Cắt kim loại bằng plasma. Thiết bị gia công kim loại

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Cắt plasma được sử dụng trong quá trình gia công kim loại dẫn điện. Vật liệu đang được xử lý nhận năng lượng từ nguồn hiện tại thông qua khí ion hóa. Hệ thống tiêu chuẩn bao gồm nguồn điện, mạch đánh lửa và ngọn đuốc cung cấp năng lượng, quá trình ion hóa và điều khiển cần thiết để cắt chất lượng, hiệu suất cao trên nhiều loại kim loại.

Đầu ra nguồn DC đặt độ dày và tốc độ cắt của vật liệu và duy trì hồ quang.

Mạch đánh lửa được chế tạo dưới dạng một máy phát điện áp xoay chiều cao tần 5 - 10 nghìn V với tần số 2 MHz, tạo ra hồ quang cường độ cao làm ion hóa chất khí chuyển sang trạng thái plasma.

Ngọn đuốc là giá đỡ cho các vật tư tiêu hao - vòi phun và điện cực - và giúp làm mát các bộ phận này bằng khí hoặc nước. Vòi phun và điện cực được nén và hỗ trợ tia ion hóa.

Hệ thống thủ công và cơ giới hóa phục vụ các mục đích khác nhau và yêu cầu thiết bị khác nhau. Chỉ người dùng mới có thể xác định cái nào phù hợp nhất với nhu cầu của họ.

Cắt kim loại bằng plasma là nhiệtmột quá trình trong đó một chùm khí bị ion hóa làm nóng một kim loại dẫn điện đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của nó và loại bỏ kim loại nóng chảy qua một lỗ đục lỗ. Hồ quang điện xảy ra giữa điện cực trong đầu đốt, nơi đặt điện thế âm và phôi có điện thế dương, và vật liệu được cắt bởi dòng khí ion hóa dưới áp suất ở nhiệt độ từ 770 đến 1400 ° C. Một tia plasma (khí ion hóa) được tập trung và dẫn qua một vòi phun, nơi nó ngưng tụ và có khả năng làm nóng chảy và cắt nhiều loại kim loại. Đây là quy trình cơ bản cho cả cắt plasma thủ công và cơ giới hóa.

Cắt tay

Cắt kim loại bằng plasma thủ công được thực hiện bằng các thiết bị khá nhỏ với mỏ hàn plasma. Chúng có khả năng cơ động, linh hoạt và có thể được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau. Khả năng của chúng phụ thuộc vào cường độ hiện tại của hệ thống cắt. Tuy nhiên, một số thiết bị có thể tạo ra tới 200 amps, nhưng chúng không được sử dụng rộng rãi. Trong các hệ thống thủ công, không khí quá trình thường được sử dụng làm plasma và khí bảo vệ. Chúng được thiết kế theo cách có thể được sử dụng với nhiều điện áp đầu vào khác nhau, có thể thay đổi từ 120 đến 600 V và cũng có thể được sử dụng trong mạng một hoặc ba pha.

Plasma cắt kim loại cầm tay được sử dụng phổ biến trong các xưởng gia công mỏngvật liệu, dịch vụ bảo trì nhà xưởng, cửa hàng sửa chữa, điểm thu mua phế liệu, trong các công trình xây dựng và lắp đặt, trong các xưởng đóng tàu, sửa chữa ô tô và xưởng mỹ nghệ. Theo quy định, nó được sử dụng để cắt bớt phần thừa. Một máy cắt plasma 12 amp điển hình cắt tối đa 5 mm kim loại với tốc độ khoảng 40 mm mỗi phút. 100 amp cắt lớp 70 mm với tốc độ lên đến 500 mm / phút.

Theo quy định, hệ thống thủ công được chọn tùy thuộc vào độ dày của vật liệu và tốc độ xử lý mong muốn. Một thiết bị cung cấp dòng điện cao sẽ nhanh hơn. Tuy nhiên, khi cắt với dòng điện cao, việc kiểm soát chất lượng công việc trở nên khó khăn hơn.

