ประเภทของการตัดโลหะด้วยพลาสม่า ความต้องการทางโภชนาการ วิธีเลือกเครื่องตัดพลาสม่าสำหรับใช้ในครัวเรือน

การแปรรูปโลหะประเภทหนึ่งที่ได้รับความนิยมคือการตัด มีหลายวิธีในการรับรูปร่างที่ต้องการจากแผ่นเดียว แต่ในวัสดุนี้เราจะดูหลักการทำงานของการตัดพลาสมา

การตัดพลาสม่า- ในความเป็นจริงมีค่าเฉลี่ยสีทอง ข้อดีของการตัดโลหะด้วยพลาสมาผสมผสานเทคโนโลยีที่กล่าวมาทั้งหมดเข้าด้วยกัน ข้อได้เปรียบหลักคือไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับประเภทของวัสดุที่แปรรูป แค่ในเรื่องของความหนา

• อลูมิเนียมอัลลอยด์ 120 มม
• โลหะผสมทองแดง 80 มม
• เหล็ก 50 มม
• เหล็กหล่อ 90 มม

อุปกรณ์แตกต่างกันไปในแต่ละอุตสาหกรรม ดังนั้นทุกคนจึงสามารถเข้าถึงเทคโนโลยีนี้ได้ เรามาดูกันดีกว่า

การตัดโลหะด้วยพลาสม่า--หลักการทำงาน

สื่อที่มีสององค์ประกอบทำหน้าที่เป็นตัวตัด:

• ส่วนโค้งไฟฟ้าทำงานตามรูปแบบคลาสสิก - การปล่อยประจุระหว่างแคโทดและแอโนด นอกจากนี้วัสดุเองก็สามารถทำหน้าที่เป็นขั้วบวกได้หากเป็นตัวนำ
• อาร์คแก๊ส ร้อนขึ้นภายใต้อิทธิพล อาร์คไฟฟ้า(อุณหภูมิสูงถึง 25,000 องศาเซลเซียส) ก๊าซจะถูกแตกตัวเป็นไอออนและกลายเป็นตัวนำกระแสไฟฟ้า

รายละเอียดหลักการทำงานของการตัดพลาสมาแสดงไว้ในวิดีโอนี้

เป็นผลให้พลาสมาถูกสร้างขึ้นซึ่งถูกป้อนเข้าไปใต้ ความดันสูงเข้าสู่บริเวณตัด. กระแสก๊าซร้อนนี้จะระเหยโลหะอย่างแท้จริง และเฉพาะในนั้นเท่านั้น บริเวณที่ทำงาน- แม้ว่าอุณหภูมิของการตัดพลาสมาจะวัดได้หลายหมื่นองศา แต่ก็แทบไม่มีผลกระทบใด ๆ ต่อเขตขอบเขต

สำคัญ! ความเร็วที่เลือกอย่างถูกต้องช่วยให้คุณได้การตัดที่แคบมากโดยไม่ทำลายขอบของวัสดุ

แหล่งที่มาของการตัดพลาสม่าคือคบเพลิงพลาสม่า


หน้าที่ของเขาคือจุดไฟให้ส่วนโค้ง บำรุงรักษา อุณหภูมิในการทำงานและเป่าโลหะหลอมเหลวออกจากบริเวณที่ตัด เนื่องจากเครื่องตัดพลาสม่าได้รับการออกแบบมาเพื่อการประมวลผลวัสดุแข็งใดๆ รวมถึงไดอิเล็กทริก การก่อตัวของส่วนโค้งไฟฟ้าจึงดำเนินการได้สองวิธี:


รูป ก) แสดงเครื่องตัด การกระทำโดยตรง. การประกอบแคโทด (8)พร้อมทั้งได้รับมอบหมาย แคโทด (6)เป็นหนึ่งในอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดตัวที่สอง (แอโนด) คือ ชิ้นงาน (4)– โลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าได้ดี

สายไฟของไฟฉายพลาสม่าเชื่อมต่ออยู่ ปลายตัดพลาสม่า (5)ในโครงการนี้จะทำหน้าที่เป็นที่อยู่อาศัย จากการแยกออกจากแคโทด ฉนวน (7)- ก๊าซถูกจ่ายเข้าไปภายใน ฟิตติ้ง (1)และก่อตัวเป็นพลาสมาเจ็ตที่ประกอบด้วย อาร์คไฟฟ้า (2) และแก๊ส (3).

การตัดพลาสม่า- ประเภทของการประมวลผลพลาสมาของวัสดุที่มีคุณภาพ เครื่องมือตัดแทนที่จะใช้คัตเตอร์ จะใช้พลาสมาเจ็ทแทน

(วิกิพีเดีย)

การตัดพลาสม่าในปัจจุบันถือว่าเป็นหนึ่งในเครื่องตัดมากที่สุด วิธีที่มีประสิทธิภาพการตัดโลหะแบบตรงและแบบคิด ช่วยให้คุณสามารถตัดเหล็ก อะลูมิเนียม ทองแดง เหล็กหล่อ ไทเทเนียม ผลิตภัณฑ์แผ่นและโปรไฟล์ได้ทุกประเภท และขอบเอียงในมุมที่กำหนด

ข้อดีลักษณะของกระบวนการ

การตัดโลหะด้วยพลาสม่ามีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

1. ประสิทธิภาพสูง. ความเร็วในการตัดสูงกว่าวิธีแก๊สออกซิเจน 5-10 เท่า ในพารามิเตอร์นี้ เป็นอันดับสองรองจากการตัดด้วยเลเซอร์เท่านั้น
2. ความเก่งกาจ สามารถตัดวัสดุได้เกือบทุกชนิดเพียงแค่ติดตั้ง พารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดกระบวนการ - กำลังและแรงดันแก๊ส
3. คุณภาพของการเตรียมการไม่สำคัญมากนัก - งานทาสีสิ่งสกปรกหรือสนิมบนโลหะไม่ใช่ปัญหาในการตัดพลาสม่า
4. เพิ่มคุณภาพและความแม่นยำ หน่วยที่ทันสมัยมีความกว้างในการตัดขั้นต่ำ ค่อนข้างสะอาดโดยไม่ต้องใช้ ปริมาณที่มากเกินไปสเกลบนขอบ - ในกรณีส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องมีการประมวลผลทางกลเพิ่มเติมหรือแม้แต่การทำความสะอาด
5. โซนรับความร้อนขนาดเล็กช่วยลดการเสียรูปของชิ้นงานที่ตัดอันเป็นผลจากการสัมผัสอุณหภูมิที่สูงขึ้น
6. ความเป็นไปได้ของการตัดรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนเป็นลอน
7. ความปลอดภัยของกระบวนการตรงกันข้ามกับการตัดด้วยแก๊ส-ออกซิเจน ซึ่งมีกระบอกสูบที่มีออกซิเจนอัดและก๊าซไวไฟ
8. หน่วยสำหรับการตัดโลหะด้วยพลาสมานั้นง่ายต่อการบำรุงรักษาและใช้งาน

กระบวนการตัดโลหะพลาสม่ามีขั้นตอนอย่างไร?

