Качество, надежность и производительность - с доставкой
[email protected]
Artizono

Плазменная и лазерная резка: объяснение

Последнее обновление:
26 марта, 2024

Оглавление

Плазменная резка

Плазменная резка это использование эквидистантной дуги с высокой плотностью энергии и высокоскоростного потока плазмы для выдувания расплавленного металла от режущей кромки с образованием непрерывной режущей кромки.

Скорость плазменно-дуговой резки высока, а во время кислородно-ацетиленовой резки не происходит возгорания заготовки.

Поэтому нагрев заготовки относительно невелик, и деформация заготовки также невелика.

Он подходит для резки различных металлических материалов.

Однако из-за высокой скорости потока плазменной дуги возникает сильный шум, дым и пыль, а также ухудшаются санитарно-гигиенические условия труда.

Плазменная дуга может использоваться для сварки, напыления, наплавки и резки.

При резке листов углеродистой стали толщиной менее 25 мм плазменно-дуговая резка примерно в 5 раз быстрее оксиацетиленовой, а при резке листов толщиной более 25 мм быстрее оксиацетиленовой.

Характеристики и классификация плазменно-дуговой резки

1.1 Cхарактеристики плазменно-дуговой резки

Плазменная дуга - это дуга, в которой свободная дуга между катодом (например, вольфрамовым электродом) и анодом сжимается в дугу с высокой температурой, высокой степенью ионизации, высокой плотностью энергии и высокой скоростью потока пламени с помощью плазмотрона.

Плазменно-дуговая резка осуществляется с помощью очень горячей высокоскоростной струи; дуга и инертный газ продавливаются через отверстие малого диаметра для создания этой высокоскоростной струи.

Энергия дуги концентрируется на небольшом участке, расплавляя пластину, а струя высокотемпературного расширенного газа проталкивает расплавленный металл через выемку.

При резке углеродистой стали или чугуна добавление кислорода в газовый поток также может обеспечить дополнительную энергию резки.

Метод плазменно-дуговой резки обладает такими преимуществами, как большая толщина реза, гибкость перемещения, простота зажима заготовки и кривые реза.

По сравнению с кислородно-ацетиленовой пламенной резкой, плазменная дуга обладает концентрированной энергией, малой деформацией при резке, не требует предварительного нагрева в начале резки, может резать практически все металлы, а скорость резки углеродистой стали выше, чем при кислородной резке.

Однако из-за широкой режущей кромки расплавляется больше металла. Если лист толще, срез получается не таким гладким и ровным, как при кислородно-ацетиленовой резке.

Для того чтобы стороны разреза были параллельны, необходима специальная насадка.

Для того чтобы получить определенную форму канавки, необходима специальная технология резки.

Характеристики плазменно-дуговой резки в основном включают:

① Он может резать различные металлические материалы, которые трудно поддаются кислородной резке (некоторые неметаллические материалы также могут быть разрезаны плазменной дугой);

② При резке металла небольшой толщины скорость резки высокая, особенно при резке тонкого листа углеродистой стали, скорость может достигать 5-6 раз по сравнению с газовым методом резки;

③ Поверхность резания яркая и чистая, тепловая деформация небольшая, особенно подходит для обработки различных фасонных деталей;

④ Ширина реза и угол скоса поверхности резки велики, но при резке тонких листов можно использовать специальный резак или процесс, чтобы получить почти вертикальную поверхность резки;

⑤ Возможность резки толстых листов не так хороша, как у газовой резки.

Недостатками плазменно-дуговой резки являются: большой допуск на резку, излучение дуги, дым и шум во время резки.

По сравнению с кислородно-ацетиленовым пламенем, оборудование для плазменно-дуговой резки дорогостоящее, а напряжение холостого хода источника питания для резки высокое, что не только потребляет большую мощность, но и легко вызывает поражение оператора электрическим током в случае плохой изоляции режущего пистолета.

Плазменная дуга для резки формируется путем сжатия дуги специальным резаком.

Плазменно-дуговая резка требует высокого напряжения дуги, поэтому для нее необходим специальный источник питания с высоким напряжением холостого хода.

