Plasmaskæring

Plasmaskæring er en termisk skæreproces, der bruger elektrisk ledende plasmastråle til at skære gennem ledende metaller som stål, rustfrit stål, aluminium og kobber. Plasmaet er faktisk en-højhastighedsstråle af ioniseret gas, som bruges til at smelte materiale, og det er meget udbredt i metalfremstilling på grund af dets omkostningseffektivitet og alsidighed.

 

Beskrivelse

 

Plasmaet selv leder elektrisk strøm, og plasmabuen er kontinuerlig, så længe der tilføres strøm til elektroden, og plasmaet forbliver i kontakt med emnet. Plasmaskæring er en højeffektiv metalskæringsteknologi, der bruger en høj-temperatur-plasmabue som varmekilde, og dens kerneprincip er at bruge en høj-bue til at ionisere gas til at danne plasma, mens man smelter arbejdsemnets metal ved en høj temperatur over 3.000 grader, og bruger supersonisk luftstrøm til at blæse det smeltede metal væk. Trykket af denne gasstrøm styrer effektivt plasmastrålens radius. Ved at lede en kontrolleret, elektrisk ladet tilstand af stof gennem en fokuseret dyse, kan du nemt skære materialer som stål, rustfrit stål og aluminiumsmaterialer.

 

Assistent Gas muligheder

 

Plasmaskæremaskine kan arbejde med forskellige gasser, som omfatter trykluft, nitrogen, argon, brint og oxygen eller blandinger af to eller tre forskellige gasser. Deres funktion er ret lig beskyttelsesgas, hver af dem viser forskellige resultater, og nedenfor er en kort oversigt:

 

√Trykluft, denne gas er meget alsidig og billig, og den kan fungere godt med blødt stål, rustfrit stål og aluminium op til 30 mm.

√Ilt, det er en populær gas, der er meget udbredt til kulstofstål i applikationer, der kræver rene snit og hurtig skærehastighed, og den kan normalt skære blødt stål op til 35 mm med højere varme, hvilket betyder, at det kræver mere hørelse. Som følge heraf kan mere varmeenergi beskadige emnerne, plus ilt er ikke så venligt over for rustfrit stål og aluminium, og skærefladen er fuldstændig oxideret på grund af mængden af ​​ilt og varme, der bruges.

√Nitrogen, det bruges i vid udstrækning til-krævende applikationer til tykke metaller op til 80 mm og kan generere snit af god kvalitet til de fleste materialer, herunder rustfrit stål, kulstofstål og aluminium. Normalt bruges nitrogen ofte sammen med flere sekundære gasser, såsom luft, kuldioxid og argon til tykkere plader.

√Argon, det er en inert gas, som ikke reagerer ved højtemperaturskæring, og det er ikke en standard hjælpegas på grund af lav ledningsevne. Derfor blandes det ofte med brint for at skabe den varmeste plasma-skærende flamme til rent snit.

 

 

Investeringsovervejelser for plasma vs fiberlaser

 

Plasmamaskiner fungerer ved at lede skæregassen (luft, ilt, nitrogen, luft, argon osv.) gennem en dyse med en smal åbning, hvorefter gassen ioniseres for at producere plasmabuen. Mens en skærmgas bruges til at omgive plasmabuen for at hjælpe med at forme buen, og plasmabuen med meget høj temperatur kan skære gennem metalmaterialerne.

Mens fiberlasere bruger lyset produceret af en diode og dirigerer det langs et fiber-optisk kabel og optiske komponenter, hvorefter lysstrålen fokuseres og intensiveres til at skære gennem metalemne. Fiberlaser har også brug for skæregas, som sprøjtes ind i skærehovedet under de optiske komponenter og kommer ud af dysen sammen med laserstrålen. Ifølge Fabmanns erfaring er tyndere plader < 12 mm, rør eller profil, som kræver høje dimensionstolerancer, en fiberlasermaskine en bedre mulighed. Mens anskaffelses- og driftsomkostningerne generelt er højere end for en plasmamaskine, tager det i gennemsnit omkring 5 år at nå et break-even. Plasmaskærere har relativt højere produktivitet, bredt skæreområde og forholdsvis lave anskaffelsesomkostninger med en gennemsnitlig tilbagebetalingstid på 3 år. Skemaet nedenfor giver dig en grundlæggende forståelse af deres nøglefunktioner.

