Já alguma vez se interrogou sobre a tecnologia de ponta que está a revolucionar o fabrico de metais? O corte por plasma é um fator de mudança na indústria, oferecendo uma velocidade, precisão e versatilidade sem paralelo. Neste artigo, vamos mergulhar no mundo dos cortadores de plasma, explorando as suas vantagens, princípios de funcionamento e componentes principais. Descubra como esta tecnologia notável está a transformar a forma como cortamos o metal e a abrir novas possibilidades no fabrico.
O corte por arco de plasma é um método de maquinagem que utiliza o calor de um arco de plasma de alta temperatura para derreter (e evaporar) localmente o metal na aresta de corte e utiliza o impulso do plasma de alta velocidade para remover o metal derretido e formar um corte.
As máquinas de corte por plasma CNC melhoraram a velocidade e o alcance do corte em comparação com o corte por chama.
Em comparação com os métodos de corte tradicionais, o corte por plasma tem vantagens como a elevada eficiência, a elevada precisão e a elevada estabilidade, especialmente para a produção e o processamento em grande escala com requisitos de corte de elevada precisão.
Do ponto de vista dos custos, o corte por plasma é mais económico devido à eliminação das despesas com o gás de corte.
O controlo dos custos de processamento será mais evidente, especialmente quando aplicado na produção em grande escala.
Corte por arco plasma é uma fonte de calor de corte relativamente ideal, com as seguintes vantagens
(1) Vasta gama de aplicações.
Os arcos de plasma podem cortar vários metais com um ponto de fusão que outros métodos de corte não conseguem cortar, como o aço inoxidável e o aço resistente ao calor, titânioO aço inoxidável e o alumínio são produtos de alta qualidade, com uma espessura de corte de mais de 200 mm para o aço inoxidável e o alumínio, etc.
(2) Velocidade de corte rápida e alta produtividade.
Entre os vários métodos de corte atualmente utilizados, o corte por arco plasma é relativamente rápido e tem uma elevada eficiência de produção.
Por exemplo, cortar 10 mm placa de alumínioa velocidade de corte pode atingir 200-300m/h; cortando aço inoxidável de 12mm de espessura, a velocidade de corte pode atingir 100-130m/h.
(3) Elevada qualidade de corte.
Durante o corte por arco de plasma, podem ser obtidos cortes estreitos, suaves, limpos e sem resíduos, próximos da vertical, com uma deformação mínima e influência do calor nos cortes, e pouca alteração da dureza. A qualidade de corte é boa.
Definição
O corte por arco de plasma utiliza uma mistura de gases que são passados através de um arco de alta frequência. O gás pode ser ar ou uma mistura de hidrogénio, árgon e azoto.
O arco de alta frequência faz com que parte do gás se "decomponha" ou se ionize em partículas atómicas básicas, dando origem ao "plasma".
O arco salta então para a peça de trabalho de aço inoxidável e o gás de alta pressão sopra o plasma para fora do bocal da tocha de corte com uma velocidade de saída de 800 a 1000 metros por segundo (cerca de 3 mach).
Isto, combinado com a elevada energia libertada quando os vários gases do plasma regressam ao seu estado normal, gera uma temperatura elevada de 2700°C.
Esta temperatura é quase o dobro do ponto de fusão do aço inoxidável. Isto faz com que o aço inoxidável derreta rapidamente, e o metal derretido é soprado pela corrente de gás de alta pressão.
Por conseguinte, é necessário equipamento de exaustão e de remoção de escórias.
1- Arco de plasma, comprimento do arco 6,4 mm, abertura do bico 0,76 mm
2-Arco de tungsténio branco, comprimento do arco 1,2 mm, diâmetro do elétrodo de tungsténio 1 mm
O corte por arco de plasma (corte por arco de plasma) pode ser utilizado para cortar aço inoxidável de 3,0 a 80,0 mm de espessura.
A superfície de corte é oxidada e, devido às características do plasma, o corte tem a forma de um oito.
Princípio de funcionamento
O corte por arco de plasma é um método de corte térmico que utiliza o arco de plasma como fonte de calor e derrete e remove o metal derretido para formar um corte com gás de iões térmicos de alta velocidade.
