Воскресенье, 19.05.2024, 17:46
Приветствую Вас Гость | RSS
 ПЛАЗМА-АРК промышленная компания
Главная
Регистрация
Вход
Меню сайта

Категории раздела
СТАТЬИ [7]
ТЕХНОЛОГИИ [7]
ОБОРУДОВАНИЕ [12]

Статистика
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Главная » Каталог » СТАТЬИ
Плазменная обработка материалов. Теория и практика.

Плазменная  резка  —  метод  термической  обработки  металла.
 

Общая информация.
 
Для эффективной обработки ряда металлов довольно часто используется плазменная резка, принцип работы которой заключается в применении сжатой плазменной дуги.
 
Ионизированный газ является универсальным инструментом, который позволяет осуществлять высокоскоростные, высокотемпературные процессы на уровне атомов любых материалов.
 
Все системы плазменной резки основываются на использовании контролируемой электрической дуги, обжатой потоком плазмы.
 
      Плазменно-дуговая резка основана на выполнении трех физических процессов:
  1. Поддержание электрической дуги необходимой температуры в потоке плазмообразующего газа.
  2. Получение полости реза в процессе выполнение точного плавления материала.
  3. Удаление (выдувание) расплавленного материала из зоны реза потоком высокотемпературного газа.
 
Задача плазменной резки — получение качественного и высокопроизводительного согласно ISO 9013:2017 реза металла, не поддающегося газовой резки.
 
Плазменная резка заключается в проплавлении разрезаемого металла за счет теплоты, генерируемой сжатой плазменной дугой, и интенсивном удалении расплавленного материала плазменной струей.
 
Общепринятые обозначения:
PAC – Plasma Arc Cutting – резка плазменной дугой.


Технология плазменной резки.
-----------------
Под плазмой понимают высокотемпературный ионизированный газ, который может проводить электрический ток, а сама плазменная дуга формируется в устройстве под названием «плазмотрон» из обычной электрической дуги, которую сжимают, а затем привносят в нее газ, обладающий возможностью образования плазмы.
 
Рабочая электрическая дуга, образующаяся в воздухе, самостоятельно достигает температуры до 5000°С.  После подачи потока ионизирующего газа ее температура возрастает до 20000°С, что приводит к образованию высокотемпературного газового потока или низкотемпературной плазмы. Ионизация газа повышается при нагреве от электрической дуги, что, в свою очередь, повышает температуру рабочего потока газа до 30000°С.
 
Сама газо-плазменная смесь начинает ярко светиться, имеет высокий уровень электропроводности и представляет типичную высокотемпературную плазму.
 
Для получения точного плавления металла вдоль линии реза необходимо подвести определенное количество теплоты. Эффективная тепловая мощность — минимальный числовой предел характеризующий диапазон выделяемой теплоты процесса необходимый для плавления материала.
 
Несколько упрощая, можно сказать, что плазма образуется при ионизации существенно нагретого, рабочего газа, принимающего в этом случае состояние токопроводящего газа. Через этот газ замыкается цепь между плазмотроном и обрабатываемым материалом.
 
Проводящий термохимический электрод и специальное медное сопло, при участии  втулки-завихрителя, плазмотрона обжимают и закручивают текущий с высокой скоростью газ, создавая - так называемый «эффект вихря». Таким образом, дуге передаётся энергия, нужная для того, чтобы расплавить металл и выдуть его из полости реза.
 
Метод плазменной резки основан на применении плазменной дуги постоянного электрического напряжения прямого или косвенного действия. В процессе плазменной резки металл разогревается до расплавленного состояния и выдувается из полости реза.
 
Одним из главных показателей плазменной резки является толщина материала подвергаемого резке, которая может достигать 200мм. Эта величина в технических характеристиках оборудования для плазменной резки приводится, как правило,  для углеродистой стали. Толщина разрезаемого материала существенно зависит от его теплопроводности. Поэтому для меди, например, максимальная толщина резки снижается примерно на 50% от максимальной толщины резки данным оборудованием обычной стали.
 
