ตัดโลหะด้วยพลาสม่า. อุปกรณ์งานโลหะ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

การตัดพลาสม่าใช้ในการแปรรูปโลหะนำไฟฟ้า วัสดุที่กำลังดำเนินการได้รับพลังงานจากแหล่งปัจจุบันผ่านก๊าซไอออไนซ์ ระบบมาตรฐานประกอบด้วยแหล่งพลังงาน วงจรจุดระเบิด และไฟฉายที่ให้พลังงาน การแตกตัวเป็นไอออน และการควบคุมที่จำเป็นสำหรับการตัดคุณภาพและประสิทธิภาพสูงบนโลหะประเภทต่างๆ

เอาท์พุตไฟฟ้ากระแสตรงกำหนดความหนาและความเร็วในการตัดของวัสดุและคงส่วนโค้งไว้

วงจรจุดระเบิดทำในรูปแบบของเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับความถี่สูง 5-10 พัน V ที่มีความถี่ 2 MHz ซึ่งสร้างส่วนโค้งที่มีความเข้มสูงที่ทำให้แก๊สแตกตัวเป็นสถานะพลาสมา

ไฟฉายเป็นที่ใส่วัสดุสิ้นเปลือง - หัวฉีดและอิเล็กโทรด - และให้การระบายความร้อนของชิ้นส่วนเหล่านี้ด้วยแก๊สหรือน้ำ หัวฉีดและอิเล็กโทรดถูกบีบอัดและรองรับไอออไนซ์เจ็ท

ระบบแมนนวลและแบบกลไกมีจุดประสงค์ที่แตกต่างกันและต้องใช้อุปกรณ์ต่างกัน เฉพาะผู้ใช้เท่านั้นที่สามารถกำหนดได้ว่าอันไหนดีที่สุดสำหรับความต้องการของพวกเขา

การตัดโลหะด้วยพลาสมาเป็นการระบายความร้อนกระบวนการที่ลำแสงของก๊าซแตกตัวเป็นไอออนให้ความร้อนแก่โลหะที่นำไฟฟ้าจนถึงอุณหภูมิที่สูงกว่าจุดหลอมเหลวของมัน และเอาโลหะหลอมเหลวออกจากรูที่เจาะ อาร์กไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดในหัวเผาซึ่งมีศักย์ลบถูกนำไปใช้กับชิ้นงานที่มีศักยภาพเชิงบวก และวัสดุถูกตัดโดยการไหลของก๊าซไอออไนซ์ภายใต้แรงดันที่อุณหภูมิ 770 ถึง 1400 °C เจ็ตของพลาสมา (ก๊าซที่แตกตัวเป็นไอออน) ถูกทำให้เข้มข้นและพุ่งผ่านหัวฉีด โดยที่มันจะควบแน่นและสามารถหลอมและตัดโลหะได้หลายชนิด นี่เป็นกระบวนการพื้นฐานสำหรับการตัดพลาสม่าทั้งแบบใช้มือและแบบกลไก

ตัดมือ

การตัดโลหะด้วยพลาสม่าด้วยมือโดยใช้อุปกรณ์ขนาดเล็กที่มีไฟฉายพลาสม่า มีความคล่องแคล่ว หลากหลาย และสามารถใช้ในการทำงานต่างๆ ได้ ความสามารถขึ้นอยู่กับความแรงของระบบการตัดในปัจจุบัน การตั้งค่าการตัดแบบแมนนวลมีตั้งแต่ 7-25 A ถึง 30-100 A อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์บางอย่างสามารถผลิตได้ถึง 200 แอมป์ แต่ไม่มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ในระบบแบบแมนนวล อากาศในกระบวนการมักใช้เป็นพลาสมาและแก๊สชิลด์ ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถใช้ได้กับแรงดันไฟฟ้าอินพุตต่างๆ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 120 ถึง 600 V และยังสามารถใช้ได้ในเครือข่ายแบบเฟสเดียวหรือสามเฟส