Gia công

Cắt plasma bằng cơ giới được thực hiện trên các máy thường lớn hơn nhiều so với máy thủ công và được sử dụng kết hợp với bàn cắt, kể cả những máy có bồn nước hoặc với bệ được trang bị các bộ truyền động và động cơ khác nhau. Ngoài ra, các hệ thống cơ khí hóa được trang bị CNC và điều khiển độ cao tia đầu cắt, có thể bao gồm cài đặt trước chiều cao mỏ hàn và điều khiển điện áp. Hệ thống cắt plasma được cơ giới hóa có thể được lắp đặt trên các thiết bị gia công kim loại khác như máy dập, máy cắt laser hoặc hệ thống rô bốt. Kích thước của cấu hình cơ giới hóa phụ thuộc vào kích thước của bàn và nền tảng được sử dụng. Máy cưa bảng có thể nhỏ hơn 1200x2400 mm và lớn hơn 1400x3600mm. Các hệ thống như vậy không cơ động lắm, vì vậy trước khi cài đặt, bạn nên xem xét tất cả các thành phần của chúng, cũng như vị trí của chúng.

Yêu cầu về nguồn điện

Bộ nguồn tiêu chuẩn có dải dòng điện tối đa từ 100 đến 400 A để cắt oxy và 100 đến 600 A để cắt nitơ. Nhiều hệ thống hoạt động ở dải tần thấp hơn, chẳng hạn như 15 đến 50 ampe. Có những hệ thống cắt nitơ có dòng điện từ 1000 ampe trở lên, nhưng chúng rất hiếm. Điện áp đầu vào cho hệ thống plasma cơ khí hóa là 200-600 V. ba pha.

Yêu cầu về khí

Hỗn hợp khí nén, oxy, nitơ và argon / hydro thường được sử dụng để cắt thép nhẹ, thép không gỉ, nhôm và các vật liệu lạ khác nhau. Sự kết hợp của chúng đóng vai trò là plasma và khí phụ trợ. Ví dụ, khi cắt thép nhẹ, khí ban đầu thường là nitơ, plasma là oxy và khí nén được sử dụng làm chất phụ trợ.

Oxy được sử dụng cho thép cacbon nhẹ vì nó tạo ra các vết cắt chất lượng cao trên vật liệu dày đến 70mm. Oxy cũng có thể hoạt động như khí plasma đối với thép không gỉ và nhôm, nhưng kết quả không hoàn toàn chính xác. Nitơ đóng vai trò là plasma và khí hỗ trợ vì nó cung cấp hiệu suất cắt tuyệt vời trên hầu hết mọi loại kim loại. Nó được sử dụng ở dòng điện cao và cho phép xử lý tấm kim loại dày tới 75 mm và làm khí phụ cho plasma nitơ và argon-hydro.

Khí nén là loại khí phổ biến nhất cho cả plasma và khí phụ. Khi cắt kim loại tấm dày đến 25 mm dòng điện thấp được thực hiện, nó để lại bề mặt bị ôxy hóa. Khi cắt bằng không khí, nitơ hoặc oxy là khí phụ.

Hỗn hợp argon-hydro thường được sử dụng để gia công thép không gỉ và nhôm. Cung cấp đường cắt chất lượng cao và rất cần thiết cho việc cắt cơ giới các tấm dày trên 75mm. Carbon dioxide cũng có thể được sử dụng làm khí hỗ trợ khi cắt kim loại bằng plasma nitơ, vì nó có thể xử lý hầu hết các vật liệu và đảm bảo chất lượng tốt.

Hỗn hợp nitơ-hydro và mêtan đôi khi cũng được sử dụng trong quá trình cắt plasma.

Bạn cần gì nữa?

Lựa chọn plasma và khí phụ chỉ là hai trong số các quyết định quan trọng nhất cần được tính đến khi lắp đặt hoặc sử dụng hệ thống plasma cơ khí hóa. Có thể mua hoặc thuê bồn chứa xăng, chúng có nhiều kích cỡ khác nhau và điều kiện bảo quản phải được cung cấp. Việc lắp đặt hệ thống đòi hỏi một lượng lớn hệ thống dây điện và đường ống dẫn khí và chất làm mát. Ngoài hệ thống plasma được cơ giới hóa nhất, bạn cần phải gắp bàn, cưa, CNC và THC. OEM thường cung cấp nhiều tùy chọn phần cứng khác nhau để phù hợp với mọi cấu hình thiết bị.

