Плазмова обробка та різання

We use the PLASMA CUTTING and PLASMA MACHINING processes to cut and machine steel, aluminum, metals and other materials of різної товщини за допомогою плазмового пальника. Під час плазмового різання (також іноді називається ПЛАЗМОДУГОВЕ РІЗАННЯ) інертний газ або стиснене повітря видувається з високою швидкістю з сопла, і одночасно через цей газ утворюється електрична дуга, що йде від сопла до поверхню, яку розрізають, перетворюючи частину цього газу на плазму. Для спрощення плазму можна описати як четвертий стан речовини. Три стани речовини - твердий, рідкий і газоподібний. Для загального прикладу, води, ці три стани - лід, вода і пара. Різниця між цими станами пов’язана з їх енергетичними рівнями. Коли ми додаємо до льоду енергію у формі тепла, він тане й утворює воду. Коли ми додаємо більше енергії, вода випаровується у вигляді пари. Додаючи більше енергії до пари, ці гази стають іонізованими. Цей процес іонізації призводить до того, що газ стає електропровідним. Ми називаємо цей електропровідний іонізований газ «плазмою». Плазма дуже гаряча і розплавляє метал, який ріжуть, і водночас видуває розплавлений метал із розрізу. Ми використовуємо плазму для різання тонких і товстих, чорних і кольорових матеріалів. Наші ручні пальники зазвичай можуть різати сталеву пластину товщиною до 2 дюймів, а наші потужніші пальники з комп’ютерним керуванням можуть різати сталь товщиною до 6 дюймів. Плазмові різаки виробляють дуже гарячий і локалізований конус для різання, тому дуже підходять для різання металевих листів у вигнутих і кутових формах. Температури, створювані під час різання плазмовою дугою, дуже високі й становлять близько 9673 кельвінів у кисневому плазмовому пальнику. Це забезпечує швидкий процес, невелику ширину пропилу та хорошу обробку поверхні. У наших системах із використанням вольфрамових електродів плазма інертна, утворена за допомогою аргону, аргону-H2 або азоту. Однак іноді ми також використовуємо гази-окислювачі, такі як повітря чи кисень, і в цих системах електродом є мідь з гафнієм. Перевага повітряного плазмового пальника полягає в тому, що він використовує повітря замість дорогих газів, таким чином потенційно знижуючи загальну вартість обробки.

 

 

 

Наші HF-TYPE PLASMA CUTTING машини використовують високочастотну іскру високої напруги для іонізації повітря через головку пальника та ініціювання дуги. Наші високочастотні плазмові різаки не вимагають контакту пальника з матеріалом заготовки на початку, і вони підходять для застосувань, пов’язаних з COMPUTER NUMERICAL CONTROL (CNC) cutting. Інші виробники використовують примітивні машини, які потребують контакту наконечника з основним металом для запуску, а потім відбувається розділення зазору. Ці більш примітивні плазмові різаки більш сприйнятливі до контактного наконечника та пошкодження екрану під час запуску.

 

 

 

Наші PILOT-ARC TYPE PLASMA машини використовують двоетапний процес для виробництва плазми без необхідності початкового контакту. На першому етапі ланцюг високої напруги з низьким струмом використовується для ініціалізації дуже маленької іскри високої інтенсивності всередині корпусу пальника, створюючи невелику кишеню плазмового газу. Це називається пілотною дугою. Пілотна дуга має зворотний електричний шлях, вбудований у головку пальника. Направляюча дуга підтримується та зберігається, доки вона не наблизиться до деталі. Там пілотна дуга запалює основну дугу плазмового різання. Плазмові дуги надзвичайно гарячі та знаходяться в діапазоні 25 000 °C = 45 000 °F.

 

 

 

Більш традиційний метод, який ми також використовуємо, це OXYFUEL-GAS CUTTING (OFC) де ми використовуємо пальник, як під час зварювання. Операція використовується при різанні сталі, чавуну і сталевого лиття. Принцип різання при газокисневому різанні заснований на окисленні, випалюванні і плавленні сталі. Ширина пропилу при газокисневому різанні становить приблизно від 1,5 до 10 мм. Процес плазмової дуги розглядається як альтернатива киснево-паливному процесу. Плазмово-дуговий процес відрізняється від киснево-паливного тим, що він працює за допомогою дуги для плавлення металу, тоді як у киснево-паливному процесі кисень окислює метал, а тепло від екзотермічної реакції плавить метал. Таким чином, на відміну від киснево-паливного процесу, плазмовий процес можна застосовувати для різання металів, які утворюють тугоплавкі оксиди, наприклад нержавіючої сталі, алюмінію та кольорових сплавів.

