Система плазменно-дуговой резки: проблемы зажигания

БЕРЕГИСЬ! Техобслуживание и ремонт системы плазменно-дуговой резки должны выполнять только квалифицированные специалисты в области электрооборудования. В системах плазменно-дуговой резки используется высокое напряжение и постоянный ток. Электрический разряд может привести к телесным повреждениям или к летальному исходу.

Симптом

Резаку не удается зажечь дугу, когда все остальные условия для нормальной работы соответствуют требуемым: на источник тока подается питание, выполнены условия отключения блокировок по безопасности и наличию установленных деталей, на резак подается газ в состоянии «до возбуждения дуги», а сам резак расположен на высоте в пределах расстояния переноса дуги.

Обычная последовательность рабочих операций системы плазменно-дуговой резки: Для подачи питания в систему на источник тока подается сигнал пуска резки. Электромагнитный клапан открывается и газ начинает поступать в резак. Реле вспомогательной дуги замыкается, активируя напряжение холостого хода между соплом (+) и электродом (-). Высокочастотная (ВЧ) искра (см. рисунок 1) подается на резак высоковольтным генератором с выходным напряжением 3000–10 000 В перем. тока. Высокочастотный генератор обычно состоит из высоковольтного трансформатора, конденсаторов, разрядника в сборе и катушки.

Высокочастотная искра ионизирует газ, проходящий через резак, в результате чего он может проводить электричество. Ионизированный газ делает возможным прохождение тока между электродом и соплом. Вспомогательным резистором этот ток ограничивается величиной 20–40 А пост. тока. Дуга выходит из отверстия и зацепляется за поверхность сопла, формируя вспомогательную дугу (см. рисунок 2).

Вспомогательная дуга формирует электрический путь к заготовке. Если резак расположен на высоте в пределах расстояния переноса дуги (обычно оно лежит в диапазоне от 6 до 13 мм от материала), то вспомогательная дуга перенесется на лист, поскольку лист подключен к положительному полюсу цепи контура тока и не ограничен резистором (см. рисунок 3). Контур считывания тока распознает перенос дуги, выключает высокочастотный генератор и открывает реле вспомогательной дуги.

Проще говоря, резаку необходимы три составляющих для формирования вспомогательной дуги: плазмообразующий газ, питание постоянного тока и высокая частота переменного тока. При отсутствии хотя бы одного из этих элементов, резак не будет зажигаться, выполнять перенос дуги или резку.

Рисунок 1	Рисунок 2	Рисунок 3

 

Поиск и устранение проблем зажигания

Когда возникают проблемы с зажиганием дуги, оператор сначала должен оценить состояние вспомогательной дуги. Он поднимает резак на несколько сантиметров над материалом для хорошего и беспрепятственного осмотра резака. После этого на резак подается сигнал зажечь дугу. Через несколько секунд после запуска потока газа на резаке должна сформироваться вспомогательная дуга. Правильная вспомогательная дуга поддерживает себя несколько секунд. Оператор обращает внимание на яркую бело-голубую дугу, которая наблюдается на расстоянии 6–13 мм от края сопла. Дуга не должна разбрызгиваться и «шипеть»; оператор не должен слышать скрежета. Дуга должна быть спокойной и устойчивой. Оператор должен проверить вспомогательную дугу несколько раз в воздухе, чтобы узнать, повторяется ли данное условие.

 

Проблема 1. Затрудненное зажигание дуги

Если вспомогательная дуга разбрызгивается и «шипит», но при этом время от времени хаотично зажигается, то проблемой может быть затрудненное зажигание дуги. Затрудненное зажигание имеет место, когда высокая частота не может преодолеть барьер высокого давления между электродом и соплом. Это может быть вызвано недостаточностью высокой частоты или слишком высоким давлением газа. Далее описаны четыре шага, позволяющие устранить проблему затрудненного запуска.

Проверьте давление и поток газа. Значения настроек давления плазмообразующего газа или потока не должны превышать значений, рекомендованных заводом-изготовителем. Излишнее давление в плазменной камере может затруднить подачу высокочастотной искры на резак, поэтому вспомогательная дуга гаснет еще до того, как она сможет полностью установиться. Высокое давление газа является причиной большинства проблем затрудненного запуска. Часто эту причину упускают из виду — упорный специалист по поиску и устранению неисправностей может заменить все компоненты в контуре вспомогательной дуги, пока не поймет, что установлено слишком большое давление воздуха.

Очистите шланги и провода, по которым на резак подается газ и электропитание. Осмотрите их на наличие видимых повреждений или неплотных соединений. Если на экранирующем материале осела грязь, металлическая пыль или влага, то высокочастотная энергия может рассеиваться. Продуйте провода со шлангами для подачи воздуха или протрите их чистой тканью. Устраните все витки в проводах, поскольку они могут наводить большую индуктивность. Изолируйте провода от машины для резки.

Осмотрите, очистите разрядник в сборе и отрегулируйте его зазор. Высокая частота от высоковольтного генератора обычно подается на конденсаторы, которые разряжают электрический заряд через разрядник в сборе. Со временем электроды разрядника могут изнашиваться или загрязняться металлической пылью и грязью. Очистите электроды и отрегулируйте зазор между ними согласно техническим характеристикам производителя. Зазор должен составлять 0,38–0,76 мм в зависимости от системы.

Если используется резак с водным охлаждением, проверьте сопротивление охлаждающей жидкости. Для большинства систем оно должно быть меньше 10 кОм/см или 10 мкОм.

 

Проблема 2. Слабая искра синего цвета на резаке

Если на резаке есть видимая искра, но это небольшая искра синего цвета, которая выглядит как искра на контактах разрядника, то вспомогательная дуга имеет высокую частоту, но не имеет составляющей постоянного тока. Наиболее вероятные причины потери постоянного тока во вспомогательной дуге — изношенные контакты или плохая катушка в реле вспомогательной дуги. Другой причиной может быть неисправный вспомогательный резистор.

 

Проблема 3. Нет искры на резаке или на разряднике

Нет подачи переменного тока на генератор напряжения; неисправный генератор высокого напряжения; неисправные конденсаторы; закороченный или поврежденный разрядник в сборе.

 

Проблема 4.

Нет искры на резаке, искра на разряднике, очень затрудненное зажигание — см. проблему 1; закороченный или открытый провод резака; закороченное или незащищенное подключение в корпусе резака.