Có cần cơ giới hóa không?

Vìsự phức tạp của việc lựa chọn quy trình cắt plasma cơ khí hóa, phải dành nhiều thời gian để nghiên cứu các cấu hình và tiêu chí hệ thống khác nhau. Xin lưu ý:

• loại bộ phận được cắt;
• số lượng mặt hàng công nghiệp mỗi đợt;
• tốc độ và chất lượng cắt mong muốn;
• chi phí vật tư tiêu hao.
• tổng chi phí vận hành cấu hình, bao gồm điện, khí đốt và nhân công.

Kích thước, hình dạng và số lượng các bộ phận được sản xuất có thể xác định thiết bị sản xuất công nghiệp cần thiết - loại máy CNC, bàn và bệ. Ví dụ, việc sản xuất các bộ phận nhỏ có thể yêu cầu một nền tảng có ổ đĩa chuyên dụng. Giá đỡ và bộ truyền động bánh răng, bộ truyền động servo, bộ khuếch đại ổ đĩa và cảm biến được sử dụng trên các nền tảng xác định chất lượng của đường cắt và tốc độ tối đa của hệ thống.

Chất lượng và tốc độ cũng phụ thuộc vào loại thiết bị gia công kim loại, CNC và khí được sử dụng. Một hệ thống cơ giới hóa với dòng điện và lưu lượng khí có thể điều chỉnh được ở đầu và cuối quá trình cắt sẽ giảm tiêu thụ vật liệu. Ngoài ra, với một máy CNC có dung lượng bộ nhớ lớn và sự lựa chọn các cài đặt khả thi (ví dụ: chiều cao của ngọn lửa ở cuối vết cắt) và xử lý dữ liệu nhanh (truyền thông đầu vào / đầu ra) sẽ giảm thời gian chết và tăng tốc độ và độ chính xác của công việc.

Cuối cùng, quyết định mua hoặc nâng cấp hệ thống cắt plasma cơ giới hóa hay sử dụng hệ thống thủ công phải là một quyết định đúng đắn.

Thiết bị cắt kim loại Plasma

Hypertherm Powermax45 là một thiết bị di động với một số lượng lớn các thành phần tiêu chuẩn dựa trên một biến tần, tức là một bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện. Nó rất dễ làm việc, cho dù nó đang cắt thép mỏng hoặc tấm dày 12 mm ở tốc độ 500 mm / phút hoặc 25 mm ở tốc độ 125 mm / phút. Thiết bị có khả năng tạo ra công suất lớn để cắt các loại vật liệu dẫn điện như thép, thép không gỉ và nhôm.

Hệ thống điện có lợi thế hơn so với hệ thống tương tự. Điện áp đầu vào - Dòng điện một pha 200-240 V với công suất 34/28 A ở công suất 5,95 kW. Sự thay đổi của điện áp đầu vào chính được bù đắp bằng công nghệ Boost Conditioner, công nghệ này cung cấp cho đèn pin cải thiện hiệu suất ở điện áp thấp, công suất đầu vào dao động và khi được cấp nguồn bởi máy phát điện. Các thành phần bên trong được làm mát hiệu quả bằng PowerCool để cải thiện hiệu suất, thời gian chạy và độ tin cậy. Một tính năng quan trọng khác của sản phẩm này là kết nối đèn pin FastConnect, tạo điều kiện cho việc sử dụng được cơ giới hóa và tăng tính linh hoạt.

Đèn khò Powermax45 có thiết kế góc kép giúp kéo dài tuổi thọ vòi phun và giảm chi phí vận hành. Nó được trang bị chức năng Dòng chảy hình nón, làm tăng mật độ năng lượng của hồ quang, giúp giảm đáng kể tia cắt và tạo ra đường cắt plasma chất lượng cao. Giá Powermax45 là $ 1800.