พลาสมาเป็นก๊าซไอออนไนซ์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่มีอุณหภูมิสูง จะเกิดไอพ่นขึ้นใน อุปกรณ์พิเศษ- พลาสมาตรอน ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักดังต่อไปนี้:

1. อิเล็กโทรด (แคโทด) - ติดตั้งเม็ดมีดที่ทำจากวัสดุที่มีการปล่อยความร้อนสูง (ฮาฟเนียม, เซอร์โคเนียม) ซึ่งจะเผาไหม้ระหว่างการทำงานและต้องเปลี่ยนเมื่อมีการผลิตมากกว่า 2 มม.
2. กลไกการหมุนวนของการไหลของแก๊ส
3. โดยปกติแล้วหัวฉีดจะถูกแยกออกจากแคโทดด้วยบุชชิ่งแบบพิเศษ
4. ผ้าห่อศพ - ปกป้องส่วนประกอบภายในจากการกระเด็นของโลหะหลอมเหลวและฝุ่นโลหะ

มีสายไฟ 2 เส้น - ขั้วบวก (มีประจุบวก) และแคโทด (มีประจุลบ) ลวด "บวก" เชื่อมต่อกับโลหะรีดที่ถูกตัด ส่วนลวด "ลบ" เชื่อมต่อกับอิเล็กโทรด

ในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการตัดโลหะด้วยพลาสมา ส่วนโค้งของนักบินจะถูกจุดประกายระหว่างแคโทดและส่วนปลาย ซึ่งถูกเป่าออกจากหัวฉีด และเมื่อสัมผัสกับชิ้นงาน จะทำให้เกิดส่วนโค้งในการตัด

เมื่อช่องการขึ้นรูปในคบเพลิงพลาสมาเต็มไปด้วยคอลัมน์ส่วนโค้ง ก๊าซที่ขึ้นรูปด้วยพลาสมาจะเริ่มถูกส่งไปยังห้องอาร์คภายใต้ความกดดันของบรรยากาศต่างๆ ซึ่งอยู่ภายใต้การให้ความร้อนและการแตกตัวเป็นไอออน ซึ่งมีส่วนทำให้ปริมาตรเพิ่มขึ้น . ส่งผลให้มันไหลออกจากหัวฉีดด้วย ความเร็วสูง(สูงสุด 3 กม./วินาที) และอุณหภูมิส่วนโค้งในขณะนี้สามารถเข้าถึงได้ตั้งแต่ 5,000 ถึง 30,000 °C

รูเล็กๆ ในหัวฉีดจะทำให้ส่วนโค้งแคบลง ซึ่งช่วยนำทางไปยังจุดเฉพาะบนโลหะ ซึ่งจะถูกให้ความร้อนเกือบจะในทันทีจนถึงจุดหลอมเหลวและเป่าออกจากบริเวณการตัด

หลังจากผ่านคบเพลิงพลาสม่าไปตามรูปร่างที่กำหนด จะได้ชิ้นงาน ขนาดที่ต้องการและรูปทรงที่มีขอบเรียบและมีสเกลขั้นต่ำ

ก๊าซที่ขึ้นรูปด้วยพลาสมาสำหรับการตัดโลหะต่างๆ

สำหรับการตัดโลหะด้วยพลาสมา สามารถใช้ทั้งก๊าซที่ทำงานอยู่และไม่ทำงานได้ ทางเลือกของพวกเขาขึ้นอยู่กับประเภทของโลหะและความหนาของ:

• ส่วนผสมไนโตรเจนมีไว้สำหรับทองแดง อลูมิเนียม และโลหะผสม ความหนาสูงสุดที่เป็นไปได้คือ 100 มม. ไม่สามารถใช้ได้กับไทเทเนียมและเกรดเหล็กทั้งหมด
• ไนโตรเจนที่มีอาร์กอนส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการตัดพลาสมาของเกรดเหล็กโลหะผสมสูงซึ่งมีความหนาไม่เกิน 50 มม. แต่ไม่แนะนำให้ใช้ส่วนผสมสำหรับโลหะเหล็ก ไทเทเนียม ทองแดง และอลูมิเนียม
• ไนโตรเจน สามารถใช้ตัดเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำและองค์ประกอบอัลลอยด์ที่มีความหนาสูงสุด 30 มม., เหล็กอัลลอยด์สูงได้ถึง 75 มม., ทองแดงและอลูมิเนียมได้ถึง 20 มม., ทองเหลืองสูงถึง 90 มม. และไทเทเนียมที่มีความหนาไม่จำกัด
• อากาศอัด. เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดพลาสมาด้วยอากาศของโลหะเหล็กและทองแดงที่มีความหนาสูงสุด 60 มม. รวมถึงอะลูมิเนียมที่มีความหนาสูงสุด 70 มม. ไม่ได้มีไว้สำหรับไทเทเนียม
• ส่วนผสมของอาร์กอนกับไฮโดรเจน - การตัดโลหะผสมโดยใช้อลูมิเนียมและทองแดง เหล็กที่มีองค์ประกอบโลหะผสมสูงที่มีความหนามากกว่า 100 มม. ไม่แนะนำให้ใช้กับคาร์บอนต่ำ คาร์บอน เหล็กกล้าผสมต่ำ และไทเทเนียม

แต่การเชื่อมต่อกระบอกสูบกับก๊าซที่ขึ้นรูปพลาสมาที่จำเป็นนั้นไม่เพียงพอเนื่องจากคุณสมบัติทางเทคนิคหลายประการของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของอุปกรณ์:

• ลักษณะกำลังและภายนอก (ทางสถิติและไดนามิก) ของแหล่งพลังงาน
• ไซโคลแกรมของอุปกรณ์
• วิธีการยึดแคโทดในพลาสมาตรอนรวมถึงวัสดุที่ใช้ทำ
• ประเภทของการออกแบบกลไกการระบายความร้อนของหัวฉีดพลาสมาตรอน

เคล็ดลับสำหรับการตัดพลาสม่าของโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและโลหะผสม:

• เมื่อตัดเกรดเหล็กโลหะผสมสูงด้วยตนเอง ขอแนะนำให้ใช้ไนโตรเจนเป็นก๊าซที่ขึ้นรูปพลาสมา
• เพื่อให้มั่นใจถึงการเผาไหม้ส่วนโค้งที่เสถียรเมื่อตัดอะลูมิเนียมด้วยมือด้วยส่วนผสมอาร์กอน-ไฮโดรเจน ควรมีไฮโดรเจนไม่เกิน 20%
• ทองเหลืองเหมาะที่สุดที่จะตัดด้วยส่วนผสมของไนโตรเจนและไนตริก-ไฮโดรเจน และยังมีความเร็วในการตัดที่สูงกว่าด้วย
• ทองแดงหลังจากแยกตัดเข้าแล้ว บังคับต้องทำความสะอาดตามแนวระนาบการตัดให้มีความลึก 1-1.5 มม. ไปจนถึงทองเหลือง ข้อกำหนดนี้ไม่สามารถใช้ได้.

การประยุกต์ใช้งานตัดพลาสม่า

ต้องขอบคุณประสิทธิภาพสูง ความคล่องตัว และ ราคาไม่แพงการตัดโลหะด้วยพลาสม่าเป็นที่ต้องการอย่างมากในหลายอุตสาหกรรม:

• สถานประกอบการและบริษัทด้านโลหะการ
• อุตสาหกรรมเครื่องบิน เรือ และยานยนต์
• อุตสาหกรรมการก่อสร้าง;
• สถานประกอบการด้านวิศวกรรมหนัก
• พืชโลหะวิทยา
• การผลิตโครงสร้างโลหะ

เป็นไปไม่ได้เลยที่จะแสดงรายการการใช้งานทั้งหมด - อุปกรณ์มือถือและเครื่องจักรอัตโนมัติสำหรับการตัดโลหะด้วยพลาสม่าสามารถพบได้เกือบทุกที่ พวกมันถูกใช้เป็น โรงงานขนาดใหญ่สำหรับการผลิตโครงสร้างโลหะและ บริษัทขนาดเล็กเชี่ยวชาญในการปลอมและการแปรรูปชิ้นส่วนอย่างมีศิลปะ

สถานที่พิเศษในหมู่ ของอุปกรณ์นี้ครอบครองรถยนต์ สำหรับการตัดโลหะด้วยพลาสมา CNC - ย่อให้เล็กสุด ปัจจัยมนุษย์ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตอย่างมีนัยสำคัญ แต่ข้อได้เปรียบหลักของพวกเขาคือการลดการใช้โลหะแผ่นรีดเนื่องจากความเป็นไปได้ในการสร้างโปรแกรมพิเศษ นักเทคโนโลยีที่มีคุณสมบัติสูงจะพัฒนาแผ่นตัดซึ่งเป็นแผ่นโลหะเสมือนจริงในขนาดที่กำหนด โดยจะเรียงชิ้นงานให้แน่นที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยคำนึงถึงความกว้างของการตัดและพารามิเตอร์กระบวนการอื่น ๆ อีกมากมายเพื่อที่จะได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น การใช้เหตุผลโลหะรีด

รายละเอียดปลีกย่อยของกระบวนการตัดโลหะ

เพื่อให้ได้ชิ้นงานคุณภาพสูงในระหว่างการตัดพลาสมา จำเป็นต้องรักษาระยะห่างระหว่างหัวฉีดกับโลหะที่ถูกตัดให้คงที่ ซึ่งโดยปกติแล้วจะอยู่ในช่วง 3-15 มม. มิฉะนั้น สามารถเพิ่มความกว้างของการตัด พื้นที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน และชิ้นงานไม่เป็นไปตามขนาดที่ระบุได้

