1. Khí làm việc
Khí làm việc và lưu lượng là thông số chính ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Hiện nay, việc sử dụng chung cắt plasma không khí chỉ là một trong nhiều loại khí làm việc. Nó được sử dụng rộng rãi vì chi phí sử dụng tương đối thấp. Hiệu quả thực sự còn thiếu. Khí làm việc bao gồm khí và khí phụ trợ. Một số thiết bị cũng yêu cầu khí khởi động hồ quang. Thông thường, công việc phù hợp được lựa chọn theo loại vật liệu cắt, độ dày và phương pháp cắt. khí. Khí không chỉ phải đảm bảo hình thành tia plasma mà còn phải đảm bảo loại bỏ kim loại nóng chảy và oxit trong vết cắt. Lưu lượng khí quá nhiều sẽ lấy đi nhiều nhiệt hồ quang hơn, làm cho chiều dài của tia ngắn hơn, dẫn đến giảm khả năng cắt và hồ quang không ổn định; lưu lượng khí quá nhỏ sẽ khiến hồ quang plasma mất độ thẳng và cắt. Độ sâu trở nên nông hơn và cũng dễ tạo ra xỉ; do đó, lưu lượng khí phải phù hợp với dòng điện cắt và tốc độ. Dòng điện máy cắt plasma chủ yếu dựa vào áp suất khí để kiểm soát lưu lượng, vì khi khẩu độ mỏ hàn cố định, áp suất khí cũng kiểm soát lưu lượng. Áp suất khí dùng để cắt một độ dày vật liệu nhất định thường được lựa chọn theo dữ liệu do khách hàng cung cấp. Nếu có các ứng dụng đặc biệt khác, áp suất khí cần được xác định bằng thử nghiệm cắt thực tế.
Các loại khí làm việc được sử dụng phổ biến nhất là: argon, nitơ, oxy, không khí, H35, khí hỗn hợp argon-nitơ, v.v.
A. Không khí chứa khoảng 78% nitơ theo thể tích, do đó xỉ hình thành khi cắt bằng khí rất giống với khi cắt bằng nitơ; không khí cũng chứa khoảng 21% oxy theo thể tích. Do có oxy nên không khí được sử dụng để cắt Tốc độ của vật liệu thép cacbon thấp cũng rất cao; Máy cắt plasma CNC đồng thời không khí cũng là khí làm việc tiết kiệm nhất. Tuy nhiên, khi chỉ sử dụng cắt bằng khí, sẽ có các vấn đề như xỉ treo, oxy hóa vết cắt, nitơ tăng lên, v.v. và tuổi thọ của điện cực và vòi phun thấp hơn cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc và chi phí cắt.
B. Oxy có thể làm tăng tốc độ cắt vật liệu thép mềm. Khi sử dụng oxy để cắt, chế độ cắt rất giống với cắt ngọn lửa. Hồ quang plasma nhiệt độ cao và năng lượng cao làm cho tốc độ cắt nhanh hơn, nhưng phải sử dụng điện cực chống oxy hóa ở nhiệt độ cao, đồng thời điện cực được bảo vệ chống va đập trong quá trình hồ quang để kéo dài tuổi thọ điện cực.
C. Hydro thường được sử dụng làm khí phụ trợ để trộn với các loại khí khác. Ví dụ, khí H35 nổi tiếng (phần thể tích hydro là 35%, phần còn lại là argon) là một trong những loại khí có khả năng cắt hồ quang plasma mạnh nhất, chủ yếu được hưởng lợi từ hydro. Vì hydro có thể làm tăng đáng kể điện áp hồ quang, nên tia plasma hydro có giá trị enthalpy cao. Khi trộn với argon, khả năng cắt tia plasma của nó được cải thiện rất nhiều. Nhìn chung, đối với vật liệu kim loại có độ dày hơn 70mm, argon + hydro thường được sử dụng làm khí cắt. Nếu sử dụng tia nước để nén thêm hồ quang plasma argon + hydro, cũng có thể đạt được hiệu suất cắt cao hơn.
D. Nitơ là khí làm việc thường được sử dụng. Trong điều kiện điện áp cung cấp điện cao hơn, hồ quang plasma nitơ có độ ổn định tốt hơn và năng lượng tia cao hơn argon, ngay cả khi cắt kim loại lỏng với vật liệu có độ nhớt cao như thép không gỉ và Trong trường hợp hợp kim gốc niken, lượng xỉ ở mép dưới của vết cắt cũng nhỏ. Nitơ có thể được sử dụng riêng hoặc trộn với các loại khí khác. Ví dụ, nitơ hoặc không khí thường được sử dụng làm khí làm việc trong quá trình cắt tự động. 2 loại khí này đã trở thành khí tiêu chuẩn để cắt thép cacbon tốc độ cao. Đôi khi nitơ cũng được sử dụng làm khí khởi động để cắt hồ quang plasma oxy.
