Hava basıncının kesme yüzeyini nasıl etkilediği

Hava basıncı, kesim kalitesini (özellikle kesim bölümlerinin kalitesini) etkileyen temel parametrelerden biridir. Etkisi tek bir "yüksek iyi" veya "düşük iyi" değerle sınırlı değildir, aksine kesim hızı, güç/akım vb. parametrelerle tam olarak eşleştirilmesi gereken "optimal bir aralık"tır. Genel olarak,Hava basıncının kesme bölümü üzerindeki etkisi esas olarak asılı cüruf durumu, kesit pürüzlülüğü, yarık genişliği ve alt kenarda kendini gösterir.Aşağıda detaylı olarak açıklanacak iki örnek verilmiştir:

1. Lazer kesim (örneğin oksijen destekli metal kesimi)

Lazer kesimde gazın (oksijen, azot gibi) temel rolü şudur:

• Yardımcı yanma (oksijen):Metal ile ekzotermik reaksiyon, enerji artışı.
• Cürufları üfleyerek uzaklaştırmak:Yarıktaki erimiş malzemeyi üfleyerek temiz bir kesim oluşturmak.
• Objektifi ve fotoğraf makinesi gövdesini koruyun:Sıçramaların optik bileşenlere zarar vermesini önleyin.

Düşük hava basıncının etkileri:

• Pürüzlü yüzey, ciddi cüruf birikimi: Bu en doğrudan performans göstergesidir. Yetersiz hava basıncı, yarığın dibindeki erimiş metali etkili ve zamanında uzaklaştıramaz. Bu erimiş metaller plakanın dibine yapışarak çıkarılması zor bir cüruf (çapak) oluşturur. Aynı zamanda, uzaklaştırılamayan erimiş metal tekrar katılaşarak kesim yüzeyini pürüzlü, düzgün olmayan bir hale getirir ve çizgiler oluşturur.
• Kesme hızının düşürülmesi: Cürufun uzaklaştırılması için kesme hızının düşürülmesi gerekebilir, aksi takdirde kesme işlemi gerçekleşmeyecek ve üretim verimliliği etkilenecektir.
• Kesme işlemi tamamlanamayabilir: aşırı durumlarda, hava basıncı erimiş tabakayı delmek için çok düşük olabilir ve bu da kesme işleminin kesintiye uğramasına neden olabilir.

Yüksek hava basıncının etkileri:

• Kesit, girdap oluşumuna ve pürüzlülüğün artmasına neden olur: çok yüksek gaz basıncı, kararlı laminer akış yerine yarık içinde türbülanslı bir akış oluşturacaktır. Bu türbülans, erimiş metalin normal akışını engelleyecek ve kesimin yan tarafında düzenli bir yanal girdap oluşumuna yol açarak kesitin "çiçeksi" görünmesine neden olur, ancak pürüzsüzlüğü azaltır.
• Kesim aralığı genişler: Yüksek basınçlı gaz, lazer odağını "patlatmaya" eşdeğerdir; bu da kesim aralığının üst ve alt kısımlarının normalden daha geniş olmasına ve doğruluğun azalmasına neden olur.
• Kesimin alt kısmı aşırı yanmış veya kama şeklindedir: yüksek basınçlı gaz, plakanın alt kısmına çok fazla ısı getirir ve bu da alt malzemenin aşırı yanmasına, daha geniş bir alt kenar (hatta yuvarlak köşeler) oluşmasına neden olur; kesim, dikey bir kesit yerine geniş bir üst ve dar bir alt kısma sahip kama şeklinde bir görünüm sergiler.
• Atık gaz, maliyeti artırır: Gereksiz yüksek basınç, gaz tüketim maliyetini doğrudan artıracaktır.

En iyi hava basıncı:

• Plakanın malzemesine, kalınlığına, kesme hızına ve lazer verimliliğine göre kapsamlı bir şekilde ayarlanması gerekir.
• Kalın plakalar için, alttaki cürufu uzaklaştırmak için yeterli enerjinin sağlanması amacıyla genellikle daha yüksek hava basıncına ihtiyaç duyulur.
• Oksijen kullanıldığında, hava basıncının ayarlanmasında yanma reaksiyonunun uygunluğu da dikkate alınmalıdır.

