공기압이 절단면에 미치는 영향

공기압은 절단 품질(특히 절단면 품질)에 영향을 미치는 주요 매개변수 중 하나입니다. 공기압의 영향은 단순히 "높음" 또는 "낮음"으로 나눌 수 있는 것이 아니라, 절단 속도, 출력/전류 등의 매개변수와 정확하게 맞춰야 하는 "최적 범위"가 존재합니다. 일반적으로,절삭 단면에 대한 공기압의 영향은 주로 슬래그 잔류량, 단면 조도, 슬릿 폭 및 바닥 가장자리에 나타납니다.다음 두 가지 사례를 자세히 설명하겠습니다.

1. 레이저 절단 (예: 산소 보조 금속 절단)

레이저 절단에서 산소, 질소 등의 가스가 하는 주요 역할은 다음과 같습니다.

• 보조 연소(산소):금속과의 발열 반응으로 에너지가 증가합니다.
• 슬래그를 날려버리기:틈새에 녹은 물질을 불어내어 깨끗한 절단면을 만듭니다.
• 렌즈와 총기 본체를 보호하세요:액체가 튀는 것을 방지하여 광학 부품이 손상되는 것을 막습니다.

낮은 기압의 영향:

• 거친 단면, 심각한 슬래그 잔류: 이는 가장 직접적인 성능 문제입니다. 공기압이 부족하면 슬릿 바닥의 용융 금속을 효과적이고 신속하게 제거할 수 없습니다. 이렇게 제거되지 않은 용융 금속은 판재 바닥에 달라붙어 제거하기 어려운 슬래그(버)를 형성합니다. 또한, 제거되지 않은 용융 금속은 다시 응고되어 절단면을 거칠게 만들고 줄무늬를 남깁니다.
• 절삭 속도 감소: 슬래그를 제거하기 위해서는 절삭 속도를 줄여야 할 수도 있습니다. 그렇지 않으면 절삭이 제대로 되지 않아 생산 효율에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 절단이 제대로 되지 않을 수도 있습니다. 극단적인 경우, 공기압이 너무 낮아 녹은 층을 뚫고 지나갈 수 없어 절단 작업이 중단될 수 있습니다.

높은 기압의 영향:

• 단면에서 소용돌이가 발생하고 표면 거칠기가 증가합니다. 가스 압력이 너무 높으면 슬릿 내부에 안정적인 층류 대신 난류가 형성됩니다. 이 난류는 용융 금속의 정상적인 흐름을 방해하고 절단면 측면에 규칙적인 횡방향 소용돌이를 발생시켜 단면이 "꽃 모양"처럼 보이게 하지만 표면 평활도를 저하시킵니다.
• 절단면이 넓어짐: 고압 가스는 레이저 초점을 "폭발시키는" 것과 같은 효과를 내어 절단면의 위쪽과 아래쪽 부분이 평소보다 넓어지고 정확도가 떨어집니다.
• 절단면의 아랫부분이 과도하게 타거나 쐐기 모양으로 변형된 경우: 고압 가스가 판의 아랫부분에 너무 많은 열을 가하여 아랫부분 재료가 과도하게 타버리고, 이로 인해 아랫부분 가장자리가 더 넓어지거나 (둥근 모서리조차도) 절단면이 수직 단면이 아닌 윗부분이 넓고 아랫부분이 좁은 쐐기 모양으로 변형됩니다.
• 폐가스 발생으로 비용 증가: 불필요하게 높은 압력은 가스 소비 비용을 직접적으로 증가시킵니다.

최적 공기압:

• 재질, 두께, 절단 속도 및 판재의 레이저 효율을 고려하여 종합적으로 설정해야 합니다.
• 두꺼운 판재의 경우, 바닥의 슬래그를 날려버릴 충분한 에너지를 확보하기 위해 일반적으로 더 높은 공기압이 필요합니다.
• 산소를 공급할 때는 연소 반응과의 조화를 고려하여 공기압을 설정해야 합니다.

