Технологія плазмового різання металу - основні описи, сутність процесу плазмового різання,
Термін служби пари «катод-сопло»
До 150-200 пробивок
До 300-600 пробивок
Термін служби сопла та катода залежать від інтенсивності їх охолодження (рідкістю або охолоджуючим газом), раціональних енергетичних, технологічних параметрів та типу та величини витрати плазмоутворюючого газу.
Для плазмового різання металу застосовуються активні і неактивні гази і газові суміші, що складаються з них. Активні гази - це кисень і кисневмісні суміші (наприклад - повітря), а неактивні - азот, аргон, водень.
Застосування активних газів, як правило, потрібне при різанні чорних металів. Неактивні гази (і їх суміші) використовуються при різанні кольорових металів та сплавів. У таблиці 2 «Застосування плазмоутворювальних газів залежно від виду металу» наведено області застосування плазмоутворювальних газів.
Застосування плазмоутворюючих газів залежно від виду металу
Плазмоутворюючі гази
Медь та її сплави
Алюміній та його сплави
Сталь
Титан
товщина до 60 мм
тільки високолеговану завтовшки до 50 мм
Азот із киснем
при різанні будь-якої товщини
мідь до 20 мм латунь до 90 мм
високолеговані до 75 мм низьковуглецеві до 30 мм
для будь-якої товщини
Азот із воднем
Аргон із воднем
для високолегованої до 100 мм
Режим плазмового різання характеризується такими основними взаємозалежними та взаємозалежними параметрами:
- сила струму апарату полум'яного різання. Вибирається залежно від типу металу та його товщини;
- діаметр сопла плазмотрону. Вибирається в залежності від сили струму та тиску плазмоутворювальних та охолоджуючих газів;
- швидкість різання. Вибирається залежно відтипу і товщини металу, що розрізається, сили струму, швидкісних параметрів верстата для розкрою металу;
- відстань між торцем сопла та виробом. Визначається тиском плазмоутворюючого газу та силою струму;
- тип, тиск і витрата плазмоутворюючого газу;
- ступінь очищення плазмоутворюючого газу.
Для забезпечення нормального процесу плазмового різання та отримання необхідної якості потрібний раціональний вибір параметрів режиму.
Одним із параметрів якості різу єосвіта грата. Грат є затверділою сумішшю металу і його оксиду, що пристала до нижньої частини поверхні після виконання плазмового різання. На верхній кромці поверхні листа металу, що пройшов плазмове різання, можуть бути бризки.
На формування грата впливає безліч змінних значень, зокрема:
- швидкість різання;
- відстань, де знаходиться плазмовий різак від поверхні листа;
- сила струму та напруга плазмової дуги;
- тип і тиск плазмоутворюючого та охолоджуючого газу.
Є також залежність від таких змінних значень як сам матеріал, його товщина, стан поверхні та перепади температури матеріалу під час різання. Грат може утворюватися, якщо швидкість різання занадто велика або занадто мала. Зазвичай всередині діапазону між цими двома граничними величинами знаходиться та величина, при якій відсутня грат.
Іншим важливим параметром різання єконусність різання (кутове відхилення).
У пальнику потік газу плазми, виходячи з пальника, обертається, підтримуючи однорідний стовп газу. Це обертання проявляється в тому, що одна сторона різу виходить прямокутнішою, ніж інша. Якщо дивитися у напрямкупереміщення, то права сторона різання є більш прямокутною, ніж ліва.
Щоб прямокутна сторона різу знаходилася на внутрішньому діаметрі кола, плазмотрон треба рухати по колу проти годинникової стрілки. Щоб прямокутна сторона різу знаходилася на зовнішньому діаметрі, плазмотрон треба рухати за годинниковою стрілкою. Також слід враховувати температурний градієнт у плазмовій дузі. Найбільша передача температури від плазмової дуги до металу відбувається у верхній частині різу, що змушує плавитися у вірній частині різу більшу кількість матеріалу, ніж у нижній частині. Відповідно, це також впливає на конусність різання. На конусність впливає і ступінь обтиснення плазмової дуги, що зумовлено пристроєм плазмотрону. Чим більшому обтисканню з боку завихренного плазмоутворюючого газу (а в деяких моделях плазмотронів – і з боку охолоджуючого газу) піддається плазмова дуга, тим меншим виходить конусність різу. Кут відхилення різу також залежить від відстані, на якій знаходиться плазмотрон від листа металу та швидкості різання. При плазмовому різанні без підвищеного обтиснення плазмової дуги кут різання з обох боків зазвичай становить від 4 до 8 градусів. При використанні підвищеного обтиснення плазмової дуги кут різання може бути зменшений до величини менше ніж 1 градус.