กระแสไฟฟ้าระหว่างการทำงานควรน้อยที่สุดสำหรับวัสดุและความหนาบางอย่าง ค่าที่ประเมินไว้สูงเกินไปและด้วยเหตุนี้การบริโภคก๊าซที่ขึ้นรูปพลาสมาที่เพิ่มขึ้นจึงเป็นสาเหตุของการสึกหรอของแคโทดและหัวฉีดของไฟฉายพลาสม่าอย่างรวดเร็ว

การดำเนินการที่ยากที่สุดในกระบวนการตัดโลหะด้วยพลาสมาคือการเจาะรู มีสาเหตุมาจากความเป็นไปได้สูงที่จะเกิดอาร์คคู่และคบเพลิงพลาสมาขัดข้อง การเจาะจะดำเนินการในระยะห่างที่เพิ่มขึ้นระหว่างแคโทดและขั้วบวก - ควรมีระยะห่างระหว่างหัวฉีดกับพื้นผิวของวัสดุประมาณ 20-25 มม. หลังจากเจาะแล้ว คบเพลิงพลาสม่าจะถูกลดระดับลงสู่ตำแหน่งทำงาน

การใช้เครื่องตัดพลาสม่าแพร่หลาย ใช้ในวิศวกรรมเครื่องกล สาธารณูปโภค การต่อเรือ และการผลิตโครงสร้างโลหะ การตัดพลาสม่าขึ้นอยู่กับหลักการที่อากาศแตกตัวเป็นไอออนเริ่มดำเนินการ ไฟฟ้า.

การตัดโลหะทำได้โดยใช้พลาสมาซึ่งได้รับความร้อนด้วยอากาศแตกตัวเป็นไอออนและพลาสมาอาร์ก ลักษณะหลักการทำงานของการตัดพลาสมาของโลหะจะอธิบายไว้ด้านล่าง

การตัดพลาสม่าคืออะไร

เมื่อตัดโลหะด้วยพลาสมา อาร์คไฟฟ้าจะรุนแรงขึ้น สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากการกระทำของก๊าซภายใต้ความกดดัน ชิ้นส่วนตัดได้รับความร้อนที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้สามารถตัดโลหะคุณภาพสูงและรวดเร็ว

ต่างจากพลาสมาตรงที่ไม่ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์แปรรูปทั้งหมดเกิดความร้อนสูงเกินไป อุณหภูมิสูงเกิดขึ้นโดยตรงตรงบริเวณที่ตัดโลหะ และส่วนที่เหลือของผลิตภัณฑ์ไม่ร้อนและไม่เสียรูป

หลักการตัดโลหะด้วยพลาสมาขึ้นอยู่กับ:

• การส่งแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการโดยแหล่งจ่ายกระแส (แรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน - 220 V, แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น - 380 V สำหรับการตัดโลหะในองค์กรขนาดใหญ่)
• การส่งกระแสไฟฟ้าไปยังพลาสมาคบเพลิง (คบเพลิง) ผ่านสายเคเบิลส่งผลให้ส่วนโค้งไฟฟ้าสว่างขึ้นระหว่างขั้วบวกและแคโทด
• การจ่ายอากาศไหลผ่านท่อโดยคอมเพรสเซอร์ไปยังอุปกรณ์
• การกระทำของการหมุนวนภายในพลาสมาตรอนที่ไหลตรงไปยังส่วนโค้งไฟฟ้า
• ทางเดินของอากาศวนไหลผ่านส่วนโค้งไฟฟ้าและการสร้างอากาศไอออไนซ์ที่ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง
• การปิดส่วนโค้งการทำงานระหว่างอิเล็กโทรดและพื้นผิวที่ได้รับการบำบัดเมื่อนำคบเพลิงพลาสม่าเข้าไป
• การสัมผัสอากาศภายใต้ความกดดันสูงและอุณหภูมิสูงต่อผลิตภัณฑ์ที่กำลังดำเนินการ

ผลลัพธ์ที่ได้คือทรงที่ได้บางและมีความหย่อนคล้อยน้อยที่สุด

ส่วนโค้งสามารถเบิร์นได้ในโหมดสแตนด์บายหากไม่ได้ใช้อุปกรณ์ในเวลาที่กำหนด ในระหว่างโหมดสแตนด์บาย การเผาไหม้จะคงอยู่โดยอัตโนมัติ เมื่อนำคบเพลิงไปที่ชิ้นงาน ส่วนโค้งจะเข้าสู่โหมดการทำงานทันทีและตัดโลหะทันที

หลังจากปิดอุปกรณ์ อุปกรณ์จะถูกไล่ออกเพื่อขจัดเศษซากและทำให้อิเล็กโทรดเย็นลง

อาร์คไฟฟ้าเป็นสากลในการทำงาน ไม่เพียงแต่สามารถตัดเท่านั้น แต่ยังเชื่อมผลิตภัณฑ์โลหะได้อีกด้วย ในการเชื่อมจะใช้ลวดตัวเติมที่เหมาะสมกับโลหะประเภทเฉพาะ ไม่ใช่อากาศที่ไหลผ่านส่วนโค้ง แต่เป็นก๊าซเฉื่อย

โครงสร้างเครื่องตัดพลาสม่า

ชื่ออุปกรณ์ที่ใช้ในการตัด ผลิตภัณฑ์โลหะวิธีทางที่แตกต่าง. โครงสร้างหน่วยประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:

• แหล่งพลังงานไฟฟ้า
• คอมเพรสเซอร์;
• พลาสมาตรอน;
• ท่อสายเคเบิล

อุปกรณ์หลายชนิดทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงาน:

• อินเวอร์เตอร์;
• หม้อแปลงไฟฟ้า

อุปกรณ์แต่ละชิ้นมีข้อดีและข้อเสียหลายประการ ข้อดีของอินเวอร์เตอร์ ได้แก่ :

• ความเลว;
• ความเสถียรของส่วนโค้ง
• ใช้งานง่ายในพื้นที่ที่เข้าถึงได้ยาก
• น้ำหนักเบา
• ประสิทธิภาพสูงเกินหม้อแปลงไฟฟ้าถึง 30%
• ประสิทธิภาพ.

มีข้อเสียและข้อจำกัดอะไรบ้าง?

ข้อเสียเปรียบหลักของอินเวอร์เตอร์คือการไม่สามารถใช้ในการตัดผลิตภัณฑ์โลหะหนาได้

หม้อแปลงไฟฟ้าถูกใช้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อตัดโลหะที่มีผนังหนาซึ่งอินเวอร์เตอร์ไม่สามารถรองรับได้ สามารถทนต่อความผันผวนของแรงดันไฟหลักได้ แต่มีประสิทธิภาพต่ำ หม้อแปลงไฟฟ้าไม่สะดวกเนื่องจากมีน้ำหนักมาก

คอมเพรสเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่จ่ายอากาศให้กับอาร์กไฟฟ้า กลไกนี้มีส่วนช่วยในการสร้างกระแสลมวนที่พุ่งเข้าหามัน คอมเพรสเซอร์ช่วยให้แน่ใจว่าจุดอาร์คแคโทดอยู่ตรงกลางของอิเล็กโทรดอย่างชัดเจน หากกระบวนการหยุดชะงัก ผลที่ตามมาจะเกิดขึ้นในรูปแบบของ:

• การก่อตัวของอาร์คไฟฟ้าสองอันในคราวเดียว
• การเผาไหม้ส่วนโค้งที่อ่อนแอ
• ความล้มเหลวของไฟฉายพลาสม่า

ในระหว่างการทำงานของเครื่องตัดพลาสมาที่ไม่ใช่อุตสาหกรรมแบบธรรมดา มีเพียงอากาศอัดเท่านั้นที่จะถูกส่งผ่านคอมเพรสเซอร์ มันสร้างพลาสมาและทำให้อิเล็กโทรดเย็นลง หน่วยอุตสาหกรรมใช้ก๊าซผสมที่มีออกซิเจน ฮีเลียม ไนโตรเจน อาร์กอน และไฮโดรเจน

