5 facteurs qui influencent la précision des coupes plasma

1. Gaz de travail

Le gaz de travail et le débit sont les principaux paramètres qui affectent la qualité de coupe. À l'heure actuelle, l'utilisation générale du coupage plasma à l'air n'est qu'un des nombreux gaz de travail. Il est largement utilisé en raison de son coût d'utilisation relativement faible. L'effet fait effectivement défaut. Le gaz de travail comprend le gaz et le gaz auxiliaire. Certains équipements nécessitent également un gaz d'amorçage d'arc. Habituellement, le travail approprié est sélectionné en fonction du type de matériau de coupe, de l'épaisseur et de la méthode de coupe. gaz. Le gaz doit non seulement assurer la formation du jet de plasma, mais également assurer l'élimination du métal en fusion et de l'oxyde dans la coupe. Un débit de gaz excessif enlèvera plus de chaleur de l'arc, ce qui raccourcira la longueur du jet, ce qui entraînera une réduction de la capacité de coupe et de l'instabilité de l'arc ; un débit de gaz trop faible entraînera une perte de rectitude et une coupure de l'arc plasma. La profondeur devient moins profonde et il est également facile de produire du laitier; par conséquent, le débit de gaz doit être bien adapté au courant et à la vitesse de coupe. Les machines de coupage à l'arc plasma actuelles reposent principalement sur la pression du gaz pour contrôler le débit, car lorsque l'ouverture de la torche est fixe, la pression du gaz contrôle également le débit. La pression du gaz utilisé pour couper une certaine épaisseur de matériau est généralement sélectionnée en fonction des données fournies par le client. S'il existe d'autres applications spéciales, la pression du gaz doit être déterminée par le test de coupe réel.

Les gaz de travail les plus couramment utilisés sont :l'argon, l'azote, l'oxygène, l'air, le H35, le gaz mixte argon-azote, etc.

R. L'air contient environ 78 % d'azote en volume, de sorte que le laitier formé par la coupe à l'air est très similaire à celui de la coupe à l'azote ; l'air contient également environ 21 % d'oxygène en volume. En raison de la présence d'oxygène, l'air est utilisé pour la coupe. La vitesse des matériaux en acier à faible teneur en carbone est également très élevée; Machine de découpe plasma CNC en même temps, l'air est également le gaz de travail le plus économique. Cependant, lors de l'utilisation de la découpe à l'air seule, il y aura des problèmes tels que l'accrochage des scories, l'oxydation de la coupe, l'augmentation de l'azote, etc., et la durée de vie plus courte de l'électrode et de la buse affectera également l'efficacité du travail et les coûts de coupe.

B. L'oxygène peut augmenter la vitesse de coupe des matériaux en acier doux. Lors de l'utilisation d'oxygène pour la coupe, le mode de coupe est très similaire à l'oxycoupage. L'arc plasma à haute température et à haute énergie accélère la vitesse de coupe, mais il doit être utilisé avec une électrode qui résiste à l'oxydation à haute température, et en même temps, l'électrode est protégée contre les chocs pendant l'arc pour prolonger la durée de vie de l'électrode .

C. L'hydrogène est généralement utilisé comme gaz auxiliaire pour se mélanger avec d'autres gaz. Par exemple, le gaz bien connu H35 (la fraction volumique d'hydrogène est de 35%, le reste est de l'argon) est l'un des gaz avec la plus forte capacité de coupage plasma, qui profite principalement de l'hydrogène. Étant donné que l'hydrogène peut augmenter considérablement la tension de l'arc, le jet de plasma d'hydrogène a une valeur d'enthalpie élevée. Lorsqu'il est mélangé à de l'argon, sa capacité de découpe au jet de plasma est grandement améliorée. Généralement, pour les matériaux métalliques d'une épaisseur supérieure à 70 mm, l'argon + hydrogène est couramment utilisé comme gaz de coupe. Si un jet d'eau est utilisé pour comprimer davantage l'arc plasma argon + hydrogène, une efficacité de coupe plus élevée peut également être obtenue.

D. L'azote est un gaz de travail couramment utilisé. Dans des conditions de tension d'alimentation plus élevée, l'arc plasma à l'azote a une meilleure stabilité et une énergie de jet plus élevée que l'argon, même lors de la coupe de métal liquide avec des matériaux à haute viscosité tels que l'acier inoxydable et dans le cas des alliages à base de nickel, la quantité de scories à le bord inférieur de la coupe est également petit. L'azote peut être utilisé seul ou en mélange avec d'autres gaz. Par exemple, l'azote ou l'air sont souvent utilisés comme gaz de travail lors de la découpe automatique. Ces deux gaz sont devenus le gaz standard pour la coupe à grande vitesse de l'acier au carbone. Parfois, l'azote est également utilisé comme gaz de départ pour le coupage à l'arc plasma à l'oxygène.

