Плазменная резка и лазерная резка

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 высокая, и во время кислородно-ацетиленовой резки не происходит сгорания заготовки.

Поэтому нагрев заготовки относительно мал, и деформация заготовки также мала.

Он подходит для резки различных металлических материалов.

Однако из-за высокой скорости потока плазменной дуги возникает серьезный шум, дым и пыль, а условия гигиены труда являются плохими.

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, чем оксиацетиленовая резка, а при резке листов толщиной более 25 мм быстрее оксиацетиленовая резка.

Характеристики и классификация плазменно-дуговой резки

1.1 Cхарактеристики плазменно-дуговой резки

Плазменная дуга - это дуга, которая сжимает свободную дугу между катодом (например, вольфрамовым электродом) и анодом 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, при этом 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 надрез.

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

Метод плазменно-дуговой резки имеет преимущества большой толщины реза, гибкого перемещения, простого зажима заготовки и кривых реза.

По сравнению с кислородно-ацетиленовой пламенной резкой, плазменная дуга имеет концентрированную энергию, малую деформацию реза, не требует предварительного нагрева в начале резки, может резать почти все металлы, а скорость резки углеродистой стали выше, чем кислородная резка.

Однако из-за широкой режущей кромки расплавляется больше металла. Когда лист толще, срез не такой гладкий и ровный, как при кислородно-ацетиленовой резке.

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

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

Характеристики плазменно-дуговой резки в основном включают:

① Он может резать различные металлические материалы, которые трудно резать кислородом (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 реза велики, но при резке тонких листов для получения почти вертикальной поверхности реза можно использовать специальный резак или процесс;

⑤ Возможность резки толстых листов не так хороша, как газовая резка.

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 является дорогостоящим, а напряжение холостого хода источника питания резака является высоким, что не только потребляет большую мощность, но и легко вызывает поражение электрическим током операторов в случае плохой изоляции режущего пистолета.

Плазменная дуга для резки образуется 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 находится в пределах 25-200 кВт.

Диапазон тока резания составляет 30-1000 A.

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

Существуют резаки для плазменно-дуговой резки, предназначенные 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 листов не нужно тщательно контролировать скорость перемещения, поэтому качество резки выше.

При плазменно-дуговой резке используется больше механического автоматизированного оборудования.

Резак и другие принадлежности такие же, как при ручной плазменно-дуговой резке. Ходовая система автоматизирована.

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

Оборудование с несколькими резаками требует дополнительного источника питания и блока управления для каждого резака.

Кроме того, для поглощения шума и дыма можно использовать водяную рубашку или бак 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 зародился в 1950-х годах и первоначально использовался для резки металлических материалов, которые не могли быть разрезаны кислородно-ацетиленовым пламенем, таких как алюминиевый сплав и нержавеющая сталь.

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

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

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

При использовании для резки высокоскоростной поток ионного газа используется для расплавления основного металла и выдувания расплавленного металла для формирования надреза.

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 полярность тока положительного соединения постоянного тока, то есть заготовка подключается к положительному электроду источника питания.

Трансферная дуга 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.

Схема подключения пистолета для дуговой резки для технического обслуживания приведена на рис. 4.2.

Электрическая схема необслуживаемого пистолета для дуговой резки не имеет ветви сопротивления, а в остальном она такая же, как и электрическая схема обслуживаемого пистолета для дуговой резки.

Рис. 1 основная конструкция аппарата плазменно-дуговой резки

1. Электрод;

2. Компрессионная насадка;

3. Сожмите длину канала форсунки;

4. Расстояние от сопла до заготовки;

5. Сожмите отверстие форсунки;

6. Расстояние втягивания электрода;

7. Лонечный газ.

Рис. 2 принципиальная схема пистолета для дуговой резки с обслуживанием

1. Электропитание;

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 наименьшего значения, при котором возможно плавное зажигание дуги переноса.

Высокочастотный дуговой стартер используется для зажигания дуги обслуживания.

При ударе дуги контакт контактора замыкается, и высокочастотный пускатель дуги 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 контактирует с заготовкой, образуя путь между электродом и заготовкой, так что дуга передается между электродом и заготовкой.