พลาสม่าตัดโลหะแบบมือถือมักใช้ในโรงงานแปรรูปแบบบางวัสดุ บริการบำรุงรักษาโรงงาน ร้านซ่อม จุดรวบรวมเศษโลหะ ในงานก่อสร้างและติดตั้ง ในการต่อเรือ ร้านซ่อมรถ และเวิร์กช็อปศิลปะ ตามกฎแล้วจะใช้เพื่อตัดแต่งส่วนเกิน เครื่องตัดพลาสม่า 12 แอมป์ทั่วไปสามารถตัดโลหะได้สูงสุด 5 มม. ที่อัตราประมาณ 40 มม. ต่อนาที 100 แอมป์ ตัดเลเยอร์ 70 มม. ได้สูงถึง 500 มม./นาที

ตามกฎแล้ว ระบบจะเลือกระบบแบบแมนนวลขึ้นอยู่กับความหนาของวัสดุและความเร็วในการประมวลผลที่ต้องการ อุปกรณ์ที่ให้กระแสไฟสูงเร็วกว่า แต่เมื่อตัดด้วยกระแสไฟสูงจะควบคุมคุณภาพของงานได้ยากขึ้น

เครื่องจักร

เครื่องตัดพลาสม่าแบบกลไกจะดำเนินการกับเครื่องจักรที่มักจะมีขนาดใหญ่กว่าแบบแมนนวล และใช้ร่วมกับโต๊ะตัด รวมถึงแบบที่มีอ่างน้ำหรือแท่นที่มีไดรฟ์และมอเตอร์ต่างๆ นอกจากนี้ ระบบยานยนต์ยังติดตั้ง CNC และระบบควบคุมความสูงของหัวตัด ซึ่งรวมถึงการตั้งค่าความสูงของหัวตัดและการควบคุมแรงดันไฟฟ้า ระบบตัดพลาสม่าแบบใช้เครื่องจักรสามารถติดตั้งบนอุปกรณ์โลหะอื่นๆ เช่น เครื่องปั๊มขึ้นรูป เครื่องตัดเลเซอร์ หรือระบบหุ่นยนต์ ขนาดของการกำหนดค่ายานยนต์ขึ้นอยู่กับขนาดของตารางและแพลตฟอร์มที่ใช้ เลื่อยวงเดือนอาจมีขนาดเล็กกว่า 1200x2400 มม. และใหญ่กว่า 1400x3600มม. ระบบดังกล่าวไม่เคลื่อนที่มากนัก ดังนั้นก่อนการติดตั้ง คุณควรพิจารณาส่วนประกอบทั้งหมด รวมทั้งตำแหน่งของมัน

ความต้องการพลังงาน

แหล่งจ่ายไฟมาตรฐานมีช่วงกระแสไฟสูงสุดที่ 100 ถึง 400 A สำหรับการตัดด้วยออกซิเจนและ 100 ถึง 600 A สำหรับการตัดด้วยไนโตรเจน หลายระบบทำงานในช่วงที่ต่ำกว่า เช่น 15 ถึง 50 แอมป์ มีระบบตัดไนโตรเจนที่มีกระแสตั้งแต่ 1,000 แอมป์ขึ้นไป แต่หายาก แรงดันไฟฟ้าขาเข้าสำหรับระบบพลาสมาแบบใช้เครื่องจักรคือ 200-600 V สามเฟส

ข้อกำหนดของแก๊ส

ส่วนผสมของอากาศอัด ออกซิเจน ไนโตรเจน และอาร์กอน/ไฮโดรเจน มักใช้ในการตัดเหล็กอ่อน สแตนเลส อลูมิเนียม และวัสดุแปลกใหม่ต่างๆ การรวมกันของพวกมันทำหน้าที่เป็นพลาสมาและก๊าซเสริม ตัวอย่างเช่น เมื่อตัดเหล็กอ่อน ก๊าซเริ่มต้นมักจะเป็นไนโตรเจน พลาสมาคือออกซิเจน และใช้อากาศอัดเป็นตัวช่วย

ออกซิเจนใช้สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนอ่อนเพราะให้การตัดคุณภาพสูงในวัสดุที่มีความหนาสูงสุด 70 มม. ออกซิเจนยังสามารถทำหน้าที่เป็นก๊าซพลาสม่าสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมและอลูมิเนียม แต่ผลลัพธ์ที่ได้ก็ไม่ถูกต้องทั้งหมด ไนโตรเจนทำหน้าที่เป็นพลาสมาและก๊าซช่วย เนื่องจากให้ประสิทธิภาพการตัดที่ยอดเยี่ยมกับโลหะแทบทุกประเภท ใช้ที่กระแสน้ำสูงและช่วยให้แปรรูปแผ่นโลหะที่มีความหนาสูงสุด 75 มม. และเป็นก๊าซเสริมสำหรับไนโตรเจนและอาร์กอน-ไฮโดรเจนพลาสม่า