 

Parametre	Fiberlaser	HD Plasma
Materiale muligheder	Blødt stål, rustfrit stål, aluminium, kobber	Alle ledende metaller
Tykkelsesområde	Op til 30 mm	Op til 50 mm
Kantfirkantethed	ISO 1	ISO 2 - 4
Cut Tolerance	0,05-0,1 mm afhængig af materialetykkelse	0,2 mm - 0.5 mm afhængig af materialetykkelse
Kerf Bredde	0.15 - 0.4 mm	0,5 – 2,2 mm
HAZ	Smallere	Bredere
Skærehastighed (<10 mm)	Hurtigere	Langsommere
Cutting Speed (>10 mm)	Langsommere	Hurtigere
Indkøbspris	Høj	25-35% af Laser
Driftsomkostninger	Lav	Lav
Opretholdelse	Moderat	Moderat
Breakeven tidsramme	4-6 år	3-4 år

 

For at træffe en objektiv investeringsbeslutning er der nogle få vigtige faktorer, som du skal overveje:

 

√Råmaterialetyper og split-, plasma- og lasermaskiner er ekstremt ens, når det kommer til materialeområde, og de væsentligste forskelle er deres skæretykkelsesområde og skærekvalitet. Begge kan skære alle ledende materialer såsom blødt stål, rustfrit stål, messing, kobber og aluminium. Hvis størstedelen af ​​dit materiale er mindre end 10 mm og indviklede profiler inklusive rør, kan det være mere omkostningseffektivt- at investere i fiberlaserskæremaskine og outsource plasmaskæring.

 

√Skærekvalitet dækker over få vigtige elementer såsom firkantethed, slagg, skærekant, HAZ (Heat Affected Zone). For fiberlaser er skærekvaliteten meget afhængig af kraft, skærehastighed, gas- og gastryk og dysestørrelse. Normalt vil den populære strømopsætning have slagg-fri for fiberlasere såsom 4 mm for 2 KW lasere, 6 mm for 6 KM lasere. Nedenfor er en kort oversigt over de populære problemer med skærekvalitet:

 

● Firkantede, fiberlasere er i stand til at producere et næsten firkantet snit og kan kategoriseres i ISO 1. Typiske plasmaskæringer har normalt en let konkav form på skærekanten og deres affasningsvinkel i området ISO 3-5.

●Slagg, er defineret som det uønskede metalaffald, der ikke er blevet kastet ud fra snittet, der dannes på undersiden af ​​snittet. Plasmaskæremaskine kan opnå god skærekantskvalitet, men operatørerne skal beslutte, om skærekvalitet eller skærehastighed er prioriteret. Lav skæring kan resultere i kraftig slagg på undersiden af ​​emnet, mens skæring for hurtigt kan resultere i, at metalperler står på linje i bunden af ​​snittet, og det er ret svært at fjerne disse perler.

●Edge, plasmaskærer kan give glattere skærekanter på grund af dens større pletstørrelse, men det afhænger selvfølgelig også af, hvordan operatøren indstiller skæreparametrene for at opnå optimeret skærekvalitet.

●HAZ, det afhænger i høj grad af maskinens effekt og skærehastigheden, og både fiberlasere og plasmaskærere producerer HAZ'er. Men normalt genererer fiberlaser en mindre HAZ.

 

 

√Snittolerance & hulkvalitet, det kaldes også som snitkvalitet, især hulkvalitet bliver ofte betragtet som et mål for præcision, som bedømmes ud fra hvor cylindrisk et hul kan være. Graden af ​​præcision bedømmes ofte ud fra snittets bredde, jo bredere snittet er, desto grovere præcision. Skæret bestemmer, hvor lille af en indre kontur der kan skæres, og imens kan varmeforvrængningen ændre emnets dimension. Fiberlaser har højere tolerance sammenlignet med plasma cuter.

 

√Omkostninger, fiberlasere er generelt dyrere end plasmamaskiner, både hvad angår indledende indkøbsomkostninger og driftsomkostninger.

 

Kort sagt er laser en bedre mulighed, når du skærer tyndt, mildt, rustfrit stål og aluminium med tykkelsesintervallet mellem 0,5 mm og 10 mm, og dens højere præcision, hastighed og evne til at skære indviklede former gør den mere ønskværdig end plasmamaskine. I området 10-15 mm er fiberlaser ret sammenlignelig med plasmamaskine. For kraftige plader, der er over 15 mm, kan en moderne CNC plasmamaskine være en bedre mulighed.

 

Forskelligt stålmateriale ved plasmaskæring

 

Funktioner ved plasmaskæring

 

Plasmamaskine begynder at vinde stor popularitet på grund af dens lavere investering og sammenlignelige skærekvalitet, selvom den ikke er god som laserskæremaskine, der skærer tyndere metalmaterialer, og den har følgende funktioner:

 

 

Derfor bruges plasma ofte til skæring af tykke metaller, såsom til hurtig prototyping‌ og kunstnerisk design. Afslutningsvis er plasmaskæring en overkommelig metalskæring (især til rustfrit stål, aluminium og tykke plader) med lavere præcision sammenlignet med laserskæring, og det er meget populært til kraftig strukturfabrikation som skibsbygning og konstruktion.