1. Работен газ
Работният газ и дебитът му са основните параметри, които влияят върху качеството на рязане. В момента, общото използване на въздушно-плазмено рязане е само един от многото работни газове. То се използва широко поради относително ниската цена. Ефектът наистина липсва. Работният газ включва газ и спомагателен газ. Някои устройства изискват и газ за стартиране на дъгата. Обикновено подходящият работен газ се избира според вида на режещия материал, дебелината и метода на рязане. Газът трябва не само да осигури образуването на плазмената струя, но и да осигури отстраняването на разтопения метал и оксида в разреза. Прекомерният газов поток ще отнеме повече топлина от дъгата, което ще скъси дължината на струята, което ще доведе до намален капацитет на рязане и нестабилност на дъгата; твърде малкият газов поток ще доведе до загуба на праволинейност и рязане на плазмената дъга. Дълбочината става по-плитка и е лесно да се образува шлака; следователно, газовият поток трябва да бъде добре съобразен с тока на рязане и скоростта. Токът машини за плазмено рязане Най-вече се разчита на налягането на газа за контрол на дебита, защото когато отворът на горелката е фиксиран, налягането на газа също контролира дебита. Налягането на газа, използвано за рязане на определена дебелина на материала, обикновено се избира според данните, предоставени от клиента. Ако има други специални приложения, налягането на газа трябва да се определи чрез действителния тест за рязане.
Най-често използваните работни газове са: аргон, азот, кислород, въздух, H35, смесен газ аргон-азотен газ и др.
A. Въздухът съдържа около 78% азот по обем, така че шлаката, образувана при въздушно рязане, е много подобна на тази при рязане с азот; въздухът също съдържа около 21% кислород по обем. Поради наличието на кислород, въздухът се използва за рязане. Скоростта на нисковъглеродните стоманени материали също е много висока; CNC плазмените машини за рязане едновременно с това са и най-икономичният работен газ. Въпреки това, когато се използва само въздушно рязане, ще има проблеми като залепване на шлаката, окисляване на рязането, увеличаване на азота и др., а по-краткият живот на електрода и дюзата също ще повлияе на ефективността на работа и разходите за рязане.
Б. Кислородът може да увеличи скоростта на рязане на материали от мека стомана. Когато се използва кислород за рязане, режимът на рязане е много подобен на рязане на пламъкВисокотемпературната и високоенергийна плазмена дъга прави скоростта на рязане по-бърза, но трябва да се използва с електрод, който е устойчив на високотемпературно окисляване, и в същото време електродът е защитен от удар по време на дъга, за да се удължи животът му.
C. Водородът обикновено се използва като спомагателен газ за смесване с други газове. Например, добре познатият газ H35 (обемната фракция на водорода е 35%, останалото е аргон) е един от газовете с най-силна плазмено-дъгова режеща способност, който се възползва главно от водорода. Тъй като водородът може значително да увеличи напрежението на дъгата, плазмената струя на водорода има висока енталпия. Когато се смеси с аргон, способността му за плазмено-струйно рязане се подобрява значително. Обикновено за метални материали с дебелина повече от 70mmКато режещ газ обикновено се използва аргон + водород. Ако се използва водна струя за допълнително компресиране на плазмената дъга от аргон + водород, може да се постигне и по-висока ефективност на рязане.
D. Азотът е често използван работен газ. При условия на по-високо захранващо напрежение, азотната плазмена дъга има по-добра стабилност и по-висока енергия на струята от аргона, дори при рязане на течен метал с материали с висок вискозитет, като неръждаема стомана. В случай на сплави на основата на никел, количеството шлака в долния ръб на рязането също е малко. Азотът може да се използва самостоятелно или в смес с други газове. Например, азот или въздух често се използват като работни газове по време на автоматично рязане. Тези два газа са се превърнали в стандартен газ за високоскоростно рязане на въглеродна стомана. Понякога азотът се използва и като изходен газ за кислородно плазмено дъгово рязане.
