5 factores que influyen en la precisión de los cortes con plasma

1. Gas de trabajo

El gas de trabajo y el caudal son los principales parámetros que influyen en la calidad del corte. En la actualidad, el uso generalizado del corte por plasma de aire es solo uno de los muchos gases de trabajo. Es ampliamente utilizado debido a su costo de uso relativamente bajo. De hecho, el efecto es deficiente. El gas de trabajo incluye gas y gas auxiliar. Algunos equipos también requieren gas de arranque de arco. Por lo general, el trabajo adecuado se selecciona de acuerdo con el tipo de material de corte, el grosor y el método de corte. gas. El gas no solo debe garantizar la formación del chorro de plasma, sino que también debe garantizar que se eliminen el metal fundido y el óxido en el corte. Un flujo de gas excesivo eliminará más calor del arco, acortando la longitud del chorro, lo que reducirá la capacidad de corte y la inestabilidad del arco; Un flujo de gas demasiado pequeño hará que el arco de plasma pierda su rectitud y se corte. La profundidad se vuelve menos profunda y también es fácil producir escoria; por lo tanto, el flujo de gas debe coincidir bien con la corriente y la velocidad de corte. Las máquinas de corte por arco de plasma actuales se basan principalmente en la presión del gas para controlar el caudal, porque cuando la apertura del soplete es fija, la presión del gas también controla el caudal. La presión de gas que se utiliza para cortar un determinado espesor de material suele seleccionarse de acuerdo con los datos proporcionados por el cliente. Si hay otras aplicaciones especiales, la presión del gas debe determinarse mediante la prueba de corte real.

Los gases de trabajo más utilizados son:argón, nitrógeno, oxígeno, aire, H35, gas mixto argón-nitrógeno, etc.

A. El aire contiene aproximadamente un 78% de nitrógeno en volumen, por lo que la escoria formada por el corte con aire es muy similar a la del corte con nitrógeno; el aire también contiene alrededor del 21% de oxígeno en volumen. Debido a la presencia de oxígeno, el aire se utiliza para cortar. La velocidad de los materiales de acero con bajo contenido de carbono también es muy alta; La máquina de corte por plasma CNC al mismo tiempo, el aire también es el gas de trabajo más económico. Sin embargo, cuando se usa solo el corte por aire, habrá problemas como la acumulación de escoria, la oxidación del corte, el aumento de nitrógeno, etc., y la menor vida útil del electrodo y la boquilla también afectará la eficiencia del trabajo y la reducción de costos.

B. El oxígeno puede aumentar la velocidad de corte de materiales de acero dulce. Cuando se usa oxígeno para cortar, el modo de corte es muy similar al corte con llama. El arco de plasma de alta temperatura y alta energía hace que la velocidad de corte sea más rápida, pero debe usarse con un electrodo que resista la oxidación a alta temperatura y, al mismo tiempo, el electrodo está protegido contra impactos durante el arco para extender la vida útil del electrodo. .

C. El hidrógeno se usa generalmente como gas auxiliar para mezclarse con otros gases. Por ejemplo, el conocido gas H35 (la fracción de volumen de hidrógeno es 35%, el resto es argón) es uno de los gases con mayor capacidad de corte por arco de plasma, que se beneficia principalmente del hidrógeno. Debido a que el hidrógeno puede aumentar significativamente el voltaje del arco, el chorro de plasma de hidrógeno tiene un alto valor de entalpía. Cuando se mezcla con argón, su capacidad de corte por chorro de plasma mejora enormemente. Generalmente, para materiales metálicos con un espesor de más de 70 mm, el argón + hidrógeno se usa comúnmente como gas de corte. Si se utiliza un chorro de agua para comprimir aún más el arco de plasma de argón + hidrógeno, también se puede obtener una mayor eficiencia de corte.

D. El nitrógeno es un gas de trabajo de uso común. Bajo la condición de voltaje de suministro de energía más alto, el arco de plasma de nitrógeno tiene mejor estabilidad y mayor energía de chorro que el argón, incluso cuando se corta metal líquido con materiales de alta viscosidad como acero inoxidable y En el caso de aleaciones a base de níquel, la cantidad de escoria en el borde inferior del corte también es pequeño. El nitrógeno se puede utilizar solo o mezclado con otros gases. Por ejemplo, el nitrógeno o el aire se utilizan a menudo como gases de trabajo durante el corte automático. Estos dos gases se han convertido en el gas estándar para el corte a alta velocidad de acero al carbono. A veces, el nitrógeno también se utiliza como gas de partida para el corte por arco de plasma de oxígeno.