E. Le gaz argon réagit à peine avec n'importe quel métal à haute température, et l'arc plasma d'argon est très stable. De plus, les buses et électrodes utilisées ont une longue durée de vie. Cependant, la tension de l'arc plasma d'argon est faible, la valeur d'enthalpie n'est pas élevée et la capacité de coupe est limitée. Par rapport à la découpe à l'air, l'épaisseur de la découpe sera réduite d'environ 25 %. De plus, dans l'environnement de protection du gaz argon, la tension superficielle du métal en fusion est relativement élevée, qui est environ 30 % plus élevée que celle dans l'environnement à l'azote, il y aura donc plus de problèmes d'accrochage des scories. Même la coupe avec un mélange d'argon et d'autres gaz aura tendance à coller au laitier. Par conséquent, il est maintenant rare d'utiliser de l'argon pur seul pour le coupage plasma.

2. Vitesse de découpe plasma

En plus de l'influence du gaz de travail sur la qualité de coupe, l'effet de la vitesse de coupe sur la qualité de traitement de la machine de découpe plasma CNC est également très important. Vitesse de coupe :La plage de vitesse de coupe optimale peut être sélectionnée en fonction de la description de l'équipement ou déterminée expérimentalement. En raison de l'épaisseur du matériau, des différents matériaux, du point de fusion, de la conductivité thermique et de la tension superficielle après fusion, la vitesse de coupe est également correspondante. Variété. performances principales :

A. Une augmentation modérée de la vitesse de coupe peut améliorer la qualité de la coupe, c'est-à-dire que la coupe est légèrement plus étroite, la surface de coupe est plus lisse et la déformation peut être réduite.

B. La vitesse de coupe est trop rapide de sorte que l'énergie linéaire de la coupe est inférieure à la valeur requise. Le jet dans la fente ne peut pas souffler rapidement la masse fondue de coupe en fusion immédiatement pour former une grande quantité de traînée traînante. refuser.

C. Lorsque la vitesse de coupe est trop faible, car le lieu de coupe est l'anode de l'arc plasma, afin de maintenir la stabilité de l'arc lui-même, le spot CNC doit inévitablement trouver le courant de conduction près de la fente la plus proche de l'arc, et va La direction radiale du jet transfère plus de chaleur, de sorte que l'incision est élargie. Le matériau fondu des deux côtés de l'incision se rassemble et se solidifie au bord inférieur, formant un laitier qui n'est pas facile à nettoyer, et le bord supérieur de l'incision est chauffé et fondu pour former un coin arrondi.

D. Lorsque la vitesse est extrêmement faible, l'arc s'éteindra même en raison de l'incision trop large. Cela montre qu'une bonne qualité de coupe et vitesse de coupe sont indissociables.

3. Courant de coupage plasma

Le courant de coupe est un paramètre important du processus de coupe, qui détermine directement l'épaisseur et la vitesse de coupe, c'est-à-dire la capacité de coupe, qui affecte l'utilisation correcte de la machine de découpe plasma pour une coupe rapide de haute qualité, les paramètres du processus de coupe doivent être profondément compris et maîtrisé.

A. À mesure que le courant de coupe augmente, l'énergie de l'arc augmente, la capacité de coupe augmente et la vitesse de coupe augmente en conséquence.

B. À mesure que le courant de coupe augmente, le diamètre de l'arc augmente et l'arc devient plus épais, ce qui rend la coupe plus large.

C. Un courant de coupe excessif augmente la charge thermique de la buse, la buse est prématurément endommagée et la qualité de coupe diminue naturellement, et même une coupe normale ne peut pas être effectuée.

Lors du choix d'une alimentation avant la découpe plasma, vous ne pouvez pas choisir une alimentation trop grande ou trop petite. Pour une alimentation trop grande, c'est un gaspillage de considérer le coût de la coupe, car un courant aussi important ne peut pas du tout être utilisé. De plus, en raison de l'économie du budget des coûts de coupe, lors de la sélection de l'alimentation plasma, la sélection actuelle est trop petite, de sorte qu'elle ne peut pas répondre à ses propres exigences de coupe lors de la coupe réelle, ce qui nuit grandement à la machine de découpe CNC elle-même. . Gabortech vous rappelle de choisir le courant de coupe et la buse correspondante en fonction de l'épaisseur du matériau.

