Как производители металла могут оптимизировать качество плазменной резки

Oct 22, 2023

При плазменной резке различные комбинации газов по-разному реагируют на кромку разрезаемого металла и влияют на свариваемость поверхности. Выбор подходящей комбинации газов и силы тока для типа и толщины материала является ключом к обеспечению высококачественных сварных швов.

При использовании автоматизированной плазменной резки крайне важно обеспечить постоянную точную раскройку деталей с минимальной фаской и небольшим количеством окалины или вообще без нее. Автоматизированные системы плазменной резки могут производить точную резку деталей с использованием различных комбинаций газов, но именно то, что находится под поверхностью, повлияет на качество конечного продукта.

Различные комбинации газов по-разному реагируют на кромку разрезаемого металла и влияют на свариваемость поверхности. Выбор подходящей комбинации газов и силы тока для типа и толщины материала является ключом к обеспечению высококачественных сварных швов. Газы, которые можно использовать для автоматической плазменной резки, зависят от типа используемой горелки.

Недорогие автоматизированные системы плазменной резки оснащены одногазовыми горелками, предназначенными для резки всех типов металлов с использованием сжатого цехового воздуха. Этот тип плазменной системы стал чрезвычайно популярен среди производителей металла, выполняющих декоративные работы по металлу и относительно мелкосерийное производство листовой резки общего назначения.

Однако качество резки воздушной плазмой может быть ниже, чем требуется для работы. Например, поверхность стальной пластины, разрезанная воздухом, часто содержит большое количество растворенных нитридов. В цеховом воздухе примерно 78% азота и 21% кислорода. Когда GMAW наносится непосредственно на поверхность разреза, нитриды часто задерживаются внутри сварного шва по мере затвердевания металла — шлифовка поверхности кромки разреза перед сваркой устраняет эту проблему азотирования.

При резке алюминия воздушной плазмой поверхность разреза сильно окисляется и имеет очень зернистый вид. Перед сваркой поверхность разреза алюминия потребует шлифовки. Поверхность среза нержавеющей стали также сильно окисляется. Поверхность будет темно-серой и покрыта коркой из-за образования оксидов никеля. Такие поверхности невозможно сваривать без предварительной шлифовки.

Баллонные газы, такие как азот или азот/водород (95 % азота/5 % водорода), можно использовать с некоторыми одногазовыми системами горелок для обработки цветных металлов для улучшения качества поверхности резки. Однако требуемый общий расход для одногазовой плазменной горелки на 125 А составляет целых 550 кубических футов/час (CFH). Это приведет к увеличению затрат на газ, поскольку баллон емкостью 330 кубических футов в час опустеет за 36 минут.

Плазменные системы, оснащенные одногазовыми горелками, имеют значительно более короткий срок службы расходных материалов и более высокие эксплуатационные расходы, чем плазменные системы, оснащенные двухгазовыми горелками с жидкостным охлаждением. Воздушно-плазменные системы не оснащены долговечными технологиями.

Высокосерийные системы прецизионной плазменной резки оснащены двухгазовыми горелками с жидкостным охлаждением, сложными автоматическими системами подачи газа и возможностью выбора процесса. Таблицы резки, встроенные в ЧПУ, регулируют параметры резки и выбирают необходимые газы в зависимости от выбранного материала и толщины.

Кроме того, большинство этих систем оснащены технологией, которая увеличивает силу тока и расход газа в начале и конце каждого разреза. Это обеспечивает стабильную производительность резки и значительно продлевает срок службы расходных материалов. Без него качество резки резко меняется в течение срока службы комплекта расходных материалов.

Тип разрезаемого металла, толщина материала и свариваемость поверхности разреза, необходимые для определения рекомендуемых комбинаций газов.

Газовые комбинации. Плазменная, лазерная и газокислородная резка используют кислород для резки стали. Все три процесса оставляют на поверхности разреза очень тонкую пленку оксида железа. Эту пленку можно легко удалить абразивной обработкой. Однако если пленку не снять, краска, нанесенная на поверхность разреза, может просто отслоиться (см. рисунок 2).

Сила тока, Толщина. Выбор силы тока резки, соответствующей толщине материала, так же важен для получения отличных результатов плазменной резки, как и выбор подходящего газа (см. рисунки 1 и 3).