Плазмове різання з підвищеним обтисканням плазмової дуги (прецизійне плазмове різання ) дає можливість досягти дуже гарної якості різання та високої точності. Дана технологія забезпечує для елементів допуск ±0,2 мм і високу точність повторення, дозволяючи, таким чином, отримати якість кромки різу, що можна порівняти за якістю з тими кромками, які дає лазер. Також плазмове різання з підвищеним обтисканням плазмової дуги на верстатах для розкрою металу з вищим класомточності, наприклад, наМТР «Юпітер», дозволяє досягти результатів:
- Грат або утворюється зовсім, або створюється в обмеженій кількості;
- Висока точність контуру при гострих кутах та кромках;
- Вузький допуск нерівності поверхонь різання;
- Вузька зона, схильна до теплового впливу, незначне викривлення;
- Мінімальна висота від вершин до западин, гладка поверхня різу;
- Можливість виконання отворів малих діаметрів.
Ширина різу. Діє практичне правило, за яким ширина різу при плазмовому різанні становить від півтора до двох величин діаметра виходу сопла. Ширина різання залежить від швидкості різання. Якщо зменшити швидкість різання, то різ стає ширшим.
Металургійний ефект (зона, схильна до теплового впливу). У порівнянні з кисневою різкою, зона, схильна до теплового впливу, менша приблизно на одну третину, якщо для нелегованих сталей використовується плазмова різка. При обробці за допомогою плазмового різання інших матеріалів зона схильна до теплового впливу, варіює, дивлячись по тому, що це за матеріал.
Азотація кромки різу. У разі виконання плазмового різання з використанням як плазмоутворюючого та охолоджуючого газу повітря або азоту поверхню металу в області різу насичується азотом (відбувається азотація кромки різу). При використанні кисню в якості плазмоутворюючого та охолоджуючого газу азотація кромки різко зменшується або зникає взагалі.
Найбільш поширені відхилення за якістю, пов'язані з плазмовою різкою, та способи їх усунення
Критерій
Відхилення
Можлива причина відхилення
Усунення відхилення
Занадто велике кутове відхилення
Різак не встановлений під необхідним кутом.
Встановити різак під правильним кутом
Відстань між соплом і металом, що розрізається, занадто велика.
Зменшити відстань між плазмотроном і металом, що розрізається.
Занадто маленька сила струму
Збільшити силу струму
Занадто висока швидкість різання
Відрегулювати швидкість різання
Неправильний напрямок рух різака
Змінити напрямок руху плазмотрона (наприклад з руху за годинниковою стрілкою на рух проти годинникової стрілки)
Сопло зруйноване ерозією
Грат через високу швидкість
Занадто висока швидкість різання
Відрегулювати швидкість різання
Різ дуже вузький, борозенки по діагоналі або у вигляді букви S
Занадто маленька сила струму
Збільшити силу струму
Незначна освіта грата, грат твердий
Відстань між соплом і металом, що розрізається, занадто велика.
Зменшити відстань між плазмотроном і металом, що розрізається.
Грат через низьку швидкість
Занадто низька швидкість
Різ широкий, борозенки спрямовані вертикально
Занадто висока сила струму
Зменшити силу струму
Освіта грата у великій кількості, грати з бульбашками
Відстань між соплом і металом, що розрізається, занадто мало.
Збільшити відстань між плазмотроном і металом, що розрізається.
Заокруглені верхні кромки
Вторинний газ не підходить
Використовуйте інший газ
Відстань між соплом і металом, що розрізається, занадто велика.
Зменшити відстань між плазмотроном і металом, що розрізається.
Занадто висока швидкість різання
Відрегулювати швидкість різання
Бризки на верхній кромці
Занадто низька швидкість різання
Відрегулювати швидкість різання
Відстань між соплом і металом, що розрізається, занадто велика.
Зменшити відстань між плазмотроном і металом, що розрізається.
Сопло зруйноване ерозією
Орієнтовні режими плазмового різання металу з плазмоутворюючим газом - повітрям