5 कारक जो प्लाज्मा कट्स की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं

इस लेख में, हम उन सबसे महत्वपूर्ण कारकों पर चर्चा करेंगे जो प्लाज्मा कटिंग की गुणवत्ता में योगदान करते हैं। 

मध्यम गैस

गैस का उपयोग कटिंग प्रक्रिया के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में एक से अधिक गैस शामिल हो सकती हैं, उदाहरण के लिए, एक प्राथमिक गैस और एक दूसरी गैस। वर्तमान में, हवा को इसकी अपेक्षाकृत कम लागत के कारण एक मध्यम गैस के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कुछ उपकरणों को आर्क स्टार्टिंग गैस की भी आवश्यकता होती है। कार्य के लिए चुनी गई वास्तविक प्रक्रिया वर्कपीस की सामग्री और मोटाई और उपयोग की जाने वाली कटिंग विधि पर निर्भर करती है। 

मध्यम गैस का उपयोग प्लाज्मा जेट बनाने और काटने की प्रक्रिया में उत्पन्न पिघली हुई धातु और ऑक्साइड को हटाने के लिए किया जाता है। अत्यधिक गैस प्रवाह अधिक चाप गर्मी को दूर ले जाएगा, जिससे जेट की लंबाई कम हो जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप काटने की क्षमता और चाप अस्थिरता कम हो जाएगी। बहुत कम गैस प्रवाह प्लाज्मा चाप को अपनी सीधापन और काटने की शक्ति खोने का कारण बनेगा। यह एक उथला कट बनाता है और स्लैग उत्पन्न करने की अधिक संभावना है। इसलिए, गैस प्रवाह को काटने की धारा और गति के अनुकूल होना चाहिए। प्लाज्मा आर्क कटिंग मशीनें प्रवाह दर को नियंत्रित करने के लिए ज्यादातर गैस के दबाव पर निर्भर करती हैं क्योंकि जब मशाल का छिद्र तय होता है, तो गैस का दबाव प्रवाह दर को भी नियंत्रित करता है। सामग्री की एक निश्चित मोटाई को काटने के लिए उपयोग किए जाने वाले गैस दबाव को आमतौर पर ग्राहक की आवश्यकता विनिर्देशों के अनुसार चुना जाता है। कुछ विशेष अनुप्रयोगों के लिए, गैस के दबाव को निर्धारित करने के लिए परीक्षण किए जाने चाहिए। सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली गैसों में आर्गन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, वायु, H35 और आर्गन-नाइट्रोजन मिश्रित गैस शामिल हैं।

उत्तर: हवा में लगभग 78% नाइट्रोजन होता है; आयतन के संदर्भ में, हवा से काटने पर एक प्रकार का स्लैग उत्पन्न होता है जो नाइट्रोजन से काटने के समान ही होता है। हवा में लगभग 21% ऑक्सीजन भी होती है। ऑक्सीजन की उपस्थिति काटने की प्रक्रिया को तेज़ बना सकती है। कम कार्बन वाले स्टील मटीरियल की कटिंग भी तेज़ गति से की जा सकती है। इसके अलावा, हवा कम लागत वाला एक अत्यधिक सुलभ संसाधन है। ये तथ्य हवा को व्यापक रूप से अपनाई जाने वाली मध्यम गैस बनाते हैं। हालाँकि, काटने के लिए केवल हवा का उपयोग करने के कुछ नुकसान भी हैं, जैसे स्लैग, कट ऑक्सीकरण और नाइट्रोजन में वृद्धि। इसके अतिरिक्त, इलेक्ट्रोड और नोजल का कम जीवन उत्पादकता को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है और लागत बढ़ा सकता है।

बी. ऑक्सीजन हल्के स्टील सामग्री को काटने की गति बढ़ा सकता है। इस अर्थ में, काटने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करना लौ काटने के समान है। उच्च तापमान और उच्च ऊर्जा प्लाज्मा आर्क काटने की प्रक्रिया को तेज़ बनाते हैं। हालाँकि, इलेक्ट्रोड के जीवन को बढ़ाने के लिए, इस प्रक्रिया को ऐसे इलेक्ट्रोड के साथ किया जाना चाहिए जो उच्च तापमान ऑक्सीकरण का प्रतिरोध करता हो, और जो आर्किंग के दौरान प्रभाव से सुरक्षित हो।

