Plasmasnijder 101: Grondbeginselen voor beginners

Inleiding

Kort overzicht van plasmasnijden

Plasmaboogsnijden is een bewerkingsmethode waarbij de hitte van een plasmaboog van hoge temperatuur wordt gebruikt om het metaal aan de snijrand plaatselijk te smelten (en te verdampen) en waarbij het momentum van het hogesnelheidsplasma wordt gebruikt om het gesmolten metaal te verwijderen en een snede te vormen.

Voordelen van plasmasnijden ten opzichte van traditionele snijmethoden

CNC-plasmasnijmachines hebben de snijsnelheid en het snijbereik verbeterd ten opzichte van vlamsnijmachines.

Vergeleken met traditionele snijmethoden heeft plasmasnijden voordelen zoals hoge efficiëntie, hoge precisie en hoge stabiliteit, vooral voor grootschalige productie en verwerking met hoge precisie-eisen.

Vanuit kostenoogpunt is plasmasnijden voordeliger omdat er geen snijgas meer nodig is.

De beheersing van de verwerkingskosten zal duidelijker zijn, vooral bij grootschalige productie.

Plasmaboog snijden is een relatief ideale snijhittebron, met de volgende voordelen:

(1) Breed scala aan toepassingen.

Plasmabogen kunnen verschillende metalen snijden met een smeltpunt dat andere snijmethodes niet kunnen snijden, zoals roestvrij staal, hittebestendig staal, titaniummolybdeen, wolfraam, gietijzer, koper, aluminium en aluminiumlegeringen, met een snijdikte van meer dan 200 mm voor roestvrij staal en aluminium, enz.

(2) Snelle snijsnelheid en hoge productiviteit.

Van de verschillende snijmethoden die momenteel worden gebruikt, is plasmaboogsnijden relatief snel en heeft het een hoge productie-efficiëntie.

Bijvoorbeeld, het snijden van 10 mm aluminium plaatDe snijsnelheid kan oplopen tot 200-300 m/u; bij het snijden van 12 mm dik roestvrij staal kan de snijsnelheid oplopen tot 100-130 m/u.

(3) Hoge snijkwaliteit.

Tijdens het plasmaboogsnijden kunnen smalle, gladde, nette en restloze sneden worden verkregen die dicht bij verticaal liggen, met minimale vervorming en warmte-invloed op de sneden en weinig verandering in hardheid. De snijkwaliteit is goed.

Plasmasnijders begrijpen

Definitie en basisprincipes van plasmasnijden

Definitie

Plasmaboogsnijden maakt gebruik van een gasmengsel dat door een hoogfrequente boog wordt geleid. Het gas kan lucht zijn of een mengsel van waterstof, argon en stikstof.

De hoogfrequente boog zorgt ervoor dat een deel van het gas "ontleedt" of ioniseert in atomaire basisdeeltjes, wat resulteert in "plasma".

De boog springt dan naar het roestvaststalen werkstuk en hogedrukgas blaast het plasma uit het mondstuk van de snijbrander met een uittredesnelheid van 800 tot 1000 meter per seconde (ongeveer 3 mach).

Dit, gecombineerd met de hoge energie die vrijkomt wanneer de verschillende gassen in het plasma terugkeren naar hun normale toestand, genereert een hoge temperatuur van 2700°C.

Deze temperatuur is bijna twee keer het smeltpunt van roestvrij staal. Hierdoor smelt het roestvast staal snel en wordt het gesmolten metaal weggeblazen door de gasstroom onder hoge druk.

Daarom is apparatuur nodig voor het verwijderen van uitlaatgassen en slakken.

1- Plasmaboog, booglengte 6,4 mm, opening mondstuk 0,76 mm
2-Witte wolfraam boog, booglengte 1,2mm, wolfraam elektrode diameter 1mm

Plasmaboogsnijden (plasma arc cutting) kan worden gebruikt om 3,0 tot 80,0 mm dik roestvrij staal te snijden.

Het snijoppervlak is geoxideerd en door de eigenschappen van plasma heeft de snede de vorm van een acht.

Werkingsprincipe

Plasmaboogsnijden is een thermische snijmethode waarbij een plasmaboog als warmtebron wordt gebruikt en waarbij het gesmolten metaal wordt gesmolten en verwijderd om een snede te vormen met behulp van thermisch ionengas met hoge snelheid.

Het werkingsprincipe van plasmaboogsnijden is vergelijkbaar met plasma booglassenmaar de stroombron heeft een nullastspanning van meer dan 150 volt en de boogspanning is ook meer dan 100 volt.

