La sélection des paramètres du processus de découpe pour les machines de découpe plasma CNC est cruciale pour la qualité, la vitesse et l'efficacité des résultats de la découpe. Pour utiliser correctement une machine plasma CNC en vue d'une découpe rapide et de haute qualité, il est essentiel de bien comprendre et maîtriser les paramètres du processus de découpe. I. Courant de coupe Il est [...]
La sélection des paramètres du processus de découpe pour les machines de découpe plasma CNC est cruciale pour la qualité, la vitesse et l'efficacité des résultats de la découpe.
Pour utiliser correctement une machine plasma CNC en vue d'une découpe rapide et de haute qualité, il est essentiel de bien comprendre et maîtriser les paramètres du processus de découpe.
C'est le paramètre le plus important du processus de coupe qui détermine directement l'épaisseur et la vitesse de la coupe, c'est-à-dire la capacité de coupe. Ses effets sont les suivants :
1. Lorsque le courant de coupe augmente, l'énergie de l'arc augmente également, ce qui se traduit par une capacité et une vitesse de coupe accrues.
2. Lorsque le courant de coupe augmente, le diamètre de l'arc augmente également, ce qui élargit la coupe.
3. Si le courant de coupe est trop élevé, la buse surchauffera, ce qui entraînera des dommages prématurés et une diminution de la qualité de la coupe, voire empêchera une coupe normale. Il est donc nécessaire de choisir le courant de coupe approprié et la buse correspondante en fonction de l'épaisseur du matériau à découper.
La plage de vitesse de coupe optimale peut être déterminée selon les instructions de l'équipement ou par expérimentation.
En raison de facteurs tels que l'épaisseur du matériau, le type de matériau, le point de fusion, la conductivité thermique et la tension superficielle après la fusion, la vitesse de coupe change également en conséquence. Ses principaux effets sont les suivants :
Une augmentation modérée de la vitesse de coupe peut améliorer la qualité de la coupe, c'est-à-dire rétrécir légèrement la coupe, rendre la surface de coupe plus lisse et réduire la déformation.
Si la vitesse de coupe est trop rapide, l'énergie de la ligne de coupe sera inférieure à la valeur requise, et le jet ne pourra pas souffler immédiatement la matière fondue de coupe, ce qui entraînera une plus grande quantité de traînée arrière et de scories accrochées à la coupe, provoquant une diminution de la qualité de la surface de coupe.
Lorsque la vitesse de coupe est trop faible, la position de coupe étant l'anode de l'arc plasma, afin de maintenir la stabilité de l'arc lui-même, le point d'anode ou la zone d'anode doit trouver un endroit où conduire le courant près de la coupe la plus proche, ce qui transférera davantage de chaleur radialement au jet.
Par conséquent, la coupe s'élargit et la matière fondue des deux côtés de la coupe se rassemble et se solidifie sur le bord inférieur, formant des scories difficiles à nettoyer. En outre, le bord supérieur de la coupe forme un coin arrondi en raison d'un échauffement et d'une fusion excessifs.
Lorsque la vitesse est extrêmement faible, l'arc peut même s'éteindre. Une bonne qualité de coupe et une bonne vitesse de coupe sont donc indissociables.
La tension de sortie normale de l'alimentation est généralement considérée comme la tension de coupure.
Découpe à l'arc plasma les machines ont généralement une tension à vide et une tension de fonctionnement élevées.
Lorsque l'on utilise des gaz à haute énergie d'ionisation tels que l'azote, l'hydrogène ou l'air, la tension nécessaire pour obtenir un arc plasma stable est plus élevée. Lorsque le courant est constant, une augmentation de la tension signifie une augmentation de l'enthalpie de l'arc et de la capacité de coupe.
Si l'on réduit le diamètre du jet tout en augmentant le débit de gaz avec une augmentation de l'enthalpie, on obtient souvent une vitesse de coupe plus rapide et une meilleure qualité de coupe.
Les gaz de travail comprennent le gaz de coupe, le gaz auxiliaire et, pour certains équipements, le gaz de démarrage. En général, le gaz de travail approprié doit être sélectionné en fonction du type, de l'épaisseur et de la méthode de coupe du matériau.
