5 Faktor Yang Mempengaruhi Kualiti Potongan Plasma

Dalam artikel ini, kita akan melalui faktor paling kritikal yang menyumbang kepada kualiti pemotongan plasma. 

Gas sederhana

Gas digunakan untuk proses pemotongan. Proses ini mungkin melibatkan lebih daripada satu gas, contohnya, gas primer dan gas kedua. Pada masa ini, udara digunakan secara meluas sebagai gas sederhana kerana kosnya yang agak rendah. Sesetengah peralatan juga memerlukan gas permulaan arka. Proses sebenar yang dipilih untuk kerja bergantung kepada bahan dan ketebalan bahan kerja dan kaedah pemotongan yang digunakan. 

Gas sederhana digunakan untuk membentuk jet plasma dan mengeluarkan logam cair dan oksida yang dihasilkan dalam proses pemotongan. Aliran gas yang berlebihan akan menghilangkan lebih banyak haba arka, menjadikan panjang jet lebih pendek, menyebabkan kapasiti pemotongan berkurangan dan ketidakstabilan arka. Aliran gas yang terlalu kecil akan menyebabkan arka plasma kehilangan kelurusan dan kekuatan pemotongannya. Ia membuat potongan yang lebih cetek dan lebih berkemungkinan menghasilkan sanga. Oleh itu, aliran gas mestilah serasi dengan arus pemotongan dan kelajuan. Mesin pemotong arka plasma kebanyakannya bergantung pada tekanan gas untuk mengawal kadar aliran kerana apabila apertur obor ditetapkan, tekanan gas juga mengawal kadar aliran. Tekanan gas yang digunakan untuk memotong ketebalan tertentu bahan biasanya dipilih mengikut spesifikasi keperluan pelanggan. Untuk aplikasi khas tertentu, ujian mesti dilakukan untuk menentukan tekanan gas. Gas yang paling biasa digunakan termasuk argon, nitrogen, oksigen, udara, H35, dan gas campuran argon-nitrogen.

A: Udara mengandungi kira-kira 78% nitrogen; dari segi isipadu, pemotongan dengan udara menghasilkan sejenis sanga yang hampir sama dengan pemotongan dengan nitrogen. Udara juga mengandungi kira-kira 21% oksigen. Kehadiran oksigen boleh menjadikan proses pemotongan lebih cepat. Pemotongan bahan keluli karbon rendah juga boleh dilakukan pada kelajuan tinggi. Di samping itu, udara adalah sumber yang sangat mudah diakses dengan kos yang lebih sedikit. Fakta ini menjadikan udara sebagai gas sederhana yang diterima pakai secara meluas. Walau bagaimanapun, menggunakan udara sahaja untuk pemotongan mempunyai kelemahan,. seperti sanga, pengoksidaan potong, dan peningkatan nitrogen. Selain itu, hayat elektrod dan muncung yang berkurangan boleh memberi kesan negatif kepada produktiviti dan meningkatkan kos.

B. Oksigen boleh meningkatkan kelajuan memotong bahan keluli lembut. Dalam pengertian ini, menggunakan oksigen untuk memotong sangat serupa dengan memotong api. Arka plasma suhu tinggi dan bertenaga tinggi menjadikan proses pemotongan lebih cepat. Walau bagaimanapun, untuk memanjangkan hayat elektrod, proses ini mesti dilakukan dengan elektrod yang menentang pengoksidaan suhu tinggi, dan yang dilindungi daripada hentaman semasa arka, .

C. Hidrogen biasanya digunakan sebagai gas tambahan untuk dicampur dengan gas lain. Sebagai contoh, gas H35 yang terkenal, campuran 35% hidrogen dan 65% argon, adalah salah satu gas dengan kekuatan pemotongan arka plasma yang kuat kerana kehadiran hidrogen. Hidrogen boleh meningkatkan voltan arka dengan ketara, jadi jet plasma hidrogen mempunyai nilai entalpi yang tinggi. Apabila dicampur dengan argon, kekuatan pemotongan jet plasmanya bertambah baik. Secara amnya, untuk bahan logam dengan ketebalan lebih daripada 70mm, argon + hidrogen biasanya digunakan sebagai gas. Jika pancutan air digunakan untuk memampatkan argon plasma argon + hidrogen lebih jauh, kecekapan pemotongan yang lebih tinggi juga boleh dicapai.

D. Nitrogen ialah gas yang biasa digunakan. Dikuasakan dengan voltan yang lebih tinggi, arka plasma nitrogen mempunyai kestabilan yang lebih baik dan tenaga jet yang lebih tinggi daripada argon, walaupun semasa memotong logam cecair dengan bahan kelikatan tinggi seperti keluli tahan karat. Untuk memotong aloi berasaskan nikel, jumlah kotoran yang berlaku di pinggir bawah potongan juga kecil. Nitrogen boleh digunakan secara bersendirian atau dicampur dengan gas lain. Sebagai contoh, nitrogen dan udara sering digunakan sebagai gas sederhana dalam proses pemotongan automatik. Kedua-dua gas ini telah menjadi pilihan yang disyorkan untuk pemotongan berkelajuan tinggi keluli karbon. Kadangkala nitrogen juga digunakan sebagai gas permulaan untuk pemotongan arka plasma oksigen.