Важной характеристикой для плазменной резки является скорость, которая существенно сказывается на качестве. Плазмообразующий газ при пониженной скорости расходуется нерационально, в результате чего на нижней стороне обрабатываемого материала образуется шлак (грат). Повышенная скорость резки приводит к осциллированию дуги, из-за чего получается волнистой линия реза. Кроме того, происходит образование существенного грата, который тяжело отделить. 
 
Плазменно-дуговая резка — термический процесс, который происходит за счет плавления металла.

Режущая дуга, несмотря на разные расходные материалы, имеет составные части, которые вводят не одинаковое количество теплоты в металл и не равномерно проплавляют его:
  • столб разряда (верхняя часть реза) обеспечивает равномерное плавление и ровные кромки;
  • факел (нижняя часть реза) приводит к получению сходящихся к низу кромок;
  • активное пятно (расположение зависит от параметров дуги) наиболее активно передает тепловую энергию и обеспечивает самое высокое качество плазменной резки.
Форма сечения плазменной дуги так же влияет на качество реза.

На качество реза влияют:
  • толщина и свойства металла;
  • скорость резки;
  • используемые расходные материалы;
  • сила тока и рабочее напряжение;
  • условия ширины реза (диаметр отверстия канала сопла).

Расходные материалы подбираются индивидуально для различных процессов получения реза, как это предусматривает инструкция конкретного оборудования.
 
Плазмотрон и различные режимы плазменной резки позволяют контролировать распространение той или иной зоны термического влияния, контролировать структуру и качество образовавшихся кромок металла.
 
Рабочие плазмообразующие среды должны обеспечивать:
  • эффективное формирование режущей дуги;
  • получение высококачественных кромок реза;
  • эффективную передачу разрезаемому металлу тепловой энергии, заимствованной в столбе дуги;
  • длительную работу формирующих плазменный поток элементов плазмотрона;
  • получение дополнительной энергии для резки за счет экзотермических реакций;
  • экономичность и безопасность работы.
 
Рабочие среды наиболее широко используются в виде технических газов: азота, аргона, водорода, кислорода, сжатого воздуха и их смеси.
 
Рабочую среду выбирают с учетом ее свойств и свойств обрабатываемого материала.

Инертные газы обеспечивают получение наиболее чистых поверхностей реза, что особенно важно для резки цветных металлов. Двухатомные газы улучшают передачу энергии дуги разрезаемому металлу за счет механизма диссоциации — рекомбинации. Кислородосодержащие среды повышают энергетическую эффективность резки металлов, экзотермически реагирующих с кислородом, что обеспечивает для них наиболее высокую производительность резки.
 
Наибольшее применение в Украине получила резка на основе использования плазмы кислородосодержащего сжатого воздуха - воздушно-плазменная резка. Перспективно использование интенсифицирующих плазмообразующих сред. При воздушно-плазменной резке обогащение воздуха кислородом обеспечивает повышение производительности резки сталей без увеличения затрат энергии и способствует улучшению качества металла на кромках. Подача воды в плазменную дугу также улучшает качество заготовок из сталей и способствует повышению скорости резки. Если к плазмообразующему воздуху добавлять углеводороды, заметно возрастает скорость резки меди и ее сплавов и существенно улучшается качество заготовок.
 
Различают два типа резки:
  • плазменно-дуговая резка;
  • резка плазменной струей.
 
При плазменно-дуговой резке дуга горит между электродом и разрезаемым металлом (дуга прямого действия). Столб дуги совмещен с высокоскоростной плазменной струей, которая образуется из поступающего газа за счет его нагрева и ионизации под действием дуги. Для разрезания используется энергия одного из приэлектродных пятен дуги, плазмы столба и вытекающего из него факела. Именно данный принцип плазменной резки металла чаще всего используется на современных предприятиях, так как он признается максимально эффективным.
 
При резке плазменной струей дуга горит между электродом и формирующим соплом плазмотрона, а обрабатываемый объект не включен в электрическую цепь (дуга косвенного действия). Часть плазмы столба дуги выносится из плазмотрона в виде высокоскоростной плазменной струи, энергия которой и используется для разрезания, в т.ч. дает возможность выполнять обработку неметаллических изделий. Такой вид обработки рекомендован для резки неметаллов.
 
