Плазмено рязане

Плазменото рязане е термичен процес на рязане, използващ електропроводима плазмена струя за рязане на проводими метали като стомана, неръждаема стомана, алуминий и мед. Плазмата всъщност е високо{1}}скоростна струя от йонизиран газ, която се използва за стопяване на материал и се използва широко в производството на метали поради своята рентабилност и гъвкавост.

 

Описание

 

Самата плазма провежда електрически ток и плазмената дъга е непрекъсната, докато към електрода се подава захранване и плазмата остава в контакт с детайла. Плазменото рязане е високоефективна технология за рязане на метал, която използва високо-температурна плазмена дъга като източник на топлина и нейният основен принцип е да използва високо-честотна дъга за йонизиране на газ за образуване на плазма, докато разтапя метала на детайла при висока температура над 3000 градуса и използва свръхзвуков въздушен поток за издухване на разтопения метал, за да се постигне рязане. Налягането на този газов поток ефективно контролира радиуса на плазмения лъч. Чрез насочване на контролирано, електрически заредено състояние на материята през фокусирана дюза, можете лесно да режете материали като стомана, неръждаема стомана и алуминиеви материали.

 

Опции за асистент газ

 

Машината за плазмено рязане може да работи с различни газове, които включват сгъстен въздух, азот, аргон, водород и кислород или смеси от два или три различни газа. Тяхната функция е доста подобна на защитния газ, всеки от тях показва различни резултати, а по-долу е кратко резюме:

 

√Сгъстен въздух, този газ е много универсален и евтин и може да работи добре с мека стомана, неръждаема стомана и алуминий до 30 mm.

√Кислородът, това е популярен газ, широко използван за въглеродна стомана в приложения, изискващи чисти срезове и висока скорост на рязане, и обикновено може да реже мека стомана до 35 mm с по-висока топлина, което означава, че изисква повече звук. Следователно, повече топлинна енергия може да повреди детайлите, освен това кислородът не е толкова благоприятен за неръждаема стомана и алуминий и повърхността на рязане е напълно окислена поради количеството кислород и топлина, които се използват.

√Азот, той се използва широко за тежки -приложения за дебели метали до 80 мм и може да генерира добро качество на рязане за повечето материали, включително неръждаема стомана, въглеродна стомана и алуминий. Обикновено азотът често се използва с няколко вторични газа, като въздух, въглероден диоксид и аргон за по-дебели плочи.

√Аргон, това е инертен газ, който не реагира с висока температура и не е стандартен помощен газ поради ниската проводимост. Поради това често се смесва с водород, за да се създаде най-горещият пламък за плазмено{1}}рязане за чисто рязане.

 

 

Инвестиционно съображение за плазмен срещу оптичен лазер

 

Плазмените машини работят, като насочват режещия газ (въздух, кислород, азот, въздух, аргон и др.) през дюза с тесен отвор, след което газът се йонизира, за да се получи плазмената дъга. Докато се използва защитен газ, за ​​да обгради плазмената дъга, за да помогне за оформянето на дъгата, а плазмената дъга с много висока температура може да прореже металните материали.

Докато фибровлакнестите лазери използват светлината, произведена от диод, и я насочват по протежение на фибро{0}}оптичен кабел и оптични компоненти, а светлинният лъч след това се фокусира и усилва за рязане на метален детайл. Фибролазерът също се нуждае от режещ газ, който се инжектира в режещата глава под оптичните компоненти и излиза от дюзата заедно с лазерния лъч. Според опита на Fabmann, по-тънки плочи < 12 мм, тръби или профили, които изискват големи толеранси на размерите, фибролазерната машина е по-добър вариант. Докато разходите за придобиване и експлоатацията обикновено са по-високи от тези на плазмена машина, средно са необходими около 5 години, за да достигне рентабилност. Плазмените резачки имат относително по-висока производителност, широк обхват на рязане и сравнително ниски разходи за придобиване със среден период на изплащане от 3 години. Таблицата по-долу ви дава някаква основна представа за основните им характеристики.

