ในบทความนี้ เราจะพูดถึงปัจจัยที่สำคัญที่สุดซึ่งส่งผลต่อคุณภาพการตัดพลาสม่า
แก๊สปานกลาง
ก๊าซนี้ใช้สำหรับกระบวนการตัด กระบวนการอาจใช้ก๊าซมากกว่าหนึ่งชนิด เช่น ก๊าซปฐมภูมิและก๊าซทุติยภูมิ ปัจจุบัน อากาศถูกใช้เป็นก๊าซตัวกลางอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีต้นทุนค่อนข้างต่ำ อุปกรณ์บางชนิดยังต้องการก๊าซจุดประกายไฟฟ้าด้วย กระบวนการจริงที่เลือกใช้สำหรับงานจะขึ้นอยู่กับวัสดุและความหนาของชิ้นงาน และวิธีการตัดที่ใช้
ก๊าซตัวกลางใช้ในการสร้างเจ็ทพลาสมาและกำจัดโลหะหลอมเหลวและออกไซด์ที่เกิดขึ้นในกระบวนการตัด การไหลของก๊าซมากเกินไปจะดึงความร้อนจากอาร์กออกไปมากขึ้น ทำให้ความยาวของเจ็ทสั้นลง ส่งผลให้ความสามารถในการตัดลดลงและอาร์กไม่เสถียร การไหลของก๊าซที่น้อยเกินไปจะทำให้อาร์กพลาสมาสูญเสียความตรงและความแข็งแรงในการตัด ทำให้ตัดได้ตื้นขึ้นและมีแนวโน้มที่จะผลิตตะกรันมากขึ้น ดังนั้นการไหลของก๊าซจะต้องสอดคล้องกับกระแสการตัดและความเร็ว เครื่องตัดอาร์กพลาสมาส่วนใหญ่ใช้แรงดันก๊าซเพื่อควบคุมอัตราการไหล เนื่องจากเมื่อช่องคบเพลิงคงที่ แรงดันก๊าซจะควบคุมอัตราการไหลด้วย แรงดันก๊าซที่ใช้ในการตัดวัสดุที่มีความหนาตามที่กำหนดมักจะถูกเลือกตามข้อกำหนดความต้องการของลูกค้า สำหรับการใช้งานพิเศษบางอย่าง ต้องทำการทดสอบเพื่อกำหนดแรงดันก๊าซ ก๊าซที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ อาร์กอน ไนโตรเจน ออกซิเจน อากาศ H35 และก๊าซผสมอาร์กอน-ไนโตรเจน
A: อากาศมีไนโตรเจนประมาณ 78% ในแง่ของปริมาตร การตัดด้วยอากาศจะสร้างตะกรันชนิดหนึ่งที่คล้ายกับการตัดด้วยไนโตรเจนมาก อากาศยังมีออกซิเจนประมาณ 21% การมีออกซิเจนอยู่สามารถทำให้กระบวนการตัดเร็วขึ้นได้ การตัดวัสดุเหล็กคาร์บอนต่ำสามารถทำได้ด้วยความเร็วสูง นอกจากนี้ อากาศยังเป็นทรัพยากรที่เข้าถึงได้ง่ายและมีต้นทุนน้อยกว่า ข้อเท็จจริงเหล่านี้ทำให้ก๊าซอากาศเป็นสื่อกลางที่นำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ตาม การใช้เฉพาะอากาศในการตัดมีข้อเสีย เช่น ตะกรัน ออกซิเดชันของการตัด และไนโตรเจนเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ อายุการใช้งานที่ลดลงของอิเล็กโทรดและหัวฉีดอาจส่งผลกระทบเชิงลบต่อผลผลิตและทำให้ต้นทุนสูงขึ้น
B. ออกซิเจนสามารถเพิ่มความเร็วในการตัดวัสดุเหล็กอ่อนได้ ในแง่นี้ การใช้ออกซิเจนในการตัดนั้นคล้ายกับการตัดด้วยเปลวไฟมาก อาร์กพลาสม่าที่มีอุณหภูมิสูงและพลังงานสูงทำให้กระบวนการตัดเร็วขึ้น อย่างไรก็ตาม เพื่อยืดอายุการใช้งานของอิเล็กโทรด กระบวนการนี้จะต้องดำเนินการด้วยอิเล็กโทรดที่ทนต่อการออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง และได้รับการปกป้องจากแรงกระแทกระหว่างการอาร์ก
