Технология на метода за плазмено рязане на топлинна обработка на метал

Плазмена дъга се основава на изпълнението на три физически процеса:

1. Поддържане на електрическата дъга на необходимата температура в меласата на плазмообразуващия газ.
2. Получаване на кухината в процеса на точното топене на материала.
3. Отстраняване (продухване) на разтопения материал от зоната на рязане чрез потока на горещ газ.

Задачата на плазмено рязане - получаване на перпендикулярни ръбове на точно изрязан метал, които не могат да бъдат отклонявани газово рязане.

Обща информация

Работната електрическа дъга, образувана във въздуха, независимо достига температура до 5000 ° С. След като се подаде потокът от йонизиращ газ, температурата му се повишава до 20 000 ° С, което води до образуването на високотемпературен газов поток или нискотемпературна плазма. Йонизацията на газа се повишава, когато се нагрява от електрическата дъга, което на свой ред повишава температурата на работния газ до 30 000 ° С Самата въздушно-плазмена смес започва да ярко сияе, има високо ниво на електрическа проводимост и представлява типична високотемпературна плазма.

За да се получи точното топене на метала по линията на рязане, е необходимо да се достави определено количество топлина. Ефективна топлинна мощност - минималната цифрова граница, характеризираща обхвата на топлината, получена от процеса, необходим за топене.

Дюзите за плазмено рязане се избират с различни диаметри, което позволява контрол на скоростта на плазмения поток при същия дебит на газа. Тя рязко се увеличава с по-малък диаметър на дюзата и може да достигне 800 m / s. В същото време се контролира процесът на издуване на разтопен метал, чиято скорост варира от 40 m / s.

Физиката на процеса на рязане

Плазмената дъга е термичен процес, който се дължи на топенето на метал. Режещата дъга, въпреки различните консумативи, има съставни части, които въвеждат неравномерно количество топлина в метала, не го правят еднородно:

• изпускателна колона (горната част на среза) осигурява равномерно топене и гладки ръбове;
• факел (долната част на рязането) води до получаване на ръбове, сближаващи се до дъното;
• активно място (местоположението зависи от параметрите на дъгата) е най-активното предаване на топлинна енергия и осигурява плазмено рязане с най-високо качество.

Формата на напречното сечение на плазмената дъга също влияе върху качеството на среза. Профилът му е повлиян от:

• дебелината и свойствата на метала;
• скорост на рязане;
• използвани консумативи;
• токово и работно напрежение;
• условия на ширина на рязане.

Консумативите се избират индивидуално за различни процеси на рязане, както е посочено в инструкциите на конкретното оборудване.

Плазмената горелка и различните режими на плазмено рязане позволяват да се контролира разпространението на определена зона на топлинно влияние, контролирайки структурата на формираните ръбове на метала.

Принцип на действие на плазмената горелка

Плазмената горелка - оборудване за преобразуване на електрическата енергия на заваръчната дъга в топлинна енергия на плазмения поток.

дизайн Това е устройство с цилиндрична дъгова камера, снабдено с дюза за изпускане с голям диаметър. Той е отговорен за формата и скоростта, образувани от компресираната плазма. На гърба на камерата има електрод.

Плазмената горелка може да работи в две основни технологии:

Arc на пряко действие ("катоден-анод" - "електроден продукт")

технология рязането включва образуване на дъга между електрода и материала с електрическа проводимост.

Принцип на действие:

• Пилотната дъга между дюзата и електродът е осветена.
• Арката се запълва с газ, който започва да се нагрява от дъгата.
• Отопляемият газ се йонизира и протича процес на термично разширение.
• Дюзата и газът се отварят при висока скорост (около 3 км / сек) и висока температура навлиза в материала под формата на плазмена дъга.

Тези системи за плазмено рязане имат по-висока ефективност, тъй като топлинната мощност се състои от мощността, освободена в анодната област и мощността на плазмената струя.

Arc на непрякото действие ("катод-анод" - "дюза за електрод")

технология Нарязването включва използването на топлинен ефект от дъгата с режещ газ.

Принцип на действие

• Арката между електрода и дюзата се запалва, която е свързана с положителния полюс на енергийния източник.
• Плазмената горелка с дъгова камера е запълнена с газ, който се загрява, йонизира и се разширява.
• Вентилът на дюзата се отваря и струята газ изтича от дюзата.
• Част от плазмата се компресира и пренася извън плазмената горелка.

Топлинната енергия (енергията на плазмата) в този случай се състои от кинетичната енергия на плазмения поток и потенциалната енергия на заредените частици, така че не е голяма. Процесът се използва главно в микроплазмените растения и за тънкия метал.

Видове плазмено рязане

Дизайнът на приложените плазмено рязане, консумативи и инструкции за изпълнение на технологичните процеси определят основните видове плазмено рязане.

отличава:

• Стандартно (традиционно) плазмено рязане. Ръчно рязане, което използва само един газ (кислород, азот, аргон).
• С два газове. Един газ образува плазма, а вторият предпазва материала, за да образува по-гладки режещи ръбове.
• С водна защита. В такива плазмени цехове се използват два вида консумативи: газ и вода вместо втори газ.
• С инжектирането на вода.

Също така, технологията за плазмено рязане може да се извърши при работни условия под вода при повишени температури във вакуум. В зависимост от конструкцията на машината, принципът на действие на плазмата може да бъде насочен към получаване на прецизност с висока прецизност или до получаване на мащабно нарязване на дебел материал в най-кратки срокове.

Технологията на плазменото рязане има много предимства, но основната му разлика от газовото рязане е използването на изключително електрическа енергия.