O princípio de funcionamento do corte por arco plasma é semelhante ao do corte por plasma soldadura por arcomas a fonte de alimentação tem mais de 150 volts de tensão em vazio e a tensão do arco também é superior a 100 volts.
A estrutura da tocha de corte é também maior do que a da tocha de soldadura e necessita de arrefecimento a água.
O corte por arco de plasma utiliza geralmente azoto de alta pureza como gás de plasma, mas podem também ser utilizados gases mistos, como o árgon, o árgon-nitrogénio ou o árgon-hidrogénio.
Em geral, não gás de proteção e, por vezes, o dióxido de carbono também pode ser utilizado como gás de proteção.
Classificação
Existem três tipos de corte por arco plasma:
Corte por arco plasma de pequena corrente utiliza 70 a 100 amperes de corrente, o arco pertence a um arco sem transferência e é utilizado para o corte manual de chapas finas de 5 a 25 mm ou para maquinagem, como peças fundidas com ranhuras e puncionamento;
Corte por arco plasma de grande corrente utiliza 100 a 200 amperes ou mais de corrente, o arco pertence a um arco de transferência (ver plasma soldadura por arco), e é utilizado para corte mecânico ou corte por modelação de materiais de grande espessura (12 a 130 mm);
Corte por arco plasma com jato de água utiliza uma grande corrente, o revestimento exterior da tocha de corte tem um bocal de jato de água em forma de anel, e a água pulverizada pode reduzir o fumo e o ruído gerados durante o corte e melhorar a qualidade do corte.
O arco de plasma pode cortar aço inoxidável, aço de alta liga, ferro fundido, alumínio e suas ligas, bem como materiais nãomateriais metálicos tais como minério, placas de cimento, cerâmica, etc.
Os cortes do arco de plasma são estreitos, suaves e planos, e a qualidade é semelhante à da precisão corte a gás.
Nas mesmas condições, a velocidade de corte do arco de plasma é mais rápida do que a do corte a gás, e a gama de materiais de corte é também mais ampla do que a do corte a gás.
A seleção dos parâmetros de corte por arco plasma é crucial para a qualidade, velocidade e eficiência do corte.
1. Corrente de corte
A corrente de corte é a mais importante parâmetro de corteque determina diretamente a espessura e a velocidade de corte, ou seja, a capacidade de corte.
À medida que a corrente de corte aumenta, a energia do arco aumenta, a capacidade de corte melhora, a velocidade de corte é mais rápida, o diâmetro do arco aumenta e o arco torna-se mais espesso, fazendo com que o corte se torne mais largo.
Se a corrente de corte for demasiado elevada, a carga térmica do bocal aumenta, o bocal é danificado demasiado cedo e a qualidade do corte diminui naturalmente ou mesmo o corte normal não é possível.
Por conseguinte, é necessário selecionar a corrente de corte e o bocal correspondente com base na espessura do material antes do corte.
2. Velocidade de corte
Devido às diferentes espessuras, materiais, pontos de fusão, condutividade térmica e tensão superficial após a fusão do material, a velocidade de corte selecionada também é diferente.
O aumento moderado da velocidade de corte pode melhorar a qualidade do corte, ou seja, o corte é ligeiramente mais estreito, a superfície de corte é mais lisa e a deformação é reduzida.
Se a velocidade de corte for demasiado rápida, a entrada de calor durante o corte é inferior à quantidade necessária, o jato no corte não pode soprar imediatamente o fundido derretido, formando uma quantidade maior de arrasto, acompanhada de escória de corte, e a qualidade da superfície de corte diminui.
3. Tensão do arco
As máquinas de corte por arco plasma têm geralmente uma elevada tensão em vazio e uma elevada tensão de funcionamento.
Ao utilizar gases ionizantes como o azoto, o hidrogénio ou o ar, a tensão necessária para estabilizar o arco de plasma será mais elevada.
Quando a corrente é fixa, o aumento da tensão significa que a entalpia do arco aumenta, o diâmetro do jato diminui e a taxa de fluxo do gás aumenta, resultando numa velocidade de corte mais rápida e numa melhor qualidade de corte.