C. ไฮโดรเจนมักใช้เป็นก๊าซเสริมเพื่อผสมกับก๊าซอื่นๆ ตัวอย่างเช่น ก๊าซ H35 ที่รู้จักกันดี ซึ่งเป็นส่วนผสมของไฮโดรเจน 35% และอาร์กอน 65% เป็นหนึ่งในก๊าซที่มีความแข็งแรงในการตัดพลาสม่าอาร์กสูงเนื่องจากมีไฮโดรเจนอยู่ ไฮโดรเจนสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของอาร์กได้อย่างมาก ดังนั้นเจ็ทพลาสม่าไฮโดรเจนจึงมีค่าเอนทัลปีสูง เมื่อผสมกับอาร์กอน ความแข็งแรงในการตัดพลาสม่าเจ็ทจะดีขึ้นอย่างมาก โดยทั่วไป สำหรับวัสดุโลหะที่มีความหนามากกว่า 70 มม. มักใช้อาร์กอน + ไฮโดรเจนเป็นก๊าซ หากใช้เจ็ทน้ำเพื่ออัดอาร์กอน + ไฮโดรเจนพลาสม่าอาร์กให้แน่นขึ้น ก็จะสามารถบรรลุประสิทธิภาพการตัดที่สูงขึ้นได้เช่นกัน
D. ไนโตรเจนเป็นก๊าซที่ใช้กันทั่วไป ไนโตรเจนเป็นก๊าซที่เสถียรกว่าและมีพลังงานไอพ่นสูงกว่าอาร์กอนเมื่อตัดโลหะเหลวด้วยวัสดุที่มีความหนืดสูง เช่น สเตนเลส สำหรับการตัดโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบ ปริมาณตะกรันที่เกิดขึ้นที่ขอบล่างของการตัดก็มีน้อยเช่นกัน ไนโตรเจนสามารถใช้เพียงอย่างเดียวหรือผสมกับก๊าซอื่นๆ ได้ ตัวอย่างเช่น ไนโตรเจนและอากาศมักใช้เป็นก๊าซตัวกลางในกระบวนการตัดอัตโนมัติ ก๊าซทั้งสองชนิดนี้ได้กลายเป็นตัวเลือกที่แนะนำสำหรับการตัดเหล็กกล้าคาร์บอนด้วยความเร็วสูง บางครั้งไนโตรเจนยังใช้เป็นก๊าซเริ่มต้นสำหรับการตัดด้วยออกซิเจนด้วย
ก๊าซอาร์กอนแทบจะไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะใดๆ ที่อุณหภูมิสูง และอาร์กอนพลาสม่าอาร์กอนมีความเสถียรมาก นอกจากนี้ หัวฉีดและอิเล็กโทรดที่ใช้ยังมีอายุการใช้งานยาวนาน อย่างไรก็ตาม แรงดันไฟฟ้าของอาร์กอนพลาสม่าอาร์กอนต่ำ ค่าเอนทัลปีไม่สูง และความแข็งแรงในการตัดมีจำกัด เมื่อเปรียบเทียบกับการตัดด้วยอากาศ ความหนาของการตัดจะลดลงประมาณ 25% นอกจากนี้ ในสภาพแวดล้อมการป้องกันก๊าซอาร์กอน แรงตึงผิวของโลหะหลอมเหลวค่อนข้างมาก ซึ่งสูงกว่าในสภาพแวดล้อมไนโตรเจนประมาณ 30% ดังนั้นจึงจะเกิดตะกรันมากขึ้น แม้แต่การตัดด้วยส่วนผสมของอาร์กอนและก๊าซอื่นๆ ก็มีโอกาสเกิดตะกรันได้ ดังนั้น จึงไม่ค่อยใช้อาร์กอนบริสุทธิ์เพียงอย่างเดียวในการตัดพลาสม่า
ความเร็วในการตัด
ความเร็วในการตัดถือเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกเครื่องตัดพลาสม่า ระบบตัดพลาสม่าแต่ละระบบมีช่วงความเร็วที่ออกแบบไว้ ผู้ใช้สามารถปรับความเร็วได้ตามคำแนะนำของผลิตภัณฑ์หรือโดยการทดสอบ โดยทั่วไป ความเร็วสามารถกำหนดได้ตามปัจจัยต่างๆ เช่น ความหนา วัสดุ จุดหลอมเหลว การนำความร้อน และแรงตึงผิวหลังจากหลอมชิ้นงาน
การเพิ่มความเร็วในการตัดในระดับปานกลางสามารถปรับปรุงคุณภาพการตัดได้ ทำให้การตัดแคบลงเล็กน้อยและพื้นผิวการตัดเรียบเนียนขึ้น ช่วยลดโอกาสเกิดการเสียรูป
หากความเร็วในการตัดสูงเกินไป พลังงานเชิงเส้นของการตัดอาจต่ำกว่าพลังงานที่ต้องการ เจ็ทในรอยแยกไม่สามารถพัดเอาของเหลวหลอมละลายออกไปได้อย่างรวดเร็วในทันที ดังนั้นจึงเกิดการลากตามจำนวนมาก
หากความเร็วในการตัดต่ำเกินไป จะเกิดความร้อนสูงเกินไป ขั้วบวกของอาร์คพลาสม่าเป็นจุดที่เกิดการตัด ดังนั้น เพื่อรักษาเสถียรภาพของอาร์ค จุด CNC จึงหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะเปลี่ยนเป็นกระแสการนำไฟฟ้าใกล้กับช่องที่ใกล้กับอาร์คมากที่สุด ด้วยวิธีนี้ เจ็ทจะส่งความร้อนในแนวรัศมีมากขึ้น ในกรณีนี้ แผลจะถูกขยายออก วัสดุที่หลอมละลายทั้งสองด้านของแผลจะรวมตัวกันและแข็งตัวตามขอบล่าง ก่อตัวเป็นตะกรันที่ทำความสะอาดได้ยาก และขอบบนของแผลจะถูกทำให้ร้อนและหลอมละลายจนเกิดมุมโค้งมน
