5 факторов, влияющих на точность плазменной резки

1. Рабочий газ

Рабочий газ и расход - основные параметры, влияющие на качество резки. В настоящее время воздушно-плазменная резка является лишь одним из многих рабочих газов. Он широко используется из-за относительно невысокой стоимости использования. Эффекта действительно нет. Рабочий газ включает газ и вспомогательный газ. Некоторое оборудование также требует газа для зажигания дуги. Обычно подходящая работа выбирается в зависимости от типа материала, толщины и метода резки. газ. Газ должен не только обеспечивать образование плазменной струи, но также обеспечивать удаление расплавленного металла и оксида из разреза. Избыточный поток газа отводит больше тепла дуги, делая длину струи короче, что приводит к снижению режущей способности и нестабильности дуги; слишком малый поток газа приведет к потере прямолинейности плазменной дуги и резке. Глубина становится меньше, а также легко выделять шлак; следовательно, поток газа должен быть хорошо согласован с режущим током и скоростью. Современные машины для плазменной резки в основном полагаются на давление газа для управления скоростью потока, потому что, когда отверстие горелки фиксировано, давление газа также регулирует скорость потока. Давление газа, используемое для резки материала определенной толщины, обычно выбирается в соответствии с данными, предоставленными заказчиком. Если есть другие особые области применения, давление газа необходимо определять путем фактического испытания на резку.

Наиболее часто используемые рабочие газы:аргон, азот, кислород, воздух, H35, смешанный газ аргон-азот и т. Д.

A. Воздух содержит около 78% азота по объему, поэтому шлак, образующийся при резке воздухом, очень похож на шлак при резке азотом; воздух также содержит около 21% кислорода по объему. Из-за присутствия кислорода воздух используется для резки. Скорость обработки материалов из низкоуглеродистой стали также очень высока; Станок плазменной резки с ЧПУ одновременно является и самым экономичным рабочим газом. Однако при использовании только воздушной резки возникнут такие проблемы, как зависание шлака, окисление порезов, увеличение содержания азота и т. Д., А меньший срок службы электрода и сопла также повлияет на эффективность работы и стоимость резки.

B. Кислород может увеличить скорость резки материалов из низкоуглеродистой стали. При использовании кислорода для резки режим резки очень похож на газовую резку. Высокотемпературная и высокоэнергетическая плазменная дуга увеличивает скорость резки, но ее необходимо использовать с электродом, устойчивым к высокотемпературному окислению, и в то же время электрод защищен от ударов во время дуги, чтобы продлить срок службы электрода. .

C. Водород обычно используется в качестве вспомогательного газа для смешивания с другими газами. Например, хорошо известный газ H35 (объемная доля водорода 35%, остальное - аргон) является одним из газов с самой сильной способностью плазменной резки, в котором в основном используется водород. Поскольку водород может значительно увеличить напряжение дуги, струя водородной плазмы имеет высокое значение энтальпии. При смешивании с аргоном его способность плазменной резки значительно улучшается. Обычно для металлических материалов толщиной более 70 мм в качестве режущего газа обычно используется аргон + водород. Если для дальнейшего сжатия плазменной дуги аргон + водород используется струя воды, можно также получить более высокую эффективность резки.

D. Азот - обычно используемый рабочий газ. При условии более высокого напряжения источника питания азотная плазменная дуга имеет лучшую стабильность и более высокую энергию струи, чем аргон, даже при резке жидкого металла с материалами с высокой вязкостью, такими как нержавеющая сталь, и в случае сплавов на основе никеля количество окалины при нижний край среза тоже небольшой. Азот можно использовать отдельно или в смеси с другими газами. Например, при автоматической резке в качестве рабочих газов часто используются азот или воздух. Эти два газа стали стандартным газом для высокоскоростной резки углеродистой стали. Иногда азот также используется в качестве стартового газа для кислородно-плазменной резки.

E. Газообразный аргон практически не вступает в реакцию с какими-либо металлами при высокой температуре, а плазменная дуга аргона очень стабильна. К тому же используемые сопла и электроды имеют длительный срок службы. Однако напряжение аргоноплазменной дуги низкое, значение энтальпии невысокое, а режущая способность ограничена. По сравнению с воздушной резкой толщина реза будет уменьшена примерно на 25%. Кроме того, в среде защиты газообразного аргона поверхностное натяжение расплавленного металла относительно велико, которое примерно на 30% выше, чем в среде азота, поэтому будет больше проблем с зависанием шлака. Даже резка смесью аргона и других газов будет иметь тенденцию налипать на шлак. Поэтому в настоящее время для плазменной резки редко используется только чистый аргон.

2. Скорость плазменной резки

Помимо влияния рабочего газа на качество резки, очень важно влияние скорости резки на качество обработки на станке плазменной резки с ЧПУ. Скорость резания:оптимальный диапазон скорости резания можно выбрать в соответствии с описанием оборудования или определить экспериментально. Из-за толщины материала, различных материалов, температуры плавления, теплопроводности и поверхностного натяжения после плавления скорость резки также соответствует. Разнообразие. основное исполнение:

A. Умеренное увеличение скорости резания может улучшить качество реза, т. Е. Резание станет немного уже, поверхность реза станет более гладкой, а деформация может быть уменьшена.

B. Скорость резания слишком высока, поэтому линейная энергия резания ниже требуемого значения. Струя в щели не может быстро сдувать расплавленный режущий расплав сразу, чтобы образовать большое количество скользящего сопротивления. отказаться.

