Hoe de luchtdruk het snijvlak beïnvloedt

Luchtdruk is een van de belangrijkste parameters die de snijkwaliteit beïnvloeden (met name de kwaliteit van de snijvlakken). De impact ervan is niet eenduidig ​​"goed hoog" of "slecht laag", maar er is een "optimaal bereik" dat nauwkeurig moet worden afgestemd op parameters zoals snijsnelheid, vermogen/stroomsterkte, enz. Over het algemeen geldt:De invloed van de luchtdruk op het snijvlak komt vooral tot uiting in de aanwezigheid van hangende slakken, de ruwheid van het snijvlak, de spleetbreedte en de onderrand.De volgende twee gevallen zullen we in detail toelichten:

1. Lasersnijden (bijvoorbeeld metaal snijden met zuurstofondersteuning)

Bij lasersnijden speelt gas (zoals zuurstof en stikstof) een belangrijke rol:

• Hulpverbranding (zuurstof):Exotherme reactie met metaal, waarbij de energie toeneemt.
• Het wegblazen van de slakken:Het wegblazen van het gesmolten materiaal in de spleet zorgt voor een nette snede.
• Bescherm de lens en de behuizing van het wapen:Voorkom dat spatten de optische componenten beschadigen.

Effecten van lage luchtdruk:

• Ruwe doorsnede, ernstige slakvorming: dit is het meest directe probleem. Onvoldoende luchtdruk kan het gesmolten metaal onderin de snede niet effectief en tijdig wegblazen. Dit gesmolten metaal hecht zich aan de onderkant van de plaat en vormt een slak (braam) die moeilijk te verwijderen is. Tegelijkertijd stolt het gesmolten metaal dat niet kan worden weggeblazen opnieuw, waardoor de snijdoorsnede ruw en niet glad wordt en strepen vertoont.
• Verlaging van de snijsnelheid: Om de slak te verwijderen, kan het nodig zijn de snijsnelheid te verlagen, anders kan er niet goed worden gesneden en wordt de productie-efficiëntie beïnvloed.
• Het kan mislukken: in extreme gevallen is de luchtdruk te laag om door de gesmolten laag heen te blazen, waardoor het snijproces wordt onderbroken.

Effecten van hoge luchtdruk:

• De dwarsdoorsnede veroorzaakt wervelingen en een verhoogde ruwheid: een te hoge gasdruk zorgt voor een turbulente stroming in de spleet in plaats van een stabiele laminaire stroming. Deze turbulentie verstoort de normale stroming van het gesmolten metaal en veroorzaakt een regelmatige, laterale werveling aan de zijkant van de snede, waardoor de doorsnede er "bloemachtig" uitziet, maar de gladheid afneemt.
• De snede wordt breder: het hogedrukgas is vergelijkbaar met het "opblazen" van de laserfocus, waardoor de boven- en onderkant van de snede breder worden dan normaal en de nauwkeurigheid afneemt.
• De onderkant van de snede is oververhit of wigvormig: het hogedrukgas brengt te veel hitte naar de onderkant van de plaat, wat resulteert in overmatige verbranding van het bodemmateriaal, waardoor een grotere onderrand ontstaat (zelfs afgeronde hoeken) en de snede een wigvorm krijgt met een brede bovenkant en een smalle onderkant, in plaats van een verticale doorsnede.
• Afvalgas verhoogt de kosten: onnodig hoge druk zal de kosten van het gasverbruik direct verhogen.

Optimale luchtdruk:

• Het moet uitgebreid worden ingesteld op basis van het materiaal, de dikte, de snijsnelheid en de laserefficiëntie van de plaat.
• Bij dikke platen is doorgaans een hogere luchtdruk nodig om ervoor te zorgen dat er voldoende energie is om de slak aan de onderkant weg te blazen.
• Bij het toevoeren van zuurstof moet bij het instellen van de luchtdruk ook rekening worden gehouden met de afstemming van de verbrandingsreactie.

2. Plasmasnijden

• Bij plasmasnijden is gas (en water) het medium dat de plasmaboog opwekt, en het is tevens de energiebron die het gesmolten materiaal wegblaast en de boog in bedwang houdt.

Effecten van lage luchtdruk:

• De boog is instabiel en breekt gemakkelijk: de druk is onvoldoende om een ​​stabiele en geconcentreerde plasmaboog te vormen.
• De snij-energie wordt verminderd en er kan niet volledig worden doorgesneden: de energie en snelheid van de plasmaboog zijn onvoldoende om het materiaal effectief te smelten en weg te blazen, vooral bij het snijden van dikkere platen.
• Ernstige slakophoping: net als bij lasersnijden kan de slak niet effectief worden verwijderd, waardoor er zich meer slak aan de onderkant ophoopt.
• De snede is "gebogen": de snede krijgt een V-vorm met een brede bovenkant en een smalle onderkant, omdat de boog aan de onderkant onvoldoende energie heeft om verticaal te snijden.

Effecten van hoge luchtdruk:

• De boog wordt "uitgeblazen" en de energie is niet geconcentreerd: een te hoge gasdruk zal de plasmaboog te veel divergeren, wat resulteert in een afname van de energiedichtheid. Hoewel de luchtstroom zeer snel is, kan de snij-energie afnemen, vooral bij dikke platen.
• Verhoogde slijtage van elektroden en nozzles: Hoge druk betekent een hogere werkintensiteit, wat de levensduur van slijtageonderdelen (elektroden, nozzles) aanzienlijk verkort.
• De bovenkant van de snede smelt en vormt een "trechtervormige opening": de divergerende boog smelt de bovenkant van de snede overmatig, waardoor een omgekeerde V-vormige snede ontstaat met een brede bovenkant en een smalle onderkant. Dit is een typisch kenmerk van plasmasnijden met een te hoge luchtdruk.
• Ruwe doorsnede: een instabiele boog zal leiden tot diepere groeven en ribbels in het snijvlak.

Optimale luchtdruk:

• De parameters die de fabrikant van de plasma-voeding aanbeveelt voor de specifieke voeding, spuitmondopening en plaatsoort/dikte moeten strikt worden gevolgd. Bij plasmasnijden gelden er strengere eisen met betrekking tot de drukafstemming.

Samenvattende vergelijkingstabel

Conclusies en aanbevelingen

1. Er bestaat geen universele waarde:De optimale drukwaarde is afhankelijk van het specifieke snijproces (laser/plasma), het materiaalsoort, de dikte, de snijsnelheid en andere procesparameters.

2. Bepaal door proefsnijden:De meest betrouwbare methode is proefsnijden. Stel bij een constant vermogen en toerental de luchtdruk nauwkeurig af, observeer de verandering in de snijdoorsnede en zoek de luchtdrukwaarde waarbij de minste slakvorming optreedt, de doorsnede het gladst is en de snijnaad het meest verticaal is.

3. Let op de algehele overeenkomst:De luchtdruk moet nauwkeurig afgestemd zijn op de snijsnelheid. Een hogere snelheid vereist meestal een overeenkomstige verhoging van de luchtdruk om ervoor te zorgen dat de slak tijdig wordt weggeblazen.

4. Zorg voor de kwaliteit van de gasbron:Naast de druk zijn ook de zuiverheid en droogheid van het gas erg belangrijk, vooral bij het lasersnijden en plasmasnijden van sterk reflecterende materialen.

Wanneer de kwaliteit van het snijvlak dus onvoldoende is, is de luchtdruk een van de belangrijkste parameters die als eerste gecontroleerd en aangepast moet worden.