De structuur van de snijbrander is ook groter dan die van de lastoorts en vereist waterkoeling.

Plasmaboogsnijden maakt over het algemeen gebruik van hoogzuiver stikstof als plasmagas, maar gemengde gassen zoals argon of argon-stikstof of argon-waterstof kunnen ook worden gebruikt.

Over het algemeen geen schermgas gebruikt en soms kan ook koolstofdioxide worden gebruikt als beschermgas.

Classificatie

Er zijn drie soorten plasmaboogsnijden:

Plasma snijden met kleine stroom gebruikt 70 tot 100 ampère stroom, de boog behoort tot een niet-overgangsboog en wordt gebruikt voor handmatig snijden van 5 tot 25 mm dunne platen of voor machinale bewerkingen zoals gleufgieten en ponsen;

Plasmaboogsnijden met grote stroomsterkte 100 tot 200 ampère of meer stroom gebruikt, behoort de boog tot een overdrachtsboog (zie plasma booglassen), en wordt gebruikt voor mechanisch snijden of vormsnijden van materiaal met een grote dikte (12 tot 130 mm);

Waterstraal plasma snijden maakt gebruik van grote stroom, de buitenmantel van de snijbrander heeft een ringvormig waterstraalpijpje, en het gesproeide water kan de rook en het lawaai tijdens het snijden verminderen en de snijkwaliteit verbeteren.

Plasmaboog kan roestvrij staal, hooggelegeerd staal, gietijzer, aluminium en aluminiumlegeringen snijden, maar ook niet-gelegeerd staal.metaalachtige materialen zoals erts, cementplaten, keramiek, enz.

De sneden van de plasmaboog zijn smal, glad en vlak en de kwaliteit is vergelijkbaar met die van precisiegereedschap. gas snijden.

Onder dezelfde omstandigheden is de snijsnelheid van een plasmaboog hoger dan die van een gassnijder en is het bereik van het snijmateriaal ook groter dan dat van een gassnijder.

Plasmaboog snijparameters.

De selectie van plasma-snijparameters is cruciaal voor de snijkwaliteit, -snelheid en -efficiëntie.

1. Snijstroom

De snijstroom is het belangrijkste snijparameterdie rechtstreeks de snijdikte en -snelheid bepaalt, oftewel het snijvermogen.

Als de snijstroom toeneemt, neemt de boogenergie toe, verbetert het snijvermogen, wordt de snijsnelheid hoger, neemt de boogdiameter toe en wordt de boog dikker, waardoor de snede breder wordt.

Als de snijstroom te hoog is, neemt de thermische belasting van de nozzle toe, raakt de nozzle te vroeg beschadigd en neemt de snijkwaliteit natuurlijk af of is zelfs normaal snijden niet mogelijk.

Daarom is het noodzakelijk om de snijstroom en het bijbehorende mondstuk te selecteren op basis van de dikte van het materiaal voor het snijden.

2. Snijsnelheid

Door de verschillende dikte, materiaal, smeltpunt, thermische geleidbaarheid en oppervlaktespanning na het smelten van het materiaal, is de geselecteerde snijsnelheid ook verschillend.

Een gematigde verhoging van de snijsnelheid kan de snijkwaliteit verbeteren, d.w.z. de snede is iets smaller, het snijoppervlak is gladder en de vervorming is minder.

Als de snijsnelheid te hoog is, is de warmte-inbreng tijdens het snijden lager dan de vereiste hoeveelheid, kan de straal in de snede het gesmolten gesmolten materiaal niet onmiddellijk wegblazen, waardoor een grotere slepende hoeveelheid wordt gevormd, die gepaard gaat met snijafval en de kwaliteit van het snijoppervlak afneemt.

3. Boogspanning

Plasmaboogsnijmachines hebben over het algemeen een hoge nullastspanning en werkspanning.

Bij gebruik van ionisatiegassen zoals stikstof, waterstof of lucht zal de spanning die nodig is om de plasmaboog te stabiliseren hoger zijn.

Wanneer de stroomsterkte vast is, betekent de toename in spanning dat de boogenthalpie toeneemt, de diameter van de straal afneemt en de stroomsnelheid van het gas toeneemt, wat resulteert in een hogere snijsnelheid en een betere snijkwaliteit.

De nullastspanning is 120-600V, het boogkolomvoltage mag 65% van de nullastspanning niet overschrijden en is over het algemeen de helft van de nullastspanning.

