Κοπή μετάλλων με πλάσμα. Εξοπλισμός επεξεργασίας μετάλλων

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η κοπή πλάσματος χρησιμοποιείται στην επεξεργασία αγώγιμων μετάλλων. Το υπό επεξεργασία υλικό λαμβάνει ενέργεια από μια πηγή ρεύματος μέσω ιονισμένου αερίου. Το τυπικό σύστημα περιλαμβάνει μια πηγή ρεύματος, ένα κύκλωμα ανάφλεξης και ένα φακό που παρέχουν την ισχύ, τον ιονισμό και τον έλεγχο που απαιτούνται για ποιοτική, υψηλής απόδοσης κοπή σε μια ποικιλία μετάλλων.

Η έξοδος συνεχούς ρεύματος καθορίζει το πάχος και την ταχύτητα κοπής του υλικού και διατηρεί το τόξο.

Το κύκλωμα ανάφλεξης είναι κατασκευασμένο με τη μορφή γεννήτριας εναλλασσόμενης τάσης υψηλής συχνότητας 5-10 χιλιάδων V με συχνότητα 2 MHz, η οποία δημιουργεί ένα τόξο υψηλής έντασης που ιονίζει το αέριο σε κατάσταση πλάσματος.

Ο φακός είναι βάση για αναλώσιμα - ακροφύσιο και ηλεκτρόδιο - και παρέχει ψύξη αυτών των εξαρτημάτων με αέριο ή νερό. Το ακροφύσιο και το ηλεκτρόδιο συμπιέζονται και υποστηρίζουν τον ιονισμένο πίδακα.

Τα χειροκίνητα και τα μηχανοποιημένα συστήματα εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς και απαιτούν διαφορετικό εξοπλισμό. Μόνο ο χρήστης μπορεί να καθορίσει ποιο είναι το καλύτερο για τις ανάγκες του.

Η κοπή μετάλλων με πλάσμα είναι θερμικήμια διαδικασία κατά την οποία μια δέσμη ιονισμένου αερίου θερμαίνει ένα ηλεκτρικά αγώγιμο μέταλλο σε θερμοκρασία πάνω από το σημείο τήξης του και αφαιρεί το λιωμένο μέταλλο μέσω μιας διάτρητης οπής. Ένα ηλεκτρικό τόξο εμφανίζεται μεταξύ του ηλεκτροδίου στον καυστήρα, στο οποίο εφαρμόζεται αρνητικό δυναμικό, και του τεμαχίου με θετικό δυναμικό, και το υλικό κόβεται από μια ροή ιονισμένου αερίου υπό πίεση σε θερμοκρασία 770 έως 1400 °C. Ένας πίδακας πλάσματος (ιονισμένο αέριο) συγκεντρώνεται και κατευθύνεται μέσω ενός ακροφυσίου, όπου συμπυκνώνεται και καθίσταται ικανός να λιώσει και να κόψει μια μεγάλη ποικιλία μετάλλων. Αυτή είναι η βασική διαδικασία τόσο για χειροκίνητη όσο και για μηχανοποιημένη κοπή πλάσματος.

Χέρι κοπή

Η χειροκίνητη κοπή μετάλλου με πλάσμα γίνεται χρησιμοποιώντας αρκετά μικρές συσκευές με φακό πλάσματος. Είναι ευέλικτα, ευέλικτα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτέλεση διαφόρων εργασιών. Οι δυνατότητές τους εξαρτώνται από την τρέχουσα αντοχή του συστήματος κοπής. Οι ρυθμίσεις χειροκίνητης κοπής κυμαίνονται από 7-25 A έως 30-100 A. Ορισμένες συσκευές, ωστόσο, μπορούν να παράγουν έως και 200 αμπέρ, αλλά δεν χρησιμοποιούνται ευρέως. Στα χειροκίνητα συστήματα, ο αέρας διεργασίας χρησιμοποιείται συνήθως ως πλάσμα και αέριο θωράκισης. Είναι σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν με διάφορες τάσεις εισόδου, οι οποίες μπορεί να ποικίλλουν από 120 έως 600 V, και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε μονοφασικά ή τριφασικά δίκτυα.

