Tăiere cu plasmă

Tăierea cu plasmă este un proces de tăiere termică care utilizează un jet de plasmă conductiv electric pentru a tăia prin metale conductoare precum oțel, oțel inoxidabil, aluminiu și cupru. Plasma este de fapt un jet de gaz ionizat cu viteză mare-care este folosit pentru a topi materialul și este utilizat pe scară largă în fabricarea metalelor pentru rentabilitatea și versatilitatea sa.

 

Descriere

 

Plasma în sine conduce curentul electric, iar arcul de plasmă este continuu atâta timp cât electrodului este furnizat energie și plasma rămâne în contact cu piesa de prelucrat. Tăierea cu plasmă este o tehnologie de tăiere a metalelor extrem de eficientă, care utilizează un arc cu plasmă de temperatură înaltă-ca sursă de căldură, iar principiul său de bază este utilizarea unui arc de frecvență înaltă pentru a ioniza gazul pentru a forma plasmă în timp ce topește metalul piesei de prelucrat la o temperatură ridicată de peste 3.000 de grade și folosind fluxul de aer supersonic pentru a elimina metalul topit. Presiunea acestui flux de gaz controlează eficient raza fasciculului de plasmă. Prin direcționarea unei stări controlate, încărcate electric a materiei printr-o duză focalizată, puteți tăia cu ușurință materiale precum oțel, oțel inoxidabil și materiale din aluminiu.

 

Opțiuni de gaz asistent

 

Mașina de tăiat cu plasmă poate funcționa cu diferite gaze care includ aer comprimat, azot, argon, hidrogen și oxigen sau amestecuri de două sau trei gaze diferite. Funcția lor este destul de similară cu gazul de protecție, fiecare dintre ele arată rezultate diferite, iar mai jos este un scurt rezumat:

 

√Aer comprimat, acest gaz este foarte versatil și ieftin și poate funcționa bine cu oțel moale, oțel inoxidabil și aluminiu de până la 30 mm.

√Oxigenul, este un gaz popular utilizat pe scară largă pentru oțelul carbon în aplicații care necesită tăieri curate și viteză de tăiere rapidă și, în mod normal, poate tăia oțel moale până la 35 mm cu căldură mai mare, ceea ce înseamnă că necesită mai multă auz. În consecință, mai multă energie termică poate deteriora piesele de prelucrat, în plus, oxigenul nu este atât de prietenos cu oțelul inoxidabil și aluminiu, iar suprafața tăiată este complet oxidată din cauza cantității de oxigen și căldură utilizate.

√Azot, este utilizat pe scară largă pentru aplicații grele-pentru metale groase de până la 80 mm și poate genera tăieturi de bună calitate pentru majoritatea materialelor, inclusiv oțel inoxidabil, oțel carbon și aluminiu. În mod normal, azotul este adesea folosit cu mai multe gaze secundare, cum ar fi aerul, dioxidul de carbon și argonul pentru plăci mai groase.

√Argon, este un gaz inert care nu reacționează la o temperatură ridicată și nu este un gaz asistent standard din cauza conductibilității scăzute. Prin urmare, este adesea amestecat cu hidrogen pentru a crea cea mai fierbinte flacără de tăiere cu plasmă-pentru o tăiere curată.

 

 

Considerarea investiției pentru laser cu plasmă vs fibră

 

Mașinile cu plasmă funcționează prin direcționarea gazului de tăiere (aer, oxigen, azot, aer, argon etc.) printr-o duză cu o deschidere îngustă, iar apoi gazul este ionizat pentru a produce arcul de plasmă. În timp ce un gaz de protecție este utilizat pentru a înconjura arcul de plasmă pentru a ajuta la formarea arcului, iar arcul de plasmă cu temperatură foarte ridicată poate tăia materialele metalice.

În timp ce, laserele cu fibră utilizează lumina produsă de o diodă și o direcționează de-a lungul unui cablu-fibră optică și a componentelor optice, iar fasciculul de lumină este apoi focalizat și intensificat pentru tăierea piesei metalice. Laserul cu fibre are nevoie, de asemenea, de gaz de tăiere care este injectat în capul de tăiere sub componentele optice și iese prin duză împreună cu fasciculul laser. Conform experienței lui Fabmann, plăci mai subțiri < 12 mm, tuburi sau profil care necesită toleranțe dimensionale mari, mașina laser cu fibră este o opțiune mai bună. În timp ce costurile de achiziție și de operare sunt în general mai mari decât cele ale unei mașini cu plasmă, în medie, este nevoie de aproximativ 5 ani până la pragul de rentabilitate. Dispozitivele de tăiere cu plasmă au o rată de productivitate relativ mai mare, o gamă largă de tăiere și costuri de achiziție relativ scăzute, cu un timp mediu de amortizare de 3 ani. Tabelul de mai jos vă oferă o înțelegere de bază a caracteristicilor lor cheie.