Плазменно-дуговая резка более эффективна и широко применяется для обработки металлов. Резка плазменной струей используется реже и преимущественно для обработки неметаллических материалов, поскольку они не обязательно должны быть электропроводными.
 

Принцип работы плазмотрона.
-------------------- 
Плазменная дуга получается из обычной электрической дуги в специальном устройстве – плазмотроне.  Плазмотрон представляет собой устройство для плазменной обработки, в корпусе которого размещают небольшую по сечению дуговую камеру цилиндрической формы. На выходе из нее имеется сопло с каналом соответствующего диаметра и длины, которое формирует сжатую плазменную дугу. С задней стороны такой камеры располагается термохимический электрод.
 
Между соплом и электродом предварительно зажигают пилотную (дежурную) дугу. Эта стадия необходима, так как возбуждения основной дуги между разрезаемым материалом и электродом добиться практически невозможно. Указанная пилотная дуга выходит из сопла плазмотрона, соприкасается с обрабатываемым металлом, и в этот момент создается уже непосредственно рабочий поток – основная (рабочая) дуга.
 
После этого формирующий канал сопла полностью заполняется столбом плазменной дуги. Газ, образующий плазму, поступает в камеру плазмотрона. Он нагревается дугой, ионизируется и за счет теплового расширения увеличивается в объеме в 50...100 раз, что заставляет его истекать из сопла плазмотрона со скоростью до 2...3 км/c и больше. Температура в плазменной дуге может достигать 25000...30000°С.
 
Электроды для плазменной резки изготавливают из меди, гафния, вольфрама (активированного иттрием, лантаном или торием) и других материалов.
Количество тепла, необходимое для выплавления реза (эффективная тепловая мощность qр), поступает из столба плазменной дуги и определяется выражением:
 
qр = Vр·F·γ·c·[(Tпл–T0)+q]·4,19,

где:
Vр – скорость резки (см/с);
F – площадь поперечного сечения зоны выплавляемого металла (см2);
γ – плотность металла (г/см3);
с – теплоемкость металла, Дж/(г·°С);
Тпл – температура плавления металла (°С);
T0 – температура металла до начала резки (°С);
q – скрытая теплота плавления (°С).
 
Произведение Vр·F·γ определяет массу выплавляемого металла за единицу времени (г/с). Для заданной толщины металла имеется определенное числовое значение эффективной тепловой мощности qр, ниже которого процесс резки невозможен.
 
Скорость потока плазмы, удаляющего расплавленный металл, возрастает с увеличением расхода плазмообразующего газа и силы тока и уменьшается с увеличением диаметра канала сопла плазмотрона. Она может достигать около 800 м/с при силе тока в 250 А.
 

Плазмообразующие газы.
-------------------- 
Технологические возможности процесса плазменной резки металла (скорость, качество и пр.), а также характеристики основных узлов плазмотрона определяются, прежде всего, плазмообразующей средой.
 
Влияние состава плазмообразующей среды на процесс резки:
  • за счет изменения состава среды возможно регулирование в широких пределах количества тепловой энергии, выделяющейся в дуге, поскольку при определенной геометрии сопла и данном токе состав среды задает напряженность поля столба дуги внутри и вне сопла;
  • состав плазмообразующей среды оказывает наибольшее влияние на максимально допустимое значение отношения тока к диаметру канала сопла, что позволяет регулировать плотность тока в дуге, величину теплового потока в полости реза и, таким образом, определять ширину реза и скорость резки;
  • от состава плазмообразующей смеси зависит ее теплопроводность, определяющая эффективность передачи разрезаемому листу тепловой энергии, выделенной в дуге;
  • в ряде случаев весьма значительной оказывается добавка тепловой энергии, выделившейся в результате химического взаимодействия плазмообразующей среды с разрезаемым металлом (она может быть соизмерима с электрической мощностью дуги);
  • плазмообразующая среда при взаимодействии с выплавляемым металлом дает возможность изменять его вязкость, химический состав, величину поверхностного напряжения;
  • подбирая состав плазмообразующей среды, можно создавать наилучшие условия для удаления расплавленного металла из полости реза, а также предотвратить образование наплывов (грата) на нижних кромках разрезаемого листа или делая их легко удаляемыми;
  • от состава среды зависит характер физико-химических процессов на стенках реза и глубина газонасыщенного слоя (зона термического влияния), поэтому для определенных металлов и сплавов некоторые плазмообразующие смеси недопустимы (например, содержащие водород и азот в случае резки титана), диапазон допустимых газовых смесей также сужается с увеличением толщины разрезаемых листов и теплопроводности материала.
                                         