2. Plazma kesim

• Plazma kesiminde, plazma arkını oluşturan ortam gaz (ve su) olup, erimiş malzemeyi uzaklaştıran ve arkı sınırlayan enerjiyi de gaz sağlar.

Düşük hava basıncının etkileri:

• Ark kararsızdır ve kolayca kırılır: kararlı ve yoğun bir plazma arkı oluşturmak için basınç yetersizdir.
• Kesme enerjisi azalır ve kesme işlemi tamamlanamaz: özellikle daha kalın levhalar kesilirken, plazma arkının enerjisi ve hızı, malzemeyi etkili bir şekilde eritmek ve uzaklaştırmak için yetersiz kalır.
• Ciddi cüruf birikmesi: Lazer kesiminde olduğu gibi, cüruf etkili bir şekilde uzaklaştırılamaz, bu da altta cüruf birikmesinin artmasına neden olur.
• Kesim "kavisli"dir: kavisin alt kısmında dikey kesim için yeterli enerji bulunmadığından, kesim üst kısmı geniş, alt kısmı dar bir V şekli alacaktır.

Yüksek hava basıncının etkileri:

• Ark "sönüyor" ve enerji yoğunlaşmıyor: çok yüksek gaz basıncı, plazma arkını çok fazla dağıtarak enerji yoğunluğunda azalmaya neden olur. Hava akış hızı çok yüksek olsa da, özellikle kalın plakalar için kesme enerjisi azalabilir.
• Elektrot ve nozul aşınmasında artış: Yüksek basınç, daha yüksek çalışma yoğunluğu anlamına gelir ve bu da aşınan parçaların (elektrotlar, nozullar) kullanım ömrünü önemli ölçüde kısaltır.
• Kesimin üst kısmı eriyerek "çan ağzı" şeklini alır: ayrışan ark, kesimin üst kısmını aşırı derecede eriterek, geniş bir üst ve dar bir alt kısmı olan ters V şeklinde bir kesim oluşturur; bu, aşırı hava basıncıyla plazma kesiminin tipik bir özelliğidir.
• Kaba kesit: Dengesiz yay, kesitte daha derin oluklara ve dalgalanmalara yol açacaktır.

En iyi hava basıncı:

• Plazma güç kaynağı üreticisinin belirli güç kaynağı, nozul açıklığı ve levha tipi/kalınlığı için önerdiği parametrelere kesinlikle uyulmalıdır. Basınç eşleştirme gereksinimleri açısından plazma kesiminde daha katı kurallar geçerlidir.

Özet Karşılaştırma Tablosu

Sonuçlar ve Öneriler

1. Evrensel bir değer yoktur:En uygun basınç değeri, kullanılan kesme işlemine (lazer/plazma), malzeme türüne, kalınlığına, kesme hızına ve diğer işlem parametrelerine bağlıdır.

2. Deneme kesimiyle belirleyin:En güvenilir yöntem deneme amaçlı kesim yapmaktır. Sabit güç ve hızda, hava basıncını ince ayar yapın, kesim kesitindeki değişimi gözlemleyin ve en az sarkık cüruf, en düzgün kesit ve en iyi dikey kesim dikişine sahip hava basıncı değerini bulun.

3. Genel eşleşmeye dikkat edin:Hava basıncı, kesme hızıyla yakından eşleştirilmelidir. Hızın artırılması genellikle, cürufun zamanında uzaklaştırılmasını sağlamak için hava basıncında da buna karşılık gelen bir artış gerektirir.

4. Gaz kaynağının kalitesini sağlayın:Basıncın yanı sıra, özellikle yüksek yansıtıcı özelliğe sahip malzemelerin lazer ve plazma kesimi için gazın saflığı ve kuruluğu da çok önemlidir.

Bu nedenle, kesilen parçanın kalitesinin düşük olduğu tespit edildiğinde, öncelikle kontrol edilmesi ve ayarlanması gereken temel parametrelerden biri hava basıncıdır.