 

Parametrii	Laser cu fibra	Plasma HD
Opțiuni materiale	Oțel moale, oțel inoxidabil, aluminiu, cupru	Toate metalele conductoare
Gama de grosimi	Până la 30 mm	Până la 50 mm
Patratitatea marginilor	ISO 1	ISO 2 - 4
Toleranța la tăiere	0,05-0,1 mm în funcție de grosimea materialului	0,2 mm - 0.5 mm în funcție de grosimea materialului
Lățimea tăieturii	0.15 - 0.4 mm	0,5 – 2,2 mm
HAZ	Mai îngust	Mai lat
Viteza de taiere (<10 mm)	Mai repede	Mai lent
Cutting Speed (>10 mm)	Mai lent	Mai repede
Pretul de achizitie	Ridicat	25-35% din Laser
Costuri operaționale	Scăzut	Scăzut
Întreţinere	Moderat	Moderat
Interval de timp de prag de rentabilitate	4-6 ani	3-4 ani

 

Pentru a lua o decizie obiectivă de investiție, există câțiva factori importanți pe care trebuie să îi luați în considerare:

 

√Tipurile de materii prime și mașinile split, cu plasmă și laser sunt extrem de asemănătoare când vine vorba de gama de materiale, iar principalele diferențe sunt intervalul lor de grosime de tăiere și calitatea tăierii. Ambele pot tăia toate materialele conductoare, cum ar fi oțel moale, oțel inoxidabil, alamă, cupru și aluminiu. Dacă majoritatea materialului dvs. are mai puțin de 10 mm și profiluri complicate, inclusiv tubulatura, poate fi mai rentabil să investiți mașina de tăiat cu laser cu fibre și să externalizați tăierea cu plasmă.

 

√Calitatea tăierii acoperă câteva elemente importante, cum ar fi curățarea, zgură, marginea tăiată, HAZ (zonă afectată de căldură). Pentru laserul cu fibră, calitatea tăierii depinde foarte mult de puterea, viteza de tăiere, presiunea gazului și a gazului și dimensiunea duzei. În mod normal, configurația populară de putere nu va avea zgur-pentru laserele cu fibră, cum ar fi 4 mm pentru laserele de 2 KW, 6 mm pentru laserele de 6 km. Mai jos este un scurt rezumat al problemelor populare legate de calitatea tăierii:

 

● Pătrat, laserele cu fibră sunt capabile să producă o tăietură aproape pătrată și pot fi clasificate în ISO 1. Tăieturile tipice cu plasmă au în mod normal o formă ușor concavă pe marginea tăiată, iar unghiul lor de teșire este în intervalul ISO 3-5.

●Zgura, este definită ca deșeurile de metal nedorite care nu au fost aruncate din tăietura care se formează pe partea inferioară a tăieturii. Mașina de tăiat cu plasmă poate obține o calitate bună a marginilor tăiate, dar operatorii trebuie să decidă dacă calitatea tăierii sau viteza de tăiere este prioritatea. Tăierea scăzută poate duce la zgură grea pe partea inferioară a piesei de prelucrat, în timp ce tăierea prea rapidă poate duce la alinierea unor margele metalice pe partea inferioară a tăieturii și este destul de dificil să îndepărtați aceste margele.

●Dispozitivul de tăiere cu plasmă poate oferi margini tăiate mai netede datorită dimensiunii sale mai mari ale spotului, dar, desigur, depinde și de modul în care operatorul setează parametrii de tăiere pentru a atinge o calitate optimizată a tăierii.

●HAZ, depinde în mare măsură de puterea de ieșire a mașinii și de viteza de tăiere, iar atât laserele cu fibră, cât și tăietoarele cu plasmă produc HAZ. Dar, în mod normal, laserul cu fibră generează un HAZ mai mic.

 

 

√Toleranța de tăiere și calitatea găurii, este denumită și calitatea piesei tăiate, în special calitatea găurii este adesea considerată o măsură a preciziei, care este judecată după cât de cilindrică poate fi o gaură. Gradul de precizie este adesea judecat în funcție de lățimea tăieturii, cu cât tăietura este mai largă, cu atât precizia este mai aspră. Seciunea determină cât de mic poate fi tăiat un contur interior și, între timp, distorsiunea termică poate modifica dimensiunea piesei de prelucrat. Laserul cu fibre are o toleranță mai mare în comparație cu dispozitivul de tăiere cu plasmă.

 

√Cost, laserele cu fibră sunt în general mai scumpe decât mașinile cu plasmă, atât în ​​ceea ce privește costul inițial de achiziție, cât și cheltuielile de operare.

 

Pe scurt, laserul este o opțiune mai bună atunci când tăiați oțel moale subțire, inoxidabil și aluminiu, cu un interval de grosime cuprins între 0,5 mm și 10 mm, iar precizia, viteza și capacitatea sa mai mare de a tăia forme complicate îl fac mai de dorit decât mașina cu plasmă. În intervalul 10-15 mm, laserul cu fibră este destul de comparabil cu aparatul cu plasmă. Pentru plăcile de rezistență grea care depășesc 15 mm, o mașină modernă cu plasmă CNC ar putea fi o opțiune mai bună.

 

Material de oțel diferit prin tăiere cu plasmă

 

Caracteristici ale tăierii cu plasmă

 

Mașina cu plasmă începe să câștige o mare popularitate datorită investiției sale mai mici și calității de tăiere comparabile, deși nu este bună ca mașina de tăiat cu laser care decupează materiale metalice mai subțiri și are următoarele caracteristici:

 

 

Prin urmare, plasma este adesea folosită pentru tăierea metalelor groase, cum ar fi pentru prototiparea rapidă și designul artistic. În concluzie, tăierea cu plasmă este o tăiere de metal la prețuri accesibile (în special pentru oțel inoxidabil, aluminiu și plăci groase) cu o precizie mai mică în comparație cu tăierea cu laser și este foarte populară pentru fabricarea structurilor grele, cum ar fi construcțiile navale și construcțiile.