Plazmové obrábanie a rezanie

We use the PLASMA CUTTING and PLASMA MACHINING processes to cut and machine steel, aluminum, metals and other materials of rôzne hrúbky pomocou plazmového horáka. Pri plazmovom rezaní (niekedy nazývanom aj PLASMA-ARC CUTTING) sa inertný plyn alebo stlačený vzduch vyfukuje vysokou rýchlosťou z dýzy a súčasne sa vytvára elektrický oblúk cez tento plyn z dýzy do rezaný povrch, čím sa časť tohto plynu premení na plazmu. Pre zjednodušenie možno plazmu opísať ako štvrté skupenstvo hmoty. Tri stavy hmoty sú pevné, kvapalné a plynné. Bežným príkladom je voda, tieto tri stavy sú ľad, voda a para. Rozdiel medzi týmito stavmi súvisí s ich energetickými hladinami. Keď ľadu pridáme energiu vo forme tepla, roztopí sa a vytvorí vodu. Keď pridáme viac energie, voda sa vyparí vo forme pary. Pridaním väčšej energie na paru sa tieto plyny ionizujú. Tento proces ionizácie spôsobuje, že plyn sa stáva elektricky vodivým. Tento elektricky vodivý ionizovaný plyn nazývame „plazma“. Plazma je veľmi horúca a roztaví rezaný kov a súčasne odfúkne roztavený kov preč z rezu. Plazmu používame na rezanie tenkých aj hrubých, železných aj neželezných materiálov. Naše ručné horáky môžu zvyčajne rezať oceľový plech s hrúbkou až 2 palce a naše silnejšie počítačom riadené horáky dokážu rezať oceľ s hrúbkou až 6 palcov. Plazmové rezačky vytvárajú veľmi horúci a lokalizovaný kužeľ na rezanie, a preto sú veľmi vhodné na rezanie plechov v zakrivených a uhlových tvaroch. Teploty vznikajúce pri rezaní plazmovým oblúkom sú veľmi vysoké a okolo 9673 Kelvinov v kyslíkovom plazmovom horáku. To nám ponúka rýchly proces, malú šírku zárezu a dobrú povrchovú úpravu. V našich systémoch využívajúcich volfrámové elektródy je plazma inertná a vytvára sa buď pomocou argónu, argónu-H2 alebo dusíkových plynov. Niekedy však používame aj oxidačné plyny, ako je vzduch alebo kyslík, a v týchto systémoch je elektróda medená s hafniom. Výhodou vzduchového plazmového horáka je, že používa vzduch namiesto drahých plynov, čím potenciálne znižuje celkové náklady na obrábanie.

 

 

 

Naše HF-TYPE PLAZMOVÉ REZANIE stroje používajú vysokofrekvenčný, vysokonapäťový vzduch cez iskru a iniciujú ionizačnú hlavu. Naše vysokofrekvenčné plazmové rezačky nevyžadujú, aby bol horák na začiatku v kontakte s materiálom obrobku a sú vhodné pre aplikácie zahŕňajúce COMPUTER NUMERICAL CONTROL (CNC)_cc781905-5cde-3bdbad5cf365- Iní výrobcovia používajú primitívne stroje, ktoré na spustenie vyžadujú kontakt hrotu so základným kovom a potom dôjde k oddeleniu medzier. Tieto primitívnejšie plazmové rezačky sú náchylnejšie na poškodenie kontaktného hrotu a štítu pri štartovaní.

 

 

 

Naše PILOT-ARC TYP PLASMA machines používajú na výrobu plazmy dvojkrokový proces, bez potreby prvého kontaktu. V prvom kroku sa použije vysokonapäťový, nízkoprúdový obvod na inicializáciu veľmi malej iskry vysokej intenzity v tele horáka, čím sa vytvorí malé vrecko plazmového plynu. Toto sa nazýva pilotný oblúk. Pilotný oblúk má spätnú elektrickú dráhu zabudovanú v hlave horáka. Pilotný oblúk je udržiavaný a zachovaný, kým sa nedostane do blízkosti obrobku. Tam pilotný oblúk zapáli hlavný plazmový rezací oblúk. Plazmové oblúky sú extrémne horúce a sú v rozsahu 25 000 °C = 45 000 °F.

 

 

 

Tradičnejší spôsob, ktorý tiež používame, je OXYFUEL-GAS CUTTING (OFC) kde používame horák ako pri zváraní. Operácia sa používa pri rezaní ocele, liatiny a liatiny. Princíp rezania pri rezaní kyslíkom a plynom je založený na oxidácii, spaľovaní a tavení ocele. Šírka rezu pri rezaní kyslíkom a plynom je v rozmedzí od 1,5 do 10 mm. Plazmový oblúkový proces bol považovaný za alternatívu k kyslíkovo-palivovému procesu. Plazmový oblúkový proces sa líši od kyslíkovo-palivového procesu v tom, že funguje tak, že na roztavenie kovu sa používa oblúk, zatiaľ čo pri kyslíkovo-palivovom procese kyslík oxiduje kov a teplo z exotermickej reakcie kov taví. Preto, na rozdiel od kyslíkovo-palivového procesu, možno plazmový proces použiť na rezanie kovov, ktoré tvoria žiaruvzdorné oxidy, ako je nehrdzavejúca oceľ, hliník a neželezné zliatiny.

