Comment la pression de l'air affecte la section de coupe

La pression de l'air est l'un des paramètres clés qui affectent la qualité de la coupe (en particulier la qualité des sections de coupe). Son impact ne se limite pas à une simple valeur « très bonne » ou « très mauvaise », mais s'inscrit dans une « plage optimale » qui doit être précisément adaptée à des paramètres tels que la vitesse de coupe, la puissance/le courant, etc. En général,L'influence de la pression de l'air sur la section de coupe se reflète principalement dans la situation des scories suspendues, la rugosité de la section, la largeur de la fente et le bord inférieur.Voici deux cas à expliquer en détail :

1. Découpe laser (découpe de métal assistée par oxygène à titre d'exemple)

En découpe laser, le rôle principal du gaz (tel que l'oxygène, l'azote) est :

• Combustion auxiliaire (oxygène) :Réaction exothermique avec le métal, augmentant l'énergie.
• Éliminer les scories :Souffler pour évacuer le matériau en fusion de la fente et obtenir une coupe nette.
• Protégez l'objectif et le corps de l'arme :éviter que les éclaboussures n'endommagent les composants optiques.

Effets de la basse pression atmosphérique :

• Zone rugueuse, scories importantes : c’est le problème le plus flagrant. Une pression d’air insuffisante ne permet pas d’évacuer efficacement et rapidement le métal en fusion au fond de la fente. Ce métal en fusion adhère au fond de la tôle, formant des scories (bavures) difficiles à enlever. Parallèlement, le métal en fusion non évacué se resolidifie, rendant la zone de coupe rugueuse et irrégulière, et y formant des stries.
• Diminution de la vitesse de coupe : Afin d’évacuer les scories, il peut être nécessaire de réduire la vitesse de coupe, faute de quoi la machine ne pourra pas couper correctement et cela affectera l’efficacité de la production.
• Il se peut qu'elle ne parvienne pas à percer la couche en fusion : dans des cas extrêmes, la pression de l'air est trop faible pour traverser cette couche, ce qui interrompt la découpe.

Effets de la haute pression atmosphérique :

• La section transversale engendre des tourbillons et une rugosité accrue : une pression de gaz trop élevée provoque un écoulement turbulent dans la fente au lieu d'un écoulement laminaire stable. Cette turbulence perturbe l'écoulement normal du métal en fusion et la formation d'un tourbillon latéral régulier sur le bord de la coupe, ce qui donne à la section un aspect « fleuri », mais au détriment de sa régularité.
• L'écartement de la lame s'élargit : le gaz à haute pression équivaut à « faire exploser » le foyer du laser, ce qui a pour conséquence que les parties supérieure et inférieure de l'écartement sont plus larges que la normale, et que la précision est réduite.
• Le fond de la découpe est trop brûlé ou en forme de coin : le gaz à haute pression apporte trop de chaleur au fond de la plaque, ce qui entraîne une combustion excessive du matériau du fond, formant un bord inférieur plus large (voire des coins arrondis), et la découpe présente une forme de coin avec un haut large et un bas étroit, au lieu d’une section verticale.
• Les gaz gaspillés augmentent les coûts : une pression trop élevée et inutile augmentera directement le coût de la consommation de gaz.

Pression d'air optimale :

• Il est nécessaire de le paramétrer de manière exhaustive en fonction du matériau, de l'épaisseur, de la vitesse de coupe et de l'efficacité du laser de la plaque.
• Pour les plaques épaisses, une pression d'air plus élevée est généralement nécessaire pour garantir une énergie suffisante pour évacuer les scories au fond.
• Lorsque de l'oxygène est utilisé, le réglage de la pression d'air doit également tenir compte de l'adéquation de la réaction de combustion.

2. Découpe au plasma

• Dans la découpe au plasma, le gaz (et l'eau) est le milieu qui génère l'arc plasma, et c'est aussi l'énergie qui souffle le matériau fondu et contraint l'arc.

Effets de la basse pression atmosphérique :

• L'arc est instable et se rompt facilement : la pression est insuffisante pour former un arc plasma stable et concentré.
• L'énergie de coupe est réduite et la coupe ne peut être effectuée : l'énergie et la vitesse de l'arc plasma sont insuffisantes pour faire fondre et souffler efficacement le matériau, notamment lors de la découpe de plaques épaisses.
• Accumulation importante de scories : similaire à la découpe laser, les scories ne peuvent pas être éliminées efficacement, ce qui entraîne une augmentation des scories accumulées au fond.
• La coupe est « arquée » : elle prendra la forme d'un V avec une partie supérieure large et une partie inférieure étroite, car l'arc manque d'énergie à la base pour couper verticalement.

Effets de la haute pression atmosphérique :

• L'arc est « dispersé » et l'énergie n'est pas concentrée : une pression de gaz trop élevée disperse l'arc plasma de manière excessive, entraînant une diminution de la densité d'énergie. Malgré une vitesse d'écoulement d'air très élevée, l'énergie de coupe peut diminuer, notamment pour les tôles épaisses.
• Usure accrue des électrodes et des buses : Une pression élevée signifie une intensité de travail plus élevée, ce qui raccourcit considérablement la durée de vie des pièces d'usure (électrodes, buses).
• La partie supérieure de la coupe fond, formant une « bouche en cloche » : l'arc divergent va faire fondre excessivement la partie supérieure de la coupe, formant une coupe en forme de V inversé avec une partie supérieure large et une partie inférieure étroite, ce qui est une caractéristique typique de la découpe au plasma avec une pression d'air excessive.
• Section rugueuse : un arc instable entraînera des rainures et des ondulations plus profondes dans la section coupée.

Pression d'air optimale :

• Les paramètres recommandés par le fabricant de l'alimentation plasma, en fonction de la puissance, de l'ouverture de la buse et du type/de l'épaisseur de la tôle, doivent être scrupuleusement respectés. Les exigences relatives à la correspondance des pressions sont encore plus strictes pour la découpe plasma.

Tableau comparatif récapitulatif

Conclusions et recommandations

1. Il n'existe pas de valeur universelle :La valeur de pression optimale dépend du procédé de découpe spécifique (laser/plasma), du type de matériau, de l'épaisseur, de la vitesse de découpe et d'autres paramètres du procédé.

2. Déterminer par essai de coupe :La méthode la plus fiable consiste à procéder par essais de coupe. À puissance et vitesse constantes, ajustez la pression d'air, observez l'évolution de la section de coupe et trouvez la valeur de pression d'air qui minimise les scories, obtient la section la plus lisse et la meilleure verticalité du joint de coupe.

3. Portez une attention particulière à la correspondance globale :La pression d'air doit être étroitement adaptée à la vitesse de coupe. Augmenter la vitesse nécessite généralement une augmentation correspondante de la pression d'air afin d'assurer l'évacuation des scories à temps.

4. S'assurer de la qualité de la source de gaz :Outre la pression, la pureté et la sécheresse du gaz sont également très importantes, notamment pour la découpe laser et la découpe plasma de matériaux hautement réfléchissants.

Par conséquent, lorsque la qualité de la section coupée s'avère médiocre, la pression d'air est l'un des paramètres clés à vérifier et à ajuster en premier.