Jak ciśnienie powietrza wpływa na sekcję tnącą

Ciśnienie powietrza jest jednym z kluczowych parametrów wpływających na jakość cięcia (zwłaszcza jakość ciętych przekrojów). Jego wpływ nie jest jednoznaczny i nie można go określić jako „wysoki dobry” lub „niski dobry”, ale jako „optymalny zakres”, który należy precyzyjnie dopasować do parametrów takich jak prędkość cięcia, moc/prąd itp. Ogólnie rzecz biorąc,Wpływ ciśnienia powietrza na przekrój cięcia odzwierciedla się głównie w stanie wiszącego żużla, chropowatości przekroju, szerokości szczeliny i dolnej krawędzi.Poniższe dwa przypadki wyjaśnię szczegółowo:

1. Cięcie laserowe (na przykład cięcie metalu wspomagane tlenem)

W cięciu laserowym główną rolą gazów (takich jak tlen, azot) jest:

• Spalanie pomocnicze (tlen):Reakcja egzotermiczna z metalem, zwiększająca energię.
• Zdmuchiwanie żużlu:Wydmuchiwanie stopionego materiału ze szczeliny w celu utworzenia czystego cięcia.
• Chroń obiektyw i korpus pistoletu:zapobiegają uszkodzeniu elementów optycznych przez zachlapanie.

Skutki niskiego ciśnienia powietrza:

• Surowy odcinek, wiszący żużel – poważne zagrożenie: to najbardziej bezpośrednia sytuacja. Niewystarczające ciśnienie powietrza nie pozwala na skuteczne i szybkie zdmuchnięcie stopionego metalu z dna szczeliny. Stopiony metal przywiera do dna blachy, tworząc trudny do usunięcia żużel (zadzior). Jednocześnie stopiony metal, którego nie można zdmuchnąć, ponownie krzepnie, przez co powierzchnia cięcia staje się szorstka, a nie gładka, i tworzą się na niej smugi.
• Spadek prędkości skrawania: Aby usunąć żużel, konieczne może okazać się zmniejszenie prędkości skrawania, w przeciwnym razie cięcie nie będzie możliwe, co wpłynie na wydajność produkcji.
• Może się zdarzyć, że cięcie nie zostanie wykonane: w skrajnych przypadkach ciśnienie powietrza jest zbyt niskie, aby przedostać się przez warstwę stopionego materiału, co powoduje przerwanie cięcia.

Skutki wysokiego ciśnienia powietrza:

• Przekrój poprzeczny powoduje wirowanie i wzrost chropowatości: zbyt wysokie ciśnienie gazu spowoduje przepływ turbulentny w szczelinie zamiast stabilnego przepływu laminarnego. Turbulencja ta zakłóci normalny przepływ stopionego metalu, a powstanie regularnego bocznego wiru po stronie cięcia sprawi, że przekrój będzie wyglądał „bardzo kwieciście”, ale zmniejszy gładkość.
• Szczelina się poszerza: Gaz pod wysokim ciśnieniem działa jak „rozsadzanie” ogniska lasera, co powoduje, że górna i dolna część szczeliny są szersze niż zwykle, a dokładność ulega zmniejszeniu.
• Dno cięcia jest przepalone lub ma kształt klina: gaz pod wysokim ciśnieniem dostarcza zbyt dużo ciepła do dna płyty, co powoduje nadmierne spalenie dolnego materiału, a w efekcie powstaje większa dolna krawędź (nawet zaokrąglone rogi), a cięcie ma kształt klina z szeroką górą i wąskim dołem, zamiast pionowej sekcji.
• Spaliny zwiększają koszty: niepotrzebnie wysokie ciśnienie bezpośrednio zwiększa koszty zużycia gazu.

Najlepsze ciśnienie powietrza:

• Musi być on kompleksowo ustawiony w zależności od materiału, grubości, prędkości cięcia i wydajności lasera płyty.
• W przypadku grubych płyt zwykle konieczne jest zastosowanie wyższego ciśnienia powietrza, aby zapewnić wystarczającą ilość energii do zdmuchnięcia żużla u dołu.
• W przypadku stosowania tlenu, ustawienia ciśnienia powietrza muszą także uwzględniać dopasowanie reakcji spalania.