อากาศอัดเป็นก๊าซที่พบมากที่สุดสำหรับทั้งก๊าซพลาสมาและก๊าซเสริม เมื่อทำการตัดแผ่นโลหะที่มีความหนาไม่เกิน 25 มม. กระแสไฟต่ำจะออกจากพื้นผิวที่ออกซิไดซ์ เมื่อตัดด้วยอากาศ ไนโตรเจนหรือออกซิเจนคือก๊าซเสริม

โดยทั่วไปจะใช้ส่วนผสมของอาร์กอนกับไฮโดรเจนสำหรับการตัดเฉือนเหล็กกล้าไร้สนิมและอะลูมิเนียม ให้การตัดคุณภาพสูงและจำเป็นสำหรับการตัดด้วยเครื่องจักรของแผ่นที่มีความหนามากกว่า 75 มม. คาร์บอนไดออกไซด์ยังสามารถใช้เป็นก๊าซช่วยในการตัดโลหะด้วยไนโตรเจนพลาสม่า เนื่องจากมันสามารถจัดการกับวัสดุส่วนใหญ่และรับประกันคุณภาพที่ดี

บางครั้งใช้ส่วนผสมไนโตรเจน-ไฮโดรเจนและมีเทนในกระบวนการตัดพลาสม่า

ต้องการอะไรอีก

ทางเลือกของพลาสมาและก๊าซเสริมเป็นเพียงสองการตัดสินใจที่สำคัญที่สุดที่ควรพิจารณาเมื่อทำการติดตั้งหรือใช้ระบบพลาสมาแบบใช้เครื่องจักร ถังแก๊สสามารถซื้อหรือเช่าได้ มีหลายขนาด และต้องมีเงื่อนไขในการจัดเก็บ การติดตั้งระบบต้องใช้การเดินสายไฟฟ้าและท่อสำหรับก๊าซและน้ำหล่อเย็นเป็นจำนวนมาก นอกจากระบบพลาสม่าที่มีกลไกมากที่สุดแล้ว คุณต้องหยิบโต๊ะ เลื่อย CNC และ THC โดยทั่วไปแล้ว OEM จะมีตัวเลือกฮาร์ดแวร์ที่หลากหลายเพื่อให้เหมาะกับการกำหนดค่าอุปกรณ์ใดๆ

จำเป็นต้องใช้เครื่องจักรหรือไม่

เพราะความซับซ้อนในการเลือกกระบวนการตัดพลาสม่าแบบใช้เครื่องจักรนั้น ต้องใช้เวลาอย่างมากในการศึกษาการกำหนดค่าต่างๆ และเกณฑ์ของระบบ โปรดทราบ:

• ประเภทชิ้นส่วนที่จะตัด;
• จำนวนสินค้าอุตสาหกรรมต่อชุด;
• ความเร็วตัดและคุณภาพที่ต้องการ;
• ต้นทุนวัสดุสิ้นเปลือง
• ต้นทุนรวมของการกำหนดค่า ซึ่งรวมถึงไฟฟ้า ก๊าซ และค่าแรง

ขนาด รูปร่าง และจำนวนชิ้นส่วนที่จะผลิตสามารถกำหนดอุปกรณ์การผลิตทางอุตสาหกรรมที่ต้องการได้ - ประเภทของ CNC, โต๊ะและแท่น ตัวอย่างเช่น การผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กอาจต้องใช้แพลตฟอร์มที่มีไดรฟ์เฉพาะ ไดรฟ์แบบแร็คแอนด์พิเนียน เซอร์โวไดรฟ์ แอมพลิฟายเออร์ของไดรฟ์ และเซ็นเซอร์ที่ใช้บนแพลตฟอร์มเป็นตัวกำหนดคุณภาพของการตัดและความเร็วสูงสุดของระบบ

