Faktor Utama untuk Mencapai Hasil Pemotongan Plasma yang Presisi
1. Gas Kerja
Gas kerja dan debit gas adalah parameter utama yang mempengaruhi kualitas pemotongan. Saat ini, penggunaan plasma udara secara umum adalah salah satu dari banyak gas kerja. Digunakan luas karena biaya penggunaan yang relatif rendah. Hasil memang kurang memadai. Gas kerja meliputi gas dan gas pembantu. Beberapa peralatan juga memerlukan gas pemulai arc. Biasanya, gas yang sesuai dipilih menurut jenis material pemotongan, ketebalan dan metode pemotongan. Gas harus tidak hanya memastikan pembentukan jet plasma, tetapi juga memastikan logam leleh dan oksida dalam celas dikeluarkan. Debit gas yang berlebihan akan membawa lebih banyak panas arc, membuat panjang jet lebih pendek, sehingga mengurangi kapasitas pemotongan dan ketidakstabilan arc; debit gas yang terlalu kecil akan menyebabkan plasma arc kehilangan lurusnya dan pemotongan. Kedalaman menjadi lebih dangkal, dan juga mudah menghasilkan scoria; oleh karena itu, debit gas harus cocok dengan arus pemotongan dan kecepatan. Mesin pemotong plasma arc saat ini sebagian besar bergantung pada tekanan gas untuk mengontrol debit gas, karena saat lubang lampu tetap, tekanan gas juga mengontrol debit gas. Tekanan gas yang digunakan untuk memotong ketebalan material tertentu biasanya dipilih sesuai dengan data yang diberikan oleh pelanggan. Jika ada aplikasi khusus lainnya, tekanan gas perlu ditentukan oleh uji pemotongan aktual.
Gas kerja yang paling umum digunakan adalah: argon, nitrogen, oksigen, udara, H35, gas campuran argon-nitrogen, dll.
A. Udara mengandung sekitar 78% nitrogen menurut volume, sehingga scoria yang terbentuk oleh pemotongan udara sangat mirip dengan saat memotong dengan nitrogen; udara juga mengandung sekitar 21% oksigen menurut volume. Karena kehadiran oksigen, udara digunakan untuk pemotongan Kecepatan material baja karbon juga sangat tinggi; Mesin pemotong plasma CNC pada saat yang sama udara juga adalah gas kerja paling ekonomis. Namun, saat menggunakan pemotongan udara sendirian, akan ada masalah seperti scoria tergantung, oksidasi celas, penambahan nitrogen, dll., dan umur elektroda dan nozzle yang lebih rendah juga akan mempengaruhi efisiensi kerja dan biaya pemotongan.
B. Oksigen dapat meningkatkan kecepatan pemotongan material baja lembut. Saat menggunakan oksigen untuk pemotongan, mode pemotongan sangat mirip dengan pemotongan nyala. Plasma arc suhu tinggi dan energi tinggi membuat kecepatan pemotongan lebih cepat, tetapi harus digunakan dengan elektroda yang tahan oksidasi suhu tinggi, dan pada saat yang sama, elektroda dilindungi dari benturan saat memulai arc untuk memperpanjang umur elektroda.
C. Hidrogen biasanya digunakan sebagai gas pembantu untuk dicampur dengan gas lainnya. Misalnya, gas terkenal H35 (fraksi volume hidrogen 35%, sisanya argon) adalah salah satu gas dengan kemampuan pemotongan plasma arc terkuat, yang terutama berasal dari hidrogen. Karena hidrogen dapat secara signifikan meningkatkan tegangan arc, jet plasma hidrogen memiliki nilai entalpi yang tinggi. Saat dicampur dengan argon, kemampuan pemotongan jet plasanya sangat meningkat. Biasanya, untuk material logam dengan ketebalan lebih dari 70 mm, argon + hidrogen umumnya digunakan sebagai gas pemotongan. Jika jet air digunakan untuk menekan lebih jauh plasma arc argon + hidrogen, efisiensi pemotongan yang lebih tinggi juga dapat diperoleh.
D. Nitrogen adalah gas kerja yang umum digunakan. Dalam kondisi tegangan suplai listrik yang lebih tinggi, plasma arc nitrogen memiliki stabilitas yang lebih baik dan energi jet yang lebih tinggi dari argon, bahkan saat memotong logam cair dengan material viskositas tinggi seperti baja tahan karat dan Dalam kasus legam berbasis nikel, jumlah scoria di tepi bawah celas juga kecil. Nitrogen dapat digunakan sendiri atau dicampur dengan gas lainnya. Misalnya, nitrogen atau udara sering digunakan sebagai gas kerja selama pemotongan otomatis. Kedua gas ini telah menjadi gas standar untuk pemotongan kecepatan tinggi baja karbon. Kadang-kadang nitrogen juga digunakan sebagai gas pemulaian untuk pemotongan plasma arc oksigen.