Το χειροκίνητο πλάσμα κοπής μετάλλων χρησιμοποιείται συνήθως σε εργαστήρια επεξεργασίας λεπτώνυλικά, υπηρεσίες συντήρησης εργοστασίων, συνεργεία επισκευής, σημεία συλλογής παλιοσίδερων, σε εργασίες κατασκευής και εγκατάστασης, σε ναυπηγικές εργασίες, συνεργεία αυτοκινήτων και εργαστήρια τέχνης. Κατά κανόνα, χρησιμοποιείται για να κόψει την περίσσεια. Ένας τυπικός κόφτης πλάσματος 12 amp κόβει μέγιστο μέταλλο 5 mm με ρυθμό περίπου 40 mm ανά λεπτό. Τα 100 amp κόβουν στρώματα 70 mm έως και 500 mm/min.

Κατά κανόνα, το χειροκίνητο σύστημα επιλέγεται ανάλογα με το πάχος του υλικού και την επιθυμητή ταχύτητα επεξεργασίας. Μια συσκευή που παρέχει υψηλό ρεύμα είναι πιο γρήγορη. Ωστόσο, όταν κόβετε με υψηλό ρεύμα, γίνεται πιο δύσκολος ο έλεγχος της ποιότητας της εργασίας.

Μηχανική

Η μηχανική κοπή πλάσματος πραγματοποιείται σε μηχανήματα που είναι συνήθως πολύ μεγαλύτερα από τα χειροκίνητα και χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τραπέζια κοπής, συμπεριλαμβανομένων εκείνων με λουτρό νερού ή με πλατφόρμα εξοπλισμένη με διάφορους κινητήρες και κινητήρες. Επιπλέον, τα μηχανοποιημένα συστήματα είναι εξοπλισμένα με έλεγχο ύψους CNC και κεφαλής κοπής, ο οποίος μπορεί να περιλαμβάνει προρύθμιση ύψους φακού και έλεγχο τάσης. Τα μηχανοποιημένα συστήματα κοπής πλάσματος μπορούν να εγκατασταθούν σε άλλο εξοπλισμό επεξεργασίας μετάλλων, όπως πρέσες σφράγισης, κόφτες λέιζερ ή ρομποτικά συστήματα. Το μέγεθος της μηχανοποιημένης διαμόρφωσης εξαρτάται από το μέγεθος του τραπεζιού και την πλατφόρμα που χρησιμοποιείται. Το πριόνι πάνελ μπορεί να είναι μικρότερο από 1200x2400 mm και μεγαλύτερο από 1400x3600mm. Τέτοια συστήματα δεν είναι πολύ κινητά, επομένως πριν την εγκατάσταση, θα πρέπει να λάβετε υπόψη όλα τα στοιχεία τους, καθώς και τη θέση τους.

Απαιτήσεις ισχύος

Τα τυπικά τροφοδοτικά έχουν μέγιστο εύρος ρεύματος από 100 έως 400 A για κοπή με οξυγόνο και 100 έως 600 A για κοπή με άζωτο. Πολλά συστήματα λειτουργούν στο χαμηλότερο εύρος, όπως 15 έως 50 αμπέρ. Υπάρχουν συστήματα κοπής αζώτου με ρεύματα 1000 αμπέρ και άνω, αλλά είναι σπάνια. Η τάση εισόδου για τα μηχανοποιημένα συστήματα πλάσματος είναι 200-600 V τριφασική.

Απαιτήσεις αερίου

Μείγματα πεπιεσμένου αέρα, οξυγόνου, αζώτου και αργού/υδρογόνου χρησιμοποιούνται συνήθως για την κοπή μαλακού χάλυβα, ανοξείδωτου χάλυβα, αλουμινίου και διαφόρων εξωτικών υλικών. Οι συνδυασμοί τους χρησιμεύουν ως πλάσμα και βοηθητικά αέρια. Για παράδειγμα, όταν κόβετε μαλακό χάλυβα, το αρχικό αέριο είναι συχνά άζωτο, το πλάσμα είναι οξυγόνο και ο πεπιεσμένος αέρας χρησιμοποιείται ως βοηθητικό.