คุณภาพและความเร็วก็ขึ้นอยู่กับชนิดของอุปกรณ์โลหะ, CNC และแก๊สที่ใช้ ระบบกลไกที่ปรับกระแสไฟและการไหลของก๊าซที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการตัดจะลดการใช้วัสดุ นอกจากนี้ ด้วย CNC ที่มีความจุหน่วยความจำขนาดใหญ่และตัวเลือกการตั้งค่าที่เป็นไปได้ (เช่น ความสูงของเปลวไฟที่ส่วนท้ายของการตัด) และการประมวลผลข้อมูลที่รวดเร็ว (การสื่อสารอินพุต / เอาต์พุต) จะช่วยลดเวลาหยุดทำงานและเพิ่มความเร็ว และความแม่นยำของงาน

สุดท้ายแล้ว การตัดสินใจซื้อหรืออัพเกรดระบบตัดพลาสม่าแบบใช้เครื่องจักรหรือใช้แบบ manual จะต้องเป็นแบบที่มีเสียง

เครื่องตัดโลหะพลาสม่า

Hypertherm Powermax45 เป็นอุปกรณ์พกพาที่มีส่วนประกอบมาตรฐานจำนวนมากที่ใช้อินเวอร์เตอร์ เช่น ทรานซิสเตอร์สองขั้วเกทหุ้มฉนวน ใช้งานง่ายมาก ไม่ว่าจะเป็นการตัดเหล็กบางหรือแผ่นหนา 12 มม. ที่ 500 มม./นาที หรือ 25 มม. ที่ 125 มม./นาที อุปกรณ์นี้สามารถสร้างพลังงานสูงสำหรับการตัดวัสดุนำไฟฟ้าประเภทต่างๆ เช่น เหล็ก สแตนเลส และอลูมิเนียม

ระบบไฟฟ้ามีข้อได้เปรียบเหนือระบบอนาล็อก แรงดันไฟฟ้าขาเข้า - กระแสไฟเฟสเดียว 200-240 V กำลังไฟ 34/28 A ที่กำลังไฟ 5.95 กิโลวัตต์ ความแปรผันของแรงดันไฟฟ้าอินพุตหลักได้รับการชดเชยโดยเทคโนโลยี Boost Conditioner ซึ่งให้ประสิทธิภาพการทำงานที่ดีขึ้นกับไฟฉายที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ กำลังไฟฟ้าเข้าที่ผันผวน และเมื่อขับเคลื่อนโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ส่วนประกอบภายในได้รับการระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพด้วย PowerCool เพื่อประสิทธิภาพ รันไทม์ และความน่าเชื่อถือที่ดียิ่งขึ้น คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการของผลิตภัณฑ์นี้คือการเชื่อมต่อไฟฉาย FastConnect ซึ่งอำนวยความสะดวกในการใช้งานยานยนต์และเพิ่มความเก่งกาจ

ไฟฉาย Powermax45 มีการออกแบบมุมคู่ที่ช่วยยืดอายุหัวฉีดและลดต้นทุนการดำเนินงาน มีการติดตั้งฟังก์ชัน Conical Flow ซึ่งเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของส่วนโค้ง ซึ่งช่วยลดขยะได้อย่างมากและให้การตัดด้วยพลาสม่าคุณภาพสูง ราคา Powermax45 อยู่ที่ $1800

โฮบาร์ตแอร์ฟอร์ซ 700i

โฮบาร์ตแอร์ฟอร์ซ 700i มีมากที่สุดความสามารถในการตัดของสายนี้: ความหนาตัดเล็กน้อย - 16 มม. ที่ความเร็ว 224 มม. / นาที และสูงสุด - 22 มม. เมื่อเปรียบเทียบกับแอนะล็อก กระแสไฟในการทำงานของอุปกรณ์จะน้อยกว่า 30% เครื่องตัดพลาสม่าเหมาะสำหรับสถานีบริการ ร้านซ่อม และการก่อสร้างอาคารขนาดเล็ก

มีอินเวอร์เตอร์น้ำหนักเบาแต่ทรงพลัง ฟิวส์สตาร์ทตามหลักสรีรศาสตร์ การใช้อากาศอย่างมีประสิทธิภาพ และวัสดุสิ้นเปลืองคบเพลิงต้นทุนต่ำเพื่อผลิตเครื่องตัดพลาสม่าที่ปลอดภัย คุณภาพสูง และราคาไม่แพง AirForce 700i ราคา 1,500 เหรียญ

มาพร้อมกับไฟฉายมือถือตามหลักสรีรศาสตร์ สายเคเบิล ทิปสำรอง 2 อัน และอิเล็กโทรด 2 อัน ปริมาณการใช้ก๊าซคือ 136 ลิตร/นาทีที่ความดัน 621–827 kPa น้ำหนักตัวเครื่อง 14.2 กก.