ไฟฉายพลาสม่าทำหน้าที่หลักของอุปกรณ์ - การตัดผลิตภัณฑ์ อุปกรณ์ของเขาประกอบด้วย:

• คูลเลอร์;
• อิเล็กโทรด;
• หมวก;
• หัวฉีด

พลาสมาตรอนประกอบด้วยอิเล็กโทรดแฮฟเนียมที่กระตุ้นส่วนโค้งไฟฟ้า เซอร์โคเนียมมักใช้อิเล็กโทรดเบริลเลียมและทอเรียมน้อยกว่า ออกไซด์ของพวกมันเป็นพิษและมีกัมมันตภาพรังสีด้วยซ้ำ

พลาสมาเจ็ทจะไหลผ่านหัวฉีดพลาสมาตรอนเพื่อตัดผลิตภัณฑ์ คุณภาพของการตัด เทคโนโลยี ความเร็วการทำงานของตัวเครื่อง ความกว้างของการตัด และอัตราการเย็นตัวขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลาง

สายเคเบิลนำกระแสมาจากอินเวอร์เตอร์หรือหม้อแปลงไฟฟ้า อากาศอัดจะเคลื่อนที่ผ่านท่อ ทำให้เกิดพลาสมาในคบเพลิงพลาสม่า

การศึกษาลำดับขั้นตอนของการตัดโลหะด้วยพลาสมาช่วยให้คุณเข้าใจวิธีการทำงาน:

• กดปุ่มจุดระเบิดซึ่งนำไปสู่การเริ่มต้นการจ่ายกระแสจากหม้อแปลงหรืออินเวอร์เตอร์ไปยังพลาสมาตรอน
• ส่วนโค้งไฟฟ้านำร่องที่มีอุณหภูมิ 70,000C จะปรากฏขึ้นภายในพลาสมาตรอน
• ส่วนโค้งถูกจุดติดระหว่างปลายหัวฉีดและอิเล็กโทรด
• ใบเสร็จรับเงินเกิดขึ้น อากาศอัดเข้าไปในห้องซึ่งผ่านส่วนโค้ง ให้ความร้อนและแตกตัวเป็นไอออน
• ในหัวฉีดอากาศที่เข้ามาจะถูกบีบอัดโดยหลบหนีออกมาเป็นกระแสเดียวด้วยความเร็ว 3 เมตรต่อวินาที
• อากาศอัดที่หนีออกจากหัวฉีดจะร้อนสูงถึง 300,000C กลายเป็นพลาสมา
• เมื่อพลาสมาสัมผัสกับผลิตภัณฑ์ ส่วนโค้งของไพล็อตจะดับลง และส่วนโค้งของการตัด (ทำงาน) จะสว่างขึ้น
• ส่วนโค้งการทำงานจะละลายโลหะ ณ จุดกระแทกผลที่ได้คือการตัด
• ชิ้นส่วนของโลหะหลอมเหลวจะถูกเป่าออกจากผลิตภัณฑ์โดยกระแสอากาศที่หนีออกจากหัวฉีด

เทคโนโลยีการตัดโลหะพลาสมาจะขึ้นอยู่กับความเร็วในการตัดและการไหลของอากาศ ความเร็วสูงช่วยให้รูปลักษณ์ของการตัดบางลง ด้วยความเร็วต่ำและ มีความแข็งแรงสูงในปัจจุบันความกว้างของการตัดจะใหญ่ขึ้น

เมื่อมีการไหลของอากาศเพิ่มขึ้น ความเร็วในการตัดจะเพิ่มขึ้น ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวฉีดมีขนาดใหญ่ ความเร็วก็จะยิ่งต่ำลงและการตัดก็จะกว้างขึ้น

เทคนิคการตัด

ในทางปฏิบัติมีการใช้วิธีตัดโลหะด้วยพลาสมาสองวิธี:

• พลาสม่าเจ็ท;
• วิธีพลาสมาอาร์ก

การตัดด้วยพลังเจ็ทพลาสม่าพบการประยุกต์ใช้ในการประมวลผลผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่โลหะซึ่งไม่สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ ที่ ในลักษณะที่กำหนดการประมวลผล ผลิตภัณฑ์ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้า ส่วนโค้งจะไหม้ระหว่างอิเล็กโทรดกับส่วนปลายของคบเพลิงพลาสม่า สินค้าถูกตัดด้วยเครื่องพลาสม่าเจ็ท

วิธีพลาสมาอาร์กมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ใช้สำหรับ:

• โปรไฟล์การตัดท่อ
• การผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีรูปทรงตรง
• การประมวลผลการหล่อ;
• ขึ้นรูปรูในโลหะ
• การผลิตช่องว่างการเชื่อม

ส่วนโค้งไหม้ระหว่างอิเล็กโทรดกับชิ้นงาน คอลัมน์ส่วนโค้งถูกรวมเข้ากับพลาสมาเจ็ท เจ็ตเกิดขึ้นเนื่องจากก๊าซถูกเป่าผ่านคอมเพรสเซอร์ที่ทำงาน ซึ่งจะร้อนมากและแตกตัวเป็นไอออนในกระบวนการ ก๊าซส่งเสริมการก่อตัวของพลาสมา และเนื่องจากอุณหภูมิสูง ความเร็วในการตัดของโลหะที่แปรรูปจึงเพิ่มขึ้น วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการใช้ส่วนโค้ง กระแสตรงมีขั้วตรง

ประเภทของการตัดพลาสม่า

กระบวนการมีสามประเภท:

• ง่าย - ใช้กระแสไฟฟ้าและอากาศ (ทางเลือกอื่นคือไนโตรเจน)
• การใช้น้ำซึ่งทำหน้าที่ในการทำให้พลาสมาตรอนเย็นลง ปกป้องและดูดซับการปล่อยมลพิษ
• ด้วยการใช้ก๊าซป้องกันซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพการตัด

ข้อดีและข้อเสียของเครื่องตัดพลาสม่า

ข้อดี	ข้อเสีย
ความคล่องตัวในการใช้งาน (มีไว้สำหรับการประมวลผลผลิตภัณฑ์โลหะใด ๆ โดยต้องเลือกอุปกรณ์) พลังที่ถูกต้องด้วยแรงดันอากาศที่ต้องการ)	ความหนาในการตัดต่ำ (ไม่เกิน 100 มม.)
ความเสียหายน้อยที่สุด สิ่งแวดล้อม.	เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ (ปรมาจารย์ที่ทำงานกับเครื่องตัดพลาสม่าซึ่งให้ไนโตรเจนเป็นก๊าซได้รับพิษร้ายแรง)
ผลผลิตสูง รองจากการตัดด้วยเลเซอร์ แต่ต้นทุนเหนือกว่า	ราคาสูงของหน่วย
งานคุณภาพสูง โดยมีความกว้างในการตัดน้อยและไม่มีความร้อนสูงเกินไปของผลิตภัณฑ์ทั้งหมดในระหว่างการประมวลผลพลาสมา	การออกแบบที่ซับซ้อน
ไม่จำเป็นต้องอุ่นผลิตภัณฑ์ทั้งหมดซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์	เพิ่มระดับเสียงระหว่างการทำงาน
ความปลอดภัยของกระบวนการเนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้ถังแก๊ส	มุมเบี่ยงเบนสูงสุดที่อนุญาตจากแนวตั้งฉากของการตัดคือเพียง 100-500 ขึ้นอยู่กับความหนาของผลิตภัณฑ์

การตัดโลหะเป็นกระบวนการทางเทคโนโลยีในการแบ่งชิ้นส่วนเสาหินออกเป็นส่วนต่างๆ อยู่ระหว่างดำเนินการ ในทางกล(ตัด,เลื่อย),วอเตอร์เจ็ท(ระบบกันสะเทือนของน้ำและ วัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน) หรือความร้อน (ความร้อน)

ประเภทสุดท้ายคือการตัดโลหะด้วยแก๊สออกซิเจน เลเซอร์ และพลาสมา

การตัดพลาสม่าคืออะไร? นี่คือการแปรรูปผลิตภัณฑ์โลหะ โดยที่เจ็ทพลาสม่าทำหน้าที่เป็นเครื่องตัด