Hobart AirForce 700i

Hobart AirForce 700i có nhiều nhấtkhả năng cắt của dòng này: độ dày cắt danh nghĩa - 16 mm với tốc độ 224 mm / phút và tối đa - 22 mm. So với các thiết bị tương tự, dòng hoạt động của thiết bị ít hơn 30%. Máy cắt plasma thích hợp cho các trạm dịch vụ, cửa hàng sửa chữa và xây dựng các tòa nhà nhỏ.

Có bộ biến tần nhẹ nhưng mạnh mẽ, cầu chì khởi động tiện dụng, tiêu thụ không khí hiệu quả và vật tư tiêu hao mỏ hàn chi phí thấp để sản xuất cắt plasma an toàn, chất lượng cao và giá cả phải chăng. AirForce 700i có giá 1.500 đô la.

Đi kèm với mỏ hàn cầm tay công thái học, cáp, 2 đầu thay thế và 2 điện cực. Mức tiêu thụ khí là 136 l / phút ở áp suất 621–827 kPa. Trọng lượng của thiết bị là 14,2 kg.

Đầu ra 40-amp cung cấp hiệu suất cắt kim loại tấm vượt trội - nhanh hơn các thiết bị cơ khí, khí và plasma của các nhà sản xuất khác.

Miller Spectrum 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme là một chiếc máy nhỏ đủ mạnh để cắt nhiều loại thép, nhôm và các kim loại dẫn điện khác.

Được cấp nguồn bởi 120-240 V AC, tự động điều chỉnh theo điện áp được áp dụng. Thiết kế nhẹ và nhỏ gọn làm cho nó có tính di động cao.

Với công nghệ Auto-Refire, hồ quang được điều khiển tự động, không cần phải nhấn nút liên tục. Chiều dày cắt danh nghĩa ở 40 A là 16mm ở tốc độ 330 mm / phút và lớn nhất là 22,2 mm ở tốc độ 130 mm / phút. Công suất tiêu thụ - 6, 3 kW. Trọng lượng của thiết bị khi thực hiện thủ công là 10,5 kg và với máy cắt - 10,7 kg. Không khí hoặc nitơ được sử dụng làm khí plasma.

Độ tin cậy của Miller 625 đến từ công nghệ Wind Tunnel. Nhờ quạt tốc độ cao tích hợp, bụi và mảnh vụn không lọt vào bên trong thiết bị. Đèn LED chỉ thị thông báo về áp suất, nhiệt độ và công suất. Giá của thiết bị là $ 1800.

Lotos LTP5000D

Lotos LTP5000D là một máy plasma di động và nhỏ gọn. Với trọng lượng 10,2 kg, sẽ không có vấn đề gì về chuyển động của nó. Dòng điện 50 amp được tạo ra bởi bộ chuyển đổi kỹ thuật số và MOSFET mạnh mẽ giúp cắt hiệu quả thép nhẹ 16 mm và thép không gỉ hoặc nhôm 12 mm.

Thiết bị tự động điều chỉnh theo điện áp và tần số nguồn. Chiều dài ống - 2,9 m. Hồ quang hoa tiêu không tiếp xúc với kim loại, cho phép máy được sử dụng để cắt các vật liệu thô, gỉ và đã sơn. Thiết bị được sử dụng an toàn. Khí nén dùng để cắt không gây độc hại cho con người. Và vỏ chống sốc mạnh mẽ bảo vệ thiết bị khỏi tác động của bụi và mảnh vỡ. Giá của Lotos LTP5000D là $ 350.

Khi mua máy cắt plasma, bạn phải luôn ưu tiên chất lượng. Hãy cẩn thận với sự cám dỗ của việc mua một thiết bị giá rẻ chất lượng kém, vì sự hao mòn nhanh chóng của nó trong thời gian dài sẽ dẫn đếnchi phí cao hơn nhiều. Tất nhiên, nó cũng không đáng để trả quá nhiều, có đủ tùy chọn ngân sách phù hợp mà không cần phụ kiện và dung lượng cao mà bạn có thể không bao giờ cần.