เอาต์พุต 40 แอมป์ให้ประสิทธิภาพการตัดโลหะแผ่นที่ยอดเยี่ยม - เร็วกว่าอุปกรณ์กลไก แก๊ส และพลาสมาของผู้ผลิตรายอื่น

มิลเลอร์สเปกตรัม 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme เป็นเครื่องจักรขนาดเล็กที่มีพลังเพียงพอที่จะตัดเหล็กประเภทต่างๆ อะลูมิเนียม และโลหะนำไฟฟ้าอื่นๆ

ขับเคลื่อนโดย 120-240 V AC ปรับอัตโนมัติตามแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ การออกแบบน้ำหนักเบาและกะทัดรัดทำให้พกพาสะดวก

ด้วยเทคโนโลยี Auto-Refire ส่วนโค้งจะถูกควบคุมโดยอัตโนมัติ ไม่จำเป็นต้องกดปุ่มอย่างต่อเนื่อง ความหนาของการตัดเล็กน้อยที่ 40 A คือ 16มม. ที่ความเร็ว 330 มม./นาที และสูงสุด 22.2 มม. ที่ 130 มม./นาที การใช้พลังงาน - 6, 3 กิโลวัตต์ น้ำหนักของอุปกรณ์ในการใช้งานแบบแมนนวลคือ 10.5 กก. และด้วยเครื่องตัด - 10.7 กก. อากาศหรือไนโตรเจนถูกใช้เป็นก๊าซพลาสม่า

ความน่าเชื่อถือของ Miller 625 มาจากเทคโนโลยี Wind Tunnel ด้วยพัดลมความเร็วสูงในตัว ทำให้ฝุ่นและเศษผงไม่เข้าไปในตัวเครื่อง ไฟ LED แสดงสถานะแรงดัน อุณหภูมิ และกำลัง ราคาของอุปกรณ์อยู่ที่ $1800

Lotos LTP5000D

Lotos LTP5000D เป็นเครื่องพลาสม่าแบบพกพาขนาดกะทัดรัด ด้วยน้ำหนัก 10.2 กก. จะไม่มีปัญหากับการเคลื่อนไหว กระแสไฟ 50 แอมป์ที่สร้างโดยตัวแปลงดิจิตอลและ MOSFET อันทรงพลังให้การตัดเหล็กอ่อน 16 มม. และสแตนเลสหรืออะลูมิเนียม 12 มม. อย่างมีประสิทธิภาพ

อุปกรณ์จะปรับตามแรงดันไฟและความถี่หลักโดยอัตโนมัติ ความยาวท่อ - 2.9 ม. ส่วนโค้งนำร่องไม่สัมผัสกับโลหะ ซึ่งช่วยให้เครื่องใช้สำหรับตัดวัสดุที่เป็นสนิม วัตถุดิบ และทาสี อุปกรณ์มีความปลอดภัยในการใช้งาน อากาศอัดที่ใช้ในการตัดไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ และเคสกันกระแทกที่แข็งแกร่งช่วยปกป้องอุปกรณ์จากฝุ่นและเศษซากได้อย่างน่าเชื่อถือ ราคาของ Lotos LTP5000D คือ $350

เมื่อซื้อเครื่องตัดพลาสม่า คุณควรให้ความสำคัญกับคุณภาพเสมอ ระวังการล่อลวงที่จะซื้ออุปกรณ์คุณภาพต่ำราคาถูกเนื่องจากการสึกหรออย่างรวดเร็วในระยะยาวจะนำไปสู่ค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นมาก แน่นอนว่ามันไม่คุ้มที่จะจ่ายมากเกินไป มีตัวเลือกงบประมาณที่เหมาะสมเพียงพอโดยไม่มีอุปกรณ์เสริมและความจุสูงที่คุณอาจไม่ต้องการ