Le gaz de coupe doit assurer la formation du jet de plasma tout en éliminant le métal fondu et les oxydes de la coupe.
Un débit de gaz excessif peut absorber une plus grande partie de la chaleur de l'arc, réduire la longueur du jet, entraîner une diminution de la capacité de coupe et un arc instable ; un débit de gaz insuffisant peut faire perdre à l'arc de plasma la chaleur nécessaire à son fonctionnement. rectitudeLes coupes sont donc peu profondes et les scories peuvent facilement s'accrocher.
Par conséquent, le débit de gaz doit être bien coordonné avec le courant et la vitesse de coupe.
La plupart des machines modernes de découpe à l'arc plasma contrôlent le débit par la pression du gaz, car lorsque l'ouverture du pistolet est fixe, le contrôle de la pression du gaz contrôle également le débit.
La pression de gaz utilisée pour couper une certaine épaisseur de matériau doit généralement être choisie en fonction des données fournies par le fabricant de l'équipement.
S'il existe d'autres applications spéciales, la pression du gaz doit être déterminée par des essais de coupe réels.
Les gaz de travail les plus couramment utilisés sont l'argon, l'azote, l'oxygène, l'air et H35, un gaz mixte argon-azote, etc.
1. Le gaz argon ne réagit pratiquement pas avec les métaux à haute température, et l'arc plasma du gaz argon est très stable.
En outre, la buse et l'électrode utilisées ont une durée de vie relativement longue. Cependant, la tension de l'arc au plasma d'argon est plus faible et la valeur enthalpique n'est pas élevée, ce qui limite la capacité de coupe.
Par rapport à découpe à l'airson épaisseur de coupe diminuera approximativement de 25%.
En outre, dans un environnement protégé par l'argon, la tension superficielle du métal fondu est plus élevée, d'environ 30%, que dans un environnement d'azote.
Par conséquent, les problèmes d'accrochage des scories peuvent être plus nombreux.
Même si l'on coupe avec un mélange d'argon et d'autres gaz, il y aura une tendance à avoir des scories collantes. C'est pourquoi l'argon pur est aujourd'hui rarement utilisé seul pour le découpage. découpe au plasma.
2. L'hydrogène est généralement utilisé comme gaz auxiliaire mélangé à d'autres gaz.
Par exemple, le gaz H35 bien connu (fraction volumique d'hydrogène de 35%, le reste étant de l'argon) est l'un des gaz les plus puissants dans la capacité de découpage à l'arc plasma, ce qui est principalement dû à l'hydrogène.
L'hydrogène gazeux peut augmenter de manière significative la tension de l'arc, ce qui confère au jet de plasma d'hydrogène une valeur enthalpique élevée. Lorsqu'il est mélangé à de l'argon, la capacité de découpe du jet de plasma est considérablement améliorée.
En général, pour les matériaux métalliques d'une épaisseur supérieure à 70 mm, l'argon + l'hydrogène sont couramment utilisés comme gaz de coupe. L'utilisation d'un jet d'eau pour comprimer davantage l'arc plasma argon + hydrogène permet d'obtenir une efficacité de coupe encore plus élevée.
3. L'azote est un gaz de travail couramment utilisé.
Dans des conditions de tension d'alimentation élevée, l'arc plasma à l'azote présente une meilleure stabilité et une énergie de jet plus élevée que l'argon.
Même lorsque matériaux de coupe Dans le cas des métaux à haute viscosité tels que l'acier inoxydable et les alliages à base de nickel, la quantité de scories suspendues sous l'incision est également très faible. L'azote peut être utilisé seul ou mélangé à d'autres gaz.
Dans la découpe automatisée, l'azote ou l'air est souvent utilisé comme gaz de travail, et ces deux gaz sont devenus des gaz standard pour la découpe à grande vitesse de l'acier au carbone. Parfois, l'azote est également utilisé comme gaz d'amorçage de l'arc dans le découpage au plasma d'oxygène.
4. L'oxygène peut augmenter la vitesse de coupe des produits à faible teneur en oxygène. matériaux en acier au carbone.
Lorsque l'on utilise de l'oxygène pour l'oxycoupage, le mode de coupe est similaire à l'oxycoupage à la flamme. L'arc plasma à haute température et à haute énergie permet d'accélérer la vitesse de coupe, mais il doit être utilisé avec des électrodes résistantes à l'oxydation à haute température.
