플라즈마 절단의 정밀도에 영향을 미치는 5가지 요소

1. 작동 가스

작동 가스와 유량은 절단 품질에 영향을 미치는 주요 매개변수입니다. 현재 공기 플라즈마 절단의 일반적인 사용은 많은 작업 가스 중 하나일 뿐입니다. 비교적 저렴한 비용으로 인해 널리 사용됩니다. 효과가 정말 부족합니다. 작동 가스에는 가스와 보조 가스가 포함됩니다. 일부 장비에는 아크 시작 가스도 필요합니다. 일반적으로 절단 재료의 종류, 두께 및 절단 방법에 따라 적절한 작업이 선택됩니다. 가스. 가스는 플라즈마 제트의 형성을 보장할 뿐만 아니라 절단된 용융 금속과 산화물도 제거해야 합니다. 과도한 가스 흐름은 더 많은 아크 열을 빼앗아 제트 길이를 더 짧게 만들어 절단 용량과 아크 불안정성을 감소시킵니다. 가스 흐름이 너무 작으면 플라즈마 아크가 직선성을 잃고 절단됩니다. 깊이가 얕아지고 슬래그가 생기기 쉽습니다. 따라서 가스 흐름은 절단 전류 및 속도와 잘 맞아야 합니다. 현재의 플라즈마 아크 절단기는 토치 구멍이 고정되면 가스 압력도 유량을 제어하기 때문에 유량을 제어하기 위해 대부분 가스 압력에 의존합니다. 특정 두께의 재료를 절단하는 데 사용되는 가스 압력은 일반적으로 고객이 제공한 데이터에 따라 선택됩니다. 다른 특수 용도가 있는 경우 실제 절단 테스트를 통해 가스 압력을 결정해야 합니다.

가장 일반적으로 사용되는 작업 가스는 아르곤, 질소, 산소, 공기, H35, 아르곤-질소 혼합 가스 등입니다.

A. 공기는 부피비로 약 78%의 질소를 포함하므로 공기 절단에 의해 형성된 슬래그는 질소 절단과 매우 유사합니다. 공기는 또한 부피 기준으로 약 21%의 산소를 포함합니다. 산소가 존재하기 때문에 공기가 절단에 사용됩니다. 저탄소 강재의 속도도 매우 빠릅니다. CNC 플라즈마 절단기는 동시에 공기도 가장 경제적인 작업 가스입니다. 그러나 에어커팅만을 단독으로 사용할 경우 슬래그 행잉, 컷산화, 질소증가 등의 문제가 발생하며, 전극과 노즐의 수명이 짧아져 작업효율 및 절단비용에도 영향을 미치게 된다.

B. 산소는 연강 재료 절단 속도를 증가시킬 수 있습니다. 절단에 산소를 사용할 때 절단 모드는 화염 절단과 매우 유사합니다. 고온 고에너지 플라즈마 아크는 절단 속도가 빨라지지만 고온 산화에 강한 전극을 사용해야 하며 동시에 아크 발생 시 전극을 충격으로부터 보호하여 전극 수명을 연장합니다. .

다. 수소는 일반적으로 다른 가스와 혼합하는 보조 가스로 사용됩니다. 예를 들어, 잘 알려진 가스 H35(수소 부피 비율은 35%, 나머지는 아르곤)는 가장 강력한 플라즈마 아크 절단 능력을 가진 가스 중 하나이며 주로 수소의 이점을 얻습니다. 수소는 아크 전압을 크게 증가시킬 수 있기 때문에 수소 플라즈마 제트는 엔탈피 값이 높습니다. 아르곤과 혼합하면 플라즈마 제트 절단 능력이 크게 향상됩니다. 일반적으로 두께가 70mm 이상인 금속재료의 경우 아르곤+수소를 절단가스로 많이 사용합니다. 아르곤+수소 플라즈마 아크를 더 압축하기 위해 워터젯을 사용하면 더 높은 절단 효율도 얻을 수 있습니다.

D. 질소는 일반적으로 사용되는 작업 가스입니다. 더 높은 전원 전압 조건에서 질소 플라즈마 아크는 스테인리스 스틸과 같은 고점도 재료로 액체 금속을 절단할 때에도 아르곤보다 더 나은 안정성과 더 높은 제트 에너지를 가지며 니켈 계 합금의 경우 드로스의 양이 아르곤 컷의 아래쪽 가장자리도 작습니다. 질소는 단독으로 사용하거나 다른 가스와 혼합하여 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 질소 또는 공기는 자동 절단 중에 작업 가스로 자주 사용됩니다. 이 두 가스는 탄소강의 고속 절단을 위한 표준 가스가 되었습니다. 때로는 질소가 산소 플라즈마 아크 절단의 시작 가스로 사용되기도 합니다.