Д. Аргоновият газ почти не реагира с метал при висока температура и аргоновата плазмена дъга е много стабилна. Освен това, използваните дюзи и електроди имат дълъг експлоатационен живот. Напрежението на аргоновата плазмена дъга обаче е ниско, стойността на енталпията не е висока и режещата способност е ограничена. В сравнение с въздушното рязане, дебелината на рязането ще бъде намалена с около 25%. Освен това, в защитна среда от аргонов газ, повърхностното напрежение на разтопения метал е сравнително голямо, което е около... 30% по-висока от тази в азотна среда, така че ще има повече проблеми със залепването на шлаката. Дори рязането със смес от аргон и други газове ще има тенденция да залепва за шлаката. Поради това сега е рядкост да се използва само чист аргон за плазмено рязане.
2. Скорост на плазмено рязане
В допълнение към влиянието на работния газ върху качеството на рязане, влиянието на скоростта на рязане върху качеството на обработка на CNC плазмена машина за рязане също е много важно. Скорост на рязане: Оптималният диапазон на скоростта на рязане може да бъде избран според описанието на оборудването или определен чрез експеримент. Поради дебелината на материала, различните материали, точката на топене, топлопроводимостта и повърхностното напрежение след топене, скоростта на рязане също е съответна. Разнообразие. Основни характеристики:
A. Умереното увеличение на скоростта на рязане може да подобри качеството на рязането, т.е. разрезът е малко по-тесен, повърхността на рязане е по-гладка и деформацията може да бъде намалена.
Б. Скоростта на рязане е твърде висока, така че линейната енергия на рязането е по-ниска от необходимата стойност. Струята в процепа не може бързо да издуха разтопената режеща стопилка, образувайки голямо количество влачещо се съпротивление.
C. Когато скоростта на рязане е твърде ниска, тъй като мястото на рязане е анодът на плазмената дъга, за да се поддържа стабилността на самата дъга, CNC точката неизбежно трябва да намери проводимия ток близо до прореза, най-близък до дъгата, и ще пренесе повече топлина в радиалната посока на струята, така че разрезът да се разшири. Разтопеният материал от двете страни на разреза се събира и втвърдява в долния ръб, образувайки шлака, която не е лесна за почистване, а горният ръб на разреза се нагрява и разтопява, образувайки заоблен ъгъл.
Г. Когато скоростта е изключително ниска, дъгата дори ще угасне поради твърде широкия разрез. Това показва, че доброто качество на рязане и скоростта на рязане са неразделни.
3. Ток на плазмено рязане
Режещият ток е важен параметър на процеса на рязане, който директно определя дебелината и скоростта на рязане, т.е. способността за рязане. Това влияе върху правилното използване на плазмена машина за бързо рязане за висококачествено рязане. Параметрите на процеса на рязане трябва да бъдат задълбочено разбрани и овладени.
A. С увеличаването на тока на рязане, енергията на дъгата се увеличава, капацитетът на рязане се увеличава и скоростта на рязане се увеличава съответно.
Б. С увеличаването на режещия ток, диаметърът на дъгата се увеличава и тя става по-дебела, което прави разреза по-широк.
C. Прекомерният ток на рязане увеличава термичното натоварване на дюзата, тя се поврежда преждевременно и качеството на рязане естествено намалява, като дори нормалното рязане не може да се извърши.
Когато избирате захранване преди плазмено рязане, не можете да изберете захранване, което е твърде голямо или твърде малко. При захранване, което е твърде голямо, е излишно да се обмислят разходите за рязане, тъй като такъв голям ток изобщо не може да се използва. Също така, поради спестяване на бюджет за рязане, при избора на плазмено захранване, токът е твърде малък, така че машината не може да отговори на собствените си изисквания за рязане по време на самото рязане, което е голяма вреда за самата CNC машина за рязане. Gabortech ви напомня да изберете тока на рязане и съответната дюза според дебелината на материала.