E. Khí Argon hầu như không phản ứng với bất kỳ kim loại nào ở nhiệt độ cao và hồ quang plasma Argon rất ổn định. Hơn nữa, các vòi phun và điện cực được sử dụng có tuổi thọ cao. Tuy nhiên, điện áp của hồ quang plasma Argon thấp, giá trị enthalpy không cao và khả năng cắt bị hạn chế. So với cắt bằng khí, độ dày của vết cắt sẽ giảm khoảng 25%. Ngoài ra, trong môi trường bảo vệ bằng khí Argon, sức căng bề mặt của kim loại nóng chảy tương đối lớn, khoảng 30% cao hơn trong môi trường nitơ, do đó sẽ có nhiều vấn đề về xỉ treo hơn. Ngay cả khi cắt bằng hỗn hợp argon và các loại khí khác cũng có xu hướng bám vào xỉ. Do đó, hiện nay hiếm khi sử dụng argon nguyên chất để cắt plasma.
2. Tốc độ cắt Plasma
Ngoài ảnh hưởng của khí làm việc đến chất lượng cắt, ảnh hưởng của tốc độ cắt đến chất lượng gia công của máy cắt plasma CNC cũng rất quan trọng. Tốc độ cắt: Phạm vi tốc độ cắt tối ưu có thể được lựa chọn theo mô tả thiết bị hoặc xác định bằng thực nghiệm. Do độ dày của vật liệu, các vật liệu khác nhau, điểm nóng chảy, độ dẫn nhiệt và sức căng bề mặt sau khi nóng chảy, tốc độ cắt cũng tương ứng. Đa dạng. Hiệu suất chính:
A. Tăng tốc độ cắt vừa phải có thể cải thiện chất lượng vết cắt, nghĩa là vết cắt hẹp hơn một chút, bề mặt cắt mịn hơn và có thể giảm biến dạng.
B. Tốc độ cắt quá nhanh khiến năng lượng tuyến tính của quá trình cắt thấp hơn giá trị yêu cầu. Tia trong khe không thể thổi bay nhanh chóng chất nóng chảy cắt ngay lập tức để tạo thành lực cản kéo theo lớn. suy giảm.
C. Khi tốc độ cắt quá thấp, vì vị trí cắt là cực dương của hồ quang plasma, để duy trì sự ổn định của bản thân hồ quang, điểm CNC tất yếu phải tìm dòng điện dẫn gần khe hở gần nhất với hồ quang và sẽ Hướng xuyên tâm của tia truyền nhiều nhiệt hơn, khiến vết cắt được mở rộng. Vật liệu nóng chảy ở cả hai bên vết cắt tụ lại và đông đặc ở mép dưới, tạo thành xỉ không dễ vệ sinh, mép trên của vết cắt được nung nóng và nóng chảy tạo thành góc bo tròn.
D. Khi tốc độ cực thấp, hồ quang thậm chí sẽ bị dập tắt do vết cắt quá rộng. Điều này cho thấy chất lượng cắt tốt và tốc độ cắt không thể tách rời.
3. Dòng cắt Plasma
Dòng điện cắt là một thông số quan trọng của quy trình cắt, quyết định trực tiếp đến độ dày và tốc độ cắt, tức là khả năng cắt, ảnh hưởng đến việc sử dụng máy cắt plasma đúng cách để cắt nhanh chất lượng cao, các thông số của quy trình cắt phải được hiểu sâu sắc và nắm vững.
A. Khi cường độ dòng điện cắt tăng, năng lượng hồ quang tăng, khả năng cắt tăng và tốc độ cắt cũng tăng theo.
B. Khi cường độ dòng điện cắt tăng, đường kính hồ quang tăng, hồ quang dày hơn, làm cho vết cắt rộng hơn.
C. Dòng điện cắt quá lớn làm tăng tải nhiệt của vòi phun, vòi phun bị hỏng sớm, chất lượng cắt tự nhiên giảm sút, thậm chí không thể thực hiện cắt bình thường.
Khi chọn nguồn điện trước khi cắt plasma, bạn không thể chọn nguồn điện quá lớn hoặc quá nhỏ. Đối với nguồn điện quá lớn, việc cân nhắc đến chi phí cắt là lãng phí, vì dòng điện lớn như vậy hoàn toàn không thể sử dụng được. Ngoài ra, vì tiết kiệm ngân sách chi phí cắt, khi chọn nguồn điện plasma, lựa chọn dòng điện quá nhỏ, khiến nó không thể đáp ứng được yêu cầu cắt của chính nó trong quá trình cắt thực tế, điều này gây hại rất lớn cho chính máy cắt CNC. Gabortech nhắc nhở bạn chọn dòng điện cắt và vòi phun tương ứng theo độ dày của vật liệu.