A tensão sem carga é de 120-600V, a tensão da coluna de arco não pode exceder 65% da tensão sem carga e é geralmente metade da tensão sem carga.
Atualmente, a tensão sem carga das máquinas de corte por arco plasma existentes no mercado é geralmente de 80-100V.
Uma máquina de corte por plasma é um equipamento de corte industrial composto pelas seguintes partes principais:
1. Viga transversal: A viga transversal é uma parte importante da máquina de corte a plasma para equilibrar e cortar transversalmente. Faz parte do corpo da máquina e desloca-se horizontalmente para efetuar o trabalho de corte.
2. Base: A base está situada sobre a calha de guia e sob a travessa, com rodas na parte inferior. É principalmente utilizada para o movimento longitudinal da máquina e para a ação de corte.
3. Corpo de elevação: Esta peça está localizada perto da tocha e na viga transversal. É utilizada principalmente para o movimento de subida e descida da tocha para processar chapas de diferentes espessuras.
4. Sistema de controlo: É o centro de comando do Máquina de corte por plasma CNC. É utilizado principalmente para definir a trajetória de funcionamento e os parâmetros relacionados da máquina.
5. Mesa de trabalho: Também conhecida como mesa de corte de base. É um dispositivo necessário para a máquina de corte CNC durante o funcionamento. É utilizado principalmente para colocar o material da placa e arrefecer durante o funcionamento da máquina.
6. Fonte de alimentação do plasma: Fornece energia à máquina de corte por plasma e é o principal acessório da máquina.
As máquinas de corte por plasma CNC podem ser classificadas com base no modo de funcionamento em plasma seco, plasma semi-seco e plasma subaquático.
Com base na qualidade do corte, podem ser classificados em plasma geral, plasma fino e plasma semelhante ao laser.
1. Verifique e confirme se a fonte de alimentação, a fonte de gás e a fonte de água estão isentas de fugas eléctricas, fugas de gás, fugas de água e se estão ligadas à terra ou a zero.
2. O carro e a peça de trabalho devem ser colocados na posição adequada, e a peça de trabalho e o pólo positivo do circuito de corte devem ser ligados, e deve ser previsto um poço de escória sob a superfície de trabalho de corte.
3. Seleccione a abertura do bocal com base no material, tipo e espessura da peça de trabalho e ajuste a fonte de energia de corte, o fluxo de gás e a contração do elétrodo.
4. O carro de corte automático deve ser esvaziado e a velocidade de corte deve ser selecionada.
5. Os operadores devem usar máscaras de proteção, soldadura eléctrica luvas, chapéus, máscaras respiratórias com filtro e protectores de ouvidos com cancelamento de ruído. As pessoas que não usam óculos de proteção estão estritamente proibidas de observar diretamente os arcos de plasma, e a pele nua está estritamente proibida de se aproximar dos arcos de plasma.
6. Durante o corte, o operador deve colocar-se do lado do vento para efetuar a operação. O ar pode ser aspirado da parte inferior da mesa de trabalho, e a área aberta na mesa de trabalho deve ser reduzida.
7. Ao cortar, se a tensão em vazio for demasiado elevada, verifique a ligação à terra, a colocação em zero e o isolamento do punho da tocha, isole a mesa de trabalho da terra ou instale um disjuntor em vazio no sistema de controlo elétrico.
8. O gerador de alta frequência deve ter uma cobertura de proteção. Após o início do arco de alta frequência, o circuito de alta frequência deve ser imediatamente cortado.
9. A utilização de eléctrodos de tório e de tungsténio deve respeitar as regras estabelecidas no artigo 12.7.8 do documento JGJ33-2001.
10. O pessoal responsável pela operação de corte e o pessoal de apoio devem usar equipamento de proteção do trabalho, conforme necessário. Devem também tomar medidas para evitar choques eléctricos, quedas a grande altitude, envenenamento por gás, incêndios e outros acidentes.
11. A máquina de soldar utilizada no local deve ter uma cobertura para proteção contra a chuva, a humidade e o sol, e deve estar equipada com o respetivo equipamento de combate a incêndios.