E. 아르곤 가스는 고온에서 금속과 거의 반응하지 않으며 아르곤 플라즈마 아크는 매우 안정적입니다. 또한 사용된 노즐과 전극은 수명이 깁니다. 그러나 아르곤 플라즈마 아크의 전압은 낮고 엔탈피 값은 높지 않으며 절단 능력이 제한됩니다. 에어 커팅에 비해 커팅 두께가 약 25% 감소합니다. 또한, 아르곤 가스 보호 환경에서는 용탕의 표면 장력이 질소 환경보다 약 30% 더 높기 때문에 더 많은 슬래그 행 문제가 발생합니다. 아르곤과 다른 가스의 혼합물로 절단하는 경우에도 슬래그에 달라붙는 경향이 있습니다. 따라서 이제 플라즈마 절단에 순수 아르곤만을 사용하는 경우는 거의 없습니다.

2. 플라즈마 절단 속도

절단 품질에 대한 작업 가스의 영향 외에도 CNC 플라즈마 절단기의 가공 품질에 대한 절단 속도의 영향도 매우 중요합니다. 절단 속도:최적의 절단 속도 범위는 장비 설명에 따라 선택하거나 실험을 통해 결정할 수 있습니다. 재료의 두께, 다른 재료, 융점, 열전도율 및 용융 후 표면 장력으로 인해 절단 속도도 해당합니다. 다양성. 주요 성과:

A. 절단 속도를 적당히 높이면 절단 품질이 향상될 수 있습니다. 즉, 절단이 약간 더 좁아지고 절단 표면이 더 매끄럽고 변형이 감소될 수 있습니다.

B. 절단 속도가 너무 빨라 절단의 선형 에너지가 필요한 값보다 낮습니다. 슬릿의 제트는 용융된 절단 용융물을 즉시 빠르게 날려 보내 많은 양의 후행 항력을 형성할 수 없습니다. 거절합니다.

C. 절단 속도가 너무 낮을 때 절단 장소가 플라즈마 아크의 양극이기 때문에 아크 자체의 안정성을 유지하기 위해 CNC 스폿은 필연적으로 아크에 가장 가까운 슬릿 근처에서 전도 전류를 찾아야하며, 제트의 반경 방향이 더 많은 열을 전달하므로 절개가 넓어집니다. 절개 부위의 양면에 녹은 물질이 하단 가장자리에 모여 응고되어 청소가 쉽지 않은 슬래그를 형성하고 절개 부위의 상단 가장자리를 가열 용융하여 둥근 모서리를 형성합니다.

D. 속도가 너무 낮으면 절개가 너무 넓어 아크가 꺼지기도 합니다. 이는 좋은 절단 품질과 절단 속도는 불가분의 관계임을 보여줍니다.

3. 플라즈마 절단 전류

절단 전류는 절단의 두께와 속도, 즉 절단 능력을 직접 결정하는 중요한 절단 공정 매개변수로 고품질의 급속 절단을 위한 플라즈마 절단기의 올바른 사용에 영향을 미치며 절단 공정 매개변수는 다음과 같아야 합니다. 깊이 이해하고 마스터했습니다.

A. 절단 전류가 증가함에 따라 아크 에너지가 증가하고 절단 용량이 증가하고 그에 따라 절단 속도가 증가합니다.

B. 절단 전류가 증가함에 따라 아크의 직경이 증가하고 아크가 두꺼워져 절단이 넓어집니다.

C. 과도한 절단 전류는 노즐 열부하를 증가시키고 노즐이 조기에 손상되어 절단 품질이 자연스럽게 저하되고 정상적인 절단도 수행할 수 없습니다.

플라즈마 절단 전에 전원 공급 장치를 선택할 때 너무 크거나 너무 작은 전원 공급 장치를 선택할 수 없습니다. 너무 큰 전원의 경우, 이러한 큰 전류를 전혀 사용할 수 없기 때문에 절단 비용을 고려하는 것은 낭비입니다. 또한 절단 비용 예산 절감으로 인해 플라즈마 전원 공급 장치를 선택할 때 현재 선택이 너무 작아 실제 절단 중에 자체 절단 요구 사항을 충족시킬 수 없으며 이는 CNC 절단기 자체에 큰 해를 끼칩니다. . Gabortech는 재료의 두께에 따라 절단 전류와 해당 노즐을 선택하도록 상기시켜줍니다.

