Плазмена обработка и рязане

We use the PLASMA CUTTING and PLASMA MACHINING processes to cut and machine steel, aluminum, metals and other materials of различни дебелини с помощта на плазмена горелка. При плазменото рязане (понякога наричано ПЛАЗМЕНО-ДЪГОВО РЯЗАНЕ), инертен газ или сгъстен въздух се издухва с висока скорост от дюза и едновременно с това се образува електрическа дъга през този газ от дюзата до повърхността се нарязва, превръщайки част от този газ в плазма. За да се опрости, плазмата може да се опише като четвъртото състояние на материята. Трите състояния на материята са твърдо, течно и газообразно. За общ пример, вода, тези три състояния са лед, вода и пара. Разликата между тези състояния е свързана с техните енергийни нива. Когато добавим енергия под формата на топлина към леда, той се топи и образува вода. Когато добавим повече енергия, водата се изпарява под формата на пара. Чрез добавяне на повече енергия към парата тези газове се йонизират. Този процес на йонизация кара газа да стане електропроводим. Ние наричаме този електропроводим, йонизиран газ „плазма“. Плазмата е много гореща и разтопява метала, който се реже, като в същото време издухва разтопения метал от среза. Използваме плазма за рязане на тънки и дебели, черни и цветни материали. Нашите ръчни горелки обикновено могат да режат до 2 инча дебела стоманена плоча, а нашите по-силни компютърно управлявани горелки могат да режат стомана с дебелина до 6 инча. Плазмените резачки произвеждат много горещ и локализиран конус за рязане и следователно са много подходящи за рязане на метални листове в извити и ъглови форми. Температурите, генерирани при рязане с плазмена дъга, са много високи и около 9673 Келвина в кислородната плазмена горелка. Това ни предлага бърз процес, малка ширина на прореза и добро покритие на повърхността. В нашите системи, използващи волфрамови електроди, плазмата е инертна, образувана с помощта на аргон, аргон-H2 или азотни газове. Но понякога използваме и окислителни газове, като въздух или кислород, и в тези системи електродът е меден с хафний. Предимството на въздушната плазмена горелка е, че тя използва въздух вместо скъпи газове, като по този начин потенциално намалява общите разходи за обработка.

 

 

 

Нашите HF-TYPE PLASMA CUTTING машини използват високочестотна искра с високо напрежение, за да йонизират въздуха през главата на горелката и да инициират дъги. Нашите HF плазмени резачки не изискват горелката да е в контакт с материала на детайла в началото и са подходящи за приложения, включващи КОМПЮТЪРНО ЦИФРОВО УПРАВЛЕНИЕ (CNC) cutting. Други производители използват примитивни машини, които изискват контакт на върха с основния метал, за да стартират и след това се получава разделяне на празнината. Тези по-примитивни плазмени резачки са по-податливи на контактен връх и повреда на щита при стартиране.

 

 

 

Нашите PILOT-ARC TYPE PLASMA machines използват двуетапен процес за производство на плазма, без необходимост от първоначален контакт. В първата стъпка се използва верига с високо напрежение и нисък ток за инициализиране на много малка искра с висок интензитет в тялото на горелката, генерирайки малък джоб от плазмен газ. Това се нарича пилотна дъга. Пилотната дъга има обратен електрически път, вграден в главата на горелката. Пилотната дъга се поддържа и запазва, докато не се доближи до детайла. Там пилотната дъга запалва основната дъга за плазмено рязане. Плазмените дъги са изключително горещи и са в диапазона от 25 000 °C = 45 000 °F.

 

 

 

По-традиционен метод, който също прилагаме, е OXYFUEL-GAS CUTTING (OFC) където използваме горелка, както при заваряване. Операцията се използва при рязане на стомана, чугун и лята стомана. Принципът на рязане при кислородно-газовото рязане се основава на окисляване, изгаряне и топене на стоманата. Ширините на прореза при рязане с кислородно гориво са от порядъка на 1,5 до 10 mm. Процесът с плазмена дъга се разглежда като алтернатива на процеса с кислородно гориво. Процесът с плазмена дъга се различава от процеса с кислородно гориво по това, че работи чрез използване на дъгата за стопяване на метала, докато при процеса с кислородно гориво кислородът окислява метала, а топлината от екзотермичната реакция го стопява. Следователно, за разлика от процеса с кислородно гориво, плазменият процес може да се прилага за рязане на метали, които образуват огнеупорни оксиди, като неръждаема стомана, алуминий и цветни сплави.