พลาสมาคือกระแสของก๊าซไอออไนซ์ที่ได้รับความร้อนหลายพันองศา ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุบวกและลบ มีคุณสมบัติกึ่งเป็นกลาง นั่นคือในปริมาณที่น้อยมาก ประจุทั้งหมดจะสมดุลและเท่ากับศูนย์

อย่างไรก็ตามการมีอยู่ อนุมูลอิสระหมายความว่าพลาสมาเป็นตัวนำไฟฟ้า การรวมกันของอุณหภูมิสูง การนำไฟฟ้า และความเร็วการไหลสูง (มากกว่าความเร็วของเสียง) ทำให้ในศตวรรษที่ผ่านมาสามารถพัฒนาและสร้างอุปกรณ์พลาสมาสำหรับการตัดโลหะได้

หลักการทำงาน

วิธีการทำงานของพลาสมา - ใช้วิธีการแปรรูปชิ้นส่วนโลหะสองวิธี:

• การตัดแบบกระทำโดยตรงหรือการตัดพลาสมาอาร์กของโลหะ
• โดยอิทธิพลทางอ้อม

เครื่องตัดโดยตรง

ส่วนโค้งไฟฟ้าจะจุดประกายระหว่างเครื่องตัด (หน่วยแคโทด) และผลิตภัณฑ์ (ขั้วบวก) แคโทด (อิเล็กโทรด) วางอยู่ภายในตัวเรือนที่มีหัวฉีด ก๊าซภายใต้ความดันที่ไหลผ่านอิเล็กโทรด จะมีความร้อนสูงถึงอุณหภูมิสูงและแตกตัวเป็นไอออน ความเร็วการไหลสูงจะถูกสร้างขึ้นเมื่อผ่านหัวฉีด อาร์คไฟฟ้าทำให้โลหะหลอมละลาย ก๊าซร้อนช่วยให้แน่ใจว่ามีการเคลื่อนย้ายออกจากบริเวณที่ให้ความร้อน

เครื่องตัดทางอ้อม

วิธีนี้ทำให้สามารถแปรรูปโลหะธรรมดาได้ แต่ยังรวมถึงโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าและไดอิเล็กตริกต่ำด้วย ไม่เหมือนกับรูปแบบก่อนหน้านี้ แหล่งกำเนิดประกายไฟถูกวางไว้ในเครื่องตัด ดังนั้นเฉพาะการไหลของพลาสมาเท่านั้นที่มีผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์แปรรูป อุปกรณ์ดังกล่าวมีราคาสูงกว่ารุ่นที่ออกฤทธิ์โดยตรงมาก

เครื่องตัดทั้งสองประเภทมีชื่อทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคที่เหมือนกัน - พลาสมาตรอน (ตามตัวอักษรคือเครื่องกำเนิดพลาสมา)

ประโยชน์ของการรักษาด้วยพลาสม่า

เมื่อเปรียบเทียบกับการแปรรูปโลหะประเภทอื่น วิธีการนี้มีคุณสมบัติสำหรับผู้บริโภคหลายประการ:

• ความสามารถในการแปรรูปชิ้นงานที่ทำจากโลหะต่าง ๆ รวมถึงผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่โลหะ
• ความเร็วในการประมวลผลของความหนาขนาดเล็ก (สูงสุด 50 มม.) สูงกว่าด้วย 25 เท่า
• การให้ความร้อนเฉพาะที่ของชิ้นส่วนจะเกิดขึ้นเฉพาะที่จุดกระแทกเท่านั้น ซึ่งส่งผลให้ไม่มีความเครียดจากความร้อนและการเสียรูปของผลิตภัณฑ์
• การตัดโลหะคุณภาพสูงและสะอาด - ความหยาบผิวต่ำที่ไซต์การประมวลผล
• การไม่มีสารและวัตถุระเบิด - ก๊าซไวไฟ, ถังแรงดัน ฯลฯ ;
• วิธีการนี้ช่วยให้คุณสร้างการตัดทางเรขาคณิตที่ซับซ้อนได้

ใช้อุปกรณ์อะไร

หน่วยสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมและในบ้านผลิตขึ้นสำหรับการตัดโลหะด้วยพลาสมา ประการแรกคือคอมเพล็กซ์มัลติฟังก์ชั่นที่ซับซ้อนพร้อมกระบวนการอัตโนมัติ (เครื่องจักร CNC) อย่างที่สองคืออุปกรณ์ขนาดเล็กที่ทำงานจากเครือข่าย 220V หรือ 380 V

แหล่งที่มาของการตัดพลาสม่าในเครื่องใช้ในครัวเรือนคืออินเวอร์เตอร์ (เครื่องกำเนิดการเชื่อม) หรือหม้อแปลงไฟฟ้า แบบแรกมีขนาดเล็กกว่าและใช้งานสะดวกกว่า อันที่สองก็มี ความน่าเชื่อถือสูง, ระยะยาวการดำเนินการ. สารทำงานถูกเตรียมในอากาศในบรรยากาศ

พลังของชุดแมนนวลเพียงพอที่จะตัดโลหะที่มีความหนาสูงสุด 15–20 มม. บางรุ่นมีฟังก์ชันจุดระเบิดอาร์คแบบไม่สัมผัส ในชุดประกอบด้วยไฟฉายพลาสม่าและอุปกรณ์เตรียมอากาศ

ใช้ในเวิร์คช็อปที่บ้าน การผลิตระดับมืออาชีพ และสภาพแวดล้อมการก่อสร้าง:

• แม่น้ำพลาสมา แผ่นโลหะ;
• การแปรรูปผลิตภัณฑ์ทรงกระบอก รวมถึงท่อเหล็ก
• การตัดที่ซับซ้อน รูปทรงเรขาคณิตรวมทั้งหลุม;
• การแปรรูปผลิตภัณฑ์เซรามิกและหินและงานฝีมือประเภทอื่น ๆ

อุปกรณ์ประเภทนี้มีฟังก์ชันการทำงานที่เหนือกว่าอย่างเห็นได้ชัดและใช้งานง่ายเมื่อเทียบกับการตัดเชื้อเพลิงออกซีแบบทั่วไป ไม่เพียงแต่ในแง่ของขนาดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความปลอดภัยด้วย

แบบจำลองของพลาสมาตรอนในครัวเรือนแสดงอยู่ในรูปภาพ

คุณสมบัติทางเทคโนโลยี

อุตสาหกรรมและ เครื่องใช้ไฟฟ้ารวมกัน หลักการทั่วไปงานตัดพลาสม่า:

• การสร้างอาร์คไฟฟ้า
• การก่อตัวของก๊าซไอออไนซ์
• การสร้างกระแสพลาสมาความเร็วสูง
• ผลกระทบของสื่อแอคทีฟนี้ต่อวัสดุที่กำลังดำเนินการ

การตัดพลาสม่าอาร์กมีลักษณะดังนี้:

• อุณหภูมิการไหลค่าอยู่ในช่วง 5,000–30,000°C ถูกกำหนดโดยประเภทของวัสดุที่กำลังดำเนินการ: ค่าที่ต่ำกว่าจะใช้สำหรับโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก, ค่าด้านบนจะใช้สำหรับเหล็กทนไฟ
• อัตราการไหล.ช่วงค่าตั้งแต่ 500–1500 ม./วินาที กำหนดค่าสำหรับการประมวลผลประเภทเฉพาะ:
  • ความหนาของชิ้นงาน
  • ประเภทของวัสดุ
  • ประเภทของการตัด (ตรงหรือโค้ง);
  • ระยะเวลาการทำงานของพลาสมาตรอน
• ก๊าซที่ใช้ในการตัดพลาสม่าเมื่อแปรรูปโลหะกลุ่มเหล็ก (เหล็ก) กลุ่มที่ใช้งานคือออกซิเจน (O2) และอากาศ สำหรับโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กและโลหะผสม - ไม่ทำงาน: ไนโตรเจน (N2), อาร์กอน (Ar), ไฮโดรเจน (H2), ไอน้ำ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าโลหะที่ไม่ใช่เหล็กถูกออกซิไดซ์ด้วยออกซิเจน (พวกมันเริ่มเผาไหม้) ดังนั้นจึงใช้สภาพแวดล้อมของก๊าซป้องกัน นอกจากนี้การผสมผสานองค์ประกอบ ส่วนผสมของก๊าซสามารถปรับปรุงคุณภาพการประมวลผลได้
• ตัดความกว้าง.มีลำดับโดยตรงดังนี้: เมื่อตัวบ่งชี้เพิ่มขึ้น ความกว้างของการตัดจะเพิ่มขึ้น มูลค่าของมันได้รับอิทธิพลจาก:
  • ความหนาและประเภทของโลหะ
  • เส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีด
  • ความแรงในปัจจุบัน
  • ปริมาณการใช้ก๊าซ
  • ความเร็วในการตัด
• ผลงาน.กำหนดโดยความเร็วในการประมวลผล ตัวอย่างเช่น สำหรับหน่วยครัวเรือนและตาม GOST ค่าจะต้องไม่เกิน 6.5–7 ม./นาที (~0.11 ม./วินาที) ขึ้นอยู่กับความหนา ชนิดของโลหะ ความเร็วแก๊สเจ็ท โดยธรรมชาติแล้ว เมื่อขนาดเพิ่มขึ้น ความเร็วในการประมวลผลจะลดลง