Το οξυγόνο χρησιμοποιείται για μαλακό ανθρακούχο χάλυβα επειδή παράγει υψηλής ποιότητας κοπές σε υλικό πάχους έως 70 mm. Το οξυγόνο μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως αέριο πλάσματος για ανοξείδωτο χάλυβα και αλουμίνιο, αλλά το αποτέλεσμα δεν είναι απολύτως ακριβές. Το άζωτο χρησιμεύει ως αέριο πλάσματος και υποβοήθησης καθώς παρέχει εξαιρετική απόδοση κοπής σε σχεδόν κάθε τύπο μετάλλου. Χρησιμοποιείται σε υψηλά ρεύματα και επιτρέπει την επεξεργασία λαμαρίνας πάχους έως 75 mm και ως βοηθητικό αέριο για άζωτο και αργό-υδρογόνο πλάσμα.

Ο πεπιεσμένος αέρας είναι το πιο κοινό αέριο τόσο για το πλάσμα όσο και για τα βοηθητικά αέρια. Όταν εκτελείται κοπή λαμαρίνας με χαμηλό ρεύμα πάχους έως 25 mm, αφήνει μια οξειδωμένη επιφάνεια. Κατά την κοπή με αέρα, το άζωτο ή το οξυγόνο είναι το βοηθητικό αέριο.

Το μείγμα αργού-υδρογόνου χρησιμοποιείται συνήθως για την κατεργασία ανοξείδωτου χάλυβα και αλουμινίου. Παρέχει υψηλής ποιότητας κοπή και είναι απαραίτητο για μηχανοποιημένη κοπή φύλλων πάχους άνω των 75 mm. Το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως υποβοηθητικό αέριο κατά την κοπή μετάλλου με πλάσμα αζώτου, καθώς μπορεί να χειριστεί τα περισσότερα υλικά και να εγγυηθεί καλή ποιότητα.

Μείγμα αζώτου-υδρογόνου και μεθάνιο χρησιμοποιούνται επίσης μερικές φορές στη διαδικασία κοπής πλάσματος.

Τι άλλο χρειάζεστε;

Η επιλογή του πλάσματος και των βοηθητικών αερίων είναι μόνο δύο από τις πιο σημαντικές αποφάσεις που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την εγκατάσταση ή τη χρήση ενός μηχανοποιημένου συστήματος πλάσματος. Οι δεξαμενές αερίου μπορούν να αγοραστούν ή να ενοικιαστούν, διατίθενται σε διάφορα μεγέθη και πρέπει να παρέχονται συνθήκες αποθήκευσης. Η εγκατάσταση του συστήματος απαιτεί σημαντική ποσότητα ηλεκτρικής καλωδίωσης και σωληνώσεων για αέριο και ψυκτικό. Εκτός από το πιο μηχανοποιημένο σύστημα πλάσματος, πρέπει να παραλάβετε τραπέζι, πριόνι, CNC και THC. Οι OEM προσφέρουν συνήθως μια ποικιλία επιλογών υλικού που ταιριάζουν σε οποιαδήποτε διαμόρφωση συσκευής.

Είναι απαραίτητη η μηχανοποίηση;

Εξαιτίας τουΗ πολυπλοκότητα της επιλογής μιας μηχανοποιημένης διαδικασίας κοπής πλάσματος, πρέπει να αφιερωθεί πολύς χρόνος στην έρευνα διαφόρων διαμορφώσεων και κριτηρίων συστήματος. Παρακαλώ σημειώστε:

• τύποι εξαρτημάτων προς κοπή;
• αριθμός βιομηχανικών ειδών ανά παρτίδα;
• επιθυμητή ταχύτητα και ποιότητα κοπής;
• κόστος αναλωσίμων.
• συνολικό κόστος λειτουργίας της διαμόρφωσης, συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτρικής ενέργειας, του φυσικού αερίου και της εργασίας.

Το μέγεθος, το σχήμα και ο αριθμός των εξαρτημάτων που θα παραχθούν μπορούν να καθορίσουν τον απαιτούμενο εξοπλισμό βιομηχανικής παραγωγής - τον τύπο CNC, τραπέζι και πλατφόρμα. Για παράδειγμα, η παραγωγή μικρών εξαρτημάτων μπορεί να απαιτεί μια πλατφόρμα με εξειδικευμένη μονάδα δίσκου. Οι μονάδες rack and pinion, οι σερβομηχανισμοί, οι ενισχυτές μετάδοσης κίνησης και οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται στις πλατφόρμες καθορίζουν την ποιότητα της κοπής και τη μέγιστη ταχύτητα του συστήματος.