От состава плазмообразующей среды зависят и характеристики оборудования:
  • материал катода (электрода) и конструкция катодного узла (способ крепления электрода в плазмотроне, способ и интенсивность его охлаждения);
  • конструкция системы охлаждения сопел;
  • мощность источника питания, а также форма его внешних статических характеристик и динамические свойства;
  • схема управления оборудованием, поскольку состав и расход плазмообразующего газа полностью определяют циклограмму формирования рабочей дуги.
 
Мало знать, как работает плазменная резка, кроме этого следует правильно подбирать комбинацию газов для создания плазмообразующей среды, принимая во внимание цену применяемых материалов и непосредственно себестоимость операции резки, дефицитность используемых материалов.
 
Как правило, для полуавтоматической  (ручной) обработки коррозионностойких сплавов, а также механизированной (автоматической) и экономичной ручной обработки меди и алюминия используют среду, образованную азотом. Низколегированная углеродистая сталь лучше режется в кислородной смеси, которую категорически нельзя применять для обработки изделий из алюминия, стойкой против коррозии стали и меди.       
                                   
      
Наиболее  распространенные  плазмообразующие  газы.
                                                     
Газ Обрабатываемый металл
Алюминий, медь и
сплавы на их основе
 Коррозионно-стойкая
сталь		 Углеродистая и
низколегированная
сталь
Сжатый воздух Для заготовительной механизированной резки Для экономичной ручной и механизированной резки
Кислород Не рекомендуется – Для механизированной резки повышенного качества
Aзотно-кислородная
смесь		 Не рекомендуется Для механизированной резки с повышенной скоростью
Азот Для экономичной ручной и механизированной резки Для ручной и механизированной резки –
Aргоно-водородная
смесь		 Для резки кромок повышенного качества Не рекомендуется

ПРИМЕЧАНИЕ.
Резка с применением сжатого воздуха в качестве плазмообразующей среды называется:
воздушно-плазменной резкой.


Техника плазменной резки металла.
--------------------
 
Плазменная резка наиболее экономически целесообразна для обработки:
  • алюминия и сплавов на его основе толщиной до 120 мм;
  • меди и сплавов на её основе толщиной до 80 мм;
  • углеродистых сталей толщиной до 60 мм;
  • чугуна толщиной до 90 мм;
  • нержавеющих сталей до 100 мм.
 
Резак (плазмотрон) располагают максимально близко к краю разрезаемого металла. После нажатия на кнопку включения  (расположенную на рукоятке резака или пульте управления источника питания) или по команде от системы управления машины с ЧПУ или РТК, вначале зажигается дежурная (пилотная) дуга, а затем режущая дуга  и начинается процесс резки.
 
Расстояние между поверхностью разрезаемого металла и торцом сопла плазмотрона должно оставаться постоянным. Дугу нужно направлять вниз и обычно под прямым углом к поверхности разрезаемого листа. Плазмотрон  медленно перемещают вдоль планируемой линии разреза. Скорость движения необходимо регулировать таким образом, чтобы искры были видны с обратной стороны разрезаемого металла. Если их не видно с обратной стороны - значит металл не прорезан насквозь, что может быть обусловлено недостаточным рабочим током, чрезмерной скоростью движения или направленностью плазменной струи не под прямым углом к поверхности разрезаемого листа.
 
Для получения чистого разреза (практически без окалины и деформаций разрезаемого металла) важно правильно подобрать рабочие параметры резки. Для этого можно выполнить несколько пробных разрезов на более высоком токе, уменьшая его при необходимости в зависимости от скорости движения. При более высоком токе или малой скорости резки происходит перегрев разрезаемого металла, что может привести к образованию окалины.
 