4. 노즐 높이

노즐 높이는 노즐 단면과 전체 호 길이의 일부를 구성하는 절단면 사이의 거리를 나타냅니다. 플라즈마 아크 절단은 일반적으로 정전류 또는 급강하 외부 전원 공급 장치를 사용합니다. 노즐 높이가 증가한 후 전류는 거의 변하지 않지만 아크 길이가 증가하고 아크 전압이 증가하여 아크 전력이 증가합니다. 그러나 동시에 환경에 노출된 아크 길이가 증가함에 따라 아크 기둥에 의해 손실되는 에너지가 증가합니다.

두 가지 요인이 복합적으로 작용하는 경우 전자의 역할이 후자에 의해 완전히 취소되는 경우가 많지만 유효 절단 에너지가 감소하여 절단 능력이 저하됩니다. 일반적으로 커팅 제트의 분사력이 약해지고 절개부 하단의 잔류 슬래그가 증가하며 상단 모서리가 과도하게 용융되어 둥근 모서리가 생성되는 것을 나타냅니다. 또한, 플라즈마 제트의 형상을 고려할 때 토치 입구를 떠난 후 제트의 직경이 바깥쪽으로 확장되고 노즐 높이의 증가는 필연적으로 절단 폭의 증가를 야기한다. 따라서 노즐 높이를 최대한 작게 선택하여 절단 속도와 절단 품질을 향상시키는 것이 좋습니다. 단, 노즐 높이가 너무 낮을 경우 더블아크 현상이 발생할 수 있습니다. 세라믹 외부 노즐을 사용하면 노즐 높이를 0으로 설정할 수 있습니다. 즉, 노즐 끝면이 절단면에 직접 닿아 좋은 효과를 얻을 수 있습니다.

5. 아크 파워

고압축 플라즈마 아크 절단 아크를 얻기 위해 절단 노즐은 더 작은 노즐 구경, 더 긴 구멍 길이를 사용하고 냉각 효과를 강화하여 노즐 유효 단면적, 즉 전력 밀도를 통과하는 전류를 증가시킬 수 있습니다. 아크 증가의. 그러나 동시에 압축은 아크의 전력 손실도 증가시킵니다. 따라서 절단에 사용되는 실제 유효 에너지는 전원 공급 장치에서 출력되는 전력보다 작습니다. 손실률은 일반적으로 25%에서 50% 사이입니다. 수압 플라즈마 아크 절단과 같은 일부 방법은 에너지 손실률이 더 크므로 절단 공정 매개변수 설계 또는 절단 비용의 경제적 계산을 수행할 때 이 문제를 고려해야 합니다.

산업에서 사용되는 금속판의 두께는 대부분 50mm 이하입니다. 이 두께 범위 내에서 기존 플라즈마 아크로 절단하면 크고 작은 절단이 발생하는 경우가 많으며 절단의 상단 모서리도 절단 크기의 정확도를 감소시키고 후속 처리량을 증가시킵니다. 탄소강, 알루미늄 및 스테인리스강을 절단하기 위해 산소 및 질소 플라즈마 아크를 사용할 때 판의 두께가 10 ~ 25mm 범위일 때 일반적으로 재료가 두꺼울수록 끝 가장자리의 직각도가 좋아지며 각도 절삭날의 오차는 1도 ~ 4도입니다. 판두께가 1mm 미만일 경우 판두께가 감소함에 따라 절개각 오차가 3°~4°에서 15°~25°로 증가한다.

일반적으로 이 현상의 원인은 절단면에 대한 플라즈마 제트의 입열의 불균형, 즉 절단면보다 절단면 상부에서 플라즈마 아크의 에너지가 더 많이 방출되기 때문이라고 생각됩니다. 하부. 이러한 에너지 방출의 불균형은 플라즈마 아크 압축 정도, 절단 속도, 노즐과 공작물 사이의 거리와 같은 많은 공정 매개변수와 밀접한 관련이 있습니다. 아크의 압축을 증가시키면 고온 플라즈마 제트가 확장되어 보다 균일한 고온 영역을 형성할 수 있으며 동시에 제트의 속도를 증가시켜 상부 절단과 하부 절단 사이의 폭 차이를 줄일 수 있습니다. 그러나 기존 노즐을 과도하게 압축하면 전극과 노즐이 소모될 뿐만 아니라 공정이 불가능할 뿐만 아니라 절단 품질이 저하되는 이중 아크가 발생하는 경우가 많습니다. 또한 지나치게 빠른 속도와 지나치게 높은 노즐 높이로 인해 절단 폭의 상하 차이가 커집니다.