 

Параметри	Оптичен лазер	HD плазма
Материални опции	Мека стомана, неръждаема стомана, алуминий, мед	Всички проводими метали
Диапазон на дебелината	До 30 мм	До 50 мм
Правилност на ръба	ISO 1	ISO 2 - 4
Толерантност на рязане	0,05-0,1 mm в зависимост от дебелината на материала	0,2 mm - 0.5 mm в зависимост от дебелината на материала
Ширина на прореза	0.15 - 0.4 мм	0,5 – 2,2 мм
HAZ	По-тесен	По-широк
Скорост на рязане (<10 mm)	По-бързо	По-бавно
Cutting Speed (>10 mm)	По-бавно	По-бързо
Покупна цена	високо	25-35% от лазера
Оперативни разходи	ниско	ниско
Поддръжка	Умерен	Умерен
Времева рамка на рентабилност	4-6 години	3-4 години

 

За да вземете обективно инвестиционно решение, има няколко важни фактора, които трябва да имате предвид:

 

√Видовете суровини и цепените, плазмените и лазерните машини са изключително сходни, що се отнася до гамата от материали, а основните разлики са в диапазона на дебелината на рязане и качеството на рязане. И двете могат да режат всички проводими материали като мека стомана, неръждаема стомана, месинг, мед и алуминий. Ако по-голямата част от вашия материал е по-малък от 10 mm и сложни профили, включително тръби, може да е по--рентабилно да инвестирате в машина за лазерно рязане с влакна и да възложите плазменото рязане.

 

√Качеството на рязане обхваща няколко важни елемента като правоъгълност, шлака, рязан ръб, HAZ (зона, засегната от топлина). За фибролазера качеството на рязане зависи до голяма степен от мощността, скоростта на рязане, газа и налягането на газа и размера на дюзата. Обикновено популярната настройка на мощността ще бъде без-без шлака за лазери с влакна, като например 4 mm за 2 KW лазери, 6 mm за 6 KM лазери. По-долу е кратко резюме на популярните проблеми с качеството на рязане:

 

● Правоъгълност, влакнестите лазери са в състояние да произведат почти квадратен разрез и могат да бъдат категоризирани в ISO 1. Типичните плазмени разрези обикновено имат леко вдлъбната форма на ръба на изрязване и техният ъгъл на скосяване в диапазона от ISO 3-5.

●Утайката се определя като нежелан метален отпадък, който не е бил изхвърлен от прореза, който се образува от долната страна на среза. Машината за плазмено рязане може да постигне добро качество на рязане, но операторите трябва да решат дали качеството на рязане или скоростта на рязане е приоритет. Ниското рязане може да доведе до тежка нанос от долната страна на детайла, докато твърде бързото рязане може да доведе до метални перли, подредени в долната част на среза, и е доста трудно да се премахнат тези перли.

●Edge, плазменият нож може да даде по-гладки ръбове на рязане поради по-големия си размер на петна, но разбира се зависи и от това как операторът ще настрои параметрите на рязане, за да постигне оптимизирано качество на рязане.

●HAZ, до голяма степен зависи от изходната мощност на машината и скоростта на рязане, а както фибролазерите, така и плазмените резачки произвеждат HAZ. Но обикновено фибролазерът генерира по-малка HAZ.

 

 

√Толерантност на рязане и качество на отвора, нарича се още качество на изрязания детайл, особено качеството на отвора често се счита за мярка за прецизност, която се оценява по това колко цилиндричен може да бъде отворът. Степента на прецизност често се оценява по ширината на прореза, колкото по-широк е прорезът, толкова по-груба е прецизността. Прорезът определя колко малка част от вътрешния контур може да бъде изрязана, а междувременно топлинното изкривяване може да промени размерите на детайла. Влакнестият лазер има по-висока толерантност в сравнение с плазмения лазер.

 

√Разходи, фибролазерите обикновено са по-скъпи от плазмените машини, както като първоначална цена на закупуване, така и като оперативни разходи.

 

Накратко, лазерът е по-добър вариант при рязане на тънка мека неръждаема стомана и алуминий с диапазон на дебелина между 0,5 mm и 10 mm, а неговата по-висока прецизност, скорост и възможност за рязане на сложни форми го правят по-желан от плазмената машина. В диапазона 10-15 мм фибролазерът е доста сравним с плазмената машина. За тежкотоварни плочи, които са над 15 mm, модерна CNC плазмена машина може да бъде по-добър вариант.

 

Различни стоманени материали чрез плазмено рязане

 

Характеристики на плазменото рязане

 

Плазмената машина започва да набира голяма популярност поради по-ниската си инвестиция и сравнимо качество на рязане, макар и не добро като машина за лазерно рязане, режеща по-тънки метални материали, и има следните характеристики:

 

 

Следователно плазмата често се използва за рязане на дебели метали, като например за бързо създаване на прототипи‌ и артистичен дизайн. В заключение, плазменото рязане е достъпно рязане на метал (особено за неръждаема стомана, алуминий и дебели плочи) с по-ниска точност в сравнение с лазерното рязане и е много популярно за производство на тежки конструкции като корабостроене и строителство.