En même temps, l'électrode doit être protégée contre les chocs lors de l'amorçage de l'arc afin de prolonger sa durée de vie.
5. L'air contient environ 78% de fraction volumique d'azote, de sorte que la situation d'accrochage du laitier formée par l'utilisation de l'air pour la découpe est similaire à celle de l'utilisation de l'azote pour la découpe.
L'air contient également une fraction volumique d'oxygène d'environ 21% et, en raison de la présence d'oxygène, la vitesse de coupe de l'acier à faible teneur en carbone est plus élevée que celle de l'acier à faible teneur en carbone. matériau en acier L'utilisation de l'air est également élevée. En même temps, l'air est aussi le gaz de travail le plus économique.
Cependant, lorsque l'air est utilisé uniquement pour le découpage, il y a des problèmes d'accrochage des scories, ainsi que d'oxydation et d'augmentation de l'azote au niveau de l'incision. La faible durée de vie des électrodes et des buses peut également affecter l'efficacité du travail et les coûts de découpe.
se réfère à la distance entre l'extrémité de la buse et la surface de coupe, qui constitue une partie de la longueur totale de l'arc. Étant donné que le découpage à l'arc plasma utilise généralement des sources d'énergie à courant constant ou à chute abrupte, le courant varie très peu lorsque la hauteur de la buse augmente.
Cependant, cela augmentera la longueur de l'arc et provoquera une augmentation de la tension de l'arc, ce qui augmentera la puissance de l'arc. Mais en même temps, cela augmentera aussi la perte d'énergie de la colonne d'arc exposée à l'environnement.
Sous l'effet combiné de ces deux facteurs, l'effet du premier est souvent complètement annulé par le second, ce qui peut réduire l'énergie de coupe effective et diminuer la capacité de coupe.
Cela se manifeste généralement par un affaiblissement de la force du jet de coupe, une augmentation des scories résiduelles au fond de l'incision et un arrondi du bord supérieur.
En outre, compte tenu de la forme du jet de plasma, le diamètre du jet s'élargit vers l'extérieur après avoir quitté le pistolet, et l'augmentation de la hauteur de la buse entraînera inévitablement une augmentation de la largeur de l'incision.
Par conséquent, le choix d'une hauteur de buse la plus petite possible est bénéfique pour l'amélioration de la vitesse et de la qualité de coupe.
Toutefois, lorsque la hauteur de la buse est trop faible, des arcs doubles peuvent se produire. L'utilisation de buses extérieures en céramique permet de régler la hauteur de la buse à zéro, c'est-à-dire que l'extrémité de la buse entre directement en contact avec la surface coupée, ce qui permet d'obtenir de bons résultats.
Afin d'obtenir un arc de plasma à haute compression pour le découpage, la buse de coupe utilise une petite ouverture de buse, une longueur d'alésage plus importante et un effet de refroidissement renforcé. Cela permet d'augmenter le courant passant par la section efficace de la buse, c'est-à-dire d'augmenter la densité de puissance de l'arc.
Cependant, la compression augmente également la perte de puissance de l'arc, de sorte que l'énergie réelle utilisée pour la coupe est inférieure à la puissance de sortie de la source d'énergie, et son taux de perte est généralement compris entre 25% et 50%.
Certaines méthodes, telles que le découpage à l'arc plasma par compression d'eau, peuvent avoir un taux de perte d'énergie plus élevé. Cette question doit être prise en compte lors de la conception des paramètres du processus de coupe ou de la comptabilisation économique des coûts de coupe.
Par exemple, l'épaisseur des plaques métalliques couramment utilisées dans l'industrie est généralement inférieure à 50 mm.
Dans cette plage d'épaisseur, le découpage conventionnel à l'arc plasma forme souvent une coupe avec un bord supérieur plus large et un bord inférieur plus petit, et le bord supérieur de la coupe peut entraîner une diminution de la précision de la taille de l'incision et augmenter le travail de traitement ultérieur.
