في هذه المقالة ، سنتناول أهم العوامل التي تساهم في جودة قطع البلازما.
غاز متوسط
يستخدم الغاز في عملية القطع. قد تشتمل العملية على أكثر من غاز واحد ، على سبيل المثال ، غاز أولي وغاز ثاني. حاليًا ، يستخدم الهواء على نطاق واسع كغاز متوسط بسبب تكلفته المنخفضة نسبيًا. تتطلب بعض المعدات أيضًا غاز بدء القوس. تعتمد العملية الفعلية التي يتم تحديدها للعمل على مادة وسمك قطعة العمل وطريقة القطع المستخدمة.
يتم استخدام الغاز المتوسط لتشكيل نفاثة البلازما وإزالة المعدن المنصهر والأكسيد المتولد في عملية القطع. سيؤدي التدفق المفرط للغاز إلى إزالة المزيد من حرارة القوس ، مما يجعل طول الطائرة أقصر ، مما يؤدي إلى تقليل قدرة القطع وعدم استقرار القوس. سيؤدي تدفق الغاز الصغير جدًا إلى فقدان قوس البلازما لاستقامته وقوة القطع. إنه يجعل قطعًا أقل عمقًا ويزيد احتمال إنتاج الخبث. لذلك ، يجب أن يكون تدفق الغاز متوافقًا مع تيار القطع والسرعة. تعتمد آلات قطع القوس بالبلازما في الغالب على ضغط الغاز للتحكم في معدل التدفق لأنه عندما يتم تثبيت فتحة الشعلة ، يتحكم ضغط الغاز أيضًا في معدل التدفق. عادة ما يتم اختيار ضغط الغاز المستخدم في قطع سماكة معينة للمادة وفقًا لمواصفات متطلبات العميل. بالنسبة لبعض التطبيقات الخاصة ، يجب إجراء اختبارات لتحديد ضغط الغاز. تشمل الغازات الأكثر استخدامًا الأرجون والنيتروجين والأكسجين والهواء و H35 وغاز الأرجون والنيتروجين المختلط.
ج: يحتوي الهواء على حوالي 78٪ من النيتروجين ؛ من حيث الحجم ، فإن القطع بالهواء يولد نوعًا من الخبث يشبه إلى حد بعيد القطع بالنيتروجين. يحتوي الهواء أيضًا على حوالي 21٪ من الأكسجين. يمكن أن يؤدي وجود الأكسجين إلى جعل عملية القطع أسرع. يمكن أيضًا إجراء قطع المواد الفولاذية منخفضة الكربون بسرعة عالية. بالإضافة إلى ذلك ، الهواء هو مورد يمكن الوصول إليه بشكل كبير وبتكاليف أقل. هذه الحقائق تجعل الهواء غازًا متوسطًا معتمدًا على نطاق واسع. ومع ذلك ، فإن استخدام الهواء وحده للتقطيع له جوانب سلبية. مثل الخبث وقطع الأكسدة وزيادة النيتروجين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤثر العمر المنخفض للقطب الكهربائي والفوهة سلبًا على الإنتاجية ويزيد التكلفة.
يمكن أن يزيد الأكسجين من سرعة قطع المواد الفولاذية الطرية. بهذا المعنى ، فإن استخدام الأكسجين في القطع يشبه إلى حد بعيد قطع اللهب. يجعل قوس البلازما عالي الطاقة وعالي الحرارة عملية القطع أسرع. ومع ذلك ، لإطالة عمر الإلكترود ، يجب إجراء هذه العملية باستخدام قطب كهربائي يقاوم الأكسدة في درجات الحرارة العالية ، ويكون محميًا من الصدمات أثناء الانحناء.
