5 factoren die de kwaliteit van plasmasneden beïnvloeden

In dit artikel bespreken we de belangrijkste factoren die bijdragen aan de kwaliteit van plasmasnijden. 

Middelgroot gas

Het gas wordt gebruikt voor het snijproces. Het proces kan meer dan één gas omvatten, bijvoorbeeld een primair gas en een tweede gas. Momenteel wordt lucht veel gebruikt als mediumgas vanwege de relatief lage kosten. Sommige apparatuur vereist ook boogstartgas. Het werkelijke proces dat wordt geselecteerd voor het werk hangt af van het materiaal en de dikte van het werkstuk en de snijmethode die wordt gebruikt. 

Het mediumgas wordt gebruikt om de plasmastraal te vormen en het gesmolten metaal en oxide te verwijderen dat tijdens het snijproces is gegenereerd. Een te grote gasstroom zal meer boogwarmte wegnemen, waardoor de lengte van de straal korter wordt, wat resulteert in een verminderde snijcapaciteit en booginstabiliteit. Een te kleine gasstroom zal ervoor zorgen dat de plasmaboog zijn rechtheid en snijsterkte verliest. Het maakt een ondiepere snede en produceert waarschijnlijker slak. Daarom moet de gasstroom compatibel zijn met de snijstroom en -snelheid. Plasmaboogsnijmachines vertrouwen meestal op gasdruk om de stroomsnelheid te regelen, want wanneer de branderopening vast is, regelt de gasdruk ook de stroomsnelheid. De gasdruk die wordt gebruikt om een ​​bepaalde dikte van het materiaal te snijden, wordt meestal geselecteerd op basis van de specificaties van de klant. Voor bepaalde speciale toepassingen moeten tests worden uitgevoerd om de gasdruk te bepalen. De meest gebruikte gassen zijn argon, stikstof, zuurstof, lucht, H35 en argon-stikstof gemengd gas.

A: Lucht bevat ongeveer 78% stikstof; qua volume genereert snijden met lucht een soort slak die erg lijkt op snijden met stikstof. Lucht bevat ook ongeveer 21% zuurstof. De aanwezigheid van zuurstof kan het snijproces versnellen. Het snijden van koolstofarme staalmaterialen kan ook met hoge snelheid worden uitgevoerd. Bovendien is lucht een zeer toegankelijke hulpbron met minder kosten. Deze feiten maken lucht een veelgebruikt mediumgas. Het gebruik van alleen lucht voor het snijden heeft echter nadelen, zoals slak, oxidatie van de snijwond en toename van stikstof. Bovendien kan de verkorte levensduur van de elektrode en het mondstuk een negatieve invloed hebben op de productiviteit en de kosten verhogen.

B. Zuurstof kan de snelheid van het snijden van zacht staal verhogen. In die zin is het gebruik van zuurstof voor het snijden erg vergelijkbaar met vlamsnijden. De plasmaboog met hoge temperatuur en hoge energie maakt het snijproces sneller. Om de levensduur van de elektrode te verlengen, moet dit proces echter worden uitgevoerd met een elektrode die bestand is tegen oxidatie bij hoge temperatuur en die beschermd is tegen impact tijdens het vonken.

C. Waterstof wordt gewoonlijk gebruikt als hulpgas om te mengen met andere gassen. Bijvoorbeeld, het bekende gas H35, een mengsel van 35% waterstof en 65% argon, is een van de gassen met een sterke plasmaboogsnijsterkte vanwege de aanwezigheid van waterstof. Waterstof kan de boogspanning aanzienlijk verhogen, dus de waterstofplasmastraal heeft een hoge enthalpiewaarde. Wanneer gemengd met argon, wordt de plasmastraalsnijsterkte aanzienlijk verbeterd. Over het algemeen wordt voor metalen materialen met een dikte van meer dan 70 mm argon + waterstof gewoonlijk gebruikt als het gas. Als een waterstraal wordt gebruikt om de argon + waterstofplasmaboog verder samen te drukken, kan ook een hogere snij-efficiëntie worden bereikt.

D. Stikstof is een veelgebruikt gas. Aangedreven met een hogere spanning, heeft stikstofplasmaboog een betere stabiliteit en hogere straalenergie dan argon, zelfs bij het snijden van vloeibaar metaal met materialen met een hoge viscositeit zoals roestvrij staal. Voor het snijden van nikkelgebaseerde legeringen is de hoeveelheid slak die ontstaat aan de onderkant van de snede ook klein. Stikstof kan alleen of gemengd met andere gassen worden gebruikt. Zo worden stikstof en lucht vaak gebruikt als mediumgassen in geautomatiseerde snijprocessen. Deze twee gassen zijn de aanbevolen opties geworden voor het snijden van koolstofstaal met hoge snelheid. Soms wordt stikstof ook gebruikt als startgas voor zuurstofplasmaboogsnijden.