E. Gas argon hampir tidak bereaksi dengan logam apa pun pada suhu tinggi, dan plasma arc argon sangat stabil. Selain itu, nozzle dan elektroda yang digunakan memiliki umur layanan panjang. Namun, tegangan plasma arc argon rendah, nilai entalpinya tidak tinggi, dan kemampuan pemotongan terbatas. Dibandingkan dengan pemotongan udara, ketebalan pemotongan akan berkurang sekitar 25%. Selain itu, dalam lingkungan perlindungan gas argon, tegangan permukaan logam leleh relatif besar, yaitu sekitar 30% lebih tinggi dari pada lingkungan nitrogen, sehingga akan ada lebih banyak masalah scoria tergantung. Bahkan pemotongan dengan campuran argon dan gas lain akan cenderung menempel pada scoria. Oleh karena itu, sekarang jarang menggunakan argon murni sendirian untuk pemotongan plasma.
2. Kecepatan Pemotongan Plasma
Selain pengaruh gas kerja pada kualitas pemotongan, pengaruh kecepatan pemotongan pada kualitas pemrosesan mesin pemotong plasma CNC juga sangat penting. Kecepatan pemotongan: Rentang kecepatan pemotongan optimal dapat dipilih sesuai dengan deskripsi peralatan atau ditentukan oleh eksperimen. Karena ketebalan material, material yang berbeda, titik didih, konduktivitas termal dan tegangan permukaan setelah meleleh, kecepatan pemotongan juga sesuai. Beragam. Performa utama:
A. Peningkatan kecepatan pemotongan yang moderate dapat meningkatkan kualitas celas, yaitu celas sedikit lebih sempit, permukaan celas lebih halus, dan deformasi dapat dikurangi.
B. Kecepatan pemotongan terlalu cepat sehingga energi linear pemotongan lebih rendah dari nilai yang diperlukan. Jet di celas tidak dapat dengan cepat mehembus logam leleh yang dipotong segera untuk membentuk banyak scoria di belakang. penurunan.
C. Saat kecepatan pemotongan terlalu rendah, karena tempat pemotongan adalah anoda plasma arc, untuk menjaga stabilitas arc itu sendiri, titik CNC pasti harus mencari arus konduksi di sekitar celas terdekat dengan arc, dan akan Arah radial jet mentransfer lebih banyak panas, sehingga celas menjadi lebih lebar. Logam leleh di kedua sisi celas berkumpul dan membeku di tepi bawah, membentuk scoria yang sulit dibersihkan, dan tepi atas celas dipanaskan dan meleleh membentuk sudut bundar.
D. Saat kecepatan sangat rendah, arc bahkan akan padam karena celas terlalu lebar. Ini menunjukkan bahwa kualitas pemotongan yang baik dan kecepatan pemotongan tidak terpisahkan.
3. Arus Pemotongan Plasma
Arus pemotongan adalah parameter proses pemotongan penting, yang secara langsung menentukan ketebalan dan kecepatan pemotongan, yaitu kemampuan pemotongan, yang mempengaruhi penggunaan yang benar mesin pemotong plasma untuk pemotongan cepat berkualitas tinggi, parameter proses pemotongan harus dipahami dan dikuasai secara mendalam.
A. Seiring bertambahnya arus pemotongan, energi arc meningkat, kapasitas pemotongan meningkat, dan kecepatan pemotongan meningkat sesuai.
B. Seiring bertambahnya arus pemotongan, diameter arc meningkat, dan arc menjadi lebih tebal, sehingga celas menjadi lebih lebar.
C. Arus pemotongan berlebihan meningkatkan beban termal nozzle, nozzle rusak prematur, dan kualitas pemotongan secara alami menurun, dan bahkan pemotongan normal tidak dapat dilakukan.
Saat memilih sumber daya sebelum pemotongan plasma, Anda tidak dapat memilih sumber daya yang terlalu besar atau terlalu kecil. Untuk sumber daya yang terlalu besar, ini merupakan pemborosan untuk mempertimbangkan biaya pemotongan, karena arus sebesar itu sama sekali tidak dapat digunakan. Selain itu, karena penghematan anggaran biaya pemotongan, saat memilih sumber daya plasma, pilihan arus terlalu kecil, sehingga tidak dapat memenuhi persyaratan pemotongan sendiri selama pemotongan aktual, yang sangat merugikan mesin pemotong CNC itu sendiri. Gabortech mengingatkan Anda untuk memilih arus pemotongan dan nozzle yang sesuai sesuai dengan ketebalan material.