सी. हाइड्रोजन का उपयोग आमतौर पर अन्य गैसों के साथ मिश्रित होने वाली सहायक गैस के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, प्रसिद्ध गैस H35, 35% हाइड्रोजन और 65% आर्गन का मिश्रण, हाइड्रोजन की उपस्थिति के कारण एक मजबूत प्लाज्मा आर्क कटिंग ताकत वाली गैसों में से एक है। हाइड्रोजन आर्क वोल्टेज को काफी बढ़ा सकता है, इसलिए हाइड्रोजन प्लाज्मा जेट का उच्च एन्थैल्पी मूल्य होता है। आर्गन के साथ मिश्रित होने पर, इसकी प्लाज्मा जेट कटिंग ताकत में काफी सुधार होता है। आम तौर पर, 70 मिमी से अधिक मोटाई वाली धातु सामग्री के लिए, आर्गन + हाइड्रोजन को आमतौर पर गैस के रूप में उपयोग किया जाता है। यदि आर्गन + हाइड्रोजन प्लाज्मा आर्क को और अधिक संपीड़ित करने के लिए एक जल जेट का उपयोग किया जाता है, तो एक उच्च काटने की दक्षता भी प्राप्त की जा सकती है।

डी. नाइट्रोजन एक आम तौर पर इस्तेमाल की जाने वाली गैस है। उच्च वोल्टेज से संचालित, नाइट्रोजन प्लाज्मा आर्क में आर्गन की तुलना में बेहतर स्थिरता और उच्च जेट ऊर्जा होती है, यहां तक ​​कि स्टेनलेस स्टील जैसी उच्च चिपचिपाहट वाली सामग्री के साथ तरल धातु को काटते समय भी। निकल-आधारित मिश्र धातुओं को काटने के लिए, कट के निचले किनारे पर होने वाली गंदगी की मात्रा भी कम होती है। नाइट्रोजन का उपयोग अकेले या अन्य गैसों के साथ मिलाकर किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन और हवा को अक्सर स्वचालित कटिंग प्रक्रियाओं में मध्यम गैसों के रूप में उपयोग किया जाता है। ये दो गैसें कार्बन स्टील की उच्च गति वाली कटिंग के लिए अनुशंसित विकल्प बन गई हैं। कभी-कभी नाइट्रोजन का उपयोग ऑक्सीजन प्लाज्मा आर्क कटिंग के लिए शुरुआती गैस के रूप में भी किया जाता है।

ई. आर्गन गैस उच्च तापमान पर किसी भी धातु के साथ शायद ही प्रतिक्रिया करती है, और आर्गन प्लाज्मा आर्क बहुत स्थिर है। इसके अलावा, इस्तेमाल किए गए नोजल और इलेक्ट्रोड में लंबे समय तक सेवा जीवन होता है। हालांकि, आर्गन प्लाज्मा आर्क का वोल्टेज कम है, एन्थैल्पी मूल्य अधिक नहीं है, और काटने की शक्ति सीमित है। हवा से काटने की तुलना में, कट की मोटाई लगभग 25% कम हो जाएगी। इसके अलावा, आर्गन गैस संरक्षण वातावरण में, पिघली हुई धातु का सतही तनाव अपेक्षाकृत बड़ा होता है, जो नाइट्रोजन वातावरण की तुलना में लगभग 30% अधिक होता है, इसलिए अधिक स्लैग उत्पन्न होगा। आर्गन और अन्य गैसों के मिश्रण से काटने पर भी स्लैग उत्पन्न होने की संभावना होती है। इसलिए, प्लाज्मा कटिंग के लिए शुद्ध आर्गन का उपयोग शायद ही कभी अकेले किया जाता है। 

काटने गति

प्लाज़्मा कटिंग मशीन खरीदते समय कटिंग की गति भी एक प्रमुख विचारणीय बिंदु है। प्रत्येक प्लाज़्मा कटिंग सिस्टम एक डिज़ाइन की गई गति सीमा के साथ आता है। उपयोगकर्ता उत्पाद निर्देशों के अनुसार या परीक्षण करके गति को समायोजित कर सकते हैं। सामान्य तौर पर, गति को मोटाई, सामग्री, गलनांक, तापीय चालकता और वर्कपीस को पिघलाने के बाद सतह के तनाव जैसे कारकों के आधार पर निर्धारित किया जा सकता है।

काटने की गति में मामूली वृद्धि से कट की गुणवत्ता में सुधार हो सकता है। यह कट को थोड़ा संकरा और कट की सतह को चिकना बनाता है, जिससे विरूपण की संभावना कम हो जाती है।