คุณภาพการประมวลผล

คุณภาพการตัด - ปัจจัยสำคัญเมื่อแปรรูปโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเป็นการตัดท่อด้วยพลาสมา กำหนดโดยรูปแบบการทำงานและทักษะของนักแสดง การตัดพลาสมาอาร์กได้รับการควบคุมโดย GOST 14792-80 มาตรฐานคุณภาพระดับสากล - ISO 9013-2002

เอกสารกำหนดเกณฑ์หลัก:

1. ความอดทนต่อความตั้งฉากหรือความเป็นมุม แสดงความเบี่ยงเบนจากระนาบตั้งฉากและระนาบการตัดไปยังพื้นผิวของชิ้นงาน
2. การละลายของขอบด้านบน ไม่อนุญาตให้มีรอยแตกที่จุดประมวลผล ขอบด้านบนสามารถคม ละลาย ละลาย-ยื่นออกมาได้
3. ความหยาบ ตาม GOST แบ่งออกเป็นสามคลาส ได้แก่ 1, 2 และ 3

ประเภทของการตัดพลาสม่า

เทคโนโลยีการตัดพลาสมาโลหะเป็นชุดของวิธีการต่างๆ มากมาย การตัดพลาสม่าอาร์คแบ่งออกเป็น:

1. วิธีการตัดโลหะด้วยอากาศ-พลาสมา
2. พลาสมาก๊าซ
3. วิธีการตัดด้วยเลเซอร์-พลาสมา

สองประเภทแรกมีความคล้ายคลึงกันในหลักการทำงาน - ส่วนโค้งไฟฟ้าบวกกับการไหลของก๊าซร้อนที่แตกตัวเป็นไอออน ความแตกต่างอยู่ในของไหลทำงาน ในกรณีแรก - อากาศในกรณีที่สอง - ก๊าซหรือไอน้ำบางชนิด

ตามวิธีการประมวลผลชิ้นงานที่มีความหนาสูงสุด 200 มม. จะใช้อุปกรณ์แบบรวม ทันสมัย การติดตั้งทางอุตสาหกรรมผสมผสานการบำบัดความร้อนด้วยไอพ่นแก๊สหรือการใช้คบเพลิงพลาสม่า เครื่องตัดมีการติดตั้งโมดูล CNC (Computer Numerical Control) พวกเขาตัดโลหะแผ่นตามทางตรงหรือทางโค้ง

การตัดพลาสมาแบบแมนนวลเป็นการตัดพลาสมาอาร์คแบบคลาสสิก อุปกรณ์พกพา (ระดับครัวเรือน) ตัดโลหะเหล็กโดยใช้ไอพ่นไอออไนซ์ การขยายขอบเขตของก๊าซทำให้เกิดความยุ่งยากอย่างมากของอุปกรณ์และทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น

เลเซอร์พลาสม่า

เป็นการรวมกันในเครื่องเดียว การตัดด้วยเลเซอร์ใช้สำหรับงานที่มีความหนาสูงสุด 6 มม. แผ่นขนาดใหญ่ได้รับการประมวลผลโดยใช้การตัดพลาสมาอาร์ก

การตัดด้วยเลเซอร์และเปลวไฟรวมอยู่ในเครื่อง CNC เครื่องเดียว ช่วยเพิ่มผลผลิต ให้คุณสร้างเส้นตัดได้หลากหลาย รวมถึงรูตัด

การตัดด้วยเลเซอร์หรือพลาสมารวมกันในอุปกรณ์เดียวช่วยประหยัดพื้นที่การผลิตได้อย่างมาก การตัดพลาสม่าอาร์กใช้กับชิ้นงานขนาดใหญ่ เลเซอร์ - เมื่อประมวลผลชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีความต้องการความแม่นยำในการตัดเพิ่มขึ้น

ความแตกต่างพื้นฐาน วิธีเลเซอร์จากพลาสมาเป็นแหล่งความร้อน ในเลเซอร์ มันคือลำแสงที่โฟกัส พื้นที่หน้าสัมผัสมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นจึงสามารถรับแรงกระแทกเฉพาะที่กับชิ้นส่วนได้ ด้วยเหตุนี้ ความกว้างของการตัดจึงน้อย และคุณภาพการตัดจึงสูงกว่าพลาสมาตรอน

ด้วยเหตุนี้ การตัดท่อพลาสมาจึงค่อย ๆ สูญเสียพื้นที่ซึ่งจำเป็นต้องมีความแม่นยำในการตัดสูงและต้องการคุณภาพที่เพิ่มขึ้นสำหรับขอบของผลิตภัณฑ์

การประมวลผลไทเทเนียม

ไทเทเนียมและโลหะผสมกำลังได้รับความนิยมอย่างมากในอุตสาหกรรมอวกาศ การบิน การแพทย์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ การรวมกันของความแข็งแรงและความหนาแน่นต่ำเป็นข้อได้เปรียบหลักของสารนี้ แต่โลหะนี้มีฤทธิ์ทางเคมีและทนไฟ

เนื่องจากลักษณะเหล่านี้ จึงเป็นเรื่องยากที่จะอยู่ภายใต้การประมวลผลทางกลและทางความร้อน คุณไม่สามารถใช้เครื่องมือตัดได้ - โลหะจะไหม้ ดังนั้น การตัดไทเทเนียมจึงเชี่ยวชาญเป็นอย่างดีโดยใช้วิธีพลาสมาตรอนและเลเซอร์

นอกเหนือจากการตัดโดยตรงแบบเดิมแล้ว วิธีพลาสมาเลเซอร์ยังช่วยให้สามารถประมวลผลรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนเชิงพื้นที่ได้ เช่น การจับคู่รูหลายๆ อัน

สามารถดูตัวอย่างการตัดโลหะด้วยพลาสมาโดยใช้พลาสมาตรอนได้ในวิดีโอ

หลายชนิดใช้สำหรับตัดโลหะ วิธีทางที่แตกต่างซึ่งแตกต่างกันในเรื่องประสิทธิภาพและความคุ้มค่า ใช้บางวิธีเท่านั้น เพื่อแก้ไขปัญหาอุตสาหกรรมบางชนิดก็ใช้ที่บ้านได้ หลังรวมถึงการตัดพลาสม่า ประสิทธิภาพการตัดของวิธีนี้มีจำกัดเท่านั้น ทางเลือกที่เหมาะสมการติดตั้งและประสบการณ์ของอาจารย์ การตัดโลหะพลาสม่าคืออะไร? หลักการทำงานมีพื้นฐานมาจากอะไร? วิธีการตัดโลหะนี้ใช้ในด้านใดบ้าง?