2. Cięcie plazmowe

• W przypadku cięcia plazmowego medium generującym łuk plazmowy jest gaz (oraz woda), a także energia, która zdmuchuje stopiony materiał i ogranicza łuk.

Skutki niskiego ciśnienia powietrza:

• Łuk jest niestabilny i łatwy do przerwania: ciśnienie jest niewystarczające do utworzenia stabilnego i skoncentrowanego łuku plazmowego.
• Energia cięcia ulega zmniejszeniu i cięcie nie może zostać wykonane na wylot: energia i prędkość łuku plazmowego są niewystarczające, aby skutecznie stopić i zdmuchnąć materiał, szczególnie podczas cięcia grubszych blach.
• Poważne zaleganie żużla: podobnie jak w przypadku cięcia laserowego, żużla nie można skutecznie usunąć, co powoduje zwiększenie ilości żużla zalegającego na dnie.
• Cięcie jest „łukowe”: cięcie przybierze kształt litery V z szeroką górą i wąskim dołem, ponieważ łuk nie ma wystarczającej energii u dołu, aby przeciąć pionowo.

Skutki wysokiego ciśnienia powietrza:

• Łuk jest „wydmuchiwany”, a energia nie jest skoncentrowana: zbyt wysokie ciśnienie gazu spowoduje zbyt rozbieżne rozproszenie łuku plazmowego, co spowoduje spadek gęstości energii. Chociaż prędkość przepływu powietrza jest bardzo duża, energia cięcia może się zmniejszyć, szczególnie w przypadku grubych blach.
• Zwiększone zużycie elektrod i dysz: Wysokie ciśnienie oznacza większą intensywność pracy, co znacznie skraca żywotność części zużywających się (elektrod, dysz).
• Górna część cięcia topi się, tworząc „dzwon”: rozbieżny łuk nadmiernie topi górną część cięcia, tworząc cięcie w kształcie odwróconej litery V z szeroką górą i wąskim dołem, co jest typową cechą cięcia plazmowego z zastosowaniem nadmiernego ciśnienia powietrza.
• Sekcja szorstka: niestabilny łuk spowoduje powstanie głębszych rowków i pofałdowań w sekcji cięcia.

Najlepsze ciśnienie powietrza:

• Należy ściśle przestrzegać parametrów zalecanych przez producenta zasilacza plazmowego dla konkretnego zasilacza, otworu dyszy oraz rodzaju/grubości blachy. Cięcie plazmowe wymaga bardziej rygorystycznego dopasowania ciśnienia.

Tabela podsumowująca porównanie

Wnioski i zalecenia

1. Nie ma wartości uniwersalnej:Optymalna wartość ciśnienia zależy od konkretnego procesu cięcia (laser/plazma), rodzaju materiału, grubości, prędkości cięcia i innych parametrów procesu.

2. Określ poprzez cięcie próbne:Najbardziej niezawodną metodą jest próba cięcia. Przy stałej mocy i prędkości precyzyjnie dostosuj ciśnienie powietrza, obserwuj zmiany w przekroju cięcia i znajdź wartość ciśnienia powietrza, która zapewnia najmniej żużlu, najgładszy przekrój i najlepszą pionowość cięcia.

3. Zwróć uwagę na ogólne dopasowanie:Ciśnienie powietrza musi być ściśle dopasowane do prędkości cięcia. Zwiększenie prędkości zazwyczaj wymaga odpowiedniego wzrostu ciśnienia powietrza, aby zapewnić szybkie usunięcie żużla.

4. Zapewnij jakość źródła gazu:Oprócz ciśnienia, bardzo ważna jest także czystość i suchość gazu, zwłaszcza w przypadku cięcia laserowego i plazmowego materiałów silnie odblaskowych.

Dlatego też, gdy jakość ciętego fragmentu okaże się słaba, ciśnienie powietrza jest jednym z kluczowych parametrów, które należy w pierwszej kolejności sprawdzić i wyregulować.