यदि काटने की गति बहुत अधिक है, तो काटने की रैखिक ऊर्जा आवश्यक ऊर्जा से कम हो सकती है। स्लिट में जेट पिघले हुए पदार्थ को तुरंत नहीं उड़ा सकता है, इसलिए बड़ी मात्रा में अनुगामी प्रतिरोध बनता है।

यदि काटने की गति बहुत कम है, तो ओवरहीटिंग होती है। प्लाज्मा आर्क का एनोड वह जगह है जहाँ वास्तव में कट होता है। इसलिए, आर्क की स्थिरता को बनाए रखने के लिए, सीएनसी स्पॉट अनिवार्य रूप से आर्क के सबसे नज़दीकी स्लिट के पास एक चालन धारा में बदल जाता है। इस तरह, जेट रेडियल रूप से अधिक गर्मी संचारित करता है। इस मामले में, चीरा चौड़ा हो जाता है। चीरे के दोनों तरफ़ पिघला हुआ पदार्थ इकट्ठा होता है और निचले किनारे पर जम जाता है, जिससे एक स्लैग बनता है जिसे साफ करना आसान नहीं होता है, और चीरे के ऊपरी किनारे को गर्म करके पिघलाया जाता है ताकि एक गोल कोना बन जाए।

जब गति अत्यंत कम हो जाती है, तो चीरा बहुत चौड़ा होने के कारण चाप भी बुझ जाता है। 

वर्तमान

करंट (एम्परेज) कटिंग की मोटाई और गति निर्धारित करता है। इसलिए, उच्च गुणवत्ता वाली तेज़ कटिंग करने के लिए करंट एक महत्वपूर्ण कारक है। विशेष रूप से, करंट इन पहलुओं को प्रभावित करता है:

• उच्च धारा के साथ, प्रणाली उच्च चाप ऊर्जा, उच्च काटने की शक्ति, तथा उच्च काटने की गति उत्पन्न करती है।

• उच्च धारा के साथ, प्रणाली बड़े व्यास वाला चाप उत्पन्न करती है, जिससे मोटा कट बनता है।

• हालांकि, अत्यधिक करंट नोजल पर असामान्य थर्मल लोड डालता है। इससे नोजल की लाइफ कम हो जाती है और कटिंग क्वालिटी पर नकारात्मक असर पड़ता है।

आपके प्लाज़्मा कटिंग सिस्टम के लिए बिजली की आपूर्ति कटिंग के लिए नियोजित एम्परेज से मेल खानी चाहिए। ज़रूरत से ज़्यादा एम्परेज से अनावश्यक लागत आती है। हालाँकि, बहुत कम एम्परेज न केवल कटिंग प्रदर्शन को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है बल्कि कटिंग सिस्टम को भी नुकसान पहुँचा सकता है।

नोजल ऊंचाई

नोजल की ऊंचाई नोजल के अंतिम चेहरे और वर्कपीस के बीच की दूरी को संदर्भित करती है, जो पूरी चाप लंबाई का हिस्सा है। प्लाज्मा आर्क कटिंग में आम तौर पर एक निरंतर वर्तमान या खड़ी गिरावट बाहरी बिजली की आपूर्ति का उपयोग किया जाता है। 

अधिक ऊंचाई के प्रभाव:

जब नोजल की ऊंचाई बढ़ाई जाती है, तो एम्परेज में थोड़ा बदलाव होता है। हालांकि, बढ़ी हुई आर्क लंबाई आर्क वोल्टेज को बढ़ाती है और इसलिए आर्क पावर को बढ़ाती है। साथ ही, लंबी आर्क आसपास के वातावरण के संपर्क में अधिक आती है और इस प्रकार अधिक ऊर्जा हानि होती है। यह ऊर्जा हानि अनिवार्य रूप से प्रभावी कटिंग ऊर्जा को कम करती है, जिसके परिणामस्वरूप कटिंग शक्ति में कमी आती है। इस मामले में, क्योंकि कटिंग जेट की उड़ाने वाली शक्ति कमजोर हो जाती है, आपको चीरे के निचले किनारे पर अधिक अवशिष्ट स्लैग मिल सकता है, और ऊपरी किनारे को गोल कोनों का उत्पादन करने के लिए अधिक पिघलाया जाता है। इसके अलावा, प्लाज्मा जेट के आकार पर विचार करते हुए, जेट का व्यास मशाल के मुंह से निकलने के बाद बाहर की ओर फैलता है, और नोजल की ऊंचाई में वृद्धि अनिवार्य रूप से कट की चौड़ाई में वृद्धि का कारण बनती है। इसलिए, कटिंग की गति और कटिंग की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए, उपयोगकर्ता आमतौर पर यथासंभव छोटी नोजल ऊंचाई का चयन करते हैं। 

