчитан на используемый диапазон тока резки. - Метод резки:
Выбор между контактным, бесконтактным или строжечным экраном определяется спецификой выполняемых работ. - Характеристики обрабатываемого материала:
Тип и толщина металла могут требовать экранов с повышенной износостойкостью или специфической геометрией. - Требуемые параметры качества реза:
Для высокоточных применений необходимы экраны, обеспечивающие максимальную стабильность и констрикцию дуги.
Применение экранов, не соответствующих спецификациям оборудования или режиму резки, приводит к ускоренному износу компонентов, ухудшению качества реза и потенциальному повреждению плазмотрона.
Индикаторы необходимости замены экрана
Экран плазмотрона является расходным материалом с ограниченным сроком службы. Своевременная замена критически важна для поддержания производительности и защиты дорогостоящих компонентов. Индикаторы износа включают:
- Визуальные дефекты: трещины, сколы, оплавление, деформация (особенно рабочего отверстия), значительное налипание брызг металла, которое не поддается очистке.
- Снижение качества реза: увеличение ширины керфа, появление конусности, повышенное образование дросса на нижней кромке заготовки, ухудшение чистоты поверхности реза.
- Нестабильность дуги: трудности с инициацией дуги, колебания или обрывы дуги в процессе резки.
- Ускоренный износ других расходных материалов: непропорционально быстрый выход из строя сопла и электрода, указывающий на невыполнение экраном своих защитных и формирующих функций.
- Снижение производительности: необходимость уменьшения скорости резки для достижения приемлемого качества.
Регулярный визуальный осмотр экрана перед началом работы является обязательной процедурой. Замена экрана при первых признаках износа позволяет поддерживать оптимальную производительность и продлевать срок службы всего плазмореза.
