Plazmové řezání

Plazmové řezání je proces tepelného řezání pomocí elektricky vodivého plazmového paprsku k řezání vodivých kovů, jako je ocel, nerezová ocel, hliník a měď. Plazma je ve skutečnosti vysokorychlostní proud ionizovaného plynu, který se používá k tavení materiálu, a je široce používán při výrobě kovů pro svou nákladovou efektivitu a všestrannost.

 

Popis

 

Samotné plazma vede elektrický proud a plazmový oblouk je nepřetržitý, dokud je elektrodě dodávána energie a plazma zůstává v kontaktu s obrobkem. Plazmové řezání je vysoce účinná technologie řezání kovů, která využívá vysokoteplotní plazmový oblouk jako zdroj tepla a jeho základním principem je použití vysokofrekvenčního oblouku k ionizaci plynu k vytvoření plazmy, přičemž se taví kov obrobku při vysoké teplotě přes 3 000 stupňů a k řezání roztavený kov se odfukuje pomocí nadzvukového proudu vzduchu. Tlak tohoto proudu plynu účinně řídí poloměr plazmového paprsku. Nasměrováním řízeného, ​​elektricky nabitého stavu hmoty přes zaostřenou trysku můžete snadno řezat materiály, jako je ocel, nerezová ocel a hliníkové materiály.

 

Možnosti pomocného plynu

 

Plazmový řezací stroj může pracovat s různými plyny, které zahrnují stlačený vzduch, dusík, argon, vodík a kyslík nebo směsi dvou nebo tří různých plynů. Jejich funkce je velmi podobná ochrannému plynu, každý z nich ukazuje jiné výsledky a níže je krátké shrnutí:

 

√Stlačený vzduch, tento plyn je velmi univerzální a levný, a může dobře pracovat s měkkou ocelí, nerezovou ocelí a hliníkem do 30 mm.

√Kyslík je oblíbený plyn široce používaný pro uhlíkovou ocel v aplikacích vyžadujících čisté řezy a vysokou řeznou rychlost a normálně může řezat měkkou ocel do tloušťky 35 mm s vyšším teplem, což znamená, že vyžaduje více slyšet. V důsledku toho může větší tepelná energie poškodit obrobky, navíc kyslík není tak přátelský k nerezové oceli a hliníku a povrch řezu je zcela oxidován kvůli množství použitého kyslíku a tepla.

√Dusík je široce používán pro těžké-aplikace pro kovy o tloušťce až 80 mm a může vytvářet kvalitní řezy pro většinu materiálů včetně nerezové oceli, uhlíkové oceli a hliníku. Normálně se dusík často používá s několika sekundárními plyny, jako je vzduch, oxid uhličitý a argon pro tlustší desky.

√Argon, je to inertní plyn, který nereaguje s vysokoteplotním řezem a není to standardní pomocný plyn kvůli nízké vodivosti. Proto se často míchá s vodíkem, aby se vytvořil nejžhavější plazmový-řezný plamen pro čistý řez.

 

 

Investice do plazmového vs vláknového laseru

 

Plazmové stroje pracují tak, že řezný plyn (vzduch, kyslík, dusík, vzduch, argon atd.) je nasměrován tryskou s úzkým otvorem a poté je plyn ionizován za vzniku plazmového oblouku. Zatímco k obklopení plazmového oblouku se používá ochranný plyn, který pomáhá tvarovat oblouk, a plazmový oblouk s velmi vysokou teplotou může proříznout kovové materiály.

Zatímco vláknové lasery využívají světlo produkované diodou a směrují ho podél optického kabelu a optických komponentů a světelný paprsek je pak zaostřen a zesílen pro řezání skrz kovový obrobek. Vláknový laser také potřebuje řezný plyn, který je vstřikován do řezací hlavy pod optickými součástmi a vystupuje z trysky spolu s laserovým paprskem. Podle zkušeností Fabmanna, tenčí desky < 12 mm, trubky nebo profily, které vyžadují vysoké rozměrové tolerance, je lepší volbou vláknový laser. I když jsou pořizovací a provozní náklady obecně vyšší než u plazmového stroje, v průměru trvá dosažení rovnováhy asi 5 let. Plazmové řezačky mají relativně vyšší produktivitu, široký rozsah řezání a poměrně nízké pořizovací náklady s průměrnou dobou návratnosti 3 roky. Níže uvedená tabulka vám poskytuje základní představu o jejich klíčových funkcích.