يستخدم الهيدروجين عادة كغاز مساعد لخلطه مع غازات أخرى. على سبيل المثال ، الغاز المعروف H35 ، خليط من 35٪ هيدروجين و 65٪ أرجون ، هو أحد الغازات ذات قوة قطع قوس البلازما القوية بسبب وجود الهيدروجين. يمكن للهيدروجين أن يزيد بشكل كبير من جهد القوس ، وبالتالي فإن نفاثة بلازما الهيدروجين لها قيمة عالية من المحتوى الحراري. عند مزجه بالأرجون ، فإن قوة القطع بالبلازما النفاثة تتحسن بشكل كبير. بشكل عام ، بالنسبة للمواد المعدنية التي يزيد سمكها عن 70 مم ، يشيع استخدام الأرجون + الهيدروجين كغاز. إذا تم استخدام نفاثة مائية لضغط قوس الأرجون + الهيدروجين البلازمي بشكل أكبر ، فيمكن أيضًا تحقيق كفاءة قطع أعلى.
D. النيتروجين غاز شائع الاستخدام. مزودًا بجهد أعلى ، يتمتع قوس بلازما النيتروجين باستقرار أفضل وطاقة نفاثة أعلى من الأرجون ، حتى عند قطع المعدن السائل بمواد عالية اللزوجة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ. لقطع السبائك القائمة على النيكل ، فإن كمية الخبث التي تحدث عند الحافة السفلية للقطع تكون صغيرة أيضًا. يمكن استخدام النيتروجين بمفرده أو خلطه بغازات أخرى. على سبيل المثال ، غالبًا ما يتم استخدام النيتروجين والهواء كغازات متوسطة في عمليات القطع الآلية. أصبح هذان الغازان هما الخياران الموصى بهما للقطع عالي السرعة للفولاذ الكربوني. في بعض الأحيان يستخدم النيتروجين أيضًا كغاز بدء لقطع القوس بالبلازما الأكسجين.
يتفاعل غاز الأرجون E. بالكاد مع أي معدن في درجات حرارة عالية ، وقوس الأرجون البلازمي مستقر للغاية. علاوة على ذلك ، فإن الفتحات والأقطاب الكهربائية المستخدمة لها عمر خدمة طويل. ومع ذلك ، فإن جهد قوس الأرجون البلازمي منخفض ، وقيمة المحتوى الحراري ليست عالية ، وقوة القطع محدودة. بالمقارنة مع القطع بالهواء ، فإن سماكة القطع ستنخفض بحوالي 25٪. بالإضافة إلى ذلك ، في بيئة حماية غاز الأرجون ، يكون التوتر السطحي للمعدن المنصهر كبيرًا نسبيًا ، وهو أعلى بحوالي 30٪ من بيئة النيتروجين ، لذلك سيتم توليد المزيد من الخبث. حتى القطع بمزيج من الأرجون والغازات الأخرى لديه فرصة لإنتاج الخبث. لذلك ، نادرًا ما يستخدم الأرجون النقي وحده لقطع البلازما.
سرعة القطع
تعتبر سرعة القطع أيضًا أحد الاعتبارات الرئيسية عند شراء آلة قطع بالبلازما. يأتي كل نظام قطع بالبلازما مع نطاق سرعة مصمم. يمكن للمستخدمين ضبط السرعة وفقًا لتعليمات المنتج أو عن طريق إجراء الاختبارات. بشكل عام ، يمكن تحديد السرعة بناءً على عوامل مثل السماكة والمادة ونقطة الانصهار والتوصيل الحراري والتوتر السطحي بعد صهر قطعة العمل.
يمكن أن تؤدي الزيادة المعتدلة في سرعة القطع إلى تحسين جودة القطع. يجعل القطع أضيق قليلاً وسطح القطع أكثر سلاسة ، مما يقلل من فرصة التشوه.
إذا كانت سرعة القطع عالية جدًا ، يمكن أن تكون الطاقة الخطية للقطع أقل من الطاقة المطلوبة. لا يمكن للنفاث الموجود في الشق أن ينفخ المصهور بسرعة على الفور ، لذلك تتشكل كمية كبيرة من السحب الزائدة.