4. Hauteur de la buse

La hauteur de buse fait référence à la distance entre la face d'extrémité de la buse et la surface de coupe, qui constitue une partie de la longueur totale de l'arc. Le coupage à l'arc plasma utilise généralement une alimentation externe à courant constant ou à forte chute. Une fois la hauteur de la buse augmentée, le courant change peu, mais cela augmentera la longueur de l'arc et entraînera une augmentation de la tension de l'arc, augmentant ainsi la puissance de l'arc ; mais en même temps, à mesure que la longueur de l'arc exposé à l'environnement augmente, l'énergie perdue par la colonne d'arc augmente.

Dans le cas de l'effet combiné des deux facteurs, le rôle du premier est souvent complètement annulé par le second, mais l'énergie de coupe effective sera réduite, entraînant une diminution de la capacité de coupe. Cela montre généralement que la force de soufflage du jet de coupe est affaiblie, le laitier résiduel à la partie inférieure de l'incision est augmenté et le bord supérieur est surfondu pour produire des coins arrondis. De plus, compte tenu de la forme du jet de plasma, le diamètre du jet se dilate vers l'extérieur après avoir quitté la bouche de la torche, et une augmentation de la hauteur de la buse entraîne inévitablement une augmentation de la largeur de la coupe. Par conséquent, il est avantageux d'améliorer la vitesse de coupe et la qualité de coupe en sélectionnant la hauteur de buse aussi petite que possible. Cependant, lorsque la hauteur de la buse est trop faible, cela peut provoquer un phénomène de double arc. L'utilisation de la buse extérieure en céramique peut régler la hauteur de la buse à zéro, c'est-à-dire que la face d'extrémité de la buse entre directement en contact avec la surface à couper, et un bon effet peut être obtenu.

5. Puissance de l'arc

Afin d'obtenir un arc de coupe à l'arc plasma hautement compressif, la buse de coupe utilise une ouverture de buse plus petite, une longueur de trou plus longue et renforce l'effet de refroidissement, ce qui peut augmenter le courant traversant la section efficace de la buse, c'est-à-dire la densité de puissance de l'arc Augmenter. Mais en même temps, la compression augmente également la perte de puissance de l'arc. Par conséquent, l'énergie effective réelle utilisée pour la coupe est inférieure à la puissance de sortie de l'alimentation. Le taux de perte est généralement compris entre 25 et 50 %. Certaines méthodes telles que le coupage à l'arc plasma à compression d'eau Le taux de perte d'énergie sera plus important, ce problème doit être pris en compte lors de la conception des paramètres du processus de coupe ou du calcul économique des coûts de coupe.

L'épaisseur des plaques métalliques utilisées dans l'industrie est généralement inférieure à 50 mm. La découpe avec des arcs plasma conventionnels dans cette plage d'épaisseur entraîne souvent des coupes grandes et petites, et le bord supérieur de la coupe entraînera également une diminution de la précision de la taille de coupe et augmentera la quantité de traitement ultérieur. Lors de l'utilisation d'arc plasma à l'oxygène et à l'azote pour couper l'acier au carbone, l'aluminium et l'acier inoxydable, lorsque l'épaisseur de la plaque est comprise entre 10 et 25 mm, généralement plus le matériau est épais, meilleure est la perpendicularité du bord d'extrémité et l'angle l'erreur du tranchant est de 1 degré ~ 4 degrés. Lorsque l'épaisseur de la plaque est inférieure à 1 mm, à mesure que l'épaisseur de la plaque diminue, l'erreur d'angle d'incision augmente de 3 ° ~ 4 ° à 15 ° ~ 25 °.

On pense généralement que la cause de ce phénomène est due au déséquilibre de l'apport de chaleur du jet de plasma sur la surface coupée, c'est-à-dire que l'énergie de l'arc plasma est libérée davantage dans la partie supérieure de la coupe que dans la partie inférieure. Ce déséquilibre de la libération d'énergie est étroitement lié à de nombreux paramètres de procédé, 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 de la compression de l'arc peut étendre le jet de plasma à haute température pour former une zone à haute température plus uniforme, et en même temps augmenter la vitesse du jet, ce qui peut réduire la différence de largeur entre les coupes supérieure et inférieure. Cependant, une compression excessive des buses conventionnelles entraîne souvent un double arc, qui non seulement consomme des électrodes et des buses, rendant le processus impossible, mais conduit également à une diminution de la qualité de la coupe. De plus, une vitesse excessivement élevée et une hauteur de buse excessivement élevée augmenteront la différence entre les largeurs supérieure et inférieure de la coupe.