เมื่อความเร็วต่ำมาก อาร์คจะดับลงเนื่องจากการตัดที่กว้างเกินไป
ปัจจุบัน
กระแสไฟฟ้า (แอมแปร์) กำหนดความหนาและความเร็วในการตัด ดังนั้น กระแสไฟฟ้าจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการตัดอย่างรวดเร็วและมีคุณภาพสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระแสไฟฟ้าจะส่งผลต่อด้านต่างๆ เหล่านี้:
- ด้วยกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น ระบบจะสร้างพลังงานส่วนโค้งที่สูงขึ้น ความแข็งแรงในการตัดที่สูงขึ้น และความเร็วในการตัดที่สูงขึ้น
- ด้วยกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น ระบบจะสร้างส่วนโค้งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่ขึ้น ทำให้ตัดได้หนาขึ้น
- อย่างไรก็ตาม กระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปจะทำให้เกิดภาระความร้อนผิดปกติต่อหัวฉีด ส่งผลให้หัวฉีดมีอายุการใช้งานสั้นลงและส่งผลเสียต่อคุณภาพการตัด
แหล่งจ่ายไฟสำหรับระบบตัดพลาสม่าของคุณจะต้องตรงกับกระแสไฟที่วางแผนไว้สำหรับการตัด กระแสไฟที่มากเกินพออาจทำให้เกิดต้นทุนที่ไม่จำเป็น อย่างไรก็ตาม กระแสไฟที่น้อยเกินไปอาจไม่เพียงส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการตัดเท่านั้น แต่ยังอาจสร้างความเสียหายให้กับระบบการตัดได้อีกด้วย
ความสูงของหัวฉีด
ความสูงของหัวฉีดหมายถึงระยะห่างระหว่างปลายหน้าของหัวฉีดกับชิ้นงาน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความยาวส่วนโค้งทั้งหมด การตัดด้วยส่วนโค้งพลาสม่าโดยทั่วไปจะใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอกแบบกระแสคงที่หรือแบบแรงดันตกชัน
ผลของความสูงที่มากขึ้น:
เมื่อความสูงของหัวฉีดเพิ่มขึ้น กระแสไฟจะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ความยาวของส่วนโค้งที่เพิ่มขึ้นทำให้แรงดันไฟฟ้าของส่วนโค้งเพิ่มขึ้น และทำให้กำลังของส่วนโค้งเพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกัน ส่วนโค้งที่ยาวขึ้นจะส่งผลให้สัมผัสกับสภาพแวดล้อมมากขึ้น และส่งผลให้สูญเสียพลังงานมากขึ้น การสูญเสียพลังงานนี้จะลดพลังงานการตัดที่มีประสิทธิภาพอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ส่งผลให้ความแข็งแรงในการตัดลดลง ในกรณีนี้ เนื่องจากแรงเป่าของเจ็ทตัดอ่อนลง คุณอาจพบตะกรันที่เหลือมากขึ้นที่ขอบล่างของการตัด และขอบบนจะหลอมละลายมากเกินไปจนเกิดมุมโค้งมน นอกจากนี้ เมื่อพิจารณาถึงรูปร่างของเจ็ทพลาสม่า เส้นผ่านศูนย์กลางของเจ็ทจะขยายออกด้านนอกหลังจากออกจากปากคบเพลิง และความสูงของหัวฉีดที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ความกว้างของการตัดเพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้น เพื่อปรับปรุงความเร็วในการตัดและคุณภาพการตัด ผู้ใช้มักจะเลือกความสูงของหัวฉีดให้เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
ผลกระทบจากความสูงที่น้อยลง