E. Argongas reageert nauwelijks met metaal bij hoge temperaturen en de argonplasmaboog is zeer stabiel. Bovendien hebben de gebruikte nozzles en elektroden een lange levensduur. De spanning van de argonplasmaboog is echter laag, de enthalpiewaarde is niet hoog en de snijsterkte is beperkt. Vergeleken met luchtsnijden wordt de dikte van de snede met ongeveer 25% verminderd. Bovendien is in de argongasbeschermingsomgeving de oppervlaktespanning van het gesmolten metaal relatief groot, wat ongeveer 30% hoger is dan die in de stikstofomgeving, dus er zal meer slak worden gegenereerd. Zelfs snijden met een mengsel van argon en andere gassen heeft een kans op slakproductie. Daarom wordt zuiver argon zelden alleen gebruikt voor plasmasnijden. 

snijsnelheid

De snijsnelheid is ook een belangrijke overweging bij het zoeken naar een plasmasnijmachine. Elk plasmasnijsysteem wordt geleverd met een ontworpen snelheidsbereik. Gebruikers kunnen de snelheid afstemmen op basis van de productinstructies of door tests uit te voeren. Over het algemeen kan de snelheid worden bepaald op basis van factoren zoals de dikte, het materiaal, het smeltpunt, de thermische geleidbaarheid en de oppervlaktespanning na het smelten van het werkstuk.

Een gematigde toename van de snijsnelheid kan de kwaliteit van de snede verbeteren. Het maakt de snede iets smaller en het snijvlak gladder, waardoor de kans op vervorming afneemt.

Als de snijsnelheid te hoog is, kan de lineaire energie van het snijden lager zijn dan de vereiste energie. De straal in de spleet kan de smelt niet meteen wegblazen, waardoor er een grote hoeveelheid sleepweerstand ontstaat.

Als de snijsnelheid te laag is, treedt oververhitting op. De anode van de plasmaboog is waar de snede daadwerkelijk plaatsvindt. Om de stabiliteit van de boog zelf te behouden, verandert de CNC-spot daarom onvermijdelijk in een geleidingsstroom in de buurt van de spleet die het dichtst bij de boog ligt. Op deze manier geeft de straal meer warmte radiaal door. In dit geval wordt de incisie breder. Het gesmolten materiaal aan beide zijden van de incisie verzamelt zich en stolt langs de onderrand, waardoor een slak ontstaat die niet gemakkelijk schoon te maken is, en de bovenrand van de incisie wordt verwarmd en gesmolten om een ​​afgeronde hoek te vormen.

Wanneer de snelheid extreem laag is, zal de boog zelfs doven, omdat de insnijding te breed is. 

Actueel

De stroomsterkte (amperage) bepaalt de dikte en snelheid van het snijden. Daarom is de stroomsterkte een belangrijke factor voor het uitvoeren van snel snijden van hoge kwaliteit. De stroomsterkte heeft specifiek invloed op deze aspecten:

• Bij een hogere stroomsterkte genereert het systeem een ​​hogere boogenergie, een hogere snijsterkte en een hogere snijsnelheid.

• Bij een hogere stroomsterkte genereert het systeem een ​​boog met een grotere diameter, waardoor een dikkere snede ontstaat.

• Een te hoge stroomsterkte legt echter een abnormale thermische belasting op de nozzle. Hierdoor gaat de nozzle minder lang mee en heeft dit een negatieve invloed op de snijkwaliteit.

De stroomvoorziening voor uw plasmasnijsysteem moet overeenkomen met de ampère die voor het snijden is gepland. Een ampère die meer dan genoeg is, brengt onnodige kosten met zich mee. Een ampère die te klein is, kan echter niet alleen een negatieve invloed hebben op de snijprestaties, maar ook het snijsysteem beschadigen.

Nozzle hoogte

De nozzlehoogte verwijst naar de afstand tussen het nozzle-eindvlak en het werkstuk, wat deel uitmaakt van de gehele booglengte. Plasmaboogsnijden gebruikt over het algemeen een constante stroom of steile daling externe voeding. 

