Кунин В.С.

   В начале 50-х годов XX века возросла потребность советской промышленности в деталях из листовой меди, латуни, алюминия, нержавеющей и жаропрочной стали. Листы из этих материалов, не поддающихся газо-кислородной резке, разделывались либо на фрезерных станках, либо высверливались по контуру, а потом вырубались.
   Появление в одном из американских сварочных журналов за 1955-1956г. небольшой статьи о резке нержавеющей стали в аргоновой плазме , заинтересовало многих советских специалистов, работавших в области металлообработки.
   Задачей плазменной резки занялись три ведущих института, специализировавшихся на разработке сварочного оборудования:

• Центральный институт технологии судостроения (ЦНИИТС) (В.П. Доброленский);
• Институт Электросварки им. Е.О.Патона ( Э.М. Эсибян);
• Всесоюзный институт электросварочного оборудования ВНИИЭСО (Д.Г. Быховский).

   Если ЦНИИТС сосредоточил своё внимание на машинах для раскроя листов металла, то ВНИИЭСО занялся разработкой источников питания и плазмотронов.    Первые установки для плазменной резки на базе сварочных генераторов постоянного тока ПСО-500, включенных последовательно, и плазмотронов, собранных из залитых в эпоксидную смолу деталей, позволили уже 1962 году сотрудникам ВНИИЭСО провести ремонт нержавеющих трубопроводов в активной зоне атомохода «Ленин».
   Еще до начала серийного производства оборудования для плазменной резки, на Кировском заводе и на заводе «Красный Выборжец» были внедрены установки «газоэлектрической резки»¹⁾ с первым специализированным источником питания ИПГЭ-500, рассчитанным на 300В холостого хода и номинальный ток 500А. Плазмообразующим газом служила смесь аргона с водородом. Установки газоэлектрической резки начали работать на заводе «Комсомолец» (г. Тамбов), Могилевском металлургическом заводе, заводе «Лентрублит» и др.
   В конце 60-х в журнале «Welding gournal» появилась информация о возможности использования циркония (Zr) в качестве электрода при плазменной резке на воздухе. Работы сотрудников ВНИИЭСО Д.Г.Быховского, А.Я.Медведева и Я.В.Россомахо позволили не только понять принципы работы таких электродов на воздухе, но разработать и организовать производство катодов с активной вставкой из гафния (Hf), которые в ряде случаев оказались значительно лучше. Эти катоды были запатентованы ВНИИЭСО во многих странах на имя разработчиков, а патенты купили фирмы Японии, США и ФРГ.
   В это же время при строительстве линии производства сварных труб диаметром 1200мм на Челябинском трубопрокатном заводе встал вопрос о создании участка обрезки концов после сварки. Производительности газогенераторной станции завода не хватало для нового участка и было предложено использовать воздушно-плазменную резку. За несколько месяцев были разработаны конструкция плазмотрона, организовано производство сопел и электродов, отработана технология и линия заработала. Участки на других линиях тоже перевели на воздушно-плазменную резку.
   Одновременно велась разработка первой серийной установки для воздушно-плазменной резки, получившей название АПР-401. Установка представляла собой шкаф, где находились трансформатор с выпрямителем, небольшой шкафчик пульта управления с реле и осциллятором и блок управления с закрепленными на асбоцементном щите автоматическим выключателем и контактором. Источник питания с выпрямителем на 300В и 400А на кремниевых диодах управлялся трехфазным дросселем насыщения. Установка была укомплектована плазмотроном ПВР-1 для резки на воздухе или на кислороде при токе 400А. Модернизированные варианты ПВР-1 до сих пор работают на многих заводах. Установку начал 1971 году выпускать «Степанованский завод высокочастотного оборудования» (г.Степанован, Армения).

   В Институте Электросварки им. Е.О.Патона в то же время была создана установка Киев-1, состоящая из трех сварочных трансформаторов и шкафа с выпрямителем.

   ЦНИИТС разработал первую в стране портальную машину для термической резки с ЧПУ – «Кристалл», которой оснащались все судостроительные заводы и о которой мечтали другие заводы бывшего СССР.

   В 1973 году во ВНИИЭСО под руководством М.И.Закса была начата разработка новой установки воздушно-плазменной резки АПР-402. Предпосылкой для её создания явилось освоение советской промышленностью мощных полупроводниковых тиристоров. Выпрямитель силовой части этой установки был выполнен по шестифазной кольцевой схеме (схема Горлова). Цепи фазового управления тиристорным мостом установки были собраны на элементах транзисторной логики (ТТЛ).

   В 1975 году была модернизирована установка АПР-401, все блоки которой были собраны в одном шкафу. Установка получила название АПР-403 и была предназначена как для механизированной так и ручной плазменной резки. Для её комплектации был разработан плазмотрон ПРВ-401 для ручной резки с водяным охлаждением на ток до 400А.

   Для разделки металлолома в 1977г. была разработана установка для ручной (полуавтоматической) плазменной резки УПР-201 на ток 200А и с напряжением холостого хода 180В, таким было тогда ограничение напряжения по правилам технической безопасности.
   Для этой установки был разработан плазмотрон ПРВ-202, который выпускается и сегодня в различных модификациях, в том числе и нашей фирмой.
   Однако у этой установки из-за низкого напряжения холостого хода возникали проблемы с надежностью возбуждения дежурной дуги.

   Разрешение использовать большее напряжение холостого хода при ручной плазменной резке позволило приступить к разработке в 1981 году новой ручной установки УПРП-201,с напряжением холостого хода 220В в которой управление тиристорным выпрямителем осуществлялось тремя идентичными полупроводниковыми блоками фазового регулирования и одним блоком обратной связи, выполненными на дискретных п/п элементах.

   В 1982г была разработана установка плазменной резки АПР-404, в которой напряжение холостого хода было увеличено до 320В для более надежного возбуждения дуги. Управление выпрямителем осуществлялось по той же схеме, что и в УПРП-201.
   Установка комплектовалась быстросменным плазмотроном ПВР-402, который был разработан для сокращения простоя резательных машин при замене электрода и сопла.
Замена всего плазмотрона занимает значительно меньше времени, чем операции по разборке, сборке и настройке, которые предполагалось осуществлять на отдельном участке.

   Установка  АПР-404 около 20 лет выпускалась «Степанованским заводом высокочастотного оборудования» и была наиболее массовой в нашей стране установкой воздушно-плазменной резки металла, её выпуск составлял 500 шт. в год.

   Установки плазменной резки АПР-403, АПР-402 и АПР-404 до сих пор успешно работают на многих предприятиях нашей страны.

---

                    1) В начале 60-х годов цензура запретила использование термина «плазма»
в открытой печати и пришлось придумать на несколько лет термин «газоэлектрическая резка».