2. 플라즈마 절단

• 플라즈마 절단에서 가스(및 물)는 플라즈마 아크를 생성하는 매개체이며, 용융된 재료를 날려 보내고 아크를 제한하는 에너지원이기도 합니다.

낮은 기압의 영향:

• 아크가 불안정하고 쉽게 끊어집니다. 안정적이고 집중된 플라즈마 아크를 형성하기에 압력이 충분하지 않습니다.
• 절단 에너지가 감소하여 절단이 제대로 되지 않습니다. 특히 두꺼운 판재를 절단할 때 플라즈마 아크의 에너지와 속도가 재료를 효과적으로 녹이고 날려버리기에 충분하지 않습니다.
• 심각한 슬래그 잔류물 발생: 레이저 절단과 유사하게 슬래그를 효과적으로 제거할 수 없어 바닥에 슬래그가 많이 잔류합니다.
• 절단면은 "아치형"이 됩니다. 아치의 아랫부분이 수직으로 절단하기에 충분한 에너지를 갖지 못하기 때문에, 절단면은 윗부분이 넓고 아랫부분이 좁은 V자 모양이 됩니다.

높은 기압의 영향:

• 아크가 "흩어지면서" 에너지가 집중되지 않습니다. 가스 압력이 너무 높으면 플라즈마 아크가 너무 넓게 퍼져 에너지 밀도가 감소합니다. 공기 흐름 속도가 매우 빠르더라도, 특히 두꺼운 판재를 절단할 때는 절단 에너지가 감소할 수 있습니다.
• 전극 및 노즐 마모 증가: 고압은 작동 강도를 높여 마모 부품(전극, 노즐)의 수명을 크게 단축시킵니다.
• 절단면 상단이 녹아 "나팔 모양"이 됩니다. 발산하는 아크는 절단면 상단을 과도하게 녹여 윗부분은 넓고 아랫부분은 좁은 역V자 모양의 절단면을 만드는데, 이는 과도한 공기압을 사용한 플라즈마 절단에서 나타나는 전형적인 특징입니다.
• 거친 단면: 불안정한 곡선은 절단면에 더 깊은 홈과 골을 남깁니다.

최적 공기압:

• 플라즈마 전원 공급 장치 제조업체에서 권장하는 특정 전원 공급 장치, 노즐 개구부 및 판재 종류/두께에 대한 매개변수를 엄격히 준수해야 합니다. 플라즈마 절단 시 압력 일치 요구 사항은 더욱 엄격합니다.

요약 비교표

결론 및 권고사항

1. 보편적인 가치는 없다.최적의 압력 값은 특정 절단 공정(레이저/플라즈마), 재료 유형, 두께, 절단 속도 및 기타 공정 매개변수에 따라 달라집니다.

2. 시험 절단을 통해 확인합니다.가장 확실한 방법은 직접 절단해 보는 것입니다. 고정된 출력과 속도에서 공기압을 미세 조정하고 절단면의 변화를 관찰하여, 잔류 슬래그가 가장 적고 절단면이 가장 매끄럽고 절단 이음매의 수직도가 가장 좋은 공기압 값을 찾으십시오.

3. 전체적인 조화에 주의를 기울이세요:공기압은 절삭 속도와 정확히 일치해야 합니다. 속도를 높이면 슬래그가 제때 날아가도록 공기압도 그에 맞춰 높여야 하는 경우가 많습니다.

4. 가스 공급원의 품질을 확인하십시오.압력 외에도 가스의 순도와 건조도는 매우 중요하며, 특히 반사율이 높은 재료를 레이저 절단이나 플라즈마 절단할 때 더욱 그렇습니다.

따라서 절단면의 품질이 좋지 않은 경우, 공기압은 가장 먼저 점검하고 조정해야 할 핵심 매개변수 중 하나입니다.