E. El gas argón apenas reacciona con ningún metal a alta temperatura y el arco de plasma de argón es muy estable. Además, las boquillas y los electrodos utilizados tienen una larga vida útil. Sin embargo, el voltaje del arco de plasma de argón es bajo, el valor de entalpía no es alto y la capacidad de corte es limitada. En comparación con el corte por aire, el grosor del corte se reducirá en aproximadamente un 25%. Además, en el entorno de protección del gas argón, la tensión superficial del metal fundido es relativamente grande, que es aproximadamente un 30% más alta que en el entorno de nitrógeno, por lo que habrá más problemas de acumulación de escoria. Incluso el corte con una mezcla de argón y otros gases tendrá tendencia a adherirse a la escoria. Por lo tanto, ahora es raro usar argón puro solo para el corte por plasma.

2. Velocidad de corte por plasma

Además de la influencia del gas de trabajo en la calidad de corte, el efecto de la velocidad de corte en la calidad de procesamiento de la máquina de corte por plasma CNC también es muy importante. Velocidad de corte:El rango de velocidad de corte óptimo se puede seleccionar de acuerdo con la descripción del equipo o se puede determinar mediante un experimento. Debido al grosor del material, los diferentes materiales, el punto de fusión, la conductividad térmica y la tensión superficial después de la fusión, la velocidad de corte también corresponde. Variedad. actuación principal:

R. Un aumento moderado en la velocidad de corte puede mejorar la calidad del corte, es decir, el corte es un poco más estrecho, la superficie de corte es más suave y se puede reducir la deformación.

B. La velocidad de corte es demasiado rápida, por lo que la energía lineal del corte es menor que el valor requerido. El chorro en la hendidura no puede soplar rápidamente la masa fundida de corte fundida inmediatamente para formar una gran cantidad de arrastre de arrastre. declinar.

C.Cuando la velocidad de corte es demasiado baja, debido a que el lugar de corte es el ánodo del arco de plasma, para mantener la estabilidad del arco en sí, el punto del CNC debe encontrar inevitablemente la corriente de conducción cerca de la ranura más cercana al arco, y Will La dirección radial del chorro transfiere más calor, de modo que la incisión se ensancha. El material fundido en ambos lados de la incisión se junta y solidifica en el borde inferior, formando una escoria que no es fácil de limpiar, y el borde superior de la incisión se calienta y se derrite para formar una esquina redondeada.

D. Cuando la velocidad es extremadamente baja, el arco incluso se extinguirá debido a que la incisión es demasiado ancha. Esto demuestra que la buena calidad de corte y la velocidad de corte son inseparables.

3. Corriente de corte de plasma

La corriente de corte es un parámetro importante del proceso de corte, que determina directamente el grosor y la velocidad del corte, es decir, la capacidad de corte, que afecta el uso correcto de la máquina de corte por plasma para un corte rápido de alta calidad, los parámetros del proceso de corte deben ser profundamente comprendido y dominado.

A. A medida que aumenta la corriente de corte, la energía del arco aumenta, la capacidad de corte aumenta y la velocidad de corte aumenta en consecuencia.

B. A medida que aumenta la corriente de corte, el diámetro del arco aumenta y el arco se vuelve más grueso, lo que hace que el corte sea más ancho.

C. Una corriente de corte excesiva aumenta la carga térmica de la boquilla, la boquilla se daña prematuramente y la calidad de corte disminuye naturalmente, e incluso no se puede realizar el corte normal.

Al elegir una fuente de alimentación antes del corte por plasma, no puede elegir una fuente de alimentación que sea demasiado grande o demasiado pequeña. Para una fuente de alimentación que es demasiado grande, es un desperdicio considerar el costo de corte, porque una corriente tan grande no se puede usar en absoluto. Además, debido al ahorro del presupuesto de reducción de costos, al seleccionar la fuente de alimentación de plasma, la selección actual es demasiado pequeña, por lo que no puede cumplir con sus propios requisitos de corte durante el corte real, lo cual es un gran daño para la propia máquina de corte CNC. . Gabortech te recuerda elegir la corriente de corte y la boquilla correspondiente según el espesor del material.