 

 

 

ПЛАЗМОВЕ СТРОЖАННЯ  процес, подібний до плазмового різання, зазвичай виконується за допомогою того самого обладнання, що й плазмове різання. Замість різання матеріалу під час плазмового різання використовується інша конфігурація пальника. Сопло пальника та газовий дифузор зазвичай відрізняються, і для видування металу підтримується більша відстань від пальника до заготовки. Плазмова різьба може бути використана в різних сферах застосування, включно з видаленням зварного шва для повторної обробки.

 

 

 

Деякі з наших плазмових різаків вбудовані в стіл з ЧПК. Столи з ЧПК оснащені комп’ютером для керування головкою пальника для отримання чистих гострих різів. Наше сучасне плазмове обладнання з ЧПК здатне виконувати багатоосьове різання товстих матеріалів і надає можливості для складних зварювальних швів, які інакше неможливі. Наші плазмово-дугові різаки високоавтоматизовані завдяки використанню програмованих засобів керування. Для більш тонких матеріалів ми віддаємо перевагу лазерному різанню перед плазмовим, головним чином через чудову здатність нашого лазерного різака вирізати отвори. Ми також розгортаємо верстати для вертикального плазмового різання з ЧПК, які пропонують нам меншу площу, підвищену гнучкість, кращу безпеку та швидшу роботу. Якість кромки плазмового різання подібна до тієї, що досягається за допомогою процесів кисневого різання. Однак, оскільки плазмовий процес розрізає шляхом плавлення, характерною особливістю є більший ступінь плавлення у напрямку до верхньої частини металу, що призводить до заокруглення верхнього краю, поганої прямокутності краю або скосу на кромці різу. Ми використовуємо нові моделі плазмотронів із меншим соплом і тоншою плазмовою дугою, щоб покращити звуження дуги та забезпечити більш рівномірний нагрів у верхній і нижній частині розрізу. Це дозволяє нам досягти майже лазерної точності плазмового різання та механічної обробки країв. Наші ВИСОКОТОЛЕРАНТНЕ ПЛАЗМОВО-ДУГОВЕ РІЗАННЯ (HTPAC) системи працюють із сильно звуженою плазмою. Фокусування плазми досягається шляхом примушування генерованої кисню плазми до завихрення, коли вона потрапляє в плазмовий отвір, і вторинний потік газу впорскується нижче за течією плазмового сопла. Ми маємо окреме магнітне поле, що оточує дугу. Це стабілізує плазмовий струмінь, зберігаючи обертання, викликане закрученим газом. Поєднуючи точне керування з ЧПК із цими меншими та тоншими різцями, ми можемо виробляти деталі, які потребують незначної обробки або взагалі її не потребують. Швидкість видалення матеріалу при плазмовій обробці значно вища, ніж при електроерозійній обробці (EDM) і лазерно-променевій обробці (LBM), і деталі можна обробити з хорошою відтворюваністю.

 

 

 

ПЛАЗМОДУГОВЕ ЗВАРЮВАННЯ (PAW) це процес, подібний до дугового зварювання газовою вольфрамом (GTAW). Електрична дуга утворюється між електродом, який зазвичай виготовлений зі спеченого вольфраму, і заготовкою. Ключова відмінність від GTAW полягає в тому, що в PAW, розташувавши електрод у корпусі пальника, плазмову дугу можна відокремити від оболонки захисного газу. Потім плазма проходить через мідне сопло з тонким отвором, яке звужує дугу, а плазма виходить із отвору на високих швидкостях і температурах, що наближаються до 20 000 °C. Плазмодугове зварювання є прогресом у порівнянні з процесом GTAW. У процесі зварювання PAW використовується неплавкий вольфрамовий електрод і дуга, звужена через тонке мідне сопло. PAW можна використовувати для з’єднання всіх металів і сплавів, які можна зварювати за допомогою GTAW. За допомогою зміни струму, швидкості потоку плазмового газу та діаметра отвору можливі кілька основних варіацій процесу PAW, зокрема:

 

Мікроплазма (< 15 Ампер)

 

Режим розплавлення (15–400 А)

 

Режим замкової щілини (>100 Ампер)

 

У плазмово-дуговому зварюванні (PAW) ми отримуємо більшу концентрацію енергії порівняно з GTAW. Можливе глибоке та вузьке проникнення з максимальною глибиною від 12 до 18 мм (від 0,47 до 0,71 дюйма) залежно від матеріалу. Більша стабільність дуги забезпечує набагато більшу довжину дуги (відстань) і набагато більшу толерантність до змін довжини дуги.

 

Однак, як недолік, PAW вимагає відносно дорогого та складного обладнання порівняно з GTAW. Крім того, обслуговування факела є критичним і більш складним. Іншими недоліками PAW є: Процедури зварювання, як правило, більш складні та менш толерантні до змін підгонки тощо. Необхідні навички оператора трохи вищі, ніж для GTAW. Необхідна заміна отвору.