Effecten van een grotere hoogte:

Wanneer de nozzlehoogte wordt vergroot, verandert de ampère nauwelijks. De grotere booglengte zorgt er echter voor dat de boogspanning toeneemt en dus ook het boogvermogen. Tegelijkertijd vertaalt de langere boog zich in meer blootstelling aan de omgeving en dus meer energieverlies. Dit energieverlies vermindert onvermijdelijk de effectieve snij-energie, wat resulteert in een vermindering van de snijsterkte. In dit geval, omdat de blaaskracht van de snijstraal verzwakt is, vindt u mogelijk meer restslak aan de onderkant van de incisie en wordt de bovenkant overgesmolten om afgeronde hoeken te produceren. Bovendien, rekening houdend met de vorm van de plasmastraal, zet de diameter van de straal uit naar buiten nadat deze de toortsmond verlaat, en een toename van de hoogte van de nozzle veroorzaakt onvermijdelijk een toename van de breedte van de snede. Daarom selecteren gebruikers, om de snijsnelheid en snijkwaliteit te verbeteren, meestal een nozzlehoogte die zo klein mogelijk is. 

Effecten van een kleinere hoogte

Wanneer de nozzlehoogte echter te laag is, kan dit een dubbelboogfenomeen veroorzaken. Met een keramische buitennozzle kunt u de nozzlehoogte op nul zetten; dat wil zeggen dat het uiteinde van de nozzle direct contact maakt met het werkstuk en een hoogwaardige snede produceert. 

Boogkracht

Om een ​​sterk gecomprimeerde plasmaboog te vormen, gebruikt de nozzle een kleinere nozzle-opening en een langere gatlengte en versterkt het het koeleffect. Dit kan de stroom die door de effectieve doorsnede van de nozzle gaat verhogen, zodat de vermogensdichtheid van de boog toeneemt. De hogere compressie verhoogt echter ook het vermogensverlies van de boog. Daarom is de effectieve energie die wordt gebruikt voor het snijden kleiner dan het vermogen dat door de voeding wordt afgegeven. Het verliespercentage ligt over het algemeen tussen de 25% en 50%. Bij bepaalde methoden, zoals watercompressieplasmaboog, zal het energieverliespercentage groter zijn. U moet hier ook rekening mee houden bij het ontwerpen van uw snijproces en het plannen van uw kosten.

In de meeste industriële toepassingen wordt plasmasnijden gebruikt om metalen platen te snijden met een dikte van minder dan 50 mm. Snijden met conventionele plasmabogen binnen dit diktebereik resulteert vaak in afwijkingen in snijgroottes langs de bovenrand van de snede en verhoogt daarom de hoeveelheid extra bewerking die nodig is. Bij het gebruik van zuurstof- en stikstofplasmabogen om koolstofstaal, aluminium en roestvrij staal te snijden, geldt dat als de dikte van de plaat in het bereik van 10 ~ 25 mm ligt, hoe dikker het materiaal, hoe beter de loodrechtheid van de eindrand. De hoektolerantie van de snijrand is 1-4 °. Als de plaatdikte minder dan 1 mm is, neemt de incisiehoekafwijking toe van 3 ° - 4 ° tot 15 ° - 25 ° naarmate de plaatdikte afneemt.

Algemeen wordt aangenomen dat de energie van de plasmaboog meer wordt vrijgegeven aan het bovenste deel van de snede dan aan het onderste deel. Deze onbalans van energievrijgave is nauw verbonden met veel procesparameters, zoals de mate van plasmaboogcompressie, snijsnelheid en de afstand tussen het mondstuk en het werkstuk. Door de compressie van de boog te verhogen, kan de plasmastraal met hoge temperatuur worden verlengd om een ​​uniformer gebied met hoge temperatuur te vormen en tegelijkertijd de snelheid van de straal te verhogen, wat het breedteverschil tussen de bovenste en onderste sneden kan verkleinen. Overmatige compressie van conventionele mondstukken resulteert echter vaak in dubbele boogvorming, wat niet alleen elektroden en mondstukken verbruikt, waardoor het proces onmogelijk wordt, maar ook leidt tot een afname van de kwaliteit van de snede. Bovendien zullen een te hoge snelheid en een te hoge mondstukhoogte het verschil tussen de bovenste en onderste breedte van de snede vergroten.

Bron van Stijlcnc

Disclaimer: De hierboven vermelde informatie wordt door Stylecnc onafhankelijk van Chovm.com verstrekt. Chovm.com geeft geen verklaringen en garanties met betrekking tot de kwaliteit en betrouwbaarheid van de verkoper en producten.