Плазменная резка алюминия и его сплавов толщиной 5…20 мм обычно выполняется в азоте,  толщиной  20…100 мм – в азотно-водородных смесях (65…68% азота и 32…35% водорода), толщиной свыше 100 мм – в аргоно-водородных смесях (35…50% водорода) и с применением плазмотронов с дополнительной стабилизацией дуги впомогательным газом, например, сжатым воздухом. При ручной резке в аргоно-водородной смеси для обеспечения стабильного горения дуги содержание водорода должно быть не более 20%.

Воздушно-плазменная резка алюминия, как правило, используется в качестве разделительной при заготовке деталей для их последующей механической обработки. Хорошее качество реза обычно достигается лишь для толщин до 50 мм при силе тока до 400 А.
 

Плазменная резка меди может осуществляться в азоте (при толщине 5…15 мм), сжатом воздухе (при малых и средних толщинах) или  аргоно-водородной смеси. Поскольку медь обладает высокой теплопроводностью и теплоемкостью, для ее обработки требуется более мощная дуга, чем для разрезания сталей. При воздушно-плазменной резке меди на кромках образуются легко удаляемые излишки металла (грат). Резка латуни происходит с большей скоростью (на 20…25%), с использованием таких же плазмообразующих газов, что и для меди.
 

Плазменная резка высоколегированных сталей эффективна  для толщин до 100 мм (для больших толщин используется кислородно-флюсовая резка). При толщине до 50…60 мм могут применяться  резка в среде  сжатого воздуха и резка в азоте, при толщинах свыше 50…60 мм – применяют, как правило, азотно-кислородные смеси.
 

Резка нержавеющих сталей толщиной до 20 мм может быть выполнена в азоте, толщиной 20…50 мм – в азотно-водородной смеси (50% азота и 50% водорода). Также возможно использование в качестве плазмообразующего газа сжатого воздуха.
 

Плазменная резка низкоуглеродистых сталей наиболее эффективна в сжатом воздухе (особенно для толщин до 60 мм). При толщинах свыше 20 мм в качестве плазмообразующего  газа может использоваться азот и азотно-водородные смеси.
 

Для резки углеродистых сталей используют сжатый воздух (как правило, при толщинах до 50…60 мм), кислород и азотно-кислородные смеси.
 

Преимущества плазменной резки по сравнению с газовыми способами резки.
 --------------------

Сам принцип работы плазменной резки обуславливает преимущества данной технологии перед газовыми методиками обработки неметаллических и металлических изделий.

К главным достоинствам использования плазменного оборудования можно отнести следующие факты:
  • значительно выше скорость резки черных металлов малых и средних толщины;
  • универсальность применения – плазменная резка используется для обработки различных сталей, алюминия и его сплавов, меди и сплавов, чугуна, титана и др. материалов;
  • точные и высококачественные резы, при этом в большинстве случаев исключается или заметно сокращается последующая механическая обработка изделий;
  • экономичность воздушно-плазменной резки – нет потребности в дорогостоящих газах (ацетилене, кислороде, пропан-бутане);
  • возможность вырезать детали сложной формы;
  • отсутствие необходимости выполнять предварительный прогрев металла для его резки, что позволяет уменьшать (и существенно) время прожига материала (при кислородной резке требуется продолжительный предварительный прогрев);
  • более безопасная (воздушно-плазменная) резка, поскольку отсутствуют взрывоопасные баллоны с газом;
  • невысокий уровень загрязнения окружающей среды;
  • высокая безопасность выполнения работ, обусловленная тем, что для резки не нужны баллоны с газом, являющиеся потенциально взрывоопасными.
  • плазмой можно обработать любой металл: цветной, черный, тугоплавкий;
  • плазмой доступна художественная работа — заготовки можно делать любой геометрической формы, доступна фигурная резка повышенной сложности, художественная резка деталей;
  • независимо от того, какова толщина разрезаемого металла, можно разрезать заготовку быстро и точно, подобрав соответствующую аппаратуру;
  • плазмой (косвенная дуга) можно разрезать не только металл, но и материалы, не содержащие в своем составе железа;
  • разрезание материалов с помощью плазмы проходит гораздо эффективнее, быстрее, чем обычная резка механическим способом;
  • в сравнении с лазерной резкой, плазменная резка способна обрабатывать листы материала большой ширины и толщины, под углом, изделия получаются с наименьшим количеством дефектов и загрязнений.
 