إذا كانت سرعة القطع منخفضة للغاية ، يحدث ارتفاع في درجة الحرارة. أنود قوس البلازما هو المكان الذي يحدث فيه القطع بالفعل. لذلك ، من أجل الحفاظ على استقرار القوس نفسه ، تتحول نقطة CNC حتماً إلى تيار توصيل بالقرب من الشق الأقرب إلى القوس. بهذه الطريقة ، ينقل النفاث مزيدًا من الحرارة شعاعيًا. في هذه الحالة ، يتم توسيع الشق. تتجمع المادة المنصهرة على جانبي الشق وتتصلب على طول الحافة السفلية ، وتشكل خبثًا ليس من السهل تنظيفه ، ويتم تسخين الحافة العلوية للشق وصهرها لتشكيل زاوية مستديرة.
عندما تكون السرعة منخفضة للغاية ، سيتم إطفاء القوس لأن الشق واسع جدًا.
حالياًّ
يحدد التيار (التيار) سمك وسرعة القطع. لذلك ، فإن التيار هو عامل رئيسي لأداء قطع سريع عالي الجودة. على وجه التحديد ، يؤثر التيار على هذه الجوانب:
- مع تيار أعلى ، يولد النظام طاقة قوسية أعلى ، وقوة قطع أعلى ، وسرعة قطع أعلى.
- مع تيار أعلى ، يولد النظام قوسًا بقطر أكبر ، مما ينتج عنه قطع أكثر سمكًا.
- ومع ذلك ، فإن التيار الزائد يضع حملًا حراريًا غير طبيعي على الفوهة. هذا يمنح الفوهة عمرًا أقصر ويؤثر سلبًا على جودة القطع.
يجب أن يتطابق مصدر الطاقة لنظام القطع بالبلازما مع التيار الكهربائي المخطط للقطع. تتكبد قوة التيار التي تزيد عن كافيًا تكاليف غير ضرورية. ومع ذلك ، فإن التيار الكهربائي الصغير جدًا قد لا يؤثر سلبًا على أداء القطع فحسب ، بل قد يؤدي أيضًا إلى إتلاف نظام القطع.
ارتفاع الفوهة
يشير ارتفاع الفوهة إلى المسافة بين وجه طرف الفوهة وقطعة العمل ، والتي تعد جزءًا من طول القوس بالكامل. يستخدم قطع القوس بالبلازما عمومًا تيارًا ثابتًا أو مصدر طاقة خارجيًا شديد الانحدار.
تأثيرات ارتفاع أكبر:
عندما يتم زيادة ارتفاع الفوهة ، يتغير التيار قليلاً. ومع ذلك ، يؤدي زيادة طول القوس إلى زيادة جهد القوس وبالتالي يؤدي إلى زيادة قوة القوس. في الوقت نفسه ، كلما زاد طول القوس ، كلما زاد التعرض للمحيط ، وبالتالي فقد المزيد من الطاقة. يقلل فقدان الطاقة هذا حتمًا من طاقة القطع الفعالة ، مما يؤدي إلى تقليل قوة القطع. في هذه الحالة ، نظرًا لضعف قوة النفخ لطائرة القطع ، فقد تجد المزيد من الخبث المتبقي عند الحافة السفلية للشق ، وتكون الحافة العلوية مذوبة بشكل مفرط لإنتاج زوايا مستديرة. بالإضافة إلى ذلك ، بالنظر إلى شكل نفاثة البلازما ، يتوسع قطر النفاثة للخارج بعد مغادرة فم الشعلة ، وتؤدي الزيادة في ارتفاع الفوهة حتماً إلى زيادة عرض القطع. لذلك ، لتحسين سرعة القطع وجودة القطع ، عادة ما يختار المستخدمون ارتفاع فوهة أصغر ما يمكن.