После установления дуги переноса дуга поддержания автоматически гасится, а контакт контактора автоматически отключается после периода задержки времени.

Lрезка асера

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

Это метод обработки, при котором лазерный луч высокой плотности 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 асера, классификация и характеристики

2.1 Lпринцип резки асера и классификация

(1) Принцип лазерной резки

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

Лазерная резка является одним 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 лазерную резку испарением, лазерную резку плавлением, лазерную кислородную резку и лазерное скрайбирование и контролируемое разрушение.

1) Резка с лазерным выпариванием

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 с образованием пара.

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

Теплота парообразования материалов обычно очень велика, поэтому лазерная паровая резка требует большой мощности и плотности мощности.

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

2) Лазерная плавильная резка

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

При лазерной плавильной резке нет необходимости полностью испарять металл, а требуемая энергия составляет лишь 1 / 10 от энергии при паровой резке.

Лазерная плавильная резка 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

Принцип лазерной кислородной резки схож с оксиацетиленовой резкой. В качестве источника тепла для предварительного нагрева используется лазер, а в качестве режущего газа - активный газ, такой как кислород.

С одной стороны, продувочный газ, взаимодействуя с режущим металлом, вызывает реакцию окисления и выделяет большое количество тепла окисления;

С другой стороны, расплавленный оксид и расплав выдуваются из зоны реакции, 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.dize, таких как нержавеющая сталь, титан, алюминий и их сплавы.

4) Лазерное скрайбирование и контролируемое разрушение

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

Лазеры для лазерного скрайбирования обычно представляют собой лазеры с Q-переключением и CO2 лазеры.

Управляемое разрушение - это использование крутого распределения температуры, создаваемого лазерной канавкой, 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 резки и высоким качеством.

Это можно резюмировать следующим образом.

(1) Хорошее качество резки

Благодаря небольшому лазерному пятну, высокой плотности энергии и высокой скорости резки, лазерная резка может обеспечить лучшее качество резки.

① Разрез лазерной резки тонкий и узкий, две стороны разреза параллельны и перпендикулярны поверхности, а точность размеров вырезанных деталей может достигать ± 0,05 мм.

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

Даже лазерная резка может использоваться как последний процесс, без механической обработки, и детали могут быть использованы напрямую.

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

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

Режущим материалом является стальной лист толщиной 6,2 мм из низкоуглеродистой стали.

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 резка3.0~4.00.5~1.0Формованные и наклонныеБыстрыйСредний

(2) Высокая эффективность резки

В связи с передаточными характеристиками лазера, станок лазерной резки обычно оснащен несколькими рабочими столами с числовым программным управлением, и весь процесс резки может полностью контролироваться числовым программным управлением.

В процессе эксплуатации необходимо только изменить программу числового управления, и он может применяться для резки деталей различной формы, причем это может быть как двухмерная резка, так и трехмерная резка.

(3) Быстрая скорость резки

Лазер мощностью 1200 Вт используется для резки листа низкоуглеродистой стали толщиной 2 мм, а скорость резки может достигать 15000 пкс/дождь;

Скорость резки может достигать 15000 пкс/мин при резке листа полипропиленовой смолы толщиной 5 мм.

Материалы не нужно зажимать и фиксировать во время лазерной резки, что позволяет экономить оснастку и приспособления, а также вспомогательное время на заполнение и заготовку.

(4) Бесконтактная резка

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

Для обработки деталей различной формы нет необходимости менять "инструмент", а только изменять выходные параметры лазера.

Процесс лазерной резки имеет низкий уровень шума, низкую вибрацию и не загрязняет окружающую среду.

Привет.

Я Шейн, генеральный директор компании Artizono. Мы являемся профессиональным поставщик металлообрабатывающих станков в Китае. Свяжитесь с нами прямо сейчас, чтобы получить мгновенное предложение для ваших проектов!

Связаться с нами

Поговорите с экспертом

Наш инженер по продажам ответит на любые ваши вопросы и предоставит вам быструю смету в кратчайшие сроки.

2022 Все права защищены | Политика конфиденциальности