 

 

 

PLASMA GOUGING podobný proces ako plazmové rezanie sa zvyčajne vykonáva s rovnakým zariadením ako rezanie plazmou. Namiesto rezania materiálu používa plazmové drážkovanie inú konfiguráciu horáka. Tryska horáka a difúzor plynu sú zvyčajne odlišné a na odfukovanie kovu sa zachováva dlhšia vzdialenosť horáka od obrobku. Plazmové drážkovanie možno použiť v rôznych aplikáciách, vrátane odstránenia zvaru na prepracovanie.

 

 

 

Niektoré z našich plazmových rezačiek sú zabudované do CNC stola. CNC stoly majú počítač na ovládanie hlavy horáka na vytváranie čistých ostrých rezov. Naše moderné CNC plazmové zariadenie je schopné viacosového rezania hrubých materiálov a umožňuje tak zložité zvary, ktoré inak nie sú možné. Naše plazmové oblúkové rezačky sú vysoko automatizované pomocou programovateľných ovládacích prvkov. Pri tenších materiáloch uprednostňujeme rezanie laserom pred rezaním plazmou, hlavne kvôli vynikajúcim schopnostiam našej laserovej rezačky na rezanie otvorov. Nasadzujeme aj vertikálne CNC plazmové rezacie stroje, ktoré nám ponúkajú menšie rozmery, zvýšenú flexibilitu, lepšiu bezpečnosť a rýchlejšiu prevádzku. Kvalita plazmového rezu je podobná kvalite dosiahnutej pri kyslíkovo-palivových procesoch rezania. Avšak, pretože plazmový proces reže tavením, charakteristickým znakom je väčší stupeň tavenia smerom k hornej časti kovu, čo vedie k zaobleniu hornej hrany, zlej hrane alebo skoseniu na hrane rezu. Používame nové modely plazmových horákov s menšou dýzou a tenším plazmovým oblúkom na zlepšenie zovretia oblúka, aby sa dosiahol rovnomernejší ohrev v hornej a dolnej časti rezu. To nám umožňuje dosiahnuť presnosť blízku laseru na plazmovom reze a obrábaných hranách. Naše REZANIE PLAZMOVÝM OBLÚKOM S VYSOKOU TOLERANCIOU (HTPAC) systémy pracujú s vysoko stlačenou plazmou. Zameranie plazmy sa dosiahne nútením plazmy generovanej kyslíkom, aby sa vírila, keď vstupuje do plazmového otvoru a sekundárny prúd plynu je vstrekovaný za plazmovou dýzou. Okolo oblúka máme samostatné magnetické pole. Toto stabilizuje plazmový prúd udržiavaním rotácie vyvolanej víriacim plynom. Kombináciou presného CNC riadenia s týmito menšími a tenšími horákmi sme schopní vyrábať diely, ktoré vyžadujú malú alebo žiadnu konečnú úpravu. Rýchlosti úberu materiálu pri plazmovom obrábaní sú oveľa vyššie ako pri procesoch elektroerozívneho obrábania (EDM) a obrábania laserovým lúčom (LBM) a diely je možné obrábať s dobrou reprodukovateľnosťou.

 

 

 

PLAZMOVÉ ZVÁRANIE (PAW) je proces podobný zváraniu plynovým volfrámovým oblúkom (GTAW). Elektrický oblúk je vytvorený medzi elektródou všeobecne vyrobenou zo spekaného volfrámu a obrobkom. Kľúčový rozdiel od GTAW je v tom, že v PAW umiestnením elektródy do tela horáka môže byť plazmový oblúk oddelený od obalu ochranného plynu. Plazma je potom tlačená cez medenú dýzu s jemným otvorom, ktorá zužuje oblúk a plazmu vystupujúcu z otvoru pri vysokých rýchlostiach a teplotách blížiacich sa 20 000 °C. Plazmové oblúkové zváranie je pokrokom oproti procesu GTAW. Proces zvárania PAW využíva nekonzumovateľnú volfrámovú elektródu a oblúk zúžený cez medenú dýzu s jemným otvorom. PAW možno použiť na spájanie všetkých kovov a zliatin, ktoré sú zvárateľné s GTAW. Zmenou prúdu, prietoku plazmového plynu a priemeru otvoru je možných niekoľko základných variácií procesu PAW, vrátane:

 

Mikroplazma (< 15 ampérov)

 

Režim roztavenia (15 – 400 ampérov)

 

Režim kľúčovej dierky (>100 ampérov)

 

Pri zváraní plazmovým oblúkom (PAW) získavame väčšiu koncentráciu energie v porovnaní s GTAW. Je možné dosiahnuť hlboký a úzky prienik s maximálnou hĺbkou 12 až 18 mm (0,47 až 0,71 palca) v závislosti od materiálu. Väčšia stabilita oblúka umožňuje oveľa väčšiu dĺžku oblúka (odstup) a oveľa väčšiu toleranciu voči zmenám dĺžky oblúka.

 

Nevýhodou však je, že PAW vyžaduje relatívne drahé a zložité vybavenie v porovnaní s GTAW. Aj údržba horáka je kritická a náročnejšia. Ďalšími nevýhodami PAW sú: Postupy zvárania bývajú zložitejšie a menej tolerantné voči zmenám v montáži atď. Potrebné zručnosti operátora sú o niečo viac ako pri GTAW. Je potrebná výmena otvoru.