 

 

 

ПЛАЗМЕНО РЯЗАНЕ  процес, подобен на плазменото рязане, обикновено се извършва със същото оборудване като плазменото рязане. Вместо рязане на материала, плазменото изрязване използва различна конфигурация на горелка. Дюзата на горелката и газовият дифузор обикновено са различни и се поддържа по-голямо разстояние от горелката до детайла за издухване на метала. Плазменото издълбаване може да се използва в различни приложения, включително премахване на заваръчен шев за преработка.

 

 

 

Някои от нашите плазмени ножове са вградени в CNC масата. CNC масите имат компютър за управление на главата на горелката за получаване на чисти остри срезове. Нашето модерно CNC плазмено оборудване е способно на многоосно рязане на дебели материали и позволява възможности за сложни заваръчни шевове, които не са възможни по друг начин. Нашите плазмено-дъгови резачки са силно автоматизирани чрез използването на програмируеми контроли. За по-тънки материали ние предпочитаме лазерното рязане пред плазменото рязане, най-вече поради превъзходните способности на нашия лазерен нож за рязане на отвори. Ние също внедряваме вертикални машини за плазмено рязане с ЦПУ, които ни предлагат по-малък отпечатък, повишена гъвкавост, по-добра безопасност и по-бърза работа. Качеството на ръба на плазменото рязане е подобно на това, постигнато при процесите на рязане с кислородно гориво. Въпреки това, тъй като плазменият процес се реже чрез топене, характерна особеност е по-голямата степен на топене към горната част на метала, което води до закръгляване на горния ръб, лоша правоъгълност на ръба или скосяване на ръба на рязане. Използваме нови модели плазмени горелки с по-малка дюза и по-тънка плазмена дъга, за да подобрим стеснението на дъгата, за да произведем по-равномерно нагряване в горната и долната част на среза. Това ни позволява да постигнем почти лазерна прецизност при плазмено рязане и машинно обработени ръбове. Нашите ВИСОКОТОЛЕРАНТНО ПЛАЗМЕНО-ДЪГОВО РЯЗАНЕ (HTPAC) системи работят със силно стеснена плазма. Фокусирането на плазмата се постига чрез принуждаване на генерираната от кислород плазма да се върти, докато навлиза в плазмения отвор и вторичен поток от газ се инжектира след плазмената дюза. Имаме отделно магнитно поле около дъгата. Това стабилизира плазмената струя чрез поддържане на въртенето, предизвикано от завихрящия се газ. Чрез комбиниране на прецизно CNC управление с тези по-малки и по-тънки горелки, ние сме в състояние да произвеждаме части, които изискват малко или никакво довършване. Скоростите на отнемане на материал при плазмената обработка са много по-високи, отколкото при електроразрядната обработка (EDM) и обработката с лазерен лъч (LBM) и частите могат да бъдат обработвани с добра възпроизводимост.

 

 

 

ПЛАЗМЕНО ДЪГОВО ЗАВАРЯВАНЕ (PAW) е процес, подобен на заваряването с газова волфрамова дъга (GTAW). Електрическата дъга се образува между електрод, който обикновено е направен от синтерован волфрам, и детайла. Основната разлика от GTAW е, че при PAW, чрез позициониране на електрода в тялото на горелката, плазмената дъга може да бъде отделена от обвивката на защитния газ. След това плазмата се изтласква през медна дюза с фини отвори, която свива дъгата и плазмата, излизаща от отвора, при високи скорости и температури, достигащи 20 000 °C. Заваряването с плазмена дъга е напредък в сравнение с процеса GTAW. Процесът на заваряване PAW използва неконсумативен волфрамов електрод и дъга, стеснена през фина медна дюза. PAW може да се използва за свързване на всички метали и сплави, които могат да се заваряват с GTAW. Възможни са няколко основни вариации на процеса на PAW чрез промяна на тока, скоростта на потока на плазмения газ и диаметъра на отвора, включително:

 

Микроплазма (< 15 ампера)

 

Режим на топене (15–400 ампера)

 

Режим Keyhole (>100 ампера)

 

При плазмено дъгово заваряване (PAW) получаваме по-голяма концентрация на енергия в сравнение с GTAW. Постижимо е дълбоко и тясно проникване, с максимална дълбочина от 12 до 18 mm (0,47 до 0,71 инча) в зависимост от материала. По-голямата стабилност на дъгата позволява много по-голяма дължина на дъгата (отстояние) и много по-голяма толерантност към промени в дължината на дъгата.

 

Като недостатък обаче PAW изисква относително скъпо и сложно оборудване в сравнение с GTAW. Освен това поддръжката на горелката е критична и по-предизвикателна. Други недостатъци на PAW са: Процедурите за заваряване обикновено са по-сложни и по-малко толерантни към вариации в монтажа и т.н. Изискваните умения на оператора са малко повече, отколкото за GTAW. Необходима е подмяна на отвора.