12. Ao soldar ou cortar em altura, devem ser usados cintos de segurança e devem ser tomadas medidas de prevenção de incêndios à volta e por baixo da zona de soldadura ou de corte, devendo haver alguém a supervisionar.
13. Ao soldar ou cortar em contentores sob pressão, contentores selados, tambores de óleo, condutas ou peças de trabalho contaminadas com gás ou solução inflamável, a pressão no contentor ou na conduta deve ser eliminada primeiro e o gás ou solução inflamável deve ser removido.
Em seguida, as substâncias tóxicas, nocivas e inflamáveis devem ser enxaguadas.
No caso de recipientes com resíduos de gordura, é necessário utilizar vapor ou água alcalina para a lavagem e abrir a tampa para se certificar de que o recipiente está limpo, enchendo-o depois com água limpa antes da soldadura.
Devem ser tomadas medidas para evitar choques eléctricos, envenenamento e asfixia ao soldar ou cortar dentro de contentores.
A soldadura ou o corte em recipientes selados deve ter orifícios de ar e, se necessário, equipamento de ventilação devem ser instalados nos orifícios de entrada e saída de ar.
A tensão de iluminação no interior do contentor não deve exceder 12V e o soldador e a peça de trabalho devem estar isolados. Deve ser nomeada uma pessoa para supervisionar o exterior do contentor.
É estritamente proibido soldar no interior de contentores que tenham sido pintados ou revestidos com óleo ou plástico.
14. A soldadura e o corte não devem ser efectuados em contentores e condutas pressurizados, em equipamento carregado eletricamente, em partes sob tensão de estruturas de suporte de carga ou em contentores que contenham produtos inflamáveis e explosivos.
15. Não é permitida a soldadura ao ar livre durante o tempo chuvoso. Ao trabalhar em áreas húmidas, o operador deve apoiar-se em materiais isolantes e usar sapatos isolantes.
16. Após o trabalho, a fonte de energia deve ser desligada e as fontes de gás e água devem ser fechadas.
Os parâmetros de um Máquina de corte por plasma CNC pode ser definido. Eis como:
Hora de início do arco: Também conhecido como tempo de perfuração, é normalmente introduzido diretamente através do teclado.
Velocidade de corte e kerf indemnização: Normalmente introduzido diretamente através do teclado.
Altura do arco: Também conhecida como altura de perfuração, é normalmente ajustada manualmente na pistola de corte.
Tensão de arco: Normalmente ajustado manualmente no sensor de tensão do arco.
Quanto ao modo de funcionamento a CNC máquina de corte de plasma, a resposta específica é:
(1) Ligar o compressor de ar, seguido do armário de controlo da máquina e da fonte de energia de plasma e, em seguida, definir os parâmetros correspondentes, finalmente iniciar o programa para começar o trabalho de corte.
Note-se que a ordem não deve ser invertida para evitar problemas.
(2) Cortar o chapa de açoe os parâmetros do processo devem ser definidos de forma razoável e eficaz.
(3) Após o corte, desligar imediatamente a alimentação eléctrica e a fonte de gás.
Quando se utiliza uma máquina de corte a plasma CNC, se a qualidade do corte for instável e as peças de desgaste tiverem de ser substituídas frequentemente, verifica-se frequentemente que a operação da máquina de corte a plasma CNC pelo utilizador não está suficientemente normalizada e não se presta atenção suficiente a alguns pormenores.
Seguem-se algumas dicas para a utilização diária das máquinas de corte por plasma CNC para lhe proporcionar comodidade:
1. Começar a cortar a partir do bordo
Começar a cortar a partir da aresta, tanto quanto possível, em vez de cortar por perfuração. A utilização da aresta como ponto de partida prolonga a vida útil das peças de desgaste. O método correto consiste em alinhar o bocal diretamente com a aresta da peça de trabalho e, em seguida, iniciar o arco de plasma.
2. Reduzir o "tempo de ignição (ou de pilotagem)" desnecessário
A ignição consome muito rapidamente o bico e o elétrodo. Antes de começar, o maçarico deve ser colocado à distância de corte do metal.