В зависимости от материала и толщины, которую необходимо разрезать, требуемая мощность составляет 25-200 кВт.

Диапазон тока резания составляет 30-1000 А.

Обычно используется аргон или смешанный газ из азота и водорода, а резак должен охлаждаться водой.

Существуют плазменно-дуговые резаки для ручной резки.

Технические требования к ручной дуговой резке ISO аналогичны требованиям к ручной кислородно-ацетиленовой резке.

Однако для настройки большего количества параметров требуется дополнительное обучение.

При резке тонких пластин скорость движения не нужно тщательно контролировать, поэтому качество резки выше.

При плазменно-дуговой резке используется больше механического автоматизированного оборудования.

Резак и другие принадлежности аналогичны тем, что используются при ручной плазменно-дуговой резке. Система перемещения автоматизирована.

Механизм перемещения резака аналогичен тому, что используется при кислородно-ацетиленовой резке, но требует более высокой скорости перемещения.

Для оборудования с несколькими резаками требуется дополнительный блок питания и блок управления для каждого резака.

Кроме того, для поглощения шума и дыма можно использовать водяную рубашку или резервуар для воды.

1.2 Wпринцип работы плазменно-дуговой резки

Температура плазменной дуги для резки обычно составляет 10000-14000 ℃, что намного выше температуры плавления всех металлов и неметаллов.

Можно резать большинство металлических и неметаллических материалов.

Этот метод появился в 1950-х годах и первоначально использовался для резки металлических материалов, которые не поддавались кислородно-ацетиленовому пламени, например, алюминиевых сплавов и нержавеющей стали.

С развитием этого метода резки его применение расширилось на углеродистую и низколегированную сталь.

Основная конструкция пистолета для плазменно-дуговой резки аналогична конструкции пистолета для плазменно-дуговой сварки.

При сварке низкоскоростной поток ионного газа используется для расплавления основного металла с образованием сварного соединения;

При резке высокоскоростной поток ионного газа используется для расплавления основного металла и выдувания расплавленного металла для формирования выемки.

Скорость потока и интенсивность пламени ионного газа для резки зависят от типа ионного газа, давления газа, силы тока, соотношения каналов сопла и расстояния от сопла до заготовки.

Основная конструкция пистолета для плазменно-дуговой резки показана на рис. 4.1.

При плазменно-дуговой резке используется только положительная полярность тока постоянного тока, то есть заготовка подключается к положительному электроду источника питания.

Дуга переноса используется при резке металла. Способ зажигания дуги переноса связан с режущим пистолетом.

Пистолет для резки можно разделить на два типа: пистолет для резки дуги с обслуживанием и пистолет для резки дуги без обслуживания.

См. рис. 4.2, где показана схема подключения пистолета для дуговой резки при техническом обслуживании.

В электрической схеме пистолета для дуговой резки, не требующего технического обслуживания, отсутствует ветвь сопротивления, а остальная часть аналогична электрической схеме пистолета для дуговой резки, требующего технического обслуживания.

Рис. 1 основная конструкция пистолета для плазменно-дуговой резки

1. Электрод;

2. Компрессионная насадка;

3. Сожмите длину канала сопла;

4. Расстояние от сопла до заготовки;

5. Сожмите отверстие сопла;

6. Расстояние втягивания электрода;

7. Леденящий газ.

Рис. 2 принципиальная схема пистолета для дуговой резки

1. Источник питания;

2. Высокочастотный дуговой пускатель;

3. Сопротивление;

4. Контакт контактора;

5. Компрессионный спрей;

6. Электрод;

7. Заготовка.

Функция резистора на рис. 2 заключается в ограничении тока поддержания дуги до минимального значения, способного плавно зажечь дугу переноса.

Высокочастотный дуговой пускатель используется для зажигания дуги обслуживания.

При возникновении дуги контакт контактора замыкается, и высокочастотный дуговой пускатель генерирует высокую частоту и высокое напряжение для зажигания ремонтной дуги.