آثار ارتفاع أصغر
ومع ذلك ، عندما يكون ارتفاع الفوهة منخفضًا جدًا ، فقد يتسبب ذلك في ظاهرة القوس المزدوج. باستخدام فوهة خارجية من السيراميك ، يمكنك ضبط ارتفاع الفوهة على الصفر ؛ أي أن الوجه النهائي للفوهة يتصل مباشرة بقطعة العمل ، وينتج قطعًا عالي الجودة.
قوة القوس
لتشكيل قوس بلازما مضغوط للغاية ، تستخدم الفوهة فتحة فوهة أصغر وطول ثقب أطول وتقوي تأثير التبريد. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة التيار المار عبر المقطع العرضي الفعال للفوهة بحيث تزداد كثافة طاقة القوس. ومع ذلك ، فإن الضغط الأعلى يزيد أيضًا من فقد طاقة القوس. لذلك ، فإن الطاقة الفعالة المستخدمة في القطع أصغر من الطاقة الناتجة عن مصدر الطاقة. يتراوح معدل الخسارة بشكل عام بين 25٪ و 50٪. باستخدام طرق معينة ، مثل قوس البلازما لضغط الماء ، يكون معدل فقد الطاقة أكبر. تحتاج أيضًا إلى مراعاة ذلك عند تصميم عملية القطع وتخطيط التكاليف الخاصة بك.
في معظم التطبيقات الصناعية ، يتم استخدام قطع البلازما لقطع الصفائح المعدنية التي يقل سمكها عن 50 مم. غالبًا ما ينتج عن القطع باستخدام أقواس البلازما التقليدية ضمن نطاق السماكة هذا انحرافات في أحجام القطع على طول الحافة العلوية للقطع وبالتالي يزيد من كمية المعالجة الإضافية المطلوبة. عند استخدام أقواس بلازما الأكسجين والنيتروجين لقطع الفولاذ الكربوني والألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ ، إذا كانت سماكة اللوحة في حدود 10 ~ 25 مم ، فعادةً ما تكون المادة أكثر سمكًا ، كلما كان عمودي حافة النهاية أفضل. تفاوت زاوية حافة القطع هو 1-4 °. إذا كانت سماكة اللوحة أقل من 1 مم ، مع انخفاض سمك اللوحة ، يزداد انحراف زاوية الشق من 3 ° - 4 ° إلى 15 ° - 25 °.
يُعتقد عمومًا أن طاقة قوس البلازما يتم إطلاقها إلى الجزء العلوي من القطع أكثر من الجزء السفلي. يرتبط عدم التوازن هذا في إطلاق الطاقة ارتباطًا وثيقًا بالعديد من معلمات العملية ، مثل درجة انضغاط قوس البلازما وسرعة القطع والمسافة بين الفوهة وقطعة العمل. يمكن أن تؤدي زيادة ضغط القوس إلى إطالة نفث البلازما ذي درجة الحرارة العالية لتشكيل منطقة درجة حرارة عالية أكثر اتساقًا ، وفي الوقت نفسه ، زيادة سرعة التدفق ، مما قد يقلل من فرق العرض بين القطع العلوية والسفلية. ومع ذلك ، غالبًا ما يؤدي الضغط المفرط للفوهات التقليدية إلى الانحناء المزدوج ، والذي لا يستهلك فقط الأقطاب الكهربائية والفوهات ، مما يجعل العملية مستحيلة ولكن يؤدي أيضًا إلى انخفاض جودة القطع. بالإضافة إلى ذلك ، فإن السرعة العالية بشكل مفرط وارتفاع الفوهة المفرط سوف يزيدان الفرق بين العرضين العلوي والسفلي للقطع.
مصدر من ستايلنك
إخلاء المسؤولية: يتم توفير المعلومات الموضحة أعلاه بواسطة Stylecnc بشكل مستقل عن Alibaba.com. لا تقدم Alibaba.com أي تعهدات وضمانات فيما يتعلق بجودة وموثوقية البائع والمنتجات.