3. Não sobrecarregar o bocal
A sobrecarga do bocal (ou seja, a ultrapassagem da corrente de trabalho do bocal) provocará rapidamente a avaria do bocal.
A intensidade da corrente deve ser 95% da corrente de trabalho do bocal. Por exemplo, a intensidade de corrente de um bocal de 100A deve ser definida para 95A.
4. Utilizar uma distância de corte razoável
De acordo com as instruções, utilizar uma distância de corte razoável, ou seja, a distância entre os bocal de corte e a superfície da peça de trabalho. Ao perfurar, tente utilizar 2 vezes a distância normal de corte ou a altura máxima que o arco de plasma pode transferir.
5. A espessura da perfuração deve estar dentro do intervalo permitido pelo sistema da máquina
A máquina de corte não pode perfurar uma chapa de aço que exceda a espessura de trabalho. A espessura de perfuração típica é 1/2 da espessura de corte normal.
Manter a tocha e as peças de desgaste limpas; qualquer sujidade na tocha e nas peças de desgaste afectará grandemente o desempenho do sistema de plasma.
Ao substituir as peças de desgaste, coloque-as sobre um pano limpo e verifique frequentemente a ligação da lanterna, limpe a superfície de contacto do elétrodo e o bocal com produtos de limpeza do tipo peróxido de hidrogénio.
| Índice. | Falha | Causas de falha | O método para eliminar o problema. |
| 1 | Ligar o interrutor de alimentação. | 1. o fusível no interrutor da fonte de alimentação está avariado. | Substituir. |
| A luz indicadora de alimentação não está acesa depois de ligar o interrutor de alimentação. | 2. o fusível na caixa de alimentação está queimado. | Verificar e substituir. | |
| 3. o transformador de controlo está danificado. | Substituir | ||
| 4. o interrutor de alimentação está danificado. | Substituir | ||
| 5. o indicador luminoso está avariado. | Substituir | ||
| 2 | Impossibilidade de regular previamente a pressão do gás de corte. | 1. a fonte de ar não está ligada ou não há ar na fonte de ar. | Ligar a fonte de ar. |
| 2. o interrutor de alimentação não está na posição "on". | Ligar. | ||
| 3. a válvula redutora de pressão está danificada. | Reparar ou substituir. | ||
| 4. a cablagem da válvula electromagnética é deficiente. | Verificar a cablagem | ||
| 5. a válvula electromagnética está avariada. | Substituir | ||
| 3 | Ao premir o botão do maçarico de corte durante o funcionamento, não há fluxo de gás. | 1. fuga na tubagem. | Reparar a peça com fugas. |
| 2. uma válvula electromagnética está danificada. | Substituir | ||
| 4 | A luz indicadora de trabalho acende-se depois de premir o botão da tocha de corte, mas o arco de plasma não se acende, apesar de o bocal condutor estar em contacto com a peça de trabalho. | 1.KT1wrong | Substituir |
| 2. o transformador de alta frequência está danificado. | Verificar ou substituir. | ||
| 3. oxidação da superfície da vara de ignição ou distância incorrecta entre os furos. | Polir ou ajustar. | ||
| 4. curto-circuito no condensador de alta frequência C7. | Substituir | ||
| 5. A pressão do ar é demasiado elevada | Baixar | ||
| 6. A perda do bocal condutor é demasiado curta | substituir | ||
| 7. Circuito aberto ou curto-circuito do elemento retificador da ponte rectificadora | Verificar e substituir | ||
| 8. Mau contacto ou circuito aberto do cabo da tocha de corte | Reparar ou substituir | ||
| 9. O fio de terra da peça de trabalho não está ligado à peça de trabalho | Ligado à peça de trabalho | ||
| 10. Existe uma camada espessa de tinta ou sujidade na superfície da peça de trabalho | Limpar e tornar condutor | ||
| 5 | A luz indicadora de corte não se acende quando o bico condutor está em contacto com a peça de trabalho e o botão de corte é premido. | 1. Ação do interrutor de controlo térmico | Esperar pelo arrefecimento ou voltar a funcionar |
| 2. O interrutor do botão da tocha de corte está danificado | substituir | ||
| 6 | O fusível de controlo dispara após o arranque de alta frequência. | 1. Transformador de alta frequência danificado | Verificar e substituir |