C. Когда скорость резки слишком низкая, поскольку место резки является анодом плазменной дуги, чтобы поддерживать стабильность самой дуги, точка ЧПУ неизбежно должна найти ток проводимости около щели, ближайшей к дуге, и Будет Радиальное направление струи передает больше тепла, так что разрез расширяется. Расплавленный материал с обеих сторон надреза собирается и затвердевает на нижнем крае, образуя шлак, который нелегко очистить, а верхний край надреза нагревается и расплавляется, образуя закругленный угол.

D. При очень низкой скорости дуга даже гаснет из-за слишком широкого разреза. Это показывает, что хорошее качество и скорость резки неотделимы друг от друга.

3. Ток плазменной резки

Ток резки является важным параметром процесса резки, который напрямую определяет толщину и скорость резки, то есть способность резки, которая влияет на правильное использование машины плазменной резки для качественной быстрой резки, параметры процесса резки должны быть глубоко понят и освоен.

A. По мере увеличения тока резки увеличивается энергия дуги, увеличивается режущая способность и соответственно увеличивается скорость резки.

Б. По мере увеличения тока резки диаметр дуги увеличивается, и дуга становится толще, что делает рез шире.

C. Чрезмерный ток резки увеличивает тепловую нагрузку сопла, сопло преждевременно выходит из строя, качество резки естественным образом ухудшается, и даже обычная резка не может быть выполнена.

Выбирая блок питания перед плазменной резкой, нельзя выбрать слишком большой или слишком маленький блок питания. Для слишком большого блока питания было бы напрасно рассматривать стоимость резки, потому что такой большой ток вообще не может быть использован. Кроме того, из-за экономии бюджета затрат на резку при выборе источника питания для плазменной резки текущий выбор слишком мал, так что он не может удовлетворить свои собственные требования к резке во время фактической резки, что является большим вредом для самого станка для резки с ЧПУ. . Компания Gabortech напоминает вам о выборе силы тока резки и соответствующего сопла в зависимости от толщины материала.

4. Высота сопла

Высота сопла относится к расстоянию между торцом сопла и режущей поверхностью, которое составляет часть всей длины дуги. Для плазменной резки обычно используется внешний источник питания с постоянным током или с крутым перепадом тока. После увеличения высоты сопла ток меняется мало, но это увеличивает длину дуги и вызывает повышение напряжения дуги, тем самым увеличивая мощность дуги; но в то же время по мере того, как длина дуги, подвергающаяся воздействию окружающей среды, увеличивается, энергия, теряемая столбом дуги, увеличивается.

В случае комбинированного действия двух факторов роль первого часто полностью нивелируется вторым, но эффективная энергия резания будет уменьшена, что приведет к снижению режущей способности. Обычно это показывает, что сила обдува режущей струей ослаблена, остаточный шлак в нижней части надреза увеличивается, а верхний край переплавляется, чтобы получить закругленные углы. Кроме того, учитывая форму плазменной струи, диаметр струи расширяется наружу после выхода из горловины горелки, и увеличение высоты сопла неизбежно приводит к увеличению ширины реза. Следовательно, желательно улучшить скорость резки и качество резки, выбрав как можно меньшую высоту сопла. Однако, если высота сопла слишком мала, это может вызвать явление двойной дуги. Используя керамическое внешнее сопло, можно установить высоту сопла на ноль, то есть торцевая поверхность сопла напрямую контактирует с поверхностью, которую нужно разрезать, и может быть получен хороший эффект.

5. Мощность дуги

Чтобы получить дугу плазменной резки с высокой степенью сжатия, режущее сопло использует меньшее отверстие сопла, большую длину отверстия и усиливает охлаждающий эффект, что может увеличить ток, проходящий через эффективное поперечное сечение сопла, то есть плотность мощности увеличения дуги. Но в то же время сжатие также увеличивает потери мощности дуги. Следовательно, фактическая эффективная энергия, используемая для резки, меньше выходной мощности источника питания. Уровень потерь обычно составляет от 25% до 50%. Некоторые методы, такие как резка плазменной дугой с водяным сжатием. Уровень потерь энергии будет больше, этот вопрос следует учитывать при проектировании параметров процесса резки или экономическом расчете затрат на резку.

Толщина металлических пластин, используемых в промышленности, обычно не превышает 50 мм. Резка с использованием обычной плазменной дуги в этом диапазоне толщины часто приводит к большим и малым резам, а верхний край реза также вызывает снижение точности размера реза и увеличивает объем последующей обработки. При использовании кислородной и азотной плазменной дуги для резки углеродистой стали, алюминия и нержавеющей стали, когда толщина листа находится в диапазоне 10 ~ 25 мм, обычно чем толще материал, тем лучше перпендикулярность торцевой кромки и угол наклона. погрешность режущей кромки составляет 1 градус ~ 4 градуса. Когда толщина пластины меньше 1 мм, по мере уменьшения толщины пластины погрешность угла надреза увеличивается с 3 ° ~ 4 ° до 15 ° ~ 25 °.

Обычно считается, что причина этого явления связана с несбалансированностью тепловложения плазменной струи на поверхность реза, то есть энергия плазменной дуги выделяется больше в верхней части реза, чем в нижняя часть. Этот дисбаланс высвобождения энергии тесно связан со многими параметрами процесса, такими как степень сжатия плазменной дуги, скорость резки и расстояние между соплом и заготовкой. Увеличение сжатия дуги может расширить струю высокотемпературной плазмы, чтобы сформировать более однородную высокотемпературную область, и в то же время увеличить скорость струи, что может уменьшить разницу в ширине между верхним и нижним срезами. Однако чрезмерное сжатие обычных сопел часто приводит к образованию двойной дуги, которая не только поглощает электроды и сопла, что делает процесс невозможным, но также приводит к снижению качества резки. Кроме того, слишком высокая скорость и слишком большая высота сопла увеличивают разницу между верхней и нижней шириной реза.