4. Височина на дюзата
Разстоянието h8 на дюзата се отнася до разстоянието между края на дюзата и режещата повърхност, което представлява част от цялата дължина на дъгата. Плазмено-дъговото рязане обикновено използва външно захранване с постоянен ток или стръмен спад. След увеличаване на h8 на дюзата, токът се променя малко, но това ще увеличи дължината на дъгата и ще доведе до увеличаване на напрежението на дъгата, като по този начин ще се увеличи мощността на дъгата; но в същото време с увеличаването на дължината на дъгата, изложена на околната среда, се увеличава и загубата на енергия от стълба на дъгата.
В случай на комбиниран ефект на двата фактора, ролята на първия често е напълно неутрализирана от втория, но ефективната енергия на рязане ще бъде намалена, което води до намаляване на капацитета на рязане. Обикновено се наблюдава отслабване на силата на издухване на режещата струя, увеличаване на остатъчната шлака в долната част на разреза и претопяване на горния ръб, което води до заоблени ъгли. Освен това, предвид формата на плазмената струя, диаметърът ѝ се разширява навън след излизане от отвора на горелката и увеличаването на h2 на дюзата неизбежно води до увеличаване на ширината на рязането. Следователно е полезно да се подобри скоростта на рязане и качеството на рязане, като се избере възможно най-малка стойност на h8 на дюзата. Когато обаче h8 на дюзата е твърде ниска, това може да причини двойна дъга. Използването на керамична външна дюза може да настрои h8 на дюзата на нула, т.е. крайната повърхност на дюзата е в пряк контакт с повърхността, която ще се реже, и може да се постигне добър ефект.
5. Дъгова мощност
За да се получи плазмена дъга за рязане с висока степен на компресия, режещата дюза използва по-малък отвор на дюзата, по-голям отвор и засилва охлаждащия ефект, което може да увеличи ефективното напречно сечение на дюзата, т.е. да увеличи плътността на мощността на дъгата. Но в същото време компресията увеличава и загубите на мощност на дъгата. Следователно, действителната ефективна енергия, използвана за рязане, е по-малка от мощността, генерирана от захранването. Процентът на загуби обикновено е между 25% и... 50%Някои методи, като например плазмено-дъгово рязане с водна компресия, водната загуба на енергия ще бъде по-голяма, този проблем трябва да се вземе предвид при проектиране на параметрите на процеса на рязане или икономическо изчисляване на разходите за рязане.
Дебелината на металните плочи, използвани в промишлеността, е предимно под 50mmРязането с конвенционални плазмени дъги в този диапазон на дебелина често води до големи и малки разрези, а горният ръб на разреза също ще доведе до намаляване на точността на размера на рязането и ще увеличи количеството последваща обработка. При използване на кислородна и азотна плазмена дъга за рязане на въглеродна стомана, алуминий и неръждаема стомана, когато дебелината на плочата е в диапазона от 10 ~ 25mmОбикновено колкото по-дебел е материалът, толкова по-добра е перпендикулярността на крайния ръб, а ъгловата грешка на режещия ръб е 1 градус ~ 4 градуса. Когато дебелината на плочата е по-малка от 1mm, с намаляването на дебелината на плочата, грешката в ъгъла на разреза се увеличава от 3° ~ 4° до 15° ~ 25°.
Обикновено се смята, че причината за това явление се дължи на дисбаланса на топлинния вход на плазмената струя върху повърхността на рязане, т.е. енергията на плазмената дъга се освобождава повече в горната част на рязането, отколкото в долната. Този дисбаланс на освобождаването на енергия е тясно свързан с много параметри на процеса, като например степента на компресия на плазмената дъга, скоростта на рязане и разстоянието между дюзата и детайла. Увеличаването на компресията на дъгата може да удължи високотемпературната плазмена струя, за да образува по-равномерна високотемпературна област, и същевременно да увеличи скоростта на струята, което може да намали разликата в ширината между горния и долния разрез. Прекомерната компресия на конвенционалните дюзи обаче често води до двойно дъгообразуване, което не само изразходва електродите и дюзите, правейки процеса невъзможен, но и води до намаляване на качеството на рязането. Освен това, прекомерно високата скорост и прекомерно високото h8 на дюзата ще увеличат разликата между горната и долната ширина на рязането.