कम ऊंचाई के प्रभाव

हालाँकि, जब नोजल की ऊँचाई बहुत कम होती है, तो यह डबल-आर्क घटना का कारण बन सकता है। सिरेमिक बाहरी नोजल का उपयोग करके, आप नोजल की ऊँचाई को शून्य पर सेट कर सकते हैं; यानी, नोजल का अंतिम चेहरा सीधे वर्कपीस से संपर्क करता है, और उच्च गुणवत्ता वाला कट उत्पन्न करता है। 

आर्क शक्ति

अत्यधिक संपीड़ित प्लाज़्मा आर्क बनाने के लिए, नोजल एक छोटे नोजल एपर्चर और लंबे छेद की लंबाई का उपयोग करता है और शीतलन प्रभाव को मजबूत करता है। यह नोजल के प्रभावी क्रॉस सेक्शन से गुजरने वाले करंट को बढ़ा सकता है ताकि आर्क का पावर घनत्व बढ़ जाए। हालाँकि, उच्च संपीड़न आर्क की शक्ति हानि को भी बढ़ाता है। इसलिए, काटने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रभावी ऊर्जा बिजली आपूर्ति द्वारा बिजली उत्पादन से कम होती है। हानि दर आम तौर पर 25% और 50% के बीच होती है। कुछ तरीकों के साथ, जैसे कि जल संपीड़न प्लाज्मा आर्क, ऊर्जा हानि दर अधिक होगी। आपको अपनी कटिंग प्रक्रिया को डिज़ाइन करते समय और अपनी लागतों की योजना बनाते समय भी इस पर विचार करने की आवश्यकता है।

अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों में, 50 मिमी से कम मोटाई वाली धातु की प्लेटों को काटने के लिए प्लाज्मा कटिंग का उपयोग किया जाता है। इस मोटाई सीमा के भीतर पारंपरिक प्लाज्मा आर्क के साथ काटने से अक्सर कट के ऊपरी किनारे के साथ कट के आकार में विचलन होता है और इसलिए अतिरिक्त प्रसंस्करण की मात्रा बढ़ जाती है जिसकी आवश्यकता होती है। कार्बन स्टील, एल्यूमीनियम और स्टेनलेस स्टील को काटने के लिए ऑक्सीजन और नाइट्रोजन प्लाज्मा आर्क का उपयोग करते समय, यदि प्लेट की मोटाई 10 ~ 25 मिमी की सीमा में है, तो आमतौर पर सामग्री जितनी मोटी होती है, अंत किनारे की लंबवतता उतनी ही बेहतर होती है। कटिंग एज की कोण सहिष्णुता 1-4 ° है। यदि प्लेट की मोटाई 1 मिमी से कम है, तो जैसे-जैसे प्लेट की मोटाई घटती है, चीरा कोण विचलन 3 ° - 4 ° से 15 ° - 25 ° तक बढ़ जाता है।

आम तौर पर यह माना जाता है कि प्लाज़्मा आर्क की ऊर्जा कट के निचले हिस्से की तुलना में ऊपरी हिस्से में ज़्यादा निकलती है। ऊर्जा रिलीज़ का यह असंतुलन कई प्रक्रिया मापदंडों से निकटता से संबंधित है, जैसे कि प्लाज़्मा आर्क संपीड़न की डिग्री, काटने की गति और नोजल और वर्कपीस के बीच की दूरी। आर्क के संपीड़न को बढ़ाने से उच्च तापमान वाले प्लाज़्मा जेट को और अधिक समान उच्च तापमान वाले क्षेत्र में विस्तारित किया जा सकता है और साथ ही, जेट के वेग को बढ़ाया जा सकता है, जिससे ऊपरी और निचले कट के बीच की चौड़ाई का अंतर कम हो सकता है। हालांकि, पारंपरिक नोजल के अत्यधिक संपीड़न के परिणामस्वरूप अक्सर डबल आर्किंग होती है, जो न केवल इलेक्ट्रोड और नोजल का उपभोग करती है, जिससे प्रक्रिया असंभव हो जाती है बल्कि कट की गुणवत्ता में भी कमी आती है। इसके अलावा, अत्यधिक उच्च गति और अत्यधिक उच्च नोजल ऊंचाई कट की ऊपरी और निचली चौड़ाई के बीच के अंतर को बढ़ाएगी।

स्रोत द्वारा स्टाइलसीएनसी

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