По ряду важных параметров, в частности, энергоэффективности, качеству реза, степени автоматизации, плазмотроны российского производства уступают импортным металлорежущим плазмотронам. Для повышения эффективности и безопасности отечественных электроплазменных технологий резки металлов необходимо совершенствование методов анализа известных конструктивных решений для обеспечения новых разработок. Представлены результаты проектирования широко применяемых в металлургических и машиностроительных технологиях плазмотронов для воздушно-плазменной резки металлов. Отмечено, что в качестве основных критериев эффективности технологий плазменной резки следует выбирать производительность, качество реза и надежность работы плазменного оборудования. Показано, что особое внимание необходимо уделить совершенствованию газовихревого способа стабилизации плазмообразующего газа, обеспечивающего эффективность работы как плазмотрона, так и процесса плазменной резки в целом. Представлены результаты исследований комплексной системы организации течения потока плазмообразующего газа по каналам газовоздушного тракта плазмотрона и последующего создания новых систем стабилизации дугового разряда металлорежущих плазмотронов постоянного тока с высокими технологическими способностями. Исследования проведены методами численного моделирования газодинамических и теплофизических процессов для различных конструкций плазмотронов. Разработаны оптимизированные конструкции плазмотронов с различными вариантами систем газовихревой стабилизации. Представлена разработанная серия плазмотронов, включающая в себя однопоточные плазмотроны серии ПМВР-5 для прецизионной резки металлов средних и больших толщин, а также двухпоточные плазмотроны серии ПМВР-9 для резки металлов малых и средних толщин. Плазмотроны ПМВР-9 работают по технологии узкоструйной или сжатой плазмы и не имеют отечественных аналогов. Разработана методика проектирования металлорежущих плазмотронов по газодинамическим, теплофизическим и акустическим критериям. Результаты экспериментальных исследований показали, что применение новых плазмотронов ПМВР-5 позволяет получать прецизионные резы, соответствующие 1-му и 2-му классам качества по ГОСТ 14792-80 на сталях типа 09Г2С средних толщин. Показано также, что применение новых плазмотронов позволяет на низкоуглеродистых сталях средних толщин осуществлять прецизионную чистовую плазменную резку (без дополнительной механической обработки кромки реза) в технологиях производства сварных соединений.