После зажигания поддерживающей дуги, когда режущий пистолет приближается к заготовке, высокоскоростное плазменное пламя из сопла соприкасается с заготовкой, образуя дорожку между электродом и заготовкой, так что дуга передается между электродом и заготовкой.

После установления дуги переноса дуга обслуживания автоматически гаснет, а контакт контактора автоматически отключается после выдержки времени.

Lрезка асера

Лазерная резка - это передовая и широко используемая технология резки при обработке материалов.

Это метод обработки, при котором лазерный луч с высокой плотностью энергии используется в качестве "режущего инструмента" для термической резки материалов.

Технология лазерной резки может быть использована для резки различных видов металла, неметаллических пластин, композитных материалов и твердых материалов, таких как карбид вольфрама и карбид титана, и широко применяется в оборонном строительстве, аэрокосмической промышленности, машиностроении и других областях.

LПринцип резки асером, классификация и характеристики

2.1 LПринцип и классификация резки асера

(1) Принцип лазерной резки

Лазерная резка заключается в использовании сфокусированного лазерного луча высокой плотности мощности для облучения заготовки, так что облученный материал быстро плавится, испаряется, аблатируется или достигает точки воспламенения, и в то же время расплавленный материал сдувается высокоскоростным потоком воздуха, коаксиальным с лучом, чтобы разрезать заготовку.

Лазерная резка - один из методов термической резки.

Принцип лазерной резки см. на рис. 3.

Рис. 3 Принцип лазерной резки

(2) Классификация лазерной резки

Лазерную резку можно разделить на резку лазерным испарением, резку лазерным плавлением, лазерную кислородную резку, лазерное скрайбирование и контролируемое разрушение.

1) Резка с применением лазерного испарения

Заготовка нагревается лазерным лучом с высокой плотностью энергии, так что температура быстро повышается, достигает точки кипения материала за очень короткое время, и материал начинает испаряться, образуя пар.

Пары выбрасываются с высокой скоростью, и одновременно с выбросом паров в материале образуются надрезы.

Теплота испарения материалов, как правило, очень велика, поэтому лазерная паровая резка требует большой мощности и плотности энергии.

Лазерная резка испарением в основном используется для резки очень тонких металлических материалов и неметаллических материалов (таких как бумага, ткань, дерево, пластик и резина).

2) Лазерная резка плавлением

При лазерной плавильной резке металлический материал расплавляется при помощи лазерного нагрева, затем неокисляющий газ (Ar, Hc, N и т.д.) продувается через сопло, соосное с лучом, и жидкий металл вытекает под сильным давлением газа, образуя выемку.

При лазерной резке плавлением нет необходимости полностью испарять металл, а требуемая энергия составляет всего 1/10 от энергии резки паром.

Лазерная резка плавлением в основном используется для резки некоторых материалов или активных металлов, которые нелегко окисляются, таких как нержавеющая сталь, титан, алюминий и их сплавы.

3) Лазерная кислородная резка

Сайт принцип работы лазера Кислородная резка аналогична оксиацетиленовой. В качестве источника тепла для предварительного нагрева используется лазер, а в качестве газа для резки - активный газ, например кислород.

С одной стороны, продувочный газ взаимодействует с режущим металлом, вызывая реакцию окисления и выделяя большое количество тепла окисления;

С другой стороны, расплавленный оксид и расплав выдуваются из реакционной зоны, образуя выемку в металле.

Поскольку реакция окисления в процессе резки выделяет большое количество тепла, энергия, необходимая для лазерной кислородной резки, составляет всего 1 / 2 от энергии для резки плавлением, а скорость резки намного выше, чем при лазерной резке испарением и резке плавлением.

Лазерная кислородная резка в основном используется для металлических материалов, которые легко окисляются, таких как углеродистая сталь, титановая сталь и термообработанная сталь.диз, таких как нержавеющая сталь, титан, алюминий и их сплавы.

4) Лазерное скрайбирование и контролируемое разрушение

Лазерное скрайбирование заключается в использовании высокоэнергетического лазера для сканирования поверхности хрупких материалов, так что материалы нагреваются и испаряются из небольшой канавки, а затем прикладывается определенное давление, и хрупкие материалы трескаются вдоль небольшой канавки.