Для чего можно применять плазменную резку.
-------------------- 
Плазменную резку можно осуществлять по любому типу токопроводящего металла - конструкционным сталям, алюминию, нержавеющей стали и прочим материалам. Резка конструкционных сталей происходит быстрее и на большую глубину.
(При газовой резке разрез производится за счёт химической реакции, именно поэтому, спектр материалов лимитирован сталями и другими сплавами на основе железа.)
 
Плазменная резка - электрофизический процесс. Его энергии достаточно для того, чтобы расплавить металл, а так же выдуть его из полости реза. Следовательно, при помощи плазмы можно резать материалы, не содержащие железа, требуются меньшие навыки, да и рез получается гораздо быстрее. В процессе не участвуют легко воспламеняемые и взрывчатые материалы, что делает процесс воздушно-плазменной резки совершенно безвредным.
 
Впрочем, у плазменной резки есть два недостатка: во-первых, стоимость оборудования плазменной резки выше, чем установки для газовой резки, а во-вторых, для газовой резки не требуется электричество.
 

Критерии выбора установки для плазменной резки.
-------------------- 
Одними из особенно главных критериев при выборе установки для плазменной резки является - толщина и состав металла, который потребуется в будущем обрабатывать. Источники питания для плазменной резки различаются по мощности и технологии изготовления.
 
Например, для разделительной резки материала максимальной толщиной до 6 мм вполне достаточно источника, обеспечивающего невысокий ток, в пределах до 25 А. Для материала максимальной толщиной до 12 мм понадобится более высокий ток (до 50 А).

Менее мощный источник питания (например, на рабочий ток до 40 А) тоже сумеет разрезать металл этой толщины. Но при этом нужно учесть, что слаботочный  источник питания не сможет обеспечить качественный рез - срез листа получается более шероховатым, на нижней кромке существенно увеличивается образование шлака (грата) и окалины, а также снижается скорость резки.
 

Выбор оптимальных параметров режима работы.
-------------------- 
В процессе выбора установки для плазменной резки необходимо учитывать такую характеристику, как скорость резания (м/мин в рабочем диапазоне толщин металлов). В том случае, если Вы, например, чаще всего режете  металл толщиной 6 мм, то установка с более высоким выходным током (например, до 50 А) позволит осуществлять резку значительно быстрее, чем аппарат с более низким током (например, до 30 А), правда обе все же успешно справятся с задачей.
 
Для применения в производственных масштабах желательно выбирать источники питания с выходным током в 2 раза большим, чем минимально требуемый рабочий ток. Например, для того,  чтобы выполнять в механизированном режиме длинные резы с хорошей производительностью и высоким качеством,  стали толщиной 6мм, следует выбирать источник питания с рабочим током, подходящим для резки стали толщиной 12 мм, т.е.  до 50 А и продолжительностью включения (ПВ) не менее 80%.  Для такой же толщины металла, но при ручной разделительной резке, чтобы выполнять длинные резы с хорошей производительностью, следует выбирать источник с током до 60 А и продолжительностью включения не менее 60%.
 
Для продолжительных по времени операций по резке или же работы в автоматизированных системах источник питания и плазмотрон должны допускать непрерывную работу на протяжении требуемого времени, как правило, при этом ПВ=100%. В противном случае источник питания и/или плазмотрон могут перегреться и затребовать охлаждения.
 
ПРИМЕЧАНИЕ:
----------
Рабочий цикл (ПВ) - это процент от 10-ти минутного промежутка, на протяжении которого оборудование может непрерывно выполнять работу. Например, ПВ=60% при токе 60 А означает, что непрерывная резка может производиться на токе 60А в течение 6 мин., а потом 4 мин. перерыва. Как правило, чем выше ПВ, тем дольше можно осуществлять непрерывную резку. Одним из основных критериев ПВ является температура окружающей среды. Как правило, данные ПВ оборудования указывают при температуре 400С (согласно стандарта ДСТУ EN 60974-1:2014).
 