Momenteel is de nullastspanning van plasmaboogsnijmachines op de markt meestal 80-100V.

Belangrijkste onderdelen van een plasmasnijder

Een plasmasnijmachine is een industrieel snijgereedschap dat uit de volgende hoofdonderdelen bestaat:

1. Dwarsbalk: De dwarsbalk is een belangrijk onderdeel van de plasmasnijmachine voor het uitbalanceren en kruislings snijden. Hij maakt deel uit van het machinelichaam en beweegt horizontaal om het snijwerk uit te voeren.

2. Basis: De basis bevindt zich op de geleiderail en onder de dwarsbalk, met wielen aan de onderkant. Het wordt voornamelijk gebruikt voor de longitudinale beweging en het snijden van de machine.

3. Heflichaam: Dit onderdeel bevindt zich in de buurt van de toorts en op de dwarsbalk. Het wordt voornamelijk gebruikt voor de op- en neerwaartse beweging van de toorts om platen van verschillende diktes te bewerken.

4. Besturingssysteem: Het is het commandocentrum van de CNC-plasmasnijmachine. Het wordt voornamelijk gebruikt om het operationele traject en de gerelateerde parameters van de machine in te stellen.

5. Werktafel: Ook bekend als de basis snijtafel. Het is een noodzakelijk apparaat voor de CNC snijmachine tijdens het gebruik. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het plaatsen van het plaatmateriaal en het koelen tijdens de werking van de machine.

6. Plasmavoeding: Levert stroom aan de plasmasnijmachine en is de belangrijkste accessoire van de machine.

Soorten plasmasnijders

CNC-plasmasnijmachines kunnen op basis van de werkingsmodus worden ingedeeld in droog plasma, halfdroog plasma en onderwaterplasma.

Op basis van de snijkwaliteit kunnen ze worden ingedeeld in algemeen plasma, fijn plasma en plasma vergelijkbaar met laser.

Veiligheidsmaatregelen

1. Controleer en bevestig dat de stroombron, gasbron en waterbron vrij zijn van elektrische lekken, gaslekken, waterlekken en veilig geaard zijn of op nul zijn aangesloten.

2. De slede en het werkstuk moeten zich in de juiste positie bevinden en de positieve pool van het werkstuk en het snijcircuit moeten worden aangesloten en er moet een slakkenkuil onder het snijoppervlak worden aangebracht.

3. Selecteer de opening van het mondstuk op basis van het materiaal, het type en de dikte van het werkstuk en pas de snijbron, de gasstroom en de samentrekking van de elektroden aan.

4. De automatische snijslede moet leeg worden gedraaid en de snijsnelheid moet worden geselecteerd.

5. Bedieners moeten beschermende maskers dragen, elektrisch lassen handschoenen, hoeden, ademhalingsmaskers met filter en geluidsonderdrukkende oorbeschermers. Mensen die geen beschermende bril dragen, mogen de plasmaboog niet rechtstreeks waarnemen en het is ten strengste verboden om met blote huid in de buurt van de plasmaboog te komen.

6. Tijdens het zagen moet de gebruiker aan de bovenwindse kant staan om te kunnen werken. Er kan lucht worden aangezogen uit het onderste gedeelte van de werktafel en de open ruimte op de werktafel moet worden verkleind.

7. Als tijdens het snijden de nullastspanning te hoog is, controleer dan de elektrische aarding, nulstelling en isolatie van de toortshandgreep, isoleer de werktafel van de aarde of installeer een nullastschakelaar in het elektrische besturingssysteem.

8. De hoogfrequent generator moet een afschermkap hebben. Na het ontsteken van een hoogfrequente vlamboog moet het hoogfrequente circuit onmiddellijk worden uitgeschakeld.

9. Het gebruik van thorium- en wolfraamelektroden moet voldoen aan de voorschriften in artikel 12.7.8 van JGJ33-2001.

10. Snijpersoneel en ondersteunend personeel moeten arbeidsbeschermingsmiddelen dragen zoals vereist. Ze moeten ook maatregelen nemen om elektrische schokken, vallen van grote hoogte, gasvergiftiging, brand en andere ongevallen te voorkomen.

11. De lasmachine die op locatie wordt gebruikt, moet zijn voorzien van een machinehok ter bescherming tegen regen, vocht en zon, en moet zijn uitgerust met bijbehorende brandbestrijdingsapparatuur.

12. Bij het lassen of snijden op hoogte moeten veiligheidsgordels worden gedragen en brandpreventiemaatregelen worden genomen rond en onder het las- of snijgebied, en er moet iemand toezicht houden.