พื้นฐานการตัดพลาสม่า

จะเข้าใจพื้นฐานการตัดโลหะด้วยวิธีพลาสมาได้นั้นต้องเข้าใจก่อนว่าพลาสมาคืออะไร? คุณภาพการตัดขั้นสุดท้ายจะขึ้นอยู่กับความเข้าใจว่าพลาสมาตรอนได้รับการออกแบบอย่างไรและหลักการทำงานกับอุปกรณ์นี้

การอบชุบด้วยความร้อนด้วยพลาสมาของโลหะขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์บางอย่างของกระแสน้ำในการทำงานของของเหลวหรือก๊าซ ซึ่งถูกกดดันโดยตรงไปยังพื้นผิวของพื้นที่ที่ทำการบำบัด เพื่อให้บรรลุผลตามที่ต้องการ เจ็ทจะต้องได้รับการปรับระดับดังต่อไปนี้:

1. อุณหภูมิ - เพื่อให้พลาสมาปรากฏ อากาศจะต้องได้รับความร้อนเกือบจะในทันทีที่ 5-30,000 องศา ไข้ทำได้โดยการสร้างอาร์คไฟฟ้า เมื่อถึงอุณหภูมิที่ต้องการ การไหลของอากาศจะถูกไอออนไนซ์และเปลี่ยนคุณสมบัติของอากาศจนกลายเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เทคโนโลยีการประมวลผลโลหะพลาสม่าเกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องลดความชื้นเพื่อขจัดความชื้น รวมถึงระบบฉีดอากาศ
2. ความเร็ว - เจ็ทพุ่งไปที่พื้นผิวของวัสดุภายใต้แรงดันสูง เราสามารถพูดได้ว่าการตัดโลหะด้วยพลาสมานั้นขึ้นอยู่กับการให้ความร้อนแก่วัสดุจนถึงจุดหลอมเหลวแล้วเป่าออกทันที ในกรณีนี้ ความเร็วในการทำงานของเครื่องบินไอพ่นจะอยู่ที่ประมาณ 2−5 กม./วินาที
3. ความพร้อมใช้งาน วงจรไฟฟ้า- คุณสามารถเรียนรู้ทุกสิ่งเกี่ยวกับการตัดโลหะด้วยพลาสมาได้ในทางปฏิบัติเท่านั้น แต่ต้องคำนึงถึงคุณสมบัติบางอย่างก่อนซื้อการติดตั้ง ดังนั้นจึงมีคบเพลิงพลาสม่าทั้งทางตรงและทางอ้อม และถ้าสำหรับแบบแรกจำเป็นที่วัสดุที่กำลังประมวลผลจะเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้าทั่วไป (ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรด) และส่งผ่านกระแสไฟฟ้าจากนั้นสำหรับแบบหลังก็ไม่จำเป็นต้องใช้สิ่งนี้ ในกรณีนี้จะได้พลาสมาสำหรับการตัดโลหะโดยใช้อิเล็กโทรดที่สร้างขึ้นภายในที่ยึด ตัวเลือกนี้ใช้สำหรับโลหะและวัสดุอื่นๆ ที่ไม่นำไฟฟ้า

จุดสำคัญอีกประการที่ต้องคำนึงถึงก็คือ การตัดพลาสมาของวัสดุที่มีความหนานั้นไม่ได้ดำเนินการจริง เนื่องจากไม่ได้ผลและนำไปสู่ต้นทุนทางการเงินที่สูง

หลักการทำงาน

หลักการทำงานหลักของการตัดโลหะพลาสม่าสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้:

1. คอมเพรสเซอร์จะจ่ายอากาศภายใต้ความกดดันไปยังหัวเผาคบเพลิงพลาสม่า
2. การไหลของอากาศจะร้อนขึ้นทันทีเนื่องจากมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เมื่อคำนึงถึงความร้อนแล้วมวลอากาศจะเริ่มส่งกระแสไฟฟ้าผ่านตัวมันเองซึ่งเป็นผลมาจากพลาสมาที่เกิดขึ้น ในไฟฉายพลาสม่าบางรุ่นแทน การไหลของอากาศใช้ก๊าซเฉื่อย
3. การตัดโลหะด้วยพลาสมาหากเราพิจารณาในรายละเอียดมากขึ้นจะกระทำโดยวิธีการให้ความร้อนพื้นผิวอย่างรวดเร็วที่กำหนดเป้าหมายอย่างแคบจนถึงอุณหภูมิที่ต้องการพร้อมกับเป่าออกจากวัสดุหลอมเหลวเพิ่มเติม
4. ในระหว่างการทำงาน ของเสียบางอย่างปรากฏขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งรวมถึงการตัดหรือเศษวัสดุแผ่นหลังจากตัดชิ้นส่วนที่ต้องการ เช่นเดียวกับเศษโลหะหลอมเหลวและเกล็ด

เนื่องจากกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนทันทีของวัสดุที่ผ่านการแปรรูปเป็นสถานะของเหลว ความหนาเมื่อตัดควรเป็น:

• ทองแดง - 8 ซม.
• อลูมิเนียม - สูงถึง 12 ซม.
• เหล็กหล่อ - สูงถึง 9 ซม.
• โลหะผสมและเหล็กกล้าคาร์บอน - สูงถึง 5 ซม.

มีสองวิธีหลักในการประมวลผลวัสดุซึ่งจะขึ้นอยู่กับลักษณะของการตัดพลาสมา กล่าวคือ:

1. พลาสม่าเจ็ทเข้า ในกรณีนี้ส่วนโค้งปรากฏขึ้นโดยตรงในพลาสมาตรอน วิธีการประมวลผลด้วยพลาสม่าเจ็ทเป็นแบบสากล เนื่องจากทำให้สามารถประมวลผลวัสดุที่ไม่ใช่โลหะได้ ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวคือจำเป็นต้องเปลี่ยนอิเล็กโทรดเป็นประจำ
2. พลาสมาอาร์ค - อันนี้ ตัวเลือกจะทำสำหรับโลหะทุกชนิดที่สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ ตามกฎแล้วจะใช้การตัดพลาสมาอาร์กเพื่อ อุปกรณ์อุตสาหกรรม- ความหมายของวิธีนี้คือพลาสมาปรากฏขึ้นเนื่องจากส่วนโค้งที่เกิดขึ้นโดยตรงระหว่างคบเพลิงพลาสม่ากับพื้นผิวของวัสดุที่กำลังแปรรูป

การตัดพลาสม่าทำงานบนหลักการของการตัดอาร์กแบบธรรมดา แต่ไม่จำเป็นต้องใช้อิเล็กโทรดแบบธรรมดา นอกจากนี้ ประสิทธิผลของวิธีการประมวลผลนี้ยังขึ้นอยู่กับความหนาของวัสดุที่กำลังแปรรูปโดยตรงอีกด้วย

ความแม่นยำและความเร็วในการตัด

เช่นเดียวกับวิธีการให้ความร้อนอื่นๆ ในระหว่างการตัดด้วยพลาสมา โลหะเกิดการหลอมละลาย ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของการตัด ยังมีคุณสมบัติอื่นๆที่เป็นลักษณะเฉพาะของ วิธีนี้- กล่าวคือ:

1. การหลอมขอบ - ไม่ว่าจะใช้โหมดการประมวลผลวัสดุแบบใดและความเป็นมืออาชีพของช่างฝีมือที่ทำงานก็เป็นไปไม่ได้ที่จะหลีกเลี่ยงการหลอมละลายของพื้นผิวเล็กน้อยในช่วงเริ่มต้นของงาน
2. ความเรียว - โดยคำนึงถึงประสิทธิภาพการติดตั้งและความเป็นมืออาชีพของช่าง ความเรียวอาจแตกต่างกันระหว่าง 4-12 องศา
3. ความเร็วในการทำงาน - การตัดโลหะแบบธรรมดาโดยใช้พลาสมาตรอนนั้นดำเนินการได้อย่างรวดเร็วและใช้พลังงานต่ำ ตาม GOST และ ข้อกำหนดทางเทคนิค อุปกรณ์คู่มือความเร็วในการตัดพลาสม่าไม่เกิน 6500 มม./นาที
4. ลักษณะการตัด - ความเร็วและคุณภาพของการตัดจะขึ้นอยู่กับการทำงานเฉพาะที่ต้องทำ ดังนั้นการกลึงตัดคุณภาพต่ำจึงเป็นวิธีที่เร็วที่สุด โดยเครื่องจักรที่ใช้แรงมือส่วนใหญ่สามารถตัดโลหะได้สูงสุดถึง 65 มม. สำหรับการแปรรูปชิ้นส่วนที่มีรูปทรง สามารถใช้ความหนาของวัสดุได้ถึง 45 มม.