อย่างไรก็ตาม หากความสูงของหัวฉีดต่ำเกินไป อาจทำให้เกิดปรากฏการณ์อาร์กคู่ได้ เมื่อใช้หัวฉีดเซรามิกด้านนอก คุณสามารถตั้งความสูงของหัวฉีดให้เป็นศูนย์ได้ นั่นคือ หน้าปลายของหัวฉีดจะสัมผัสกับชิ้นงานโดยตรง และให้การตัดที่มีคุณภาพสูง
พลังอาร์ค
ในการสร้างอาร์คพลาสม่าที่มีการบีบอัดสูง หัวฉีดจะใช้รูรับแสงของหัวฉีดที่เล็กกว่าและความยาวรูที่ยาวกว่า และเพิ่มเอฟเฟกต์การระบายความร้อน ซึ่งจะทำให้กระแสไฟที่ผ่านหน้าตัดที่มีประสิทธิภาพของหัวฉีดเพิ่มขึ้น ทำให้ความหนาแน่นของพลังงานของอาร์คเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม การบีบอัดที่สูงขึ้นยังทำให้การสูญเสียพลังงานของอาร์คเพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้น พลังงานที่มีประสิทธิภาพที่ใช้ในการตัดจึงน้อยกว่าพลังงานที่จ่ายโดยแหล่งจ่ายไฟ อัตราการสูญเสียโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 25% ถึง 50% สำหรับวิธีการบางอย่าง เช่น อาร์คพลาสม่าแบบบีบอัดน้ำ อัตราการสูญเสียพลังงานจะสูงขึ้น นอกจากนี้ คุณยังต้องพิจารณาสิ่งนี้เมื่อออกแบบกระบวนการตัดและวางแผนต้นทุนของคุณ
ในงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ การตัดด้วยพลาสม่าจะใช้ตัดแผ่นโลหะที่มีความหนาต่ำกว่า 50 มม. การตัดด้วยพลาสม่าอาร์คแบบธรรมดาในช่วงความหนานี้ มักส่งผลให้ขนาดการตัดเบี่ยงเบนไปตามขอบด้านบนของการตัด ดังนั้นจึงเพิ่มปริมาณการประมวลผลเพิ่มเติมที่จำเป็น เมื่อใช้พลาสม่าอาร์คออกซิเจนและไนโตรเจนในการตัดเหล็กกล้าคาร์บอน อลูมิเนียม และสแตนเลส หากความหนาของแผ่นอยู่ในช่วง 10 ~ 25 มม. โดยทั่วไป ยิ่งวัสดุหนาขึ้นเท่าใด ความตั้งฉากของขอบปลายก็จะดีขึ้นเท่านั้น ความคลาดเคลื่อนของมุมของขอบตัดคือ 1-4 ° หากความหนาของแผ่นน้อยกว่า 1 มม. เมื่อความหนาของแผ่นลดลง ความเบี่ยงเบนของมุมการตัดจะเพิ่มขึ้นจาก 3 ° – 4 ° เป็น 15 ° – 25 °
โดยทั่วไปเชื่อกันว่าพลังงานของพลาสม่าอาร์คจะถูกปล่อยออกมาที่ส่วนบนของการตัดมากกว่าส่วนล่าง ความไม่สมดุลของการปล่อยพลังงานนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับพารามิเตอร์กระบวนการต่างๆ เช่น ระดับการบีบอัดของพลาสม่าอาร์ค ความเร็วในการตัด และระยะห่างระหว่างหัวฉีดและชิ้นงาน การเพิ่มการบีบอัดของพลาสม่าอาร์คสามารถขยายเจ็ทพลาสม่าอุณหภูมิสูงเพื่อสร้างพื้นที่อุณหภูมิสูงที่สม่ำเสมอมากขึ้น และในเวลาเดียวกันก็เพิ่มความเร็วของเจ็ท ซึ่งสามารถลดความแตกต่างของความกว้างระหว่างการตัดบนและล่างได้ อย่างไรก็ตาม การบีบอัดที่มากเกินไปของหัวฉีดแบบเดิมมักส่งผลให้เกิดการอาร์คสองครั้ง ซึ่งไม่เพียงแต่ใช้ขั้วไฟฟ้าและหัวฉีด ทำให้กระบวนการนี้เป็นไปไม่ได้ แต่ยังส่งผลให้คุณภาพของการตัดลดลงอีกด้วย นอกจากนี้ ความเร็วสูงเกินไปและความสูงของหัวฉีดที่สูงเกินไปจะเพิ่มความแตกต่างระหว่างความกว้างด้านบนและด้านล่างของการตัด
ที่มาจาก สไตล์ซีเอ็นซี
ข้อสงวนสิทธิ์: ข้อมูลที่ระบุไว้ข้างต้นจัดทำโดย Stylecnc ซึ่งเป็นอิสระจาก Cooig.com Cooig.com ไม่รับรองหรือรับประกันคุณภาพและความน่าเชื่อถือของผู้ขายและผลิตภัณฑ์