| 2. Transformador de controlo danificado | Verificar e substituir | ||
| 3. Curto-circuito da bobina do contactor | substituir | ||
| 7 | O fusível do interrutor de alimentação principal fundiu-se. | 1. Curto-circuito do elemento retificador | Verificar e substituir |
| 2 Falha do transformador principal | Verificar e substituir | ||
| 3. Curto-circuito da bobina do contactor | Verificar e substituir | ||
| 8 | Ocorre uma frequência elevada, mas não é gerado qualquer arco. | 1. O componente do retificador está avariado (há um som anormal no interior da máquina) | Verificar e substituir |
| 2. O transformador principal está danificado | Verificar e substituir | ||
| 3. C1-C7 para baixo | Verificar e substituir | ||
| 9 | Trabalho de longa duração sem ignição por arco elétrico. | 1. A temperatura do transformador principal é demasiado elevada e o interrutor de controlo térmico é ativado | Esperar que arrefeça antes de trabalhar. Preste atenção se a ventoinha de arrefecimento está a funcionar e a direção do vento |
| 1. Transformador de alta-frequência danificado | Verificação e reparação |
1. Instalação correcta do maçarico
Instalar o maçarico de forma correcta e cuidadosa, certificando-se de que todas as peças estão bem encaixadas e que o fluxo de gás e de ar de arrefecimento é suave. Instalar todas as peças sobre um pano limpo para evitar a aderência de sujidade às peças. Aplique o óleo lubrificante adequado no O-ring até este ficar brilhante, mas não coloque demasiado.
2. Substituir os consumíveis antes de estarem completamente danificados
Não espere que os consumíveis estejam completamente danificados para os substituir, uma vez que eléctrodos, bocais e anéis de turbilhão muito desgastados produzirão arcos de plasma incontroláveis, que poderão causar danos graves na tocha. Por conseguinte, quando se notar a primeira queda na qualidade do corte, verifique imediatamente os consumíveis.
3. Limpar as roscas de ligação do maçarico
Ao substituir consumíveis ou ao efetuar verificações de manutenção diárias, certifique-se de que mantém limpas as roscas internas e externas da tocha. Se necessário, limpar ou reparar as roscas de ligação.
4. Limpar as superfícies de contacto do elétrodo e do bocal
Em muitos maçaricos, a superfície de contacto entre o bocal e o elétrodo é uma superfície de contacto carregada. Se estas superfícies de contacto estiverem sujas, a tocha não funcionará corretamente e deve ser limpa com produtos de limpeza à base de peróxido.
5. Verificar diariamente o caudal e a pressão do gás e do líquido de refrigeração
Verificar diariamente o caudal e a pressão do gás e do líquido de refrigeração. Se o caudal for insuficiente ou se forem detectadas fugas, parar imediatamente a máquina para eliminar a avaria.
6. Evitar danos por colisão na lanterna
Para evitar danos por colisão na tocha, programe o sistema corretamente para evitar movimentos acima do limite e instale dispositivos de proteção contra colisão que evitem eficazmente danos na tocha durante as colisões.
7. Causas mais comuns de danos no maçarico
(1) Colisão do maçarico.
(2) Arco de plasma destrutivo causado por consumíveis danificados.
(3) Arco de plasma destrutivo causado por sujidade.
(4) Arco de plasma destrutivo causado por peças soltas.
8. Precauções
(1) Não aplicar massa lubrificante no maçarico.
(2) Não utilizar demasiado o lubrificante para o O-ring.
(3) Não pulverizar produtos químicos anti-respingos quando o invólucro de proteção ainda estiver na lanterna.
(4) Não utilizar o maçarico manual como martelo.
Este artigo apresenta os princípios científicos e os métodos de utilização dos cortadores de plasma. Desde que se siga o equipamento de segurança e as medidas preventivas, a utilização de um cortador de plasma é muito fácil.
Os cortadores de plasma podem ajudá-lo a poupar tempo e dinheiro e são uma máquina versátil e fácil de utilizar, com muitas opções disponíveis no mercado.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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