E. Gas argon hampir tidak bertindak balas dengan mana-mana logam pada suhu tinggi, dan arka plasma argon sangat stabil. Selain itu, muncung dan elektrod yang digunakan mempunyai hayat perkhidmatan yang panjang. Walau bagaimanapun, voltan arka plasma argon adalah rendah, nilai entalpi tidak tinggi, dan kekuatan pemotongan adalah terhad. Berbanding dengan pemotongan udara, ketebalan potongan akan dikurangkan sebanyak kira-kira 25%. Di samping itu, dalam persekitaran perlindungan gas argon, tegangan permukaan logam cair adalah agak besar, iaitu kira-kira 30% lebih tinggi daripada persekitaran nitrogen, jadi lebih banyak sanga akan dihasilkan. Malah memotong dengan campuran argon dan gas lain mempunyai peluang untuk menghasilkan sanga. Oleh itu, argon tulen jarang digunakan secara bersendirian untuk pemotongan plasma. 

kelajuan pemotongan

Kelajuan pemotongan juga merupakan pertimbangan utama apabila mendapatkan mesin pemotong plasma. Setiap sistem pemotongan plasma dilengkapi dengan julat kelajuan yang direka bentuk. Pengguna boleh menala kelajuan mengikut arahan produk atau dengan melakukan ujian. Secara amnya, kelajuan boleh ditentukan berdasarkan faktor seperti ketebalan, bahan, takat lebur, kekonduksian terma, dan tegangan permukaan selepas mencairkan bahan kerja.

Peningkatan sederhana dalam kelajuan pemotongan boleh meningkatkan kualiti pemotongan. Ia menjadikan potongan sedikit lebih sempit dan permukaan potongan lebih licin, mengurangkan kemungkinan ubah bentuk.

Jika kelajuan pemotongan terlalu tinggi, tenaga linear pemotongan boleh lebih rendah daripada tenaga yang diperlukan. Pancutan dalam celah tidak dapat meniup cair dengan cepat serta-merta, jadi sejumlah besar seretan mengekor terbentuk.

Jika kelajuan pemotongan terlalu rendah, terlalu panas berlaku. Anod arka plasma adalah tempat pemotongan sebenarnya berlaku. Oleh itu, untuk mengekalkan kestabilan arka itu sendiri, tempat CNC pasti bertukar kepada arus pengaliran berhampiran celah yang paling hampir dengan arka. Dengan cara ini, jet menghantar lebih banyak haba secara jejari. Dalam kes ini, hirisan diluaskan. Bahan cair pada kedua-dua belah hirisan berkumpul dan menebal di sepanjang pinggir bawah, membentuk sanga yang tidak mudah dibersihkan, dan pinggir atas hirisan dipanaskan dan cair untuk membentuk sudut bulat.

Apabila kelajuan sangat rendah, arka akan dipadamkan kerana hirisan yang terlalu luas. 

Arus Elektrik

Arus (amperage) menentukan ketebalan dan kelajuan pemotongan. Oleh itu, arus adalah faktor utama untuk melakukan pemotongan pantas berkualiti tinggi. Secara khusus, arus mempengaruhi aspek ini:

• Dengan arus yang lebih tinggi, sistem menjana tenaga arka yang lebih tinggi, kekuatan pemotongan yang lebih tinggi, dan kelajuan pemotongan yang lebih tinggi.

• Dengan arus yang lebih tinggi, sistem menghasilkan arka dengan diameter yang lebih besar, menghasilkan potongan yang lebih tebal.

• Arus yang berlebihan, bagaimanapun, meletakkan beban haba yang tidak normal pada muncung. Ini memberikan muncung hayat yang lebih pendek dan memberi kesan negatif kepada kualiti pemotongan.

Bekalan kuasa untuk sistem pemotongan plasma anda mesti sepadan dengan amperage yang dirancang untuk pemotongan. Amperage yang lebih daripada cukup menanggung kos yang tidak perlu. Walau bagaimanapun, amperage yang terlalu kecil bukan sahaja boleh menjejaskan prestasi pemotongan tetapi juga merosakkan sistem pemotongan.

Ketinggian muncung

Ketinggian muncung merujuk kepada jarak antara muka hujung muncung dan bahan kerja, yang merupakan sebahagian daripada keseluruhan panjang arka. Pemotongan arka plasma biasanya menggunakan bekalan kuasa luaran arus malar atau penurunan curam. 