 

Parametry	Vláknový laser	HD plazma
Možnosti materiálu	Měkká ocel, nerezová ocel, hliník, měď	Všechny vodivé kovy
Rozsah tloušťky	Až 30 mm	Až 50 mm
Hranatá hrana	ISO 1	ISO 2 - 4
Tolerance řezu	0,05-0,1 mm v závislosti na tloušťce materiálu	0,2 mm - 0.5 mm v závislosti na tloušťce materiálu
Šířka řezu	0.15 - 0.4 mm	0,5 – 2,2 mm
HAZ	Užší	Širší
Rychlost řezání (<10 mm)	Rychleji	pomaleji
Cutting Speed (>10 mm)	pomaleji	Rychleji
Pořizovací cena	Vysoký	25-35% laseru
Provozní náklady	Nízký	Nízký
Údržba	Mírný	Mírný
Breakeven Time Frame	4-6 let	3-4 roky

 

Chcete-li učinit objektivní investiční rozhodnutí, existuje několik důležitých faktorů, které musíte zvážit:

 

√Typy surovin a štípané, plazmové a laserové stroje jsou velmi podobné, pokud jde o sortiment materiálu, a hlavní rozdíly jsou v rozsahu tloušťky řezu a kvalitě řezu. Oba mohou řezat všechny vodivé materiály, jako je měkká ocel, nerezová ocel, mosaz, měď a hliník. Pokud je většina vašeho materiálu menší než 10 mm a složité profily včetně trubek, může být nákladově-efektivnější investovat do vláknového laserového řezacího stroje a zadávat plazmové řezání.

 

√Kvalita řezu pokrývá několik důležitých prvků, jako je pravoúhlost, struska, hrana řezu, HAZ (Heat Affected Zone). U vláknového laseru je kvalita řezání velmi závislá na výkonu, rychlosti řezání, tlaku plynu a plynu a velikosti trysky. Obvyklé nastavení výkonu bude mít u vláknových laserů -bez úlomků, například 4 mm pro 2 kW lasery a 6 mm pro 6 km lasery. Níže je uveden krátký souhrn oblíbených problémů s kvalitou řezání:

 

● Pravoúhlost, vláknové lasery jsou schopny produkovat téměř čtvercový řez a lze je zařadit do ISO 1. Typické plazmové řezy mají obvykle mírně konkávní tvar na hraně řezu a jejich úhel úkosu je v rozsahu ISO 3-5.

●Struska je definována jako nežádoucí kovový odpad, který nebyl vymrštěn ze zářezu, který se tvoří na spodní straně řezu. Plazmový řezací stroj může dosáhnout dobré kvality řezné hrany, ale obsluha se musí rozhodnout, zda je prioritou kvalita řezu nebo řezná rychlost. Nízké řezání může mít za následek silnou strusku na spodní straně obrobku, zatímco příliš rychlé řezání může způsobit, že se kovové kuličky zarovnají na spodní straně řezu a je poměrně obtížné tyto kuličky odstranit.

●Hrana, plazmová řezačka může poskytnout hladší řezné hrany díky své větší velikosti bodu, ale samozřejmě také záleží na tom, jak operátor nastaví řezné parametry pro dosažení optimalizované kvality řezu.

●HAZ, to do značné míry závisí na výkonu stroje a rychlosti řezání a vláknové lasery i plazmové řezačky produkují HAZ. Ale normálně vláknový laser generuje menší HAZ.

 

 

√Tolerance řezu a kvalita otvoru, nazývá se také jako kvalita řezané součásti, zejména kvalita otvoru je často považována za měřítko přesnosti, která se posuzuje podle toho, jak válcovitý otvor může být. Stupeň přesnosti se často posuzuje podle šířky zářezu, čím širší zářez, tím hrubší přesnost. Zářez určuje, jak malou vnitřní konturu lze řezat, a mezitím tepelné zkreslení může změnit rozměr obrobku. Vláknový laser má vyšší toleranci ve srovnání s plazmovým řezačem.

 

√Náklady, vláknové lasery jsou obecně dražší než plazmové stroje, a to jak v počátečních pořizovacích nákladech, tak v provozních nákladech.

 

Stručně řečeno, laser je lepší volbou při řezání tenké měkké, nerezové oceli a hliníku o tloušťce mezi 0,5 mm a 10 mm a jeho vyšší přesnost, rychlost a schopnost řezat složité tvary jej činí žádanějším než plazmový stroj. V rozsahu 10-15mm je vláknový laser zcela srovnatelný s plazmovým strojem. Pro vysoce odolné desky, které jsou nad 15 mm, může být lepší volbou moderní CNC plazmový stroj.

 

Různé Ocelové Materiály Plazmovým řezáním

 

Vlastnosti plazmového řezání

 

Plazmový stroj začíná získávat velkou oblibu díky nižším investicím a srovnatelné kvalitě řezu, i když není tak dobrý jako laserový řezací stroj, který řeže tenčí kovové materiály, a má následující vlastnosti:

 

 

Plazma se proto často používá pro řezání tlustých kovů, jako je rychlé prototypování a umělecký design. Závěrem lze říci, že plazmové řezání je cenově dostupné řezání kovů (zejména nerezové oceli, hliníku a tlustých plechů) s nižší přesností ve srovnání s řezáním laserem a je velmi oblíbené pro výrobu těžkých konstrukcí, jako je stavba lodí a konstrukce.