4. Altura de la boquilla

La altura de la boquilla se refiere a la distancia entre la cara del extremo de la boquilla y la superficie de corte, que constituye una parte de la longitud total del arco. El corte por arco de plasma generalmente utiliza una fuente de alimentación externa de corriente constante o caída pronunciada. Después de que se aumenta la altura de la boquilla, la corriente cambia poco, pero aumentará la longitud del arco y hará que aumente el voltaje del arco, aumentando así la potencia del arco; pero al mismo tiempo, a medida que aumenta la longitud del arco expuesto al medio ambiente, aumenta la energía perdida por la columna del arco.

En el caso del efecto combinado de los dos factores, el papel del primero a menudo es cancelado por completo por el segundo, pero la energía de corte efectiva se reducirá, lo que resultará en una reducción de la capacidad de corte. Por lo general, muestra que la fuerza de soplado del chorro de corte se debilita, la escoria residual en la parte inferior de la incisión aumenta y el borde superior se derrite en exceso para producir esquinas redondeadas. Además, considerando la forma del chorro de plasma, el diámetro del chorro se expande hacia afuera después de salir de la boca del soplete, y un aumento en la altura de la boquilla provoca inevitablemente un aumento en la anchura del corte. Por lo tanto, es beneficioso mejorar la velocidad de corte y la calidad de corte seleccionando la altura de la boquilla lo más pequeña posible. Sin embargo, cuando la altura de la boquilla es demasiado baja, puede causar un fenómeno de arco doble. El uso de la boquilla exterior de cerámica puede ajustar la altura de la boquilla a cero, es decir, la cara del extremo de la boquilla contacta directamente con la superficie a cortar y se puede obtener un buen efecto.

5. Poder del arco

Para obtener un arco de corte de arco de plasma altamente compresivo, la boquilla de corte utiliza una abertura de boquilla más pequeña, una longitud de orificio más larga y fortalece el efecto de enfriamiento, lo que puede aumentar la corriente que pasa a través de la sección transversal efectiva de la boquilla, es decir, la densidad de potencia. del arco Incremento. Pero al mismo tiempo, la compresión también aumenta la pérdida de potencia del arco. Por lo tanto, la energía efectiva real utilizada para cortar es menor que la potencia de salida de la fuente de alimentación. La tasa de pérdida generalmente se encuentra entre el 25% y el 50%. Algunos métodos, como el corte por arco de plasma por compresión de agua La tasa de pérdida de energía será mayor, este tema debe tenerse en cuenta al realizar el diseño de parámetros del proceso de corte o el cálculo económico de los costos de corte.

El grosor de las placas de metal utilizadas en la industria es en su mayoría inferior a 50 mm. El corte con arcos de plasma convencionales dentro de este rango de grosor a menudo da como resultado cortes grandes y pequeños, y el borde superior del corte también provocará una disminución en la precisión del tamaño del corte y aumentará la cantidad de procesamiento posterior. Cuando se usa un arco de plasma de oxígeno y nitrógeno para cortar acero al carbono, aluminio y acero inoxidable, cuando el grosor de la placa está en el rango de 10 ~ 25 mm, generalmente cuanto más grueso es el material, mejor es la perpendicularidad del borde del extremo y el ángulo El error del filo es de 1 grado ~ 4 grados. Cuando el grosor de la placa es inferior a 1 mm, a medida que el grosor de la placa disminuye, el error del ángulo de incisión aumenta de 3 ° ~ 4 ° a 15 ° ~ 25 °.

Generalmente se cree que la causa de este fenómeno se debe al desequilibrio del aporte de calor del chorro de plasma en la superficie de corte, es decir, la energía del arco de plasma se libera más en la parte superior del corte que en la parte inferior. Este desequilibrio de liberación de energía está estrechamente relacionado con muchos parámetros del proceso, como el grado de compresión del arco de plasma, la velocidad de corte y la distancia entre la boquilla y la pieza de trabajo. El aumento de la compresión del arco puede extender el chorro de plasma de alta temperatura para formar un área de alta temperatura más uniforme y, al mismo tiempo, aumentar la velocidad del chorro, lo que puede reducir la diferencia de ancho entre los cortes superior e inferior. Sin embargo, la compresión excesiva de las boquillas convencionales a menudo da como resultado un doble arco, que no solo consume electrodos y boquillas, lo que hace que el proceso sea imposible, sino que también conduce a una disminución en la calidad del corte. Además, una velocidad excesivamente alta y una altura de boquilla excesivamente alta aumentarán la diferencia entre los anchos superior e inferior del corte.