Η ποιότητα και η ταχύτητα εξαρτώνται επίσης από το είδος του εξοπλισμού επεξεργασίας μετάλλων, του CNC και των αερίων που χρησιμοποιούνται. Ένα μηχανοποιημένο σύστημα με ρυθμιζόμενο ρεύμα και ροή αερίου στην αρχή και στο τέλος της κοπής θα μειώσει την κατανάλωση υλικού. Επιπλέον, με ένα CNC με μεγάλη χωρητικότητα μνήμης και δυνατότητα επιλογής πιθανών ρυθμίσεων (για παράδειγμα, το ύψος της φλόγας στο τέλος της κοπής) και η γρήγορη επεξεργασία δεδομένων (επικοινωνίες εισόδου / εξόδου) θα μειώσει το χρόνο διακοπής λειτουργίας και θα αυξήσει την ταχύτητα και ακρίβεια της εργασίας.

Τελικά, η απόφαση να αγοράσετε ή να αναβαθμίσετε ένα μηχανοποιημένο σύστημα κοπής πλάσματος ή να χρησιμοποιήσετε ένα χειροκίνητο πρέπει να είναι σωστή.

Εξοπλισμός κοπής μετάλλων πλάσματος

Η Hypertherm Powermax45 είναι μια φορητή συσκευή με μεγάλο αριθμό τυπικών εξαρτημάτων που βασίζονται σε έναν μετατροπέα, δηλαδή ένα διπολικό τρανζίστορ με μόνωση πύλης. Είναι πολύ εύκολο να το δουλέψετε, είτε πρόκειται για κοπή λεπτών πλακών χάλυβα είτε πάχους 12 mm με ταχύτητα 500 mm/min ή 25 mm στα 125 mm/min. Η συσκευή είναι ικανή να παράγει υψηλή ισχύ για την κοπή διαφόρων ειδών αγώγιμων υλικών όπως χάλυβας, ανοξείδωτος χάλυβας και αλουμίνιο.

Το σύστημα ισχύος έχει πλεονέκτημα έναντι των αναλόγων. Τάση εισόδου - μονοφασικό ρεύμα 200-240 V με ισχύ 34/28 A σε ισχύ 5,95 kW. Οι διακυμάνσεις στην τάση εισόδου του δικτύου αντισταθμίζονται από την τεχνολογία Boost Conditioner, η οποία παρέχει στον φακό βελτιωμένη απόδοση σε χαμηλές τάσεις, κυμαινόμενη ισχύ εισόδου και όταν τροφοδοτείται από γεννήτρια. Τα εσωτερικά εξαρτήματα ψύχονται αποτελεσματικά με το PowerCool για βελτιωμένη απόδοση, χρόνο εκτέλεσης και αξιοπιστία. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό αυτού του προϊόντος είναι η σύνδεση φακού FastConnect, η οποία διευκολύνει τη μηχανοποιημένη χρήση και αυξάνει την ευελιξία.

Ο φακός Powermax45 διαθέτει σχεδιασμό διπλής γωνίας που παρατείνει τη διάρκεια ζωής του ακροφυσίου και μειώνει το κόστος λειτουργίας. Είναι εξοπλισμένο με τη λειτουργία Conical Flow, η οποία αυξάνει την ενεργειακή πυκνότητα του τόξου, η οποία μειώνει σημαντικά τη σκωρία και παράγει υψηλής ποιότητας κοπή πλάσματος. Η τιμή του Powermax45 είναι 1800 $.

Hobart AirForce 700i

Το Hobart AirForce 700i έχει τα περισσότεραικανότητα κοπής αυτής της γραμμής: ονομαστικό πάχος κοπής - 16 mm με ταχύτητα 224 mm / λεπτό και μέγιστο - 22 mm. Σε σύγκριση με τα ανάλογα, το ρεύμα λειτουργίας της συσκευής είναι 30% μικρότερο. Ο κόφτης πλάσματος είναι κατάλληλος για πρατήρια καυσίμων, συνεργεία επισκευής και μικρές κατασκευές κτιρίων.

Διαθέτει ελαφρύ αλλά ισχυρό μετατροπέα, εργονομική ασφάλεια εκκίνησης, αποδοτική κατανάλωση αέρα και αναλώσιμα φλόγιστρου χαμηλού κόστους για την παραγωγή ασφαλούς, υψηλής ποιότητας και προσιτής κοπής πλάσματος. Το AirForce 700i κοστίζει 1.500 $.