Kesan ketinggian yang lebih besar:

Apabila ketinggian muncung dinaikkan, amperage berubah sedikit. Walau bagaimanapun, peningkatan panjang arka menyebabkan voltan arka meningkat dan oleh itu menyebabkan kuasa arka meningkat. Pada masa yang sama, lengkok yang lebih panjang diterjemahkan kepada lebih banyak pendedahan kepada persekitaran dan dengan itu lebih banyak kehilangan tenaga. Kehilangan tenaga ini tidak dapat tidak mengurangkan tenaga pemotongan yang berkesan, mengakibatkan pengurangan kekuatan pemotongan. Dalam kes ini, kerana daya tiupan jet pemotong menjadi lemah, anda mungkin mendapati lebih banyak sisa sanga di pinggir bawah hirisan, dan pinggir atas terlalu cair untuk menghasilkan sudut bulat. Di samping itu, memandangkan bentuk jet plasma, diameter jet mengembang ke luar selepas meninggalkan mulut obor, dan peningkatan ketinggian muncung tidak dapat dielakkan menyebabkan peningkatan dalam lebar potongan. Oleh itu, untuk meningkatkan kelajuan pemotongan dan kualiti pemotongan, pengguna biasanya memilih ketinggian muncung sekecil mungkin. 

Kesan ketinggian yang lebih kecil

Walau bagaimanapun, apabila ketinggian muncung terlalu rendah, ia boleh menyebabkan fenomena dwi-arka. Menggunakan muncung luar seramik, anda boleh menetapkan ketinggian muncung kepada sifar; iaitu, muka hujung muncung terus menyentuh bahan kerja, dan menghasilkan potongan berkualiti tinggi. 

Kuasa arka

Untuk membentuk arka plasma yang sangat termampat, muncung menggunakan apertur muncung yang lebih kecil dan panjang lubang yang lebih panjang dan menguatkan kesan penyejukan. Ini boleh meningkatkan arus yang melalui keratan rentas berkesan muncung supaya ketumpatan kuasa arka meningkat. Walau bagaimanapun, pemampatan yang lebih tinggi juga meningkatkan kehilangan kuasa arka. Oleh itu, tenaga berkesan yang digunakan untuk memotong adalah lebih kecil daripada output kuasa oleh bekalan kuasa. Kadar kerugian biasanya antara 25% dan 50%. Dengan kaedah tertentu, seperti arka plasma mampatan air, kadar kehilangan tenaga akan lebih besar. Anda juga perlu mempertimbangkan perkara ini apabila mereka bentuk proses pemotongan anda dan merancang kos anda.

Dalam kebanyakan aplikasi industri, pemotongan plasma digunakan untuk memotong plat logam dengan ketebalan kurang daripada 50mm. Pemotongan dengan lengkok plasma konvensional dalam julat ketebalan ini selalunya mengakibatkan penyelewengan dalam saiz potongan di sepanjang tepi atas potongan dan oleh itu meningkatkan jumlah pemprosesan tambahan yang diperlukan. Apabila menggunakan arka plasma oksigen dan nitrogen untuk memotong keluli karbon, aluminium, dan keluli tahan karat, jika ketebalan plat berada dalam julat 10 ~ 25mm, biasanya lebih tebal bahan, lebih baik keserenjangan tepi hujung. Toleransi sudut tepi pemotongan ialah 1-4 °. Jika ketebalan plat kurang daripada 1mm, apabila ketebalan plat berkurangan, sisihan sudut hirisan meningkat daripada 3 ° – 4 ° kepada 15 ° – 25 °.

Secara amnya dipercayai bahawa tenaga arka plasma dilepaskan lebih banyak ke bahagian atas potongan daripada bahagian bawah. Ketidakseimbangan pelepasan tenaga ini berkait rapat dengan banyak parameter proses, seperti tahap pemampatan arka plasma, kelajuan pemotongan, dan jarak antara muncung dan bahan kerja. Meningkatkan mampatan arka boleh memanjangkan jet plasma suhu tinggi untuk membentuk kawasan suhu tinggi yang lebih seragam dan, pada masa yang sama, meningkatkan halaju jet, yang boleh mengurangkan perbezaan lebar antara potongan atas dan bawah. Walau bagaimanapun, pemampatan berlebihan muncung konvensional sering mengakibatkan arcing berganda, yang bukan sahaja menggunakan elektrod dan muncung, menjadikan proses itu mustahil tetapi juga membawa kepada penurunan kualiti pemotongan. Selain itu, kelajuan yang terlalu tinggi dan ketinggian muncung yang terlalu tinggi akan meningkatkan perbezaan antara lebar atas dan bawah potongan.

Sumber daripada Stylecnc

Penafian: Maklumat yang dinyatakan di atas disediakan oleh Stylecnc secara bebas daripada Chovm.com. Chovm.com tidak membuat perwakilan dan jaminan tentang kualiti dan kebolehpercayaan penjual dan produk.