4. Tinggi Nozzle
Tinggi nozzle merujuk pada jarak antara ujung depan nozzle dan permukaan pemotongan, yang merupakan bagian dari seluruh panjang arc. Pemotongan plasma arc umumnya menggunakan sumber daya eksternal arus konstan atau penurunan tajam. Setelah tinggi nozzle ditingkatkan, arus berubah sedikit, tetapi akan meningkatkan panjang arc dan menyebabkan tegangan arc meningkat, sehingga meningkatkan daya arc; tetapi pada saat yang sama Seiring bertambahnya panjang arc yang terbawa oleh lingkungan, energi yang hilang oleh kolam arc meningkat.
Dalam kasus efek gabungan kedua faktor, peran yang pertama seringkali sepenuhnya dibatalkan oleh yang kedua, tetapi energi pemotongan efektif akan berkurang, sehingga mengakibatkan penurunan kapasitas pemotongan. Biasanya menunjukkan bahwa gaya puing busa pemotongan melemah, scoria sisa di bagian bawah celas meningkat, dan tepi atas meleleh berlebihan menghasilkan sudut bundar. Selain itu, mempertimbangkan bentuk jet plasma, diameter jet melebar ke luar setelah keluar dari mulut lampu, dan peningkatan tinggi nozzle pasti menyebabkan peningkatan lebar celas. Oleh karena itu, memilih tinggi nozzle semu mungkinnya bermanfaat untuk meningkatkan kecepatan pemotongan dan kualitas pemotongan. Namun, saat tinggi nozzle terlalu rendah, dapat menyebabkan fenomena arc ganda. Menggunakan nozzle luar keramik dapat mengatur tinggi nozzle ke nol, yaitu, ujung depan nozzle secara langsung menyentuh permukaan yang akan dipotong, dan hasil yang baik dapat diperoleh.
5. Daya Arc
Untuk mendapatkan pemotongan plasma arc yang sangat terkompresi, nozzle pemotongan menggunakan lubang nozzle yang lebih kecil, panjang lubang yang lebih panjang dan memperkuat efek pendinginan, yang dapat meningkatkan arus yang melewati penampang efektif nozzle, yaitu, kekerapan daya arc meningkat. Namun pada saat yang sama, kompresi juga meningkatkan kehilangan daya arc. Oleh karena itu, energi aktual efektif yang digunakan untuk pemotongan lebih kecil dari daya yang dihasilkan oleh sumber daya. Tingkat kehilangan biasanya antara 25% dan 50%. Beberapa metode seperti pemotongan plasma arc kompresi air Tingkat kehilangan energi akan lebih besar, hal ini harus dipertimbangkan saat merancang parameter proses pemotongan atau perhitungan ekonomi biaya pemotongan.
Ketebalan lembar logam yang digunakan di industri sebagian besar di bawah 50 mm. Pemotongan dengan plasma arc konvensional dalam rentang ketebalan ini sering menghasilkan celas besar dan kecil, dan tepi atas celas juga akan menyebabkan penurunan akurasi ukuran celas dan Meningkatkan jumlah pemrosesan selanjutnya. Saat menggunakan plasma arc oksigen dan nitrogen untuk memotong baja karbon, aluminium dan baja tahan karat, saat ketebalan lembar dalam rentang 10 ~ 25 mm, biasanya semakin tebal material, semakin baik tegak lurus tepi ujung, dan kesalahan sudut tepi pemotongan adalah 1 Derajat ~ 4 derajat. Saat ketebalan lembar kurang dari 1 mm, seiring berkurangnya ketebalan lembar, kesalahan sudut celas meningkat dari 3 ° ~ 4 ° ke 15 ° ~ 25 °.
Umumnya diyakini bahwa penyebab fenomena ini adalah karena ketidakseimbangan input panas jet plasma pada permukaan celas, yaitu, energi plasma arc dilepaskan lebih banyak di bagian atas celas daripada di bagian bawah. Ketidakseimbangan pelepasan energi ini berkaitan erat dengan banyak parameter proses, seperti derajat kompresi plasma arc, kecepatan pemotongan, dan jarak antara nozzle dan workpiece. Peningkatan kompresi arc dapat memperpanjang jet plasma suhu tinggi untuk membentuk area suhu tinggi yang lebih seragam, dan pada saat yang sama meningkatkan kecepatan jet, yang dapat mengurangi selisih lebar antara celas atas dan bawah. Namun, kompresi berlebihan pada nozzle konvensional sering menghasilkan arc ganda, yang tidak hanya mengkonsumsi elektroda dan nozzle, membuat proses tidak mungkin, tetapi juga menyebabkan penurunan kualitas celas. Selain itu, kecepatan yang terlalu tinggi dan tinggi nozzle yang terlalu tinggi akan meningkatkan selisih lebar antara celas atas dan bawah.