13. Bij het lassen of snijden aan drukhouders, verzegelde containers, olievaten, pijpleidingen of werkstukken die verontreinigd zijn met ontvlambaar gas of ontvlambare oplossing, moet eerst de druk in de houder of pijpleiding worden weggenomen en het ontvlambare gas of de ontvlambare oplossing worden verwijderd.

Vervolgens moeten giftige, schadelijke en ontvlambare stoffen worden weggespoeld.

Voor containers met vetresten moet stoom of alkalisch water worden gebruikt om te spoelen en moet het deksel worden geopend om te controleren of de container schoon is en vervolgens worden gevuld met helder water voordat er wordt gelast.

Er moeten maatregelen worden genomen om elektrische schokken, vergiftiging en verstikking te voorkomen bij het lassen of snijden in containers.

Las- of snijwerkzaamheden aan afgesloten houders moeten luchtgaten hebben en, indien nodig, ventilatieapparatuur moeten worden geïnstalleerd bij de luchtinlaat- en luchtuitlaatgaten.

De verlichtingsspanning in de container mag niet hoger zijn dan 12V en de lasser en het werkstuk moeten geïsoleerd zijn. Er moet iemand toezicht houden buiten de container.

Lassen binnenin containers die geverfd of bekleed zijn met olie of plastic is ten strengste verboden.

14. Lassen en snijden mag niet worden uitgevoerd op containers en pijpleidingen onder druk, elektrisch geladen apparatuur, gespannen delen van dragende constructies of containers die ontvlambare en explosieve items bevatten.

15. Bij regenachtig weer mag er niet in de open lucht worden gelast. Bij het werken in vochtige ruimtes moet de operator op isolatiemateriaal staan en geïsoleerde schoenen dragen.

16. Na het werk moet de stroombron worden uitgeschakeld en moeten de gas- en waterbronnen worden afgesloten.

Uw plasmasnijder instellen

De parameters in een CNC-plasmasnijmachine kan worden ingesteld. Hier lees je hoe:

Starttijd boog: Deze staat ook bekend als piercingtijd en wordt meestal rechtstreeks via het toetsenbord ingevoerd.

Snijsnelheid en kerf compensatie: Meestal rechtstreeks ingevoerd via het toetsenbord.

Booghoogte: Deze staat ook bekend als doorsteekhoogte en wordt meestal handmatig ingesteld bij het snijpistool.

Boogspanning: Meestal handmatig ingesteld op de boogspanningssensor.

Wat betreft de bediening een CNC plasmasnijmachine, is het specifieke antwoord:

(1) Start de luchtcompressor, gevolgd door de besturingskast van de machine en de plasmastroombron, stel vervolgens de bijbehorende parameters in en start uiteindelijk het programma om te beginnen met snijden.

Merk op dat de volgorde niet moet worden omgekeerd om problemen te voorkomen.

(2) Snijd de staalplaaten de procesparameters moeten redelijk en effectief worden ingesteld.

(3) Schakel na het zagen onmiddellijk de stroom- en gasbron uit.

Technieken voor effectief plasmasnijden

Als bij het gebruik van een CNC-plasmasnijmachine de snijkwaliteit onstabiel is en de slijtageonderdelen vaak vervangen moeten worden, blijkt vaak dat de bediening van de CNC-plasmasnijmachine door de gebruiker niet gestandaardiseerd genoeg is en dat er niet genoeg aandacht wordt besteed aan bepaalde details.

Hier volgen enkele tips voor het dagelijks gebruik van CNC-plasmasnijmachines, zodat u ze gemakkelijk kunt gebruiken:

1. Begin met snijden vanaf de rand

Begin zo veel mogelijk met zagen vanaf de rand in plaats van met ponsen. Door de rand als startpunt te gebruiken, wordt de levensduur van de slijtdelen verlengd. De juiste methode is om het mondstuk direct op de rand van het werkstuk te richten en dan de plasmaboog te starten.

2. Onnodige "ontstekingstijd" (of "waakvlamtijd") verminderen

Ontsteking verbruikt zowel het mondstuk als de elektrode zeer snel. Voordat u begint, moet de toorts binnen de snijafstand van het metaal worden geplaatst.

3. Overbelast het mondstuk niet

Overbelasting van de straalpijp (d.w.z. overschrijding van de werkstroom van de straalpijp) leidt snel tot defecten aan de straalpijp.

