Плазменная резка в мостостроении

Основным материалом для создания несущих каркасов современных мостовых конструкций служит сталь. Она обладает достаточной прочностью, чтобы выдерживать огромный вес как самого моста, так и транспорта, который по нему проходит. Также сталь имеет отличные показатели упругости, позволяющие ей выдерживать колебательные нагрузки без ущерба для конструкции.

При этом обработка стали представляет собой не самую простую техническую задачу. А для изготовления элементов мостовой конструкции необходимо разрезать очень много заготовок металлопроката, придавая им нужные размеры и формы. Здесь-то и возникает проблема поиска наиболее подходящей технологии обработки стальных заготовок.

Преимущества плазменной резки

Поскольку для моста предельно важны такие показатели как прочность и долговечность, при строительстве несущих конструкций используются самые прочные сорта и марки стали. Соответственно обрабатывать этот материал очень непросто.

Собственно способов разрезать стальную балку на сегодняшний день изобретено немало — от банального распиливания дисковой пилой до использования гидроабразивной и даже лазерной резки. Каждый из этих методов обладает своими достоинствами и недостатками, но, когда речь идет о заготовках для мостовых конструкций, лучше всего себя проявляют плазменная, а также газокислородная резка.

Метод газокислородного реза является более старым, а потому и более привычным. К тому же эта технология в целом проще и дешевле, нежели плазменная резка. Однако в последние десятилетия плазморежущие станки начинают вытеснять своих старших предков с рынка обработки металлов, в том числе в отрасли мостостроения.

В плазморежущем станке роль режущего элемента играет струя газа, разогретого до состояния плазмы. Создается она следующим образом. Между плазмотроном и непосредственно разрезаемой заготовкой создается дуга. Затем под большим давлением подаётся специальный газ, который под воздействием электродуги превращается в плазму, разогретую до нескольких тысяч градусов и движущуюся со скоростью до 1,5 тыс. м/с. Эта струя режет сталь как горячий нож масло, только намного аккуратнее.

Несмотря на некоторую техническую сложность всей процедуры, а также на дороговизну плазморежущего станка и расходных материалов, в целом данная технология обладает комплексом заметных преимуществ:

1. Такая обработка подходит для любых металлов, в том числе тугоплавких сплавов.

2. Скорость реза, особенно при малой и средней толщине заготовки, в несколько раз превышает скорость работы газопламенного станка.

3. Нагрев обрабатываемой заготовки носит предельно локальный характер, что сводит к минимуму тепловую деформацию, или вовсе исключает ее.

4. Чистота и качество самого разреза, а также примыкающей к нему поверхности, исключительно высоки.

5. При соблюдении элементарных норм предосторожности процесс совершенно безопасен.

6. Современные плазморежущие станки с ЧПУ позволяют осуществлять рез по сложной геометрической форме, что не так уж редко приходится делать при создании мостовых конструкций.

Качество плазменной резки в мостостроении

Одним из важнейших преимуществ плазморежущих станков перед другими более старыми технологиями является более высокое качество обработки. Исправный, хорошо отлаженный станок с качественными расходниками делает настолько аккуратный разрез, что сравниться с ним может разве что лазерный резак.

Но тут может возникнуть вопрос, а зачем вообще использовать плазморез для изготовления мостовых конструкций? К их внешнему виду и качеству реза никаких особых требований не выдвигается, соответственно результат работы плазморежущего станка будет избыточным.

Тем не менее, такая позиция не совсем верная. При использовании газокислородного метода иногда дефекты реза получаются слишком значительными, и заготовку приходится обрабатывать дополнительно. Плазморез позволяет сэкономить на такой обработке, поскольку она просто не будет нужна.

К тому же существующее на сегодняшний день разнообразие плазморежущих станков настолько велико, что вовсе не обязательно использовать самые дорогие модели с высоким качеством реза. Всегда есть возможность приобрести станок с менее качественным резом, но зато достаточно дешевый.

Оптимальный для мостостроительной отрасли баланс стоимости и качества реза (упор на дешевизну в ущерб качеству) достигается также за счет использования определенных расходников. Иными словами, нет смысла приобретать дорогие высококачественные расходные материалы, поскольку результат работы с недорогими аналогами будет вполне приемлемым.

В результате итоговая стоимость технологической операции реза стальных заготовок будет вполне сопоставима со стоимостью использования автогена или другой традиционной технологии. Но при этом скорость реза на плазменном станке будет в разы выше, а значит, будут ниже все сопутствующие расходы, связанные с финансированием производственного процесса.

Плазморежущие станки, используемые в мостостроении

Как и в судостроительной отрасли, в мостостроении плазморежущие станки постепенно вытесняют газокислородные технологии. При этом функциональные возможности, которыми должны обладать эти станки, в целом те же, что и в кораблестроении.

В первую очередь, широко используется технология водяных столов для плазменной резки. Благодаря этому максимально снижается уровень опасных выбросов в атмосферу, способных нанести ощутимый вред оператору станка и экологической ситуации вокруг предприятия в целом.

Во-вторых, нередко находит применение технология водо-инжекционной резки, предусматривающая введение водной струи под высоким давлением непосредственно в плазменную дугу для получения очень ровной поверхности реза. В некоторых ситуациях необходимость в этом действительно есть.

Наконец, в-третьих, для облегчения последующей сварки мостовых конструкций при их разрезании используются плазменные резаки с поворотными плазмотронами. Задавая угол поворота режущей головки, оператор станка добивается реза со скосом нужной величины. В результате получается рез со скосом кромки, готовый для дальнейшей операции сварки.