Έρχεται με εργονομικό φακό χειρός, καλώδιο, 2 άκρες αντικατάστασης και 2 ηλεκτρόδια. Η κατανάλωση αερίου είναι 136 l/min σε πίεση 621–827 kPa. Το βάρος της συσκευής είναι 14,2 κιλά.

Η έξοδος 40 amp παρέχει εξαιρετική απόδοση κοπής λαμαρίνας - ταχύτερη από τις μηχανικές συσκευές, συσκευές αερίου και πλάσματος άλλων κατασκευαστών.

Miller Spectrum 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme είναι ένα μικρό μηχάνημα αρκετά ισχυρό για να κόβει διάφορους τύπους χάλυβα, αλουμινίου και άλλων αγώγιμων μετάλλων.

Τροφοδοτείται από 120-240 V AC, προσαρμόζεται αυτόματα στην εφαρμοζόμενη τάση. Ο ελαφρύς και συμπαγής σχεδιασμός το καθιστά εξαιρετικά φορητό.

Με την τεχνολογία Auto-Refire, το τόξο ελέγχεται αυτόματα, εξαλείφοντας την ανάγκη να πατάτε συνεχώς το κουμπί. Το ονομαστικό πάχος κοπής στα 40 A είναι 16mm με ταχύτητα 330 mm/min και η μέγιστη είναι 22,2 mm στα 130 mm/min. Κατανάλωση ισχύος - 6, 3 kW. Το βάρος της συσκευής σε χειροκίνητη εκτέλεση είναι 10,5 kg και με μηχανή κοπής - 10,7 kg. Ο αέρας ή το άζωτο χρησιμοποιείται ως αέριο πλάσματος.

Η αξιοπιστία του Miller 625 προέρχεται από την τεχνολογία Wind Tunnel. Χάρη στον ενσωματωμένο ανεμιστήρα υψηλής ταχύτητας, η σκόνη και τα υπολείμματα δεν μπαίνουν μέσα στη συσκευή. Οι ενδείξεις LED ενημερώνουν για την πίεση, τη θερμοκρασία και την ισχύ. Η τιμή της συσκευής είναι $1800.

Lotos LTP5000D

Το Lotos LTP5000D είναι μια φορητή και συμπαγής μηχανή πλάσματος. Με βάρος 10,2 κιλά δεν θα υπάρχουν προβλήματα με την κίνησή του. Το ρεύμα 50 amp που παράγεται από τον ψηφιακό μετατροπέα και το ισχυρό MOSFET παρέχουν αποτελεσματική κοπή από μαλακό χάλυβα 16 mm και από ανοξείδωτο χάλυβα 12 mm ή αλουμίνιο.

Η συσκευή προσαρμόζεται αυτόματα στην τάση και τη συχνότητα του δικτύου. Μήκος σωλήνα - 2,9 μ. Το τόξο πιλότου δεν έρχεται σε επαφή με μέταλλο, γεγονός που επιτρέπει τη χρήση του μηχανήματος για την κοπή σκουριασμένων, ακατέργαστων και βαμμένων υλικών. Η συσκευή είναι ασφαλής στη χρήση. Ο πεπιεσμένος αέρας που χρησιμοποιείται για την κοπή δεν είναι επιβλαβής για τον άνθρωπο. Και η ισχυρή, ανθεκτική στους κραδασμούς θήκη προστατεύει αξιόπιστα τη συσκευή από το χτύπημα της σκόνης και των συντριμμιών. Η τιμή του Lotos LTP5000D είναι 350 $.

Όταν αγοράζετε έναν κόφτη πλάσματος, θα πρέπει πάντα να δίνετε προτεραιότητα στην ποιότητα. Προσοχή στον πειρασμό να αγοράσετε μια φθηνή συσκευή χαμηλής ποιότητας, καθώς η γρήγορη φθορά της μακροπρόθεσμα θα οδηγήσει σεπολύ υψηλότερο κόστος. Φυσικά, δεν αξίζει επίσης να πληρώσετε υπερβολικά, υπάρχουν αρκετές αξιοπρεπείς επιλογές προϋπολογισμού χωρίς αξεσουάρ και υψηλές χωρητικότητες που μπορεί να μην χρειαστείτε ποτέ.