De stroomsterkte moet 95% van de werkstroom van de spuitdop zijn. Bijvoorbeeld, de stroomsterkte van een spuitdop van 100A moet worden ingesteld op 95A.

4. Gebruik een redelijke snijafstand

Gebruik volgens de instructies een redelijke snijafstand, dat is de afstand tussen de snijmondstuk en het oppervlak van het werkstuk. Probeer bij het ponsen 2 keer de normale snijafstand te gebruiken of de maximale hoogte die de plasmaboog kan overbrengen.

5. De perforatiedikte moet binnen het toegestane bereik van het machinesysteem liggen.

De snijmachine kan niet perforeren op een staalplaat die de werkdikte overschrijdt. De typische perforatiedikte is 1/2 van de normale snijdikte.

Houd de toorts en slijtdelen schoon. Vuil op de toorts en slijtdelen heeft een grote invloed op de prestaties van het plasmasysteem.

Wanneer u slijtageonderdelen vervangt, leg ze dan op een schone doek en controleer regelmatig de aansluiting van de toorts, reinig het contactoppervlak van de elektrode en het mondstuk met een waterstofperoxidehoudend schoonmaakmiddel.

Problemen met plasmasnijden oplossen

Onderhoud en verzorging van uw plasmasnijder

1. Juiste installatie van de toorts

Installeer de toorts op de juiste manier en zorg ervoor dat alle onderdelen goed passen en dat de gas- en koelluchtstroom soepel verloopt. Installeer alle onderdelen op een schone doek om te voorkomen dat er vuil aan de onderdelen blijft kleven. Breng geschikte smeerolie aan op de O-ring totdat deze glanst, maar voeg niet te veel toe.

2. Vervang verbruiksartikelen voordat ze volledig beschadigd zijn

Wacht niet tot de verbruiksmaterialen volledig beschadigd zijn voordat u ze vervangt, omdat ernstig versleten elektroden, mondstukken en wervelringen oncontroleerbare plasmabogen produceren, die waarschijnlijk ernstige schade aan de toorts veroorzaken. Controleer daarom de verbruiksmaterialen onmiddellijk wanneer u de eerste vermindering in snijkwaliteit opmerkt.

3. Maak de aansluitdraden van de toorts schoon

Wanneer u verbruiksartikelen vervangt of dagelijkse onderhoudscontroles uitvoert, moet u ervoor zorgen dat de binnen- en buitenschroefdraad van de toorts schoon blijven. Reinig of repareer indien nodig de aansluitdraden.

4. Reinig de contactoppervlakken van de elektrode en het mondstuk.

In veel toortsen is het contactoppervlak tussen het mondstuk en de elektrode een geladen contactoppervlak. Als deze contactoppervlakken vuil zijn, werkt de toorts niet goed en moet deze worden gereinigd met reinigingsmiddelen op peroxidebasis.

5. Controleer dagelijks de doorstroming en druk van gas en koelvloeistof.

Controleer dagelijks de doorstroming en druk van het gas en de koelvloeistof. Als er onvoldoende stroming of lekken worden gevonden, stop de machine dan onmiddellijk om de storing te verhelpen.

6. Voorkom botsingschade aan de toorts

Om schade door botsingen met de toorts te voorkomen, moet het systeem correct worden geprogrammeerd om bewegingen over de limiet te voorkomen en moeten er botsbeveiligingen worden geïnstalleerd die schade aan de toorts tijdens botsingen effectief voorkomen.

7. De meest voorkomende oorzaken van schade aan de toorts

(1) Botsing van de toorts.

(2) Destructieve plasmaboog veroorzaakt door beschadigde verbruiksartikelen.

(3) Destructieve plasmaboog veroorzaakt door vuil.

(4) Destructieve plasmaboog veroorzaakt door losse onderdelen.

8. Voorzorgsmaatregelen

(1) Breng geen vet aan op de toorts.

(2) Gebruik niet te veel smeermiddel voor de O-ring.

(3) Spuit geen chemicaliën tegen spatten wanneer de beschermhoes nog op de toorts zit.

(4) Gebruik de handlamp niet als hamer.

Conclusie

Dit artikel introduceert de wetenschappelijke principes en gebruiksmethoden van plasmasnijders. Zolang je de veiligheidsuitrusting en preventieve maatregelen in acht neemt, is het gebruik van een plasmasnijder heel eenvoudig.

Plasmasnijders kunnen u helpen tijd en geld te besparen en zijn een veelzijdige en gebruiksvriendelijke machine met veel opties op de markt.