Лазеры для лазерного скрайбирования - это, как правило, Q-switched лазеры и CO2 лазеры.

Управляемое разрушение - это использование крутого распределения температуры, создаваемого лазерной обработкой канавок, для создания локального теплового напряжения в хрупких материалах и разрушения материалов вдоль небольших канавок.

2.2 Cхарактеристики лазерной резки

По сравнению с другими методами термической резки, лазерная резка характеризуется высокой скоростью и качеством.

Вкратце это можно описать следующим образом.

(1) Хорошее качество резки

Из-за небольшого лазерное пятно, высокая плотность энергии и высокая скорость резки, лазерная резка может получить лучшее качество резки.

① Лазерная резка тонкая и узкая, две стороны щели параллельны и перпендикулярны поверхности, а точность размеров вырезанных частей может достигать ± 0,05 мм.

② Поверхность резки чистая и красивая, а шероховатость поверхности составляет всего несколько десятков микрон.

Даже лазерная резка может быть использована в качестве последнего процесса, без механической обработки, и детали могут быть использованы напрямую.

③ После лазерной резки материала ширина зоны термического влияния очень мала, характеристики материала вблизи шва резки практически не нарушаются, деформация заготовки мала, точность резки высокая, геометрия шва резки хорошая, форма поперечного сечения шва резки представляет собой правильный прямоугольник.

Сравнение методов лазерной, оксиацетиленовой и плазменной резки приведено в таблице 1.

Материалом для резки служит низкоуглеродистая стальная пластина толщиной 6,2 мм.

Таблица 1 Сравнение лазерной резки, оксиацетиленовой резки и плазменной резки

Метод резкиШирина щели / ммШирина зоны термического влияния / ммФорма щелиСкорость резкистоимость оборудования
Лазерная резка0.2~0.30.04~0.06параллельноБыстрыйВысокий
Оксиацетиленовая резка0.9~1.20.6~1.2Относительно параллельномедленноНизкий
Плазменная резка3.0~4.00.5~1.0Литые и наклонныеБыстрыйСредняя

(2) Высокая эффективность резки

Благодаря передаточным характеристикам лазера станок лазерной резки обычно оснащается несколькими рабочими столами с числовым программным управлением, и весь процесс резки может полностью контролироваться с помощью числового программного управления.

В процессе работы необходимо лишь изменить программу числового программного управления, и он может применяться для резки деталей различной формы, которая может быть как двухмерной, так и трехмерной.

(3) Высокая скорость резки

Лазер мощностью 1200 Вт используется для резки пластины из низкоуглеродистой стали толщиной 2 мм, а скорость резки достигает 15000 пикс/дождь;

Скорость резки может достигать 15000 пикс/мин при резке полипропиленового листа толщиной 5 мм.

Материалы не нужно зажимать и фиксировать во время лазерной резки, что позволяет сэкономить на оснастке и приспособлениях, а также на вспомогательном времени для заполнения и заготовки.

(4) Бесконтактная резка

Во время лазерной резки нет контакта между резаком и заготовкой, поэтому не происходит износа инструмента.

Для обработки деталей различной формы не нужно менять "инструмент", а достаточно изменить выходные параметры лазера.

Сайт процесс лазерной резки имеет низкий уровень шума, вибрации и не загрязняет окружающую среду.

Запрос БЕСПЛАТНОГО предложения
Контактная форма

Последние сообщения
Будьте в курсе новых и интересных материалов на различные темы, включая полезные советы.
Поговорите с экспертом
Свяжитесь с нами
Наши инженеры по продажам готовы ответить на любые ваши вопросы и предоставить быстрое предложение с учетом ваших потребностей.

Запросить индивидуальное предложение

Контактная форма

Запрос индивидуального предложения
Получите индивидуальное предложение с учетом ваших уникальных потребностей в обработке.
© 2024 Artizono. Все права защищены.
Получить бесплатную цитату
Вы получите наш квалифицированный ответ в течение 24 часов.
Контактная форма