Lors du découpage à l'arc plasma à l'oxygène et à l'azote de l'acier au carbone, de l'aluminium et de l'acier inoxydable, lorsque l'épaisseur de la plaque est comprise entre 10 et 25 mm, le matériau est plus épais, la verticalité de l'arête est meilleure et l'erreur d'angle de l'arête de coupe est comprise entre 1 et 4 degrés.
Lorsque l'épaisseur de la plaque est inférieure à 1 mm, l'erreur d'angle de l'incision passe de 3-4 degrés à 15-25 degrés à mesure que l'épaisseur de la plaque diminue.
On pense généralement que la cause de ce phénomène est due à l'apport de chaleur inégal du jet de plasma sur la surface de coupe, c'est-à-dire que la libération de l'énergie de l'arc de plasma dans la partie supérieure de l'incision est plus importante que dans la partie inférieure.
Ce déséquilibre dans la libération de l'énergie est étroitement lié à de nombreux paramètres du processus, tels que le degré de compression de l'arc plasma, la vitesse de coupe et la distance entre la buse et la pièce.
L'augmentation du degré de compression de l'arc permet d'étendre le jet de plasma à haute température pour former une zone à haute température plus uniforme, tout en augmentant la vitesse du jet, ce qui peut réduire la différence de largeur entre les bords supérieur et inférieur de l'incision.
Cependant, la compression excessive des buses conventionnelles provoque souvent des arcs doubles, qui non seulement consomment les électrodes et les buses, rendant le processus de coupe impossible, mais entraînent également une diminution de la qualité de l'incision.
En outre, une vitesse de coupe et une hauteur de buse excessives peuvent également augmenter la différence de largeur entre les bords supérieur et inférieur de l'incision.
| Sélectionner le gaz | Régler le débit d'air de coupe | Epaisseur du matériau | Tension d'arc | Distance entre la torche de coupe et la pièce à usiner | Vitesse de coupe | Hauteur initiale du perçage | Délai de perçage | |||
| Plasma | Gaz protecteur | Plasma | Gaz protecteur. | mm | Tension | mm | mm/min | mm | Coefficient % | Deuxième |
| Air | Air | 72 | 35 | 3 | 136 | 3.1 | 6000 | 6.2 | 200 | 0.1 |
| 4 | 137 | 3.1 | 4930 | 6.2 | 200 | 0.2 | ||||
| 6 | 138 | 3.6 | 3850 | 7.2 | 200 | 0.3 | ||||
| 10 | 142 | 4.1 | 2450 | 8.2 | 200 | 0.5 | ||||
| 12 | 144 | 4.1 | 2050 | 8.2 | 200 | 0.5 | ||||
| 15 | 150 | 4.6 | 1450 | 9.2 | 200 | 0.8 | ||||
| 20 | 153 | 4.6 | 810 | 10.5 | 230 | 1.2 | ||||
| 25 | 163 | 4.6 | 410 | Commencer par le bord | ||||||
| 32 | 170 | 5.1 | 250 | |||||||
| Sélectionner le gaz | Régler le débit d'air de coupe | Epaisseur du matériau | Tension d'arc | Distance entre la torche de coupe et la pièce à usiner | Vitesse de coupe | Hauteur initiale du perçage | Délai de perçage | |||
| Plasma | Gaz protecteur | Plasma | Gaz protecteur | mm | Tension | mm | mm/min | mm | Coefficient% | Deuxième |
| Oxygène | Air | 65 | 48 | 3 | 128 | 2.5 | 6500 | 5.0 | 200 | 0.1 |
| 4 | 129 | 2.8 | 5420 | 5.6 | 200 | 0.2 | ||||
| 6 | 130 | 2.8 | 4000 | 5.6 | 200 | 0.3 | ||||
| 10 | 134 | 3.0 | 2650 | 6.0 | 200 | 0.3 | ||||
| 12 | 136 | 3.0 | 2200 | 6.0 | 200 | 0.5 | ||||
| 15 | 141 | 3.8 | 1650 | 7.6 | 200 | 0.7 | ||||
| 43 | 20 | 142 | 3.8 | 1130 | 7.6 | 200 | 1.0 | |||
| 25 | 152 | 4.0 | 675 | 8.0 | 200 | 1.5 | ||||
| 32 | 155 | 4.5 | 480 | Commencer par le bord | ||||||
| 38 | 160 | 4.5 | 305 | |||||||
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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