Технологический процесс плазменной резки включает в себя следующие операции:
  • врезание (с кромки листа или, при необходимости, с пробивки исходного отверстия);
  • резку прямолинейных и криволинейных участков заданного контура;
  • завершение реза.
 
Основной операцией является прямолинейная резка заготовок с вертикальными кромками.
 
В составе назначаемых режимов и условий резки указывают рабочую плазмообразующую среду, рабочий ток, диаметр и длину канала сопла, расход плазмообразующего газа, расстояние от  торца сопла плазмотрона до поверхности металла, а также рабочее напряжение дуги и скорость резки.
 
Определяют оптимальную скорость резки по формуле:
 
W = 0,24·I·U·η/γ·b·δ·S,
где:
I - рабочий ток дуги;
U - рабочее напряжение дуги;
η - тепловой к.п.д. дуги;
γ - удельный вес;
δ - толщина металла;
S - энтальпия плавления разрезаемого металла;
b - ширина реза.
 
 
При резке в окислительных средах реакция окисления повышает скорость, т.е. резка более производительная.
 
При заданном режиме скорость резки можно регулировать.
 
Максимально возможная скорость резки на прямолинейных участках ограничивается уровнем, выше которого не достигается сквозное прорезание металла. При скорости ниже этого уровня металл прорезается полностью, но качество резки характеризуется большой неперпендикулярностью кромок, шероховатостью поверхностей, большой глубиной литого участка зоны термического влияния и т. д.
 
С ограничением скорости резки качество заготовок повышается, хотя затраты энергии и материалов возрастают, производительность резки снижается. При скоростях резки ниже максимальных в 1,2…2,5 раза, кромки реза становятся параллельными между собой и перпендикулярными к поверхности листа, шероховатость становится минимальной и вырезаемая заготовка по большей части может быть использована без дополнительной механической обработки. При дальнейшем снижении скорости резки процесс и качество заготовок теряют стабильность, что неприемлемо.
 
Ориентировочные режимы и условия резки (для механизированной прямолинейной резки) при использовании различных плазмотронов (резаков) приведены в Разделе: «Плазменная обработка металлов. Резка. Плазмотроны.».  Скорость резки на криволинейных участках (с малыми радиусами кривизны) понижают на 30…50% во избежание искажения формы кромок в результате отставания режущей струи (аналогично газопламенной кислородной резке), также снижают скорость резки при завершении реза с целью сквозного прорезания металла на концевом участке у нижних кромок.
 
Если резку начинают на поверхности листа, начальное отверстие в металле пробивают вне контура детали (на «отходе»).  При механизированной резке пробивку производят в движении машины с приподниманием и последующим опусканием плазмотрона. Пробивка листа металла, производится при скорости движения машины меньшей против заданной,  ориентировочно,  в 1,5…2,5 раза.
 
Врезание с кромки металла или начального отверстия при толщине металла до 30 мм, в зависимости от типа применяемой аппаратуры, не требует специальных приемов и регулировки скорости. Контроль полноты прорезания можно вести наблюдая за отклонением от вертикали факела режущей струи на выходе из листа. Вначале врезания ось и передняя граница факела отклоняются в сторону, противоположную резке, но при правильно установленной скорости передняя граница факела вскоре занимает вертикальное положение или близкое к нему, а задняя граница факела отклоняется на 150 (+/-50). Такое положение в процессе резки свидетельствует об оптимальной скорости. При слишком малой скорости весь факел ориентируется по вертикали, а его передняя граница неустойчива и отклоняется в направлении движения резака.

При заинтересованности мы готовы предоставить более подробную информацию о наших возможностях, а также осуществить подбор необходимого оборудования, в зависимости от стоящих перед Вашим предприятием конкретных технологических задач.

Надеемся, что сотрудничество с нами поможет Вам в достижении намеченных целей.

Наши данные указаны в разделе "Контакты".
 
Категория: СТАТЬИ | Добавил: ПЛАЗМА-АРК (15.09.2023)
Просмотров: 9566 | Рейтинг: 5.0/1447
Всего комментариев: 0
Вход на сайт

Copyright MyCorp © 2024