4. Chiều cao vòi phun
Vòi phun h8 là khoảng cách giữa mặt đầu vòi phun và bề mặt cắt, tạo nên một phần của toàn bộ chiều dài hồ quang. Cắt hồ quang plasma thường sử dụng nguồn điện bên ngoài dòng điện không đổi hoặc giảm mạnh. Sau khi vòi phun h8 tăng, dòng điện thay đổi ít, nhưng sẽ làm tăng chiều dài hồ quang và làm tăng điện áp hồ quang, do đó làm tăng công suất hồ quang; nhưng đồng thời Khi chiều dài hồ quang tiếp xúc với môi trường tăng lên, năng lượng bị mất bởi cột hồ quang cũng tăng lên.
Trong trường hợp tác động kết hợp của 2 yếu tố, vai trò của yếu tố trước thường bị yếu tố sau triệt tiêu hoàn toàn, nhưng năng lượng cắt hiệu quả sẽ giảm, dẫn đến giảm khả năng cắt. Thường cho thấy lực thổi của tia cắt yếu đi, xỉ còn lại ở phần dưới của vết cắt tăng lên, cạnh trên nóng chảy quá mức tạo ra các góc bo tròn. Ngoài ra, xét đến hình dạng của tia plasma, đường kính của tia sẽ mở rộng ra ngoài sau khi rời khỏi miệng mỏ hàn và việc tăng h8 của vòi phun chắc chắn sẽ làm tăng chiều rộng của vết cắt. Do đó, việc cải thiện tốc độ cắt và chất lượng cắt bằng cách chọn vòi phun h8 càng nhỏ càng tốt sẽ có lợi. Tuy nhiên, khi vòi phun h8 quá thấp, có thể gây ra hiện tượng hồ quang kép. Sử dụng vòi phun ngoài bằng gốm có thể đặt h8 của vòi phun về, tức là mặt cuối của vòi phun tiếp xúc trực tiếp với bề mặt cần cắt và có thể đạt được hiệu quả tốt.
5. Công suất hồ quang
Để có được hồ quang cắt plasma có độ nén cao, vòi cắt sử dụng lỗ vòi nhỏ hơn, chiều dài lỗ dài hơn và tăng cường hiệu ứng làm mát, có thể làm tăng dòng điện chạy qua mặt cắt hiệu dụng của vòi, tức là mật độ công suất của hồ quang tăng lên. Nhưng đồng thời, nén cũng làm tăng tổn thất công suất của hồ quang. Do đó, năng lượng hiệu dụng thực tế được sử dụng để cắt nhỏ hơn công suất đầu ra của nguồn điện. Tỷ lệ tổn thất thường nằm trong khoảng từ 25% đến 50%. Một số phương pháp như cắt hồ quang plasma nén nước Tỷ lệ tổn thất năng lượng sẽ lớn hơn, vấn đề này cần được cân nhắc khi thực hiện thiết kế thông số quy trình cắt hoặc tính toán kinh tế chi phí cắt.
Độ dày của tấm kim loại được sử dụng trong công nghiệp chủ yếu là dưới 50mm. Cắt bằng hồ quang plasma thông thường trong phạm vi độ dày này thường dẫn đến các vết cắt lớn và nhỏ, và cạnh trên của vết cắt cũng sẽ làm giảm độ chính xác của kích thước vết cắt và Tăng lượng xử lý tiếp theo. Khi sử dụng hồ quang plasma oxy và nitơ để cắt thép cacbon, nhôm và thép không gỉ, khi độ dày của tấm nằm trong phạm vi 10 ~ 25mm, thông thường vật liệu càng dày thì độ vuông góc của cạnh cuối càng tốt và sai số góc của cạnh cắt là 1 độ ~ 4 độ. Khi độ dày của tấm nhỏ hơn 1mm, khi độ dày của tấm giảm, sai số góc rạch tăng từ 3 ° ~ 4 ° đến 15 ° ~ 25 °.
Người ta thường cho rằng nguyên nhân của hiện tượng này là do mất cân bằng nhiệt lượng đầu vào của tia plasma trên bề mặt cắt, tức là năng lượng của hồ quang plasma được giải phóng nhiều hơn ở phần trên của vết cắt so với phần dưới. Sự mất cân bằng năng lượng giải phóng này có liên quan chặt chẽ đến nhiều thông số quy trình, chẳng hạn như mức độ nén hồ quang plasma, tốc độ cắt và khoảng cách giữa vòi phun và phôi. Việc tăng độ nén của hồ quang có thể kéo dài tia plasma nhiệt độ cao để tạo thành vùng nhiệt độ cao đồng đều hơn, đồng thời tăng vận tốc của tia, có thể làm giảm chênh lệch chiều rộng giữa các vết cắt trên và dưới. Tuy nhiên, việc nén quá mức các vòi phun thông thường thường dẫn đến hồ quang kép, không chỉ tiêu thụ điện cực và vòi phun, khiến quá trình không thể thực hiện được mà còn làm giảm chất lượng của vết cắt. Ngoài ra, tốc độ quá cao và vòi phun h8 quá cao sẽ làm tăng chênh lệch giữa chiều rộng trên và dưới của vết cắt.