คุณภาพของงานจะขึ้นอยู่กับระดับความเป็นมืออาชีพของอาจารย์อย่างมาก การตัดที่แม่นยำและสะอาดโดยมีความเบี่ยงเบนน้อยที่สุดจากขนาดที่ต้องการสามารถทำได้โดยผู้ปฏิบัติงานเท่านั้น การศึกษาเฉพาะทาง- ปราศจาก การเตรียมการที่จำเป็นไม่น่าเป็นไปได้ที่จะตัดผมเป็นลอนได้

การแปรรูปโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก

เมื่อแปรรูปโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก จะใช้วิธีการตัดต่างๆ โดยคำนึงถึงความหนาแน่นของวัสดุ ประเภท และอื่นๆ ตัวชี้วัดทางเทคนิค- หากต้องการตัดโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ต้องปฏิบัติตามคำแนะนำต่อไปนี้:

1. ตัดอลูมิเนียม- สำหรับวัสดุหนาถึง 7 ซม. สามารถใช้ลมอัดได้ การใช้งานไม่สามารถทำได้เมื่อมีความหนาแน่นของวัสดุต่ำ การตัดแผ่นอลูมิเนียมคุณภาพสูงสูงถึง 2 ซม. ทำได้โดยใช้ไนโตรเจนบริสุทธิ์ และความหนา 7-10 ซม. โดยใช้ไฮโดรเจนและไนโตรเจน การตัดพลาสม่าอลูมิเนียมที่มีความหนามากกว่า 10 ซม. ดำเนินการโดยใช้ส่วนผสมของไฮโดรเจนและอาร์กอน แนะนำให้ใช้องค์ประกอบเดียวกันนี้กับเหล็กโลหะผสมสูงและทองแดงที่มีผนังหนา
2. ตัดเหล็กสแตนเลส- ไม่แนะนำให้ใช้ลมอัดในการทำงาน โดยคำนึงถึงความหนาของวัสดุ สามารถใช้ไนโตรเจนบริสุทธิ์หรือสารผสมกับอาร์กอนได้ ก็ต้องคำนึงถึงสิ่งนั้นด้วย สแตนเลสค่อนข้างอ่อนไหวต่อการกระทำ กระแสสลับซึ่งอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและการรื้อถอนได้เร็วขึ้น การตัดเหล็กกล้าไร้สนิมดำเนินการโดยใช้การติดตั้งที่ใช้หลักการกระทำทางอ้อม

ขอบเขตการใช้งานของการตัดพลาสม่า

การใช้พลาสมาตรอนเป็นที่นิยมด้วยเหตุผลบางอย่าง ด้วยการใช้งานที่ค่อนข้างง่าย รวมถึงต้นทุนอุปกรณ์แบบแมนนวลที่ไม่สูงมาก (ต่างจากอุปกรณ์ตัดอื่น ๆ) ทำให้คุณภาพของการตัดที่ได้นั้นมีประสิทธิภาพสูง

การใช้การตัดโลหะด้วยพลาสมาแพร่หลายในพื้นที่การผลิตต่อไปนี้:

1. การก่อสร้างโครงสร้างโลหะ
2. การแปรรูปโลหะม้วน - ด้วยพลาสมา คุณสามารถตัดโลหะได้เกือบทุกชนิด รวมถึงเหล็ก วัสดุทนไฟ และอโลหะ
3. พื้นที่ต่างๆอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องบิน, การก่อสร้างทุนอาคาร วิศวกรรมเครื่องกล ฯลฯ - ในทุกด้านเหล่านี้ เป็นไปไม่ได้ที่จะทำโดยไม่ต้องใช้เครื่องตัดพลาสม่า
4. การประมวลผลชิ้นส่วนและ การปลอมศิลปะ- การใช้เครื่องตัดพลาสม่าคุณสามารถสร้างส่วนหนึ่งของความซับซ้อนได้เกือบทุกแบบ

การใช้เครื่องตัดพลาสม่าไม่ได้แทนที่การติดตั้งด้วยตนเอง ดังนั้น, การตัดพลาสม่าอย่างมีศิลปะทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวที่ตรงกับความตั้งใจของศิลปินที่จะใช้เป็น เครื่องประดับตกแต่งบันได ราวบันได รั้ว ราวบันได ฯลฯ

ข้อดีและข้อเสีย

แทบไม่มีเลย การผลิตภาคอุตสาหกรรมซึ่งเชื่อมต่อกับโลหะม้วนไม่สามารถทำได้หากไม่มีการตัดโลหะ การตัดรูที่แม่นยำ, การตัดตกแต่งรูปทรง, การตัดแผ่นโลหะอย่างรวดเร็วเป็นช่องว่าง - ทั้งหมดนี้สามารถทำได้อย่างรวดเร็วโดยใช้ไฟฉายพลาสม่า ข้อดีของวิธีนี้มีดังนี้:

1. ประหยัด- วิธีพลาสมาบนพื้นหลัง วิธีการมาตรฐานประโยชน์การประมวลผลวัสดุอย่างมาก มีข้อ จำกัด เพียงอย่างเดียวซึ่งเกี่ยวข้องกับความหนาของวัสดุ การตัดเหล็กที่มีความหนามากกว่า 50 มม. โดยใช้พลาสมาไฟฉายไม่ได้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจและเป็นไปไม่ได้
2. การเคลื่อนย้ายหน่วยมือถือพลาสมา
3. ความเร็วสูงการแปรรูปชิ้นส่วนและผลผลิต ต่างจากวิธีการอิเล็กโทรดทั่วไป ความเร็วในการทำงานเพิ่มขึ้น 5-12 เท่า
4. ตัดโลหะทุกประเภท (ทองแดง อลูมิเนียม เหล็ก สแตนเลส ไทเทเนียม ฯลฯ)
5. ความปลอดภัย.
6. ความแม่นยำ- การเสียรูปเนื่องจากภาระความร้อนแทบจะมองไม่เห็นและต่อมาไม่จำเป็นต้องมีการประมวลผลเพิ่มเติม ในกรณีนี้ความแม่นยำของการตัดพลาสมาคือ 0.24−0.34 มม.

ทั้งหมดนี้ ข้อดีของการตัดพลาสม่าอธิบายว่าเหตุใดวิธีนี้จึงได้รับความนิยมไม่เพียงแต่เพื่อวัตถุประสงค์ในการผลิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความต้องการภายในประเทศด้วย

แต่เมื่อพูดถึงข้อดีแล้ว จำเป็นต้องสังเกตประเด็นเชิงลบบางประการ:

1. ข้อกำหนดที่ชัดเจนเกี่ยวกับการประมวลผลชิ้นส่วน ต้นแบบจะต้องสังเกตมุมเอียงของเครื่องตัดอย่างเคร่งครัดในช่วง 10-50 องศา การไม่ปฏิบัติตามกฎนี้จะเร่งการสึกหรอของชิ้นส่วนและส่งผลต่อคุณภาพของการตัดด้วย
2. ข้อจำกัดที่เกี่ยวข้องกับความหนาของการตัด แม้จะมีอุปกรณ์ที่ทรงพลัง แต่ความหนาแน่นสูงสุดของวัสดุแปรรูปต้องไม่เกิน 10 ซม.
3. นอกจาก, อุปกรณ์การทำงานซับซ้อนมากซึ่งทำให้เป็นไปไม่ได้เลยที่จะใช้เครื่องตัดสองตัวพร้อมกันที่เชื่อมต่อกับยูนิตเดียว

เปรียบเทียบการตัดด้วยเลเซอร์และพลาสม่า

ความแตกต่างระหว่างพลาสมาและ ตัดด้วยเลเซอร์โลหะประกอบด้วยวิธีการออกฤทธิ์บนพื้นผิวของวัสดุ อุปกรณ์เลเซอร์ให้ความเร็วในการประมวลผลชิ้นส่วนและผลผลิตที่มากขึ้น และหลังจากเสร็จสิ้นงานแล้ว เปอร์เซ็นต์การหลอมก็จะน้อยลง ข้อเสียของอุปกรณ์เลเซอร์ก็คือ ราคาสูงและความหนาของวัสดุที่กำลังประมวลผลจะต้องไม่เกิน 2 ซม.

คบเพลิงพลาสม่านั้นต่างจากเลเซอร์ตรงที่มีราคาถูกกว่ามากและยังมีความกว้างกว่าอีกด้วย ฟังก์ชั่นและขอบเขตการใช้งาน