1. 작동 가스
작동 가스와 유량은 절단 품질에 영향을 미치는 주요 매개변수입니다. 현재 공기 플라즈마 절단의 일반적인 사용은 많은 작동 가스 중 하나에 불과합니다. 비교적 낮은 사용 비용으로 인해 널리 사용됩니다. 효과는 실제로 부족합니다. 작동 가스에는 가스와 보조 가스가 포함됩니다. 일부 장비에는 아크 시작 가스도 필요합니다. 일반적으로 절단 재료의 종류, 두께 및 절단 방법에 따라 적절한 작업이 선택됩니다. 가스. 가스는 플라즈마 제트의 형성을 보장할 뿐만 아니라 절단의 용융 금속과 산화물이 제거되도록 보장해야 합니다. 과도한 가스 흐름은 더 많은 아크 열을 빼앗아 제트의 길이가 짧아져 절단 용량과 아크 불안정성이 감소합니다. 가스 흐름이 너무 작으면 플라즈마 아크가 직진성을 잃고 절단됩니다. 깊이가 얕아지고 슬래그가 생성되기 쉽습니다. 따라서 가스 흐름은 절단 전류 및 속도와 잘 일치해야 합니다. 현재 플라즈마 절단기 대부분 가스 압력에 의존하여 유량을 제어합니다. 토치 개구부가 고정되어 있을 때 가스 압력도 유량을 제어하기 때문입니다. 특정 두께의 재료를 절단하는 데 사용되는 가스 압력은 일반적으로 고객이 제공한 데이터에 따라 선택됩니다. 다른 특수 용도가 있는 경우 가스 압력은 실제 절단 테스트에 의해 결정되어야 합니다.
가장 일반적으로 사용되는 작업 가스는 아르곤, 질소, 산소, 공기, H35, 아르곤-질소 혼합 가스 등입니다.
A. 공기는 부피 기준으로 약 78%의 질소를 함유하고 있으므로 공기 절단으로 형성된 슬래그는 질소로 절단할 때와 매우 유사합니다. 공기는 또한 부피 기준으로 약 21%의 산소를 함유하고 있습니다. 산소가 존재하기 때문에 공기는 절단에 사용됩니다. 저탄소강 재료의 속도도 매우 높습니다. CNC 플라스마 절단기에서 동시에 공기는 가장 경제적인 작동 가스이기도 합니다. 그러나 공기 절단만을 사용할 경우 슬래그 걸림, 절단 산화, 질소 증가 등의 문제가 발생하고 전극과 노즐의 수명이 짧아 작업 효율과 절단 비용에도 영향을 미칩니다.
B. 산소는 연강재의 절단 속도를 높일 수 있습니다. 산소를 사용하여 절단할 때 절단 모드는 다음과 매우 유사합니다. 화염 절단고온 및 고에너지 플라즈마 아크는 절단 속도를 빠르게 하지만 고온 산화를 방지하는 전극과 함께 사용해야 하며 동시에 아크 중 전극이 충격으로부터 보호되어 전극 수명을 연장해야 합니다.
C. 수소는 일반적으로 다른 가스와 혼합하기 위한 보조 가스로 사용됩니다. 예를 들어, 잘 알려진 가스 H35(수소 부피 분율은 35%, 나머지는 아르곤)는 가장 강력한 플라즈마 아크 절단 능력을 가진 가스 중 하나이며, 주로 수소로부터 이점을 얻습니다. 수소는 아크 전압을 상당히 증가시킬 수 있기 때문에 수소 플라즈마 제트는 높은 엔탈피 값을 갖습니다. 아르곤과 혼합하면 플라즈마 제트 절단 능력이 크게 향상됩니다. 일반적으로 두께가mm 이상인 금속 재료의 경우 70mm, 아르곤 + 수소는 일반적으로 절단 가스로 사용됩니다. 워터젯을 사용하여 아르곤 + 수소 플라즈마 아크를 더욱 압축하면 더 높은 절단 효율을 얻을 수도 있습니다.
D. 질소는 일반적으로 사용되는 작동 가스입니다. 더 높은 전원 공급 전압 조건에서 질소 플라즈마 아크는 스테인리스 스틸과 같은 고점도 재료의 액체 금속을 절단할 때에도 아르곤보다 안정성이 더 좋고 제트 에너지가 더 높습니다. 니켈 기반 합금의 경우 절단 하단 가장자리의 드로스 양도 적습니다. 질소는 단독으로 사용하거나 다른 가스와 혼합하여 사용할 수 있습니다. 예를 들어 질소 또는 공기는 자동 절단 중에 작동 가스로 자주 사용됩니다. 이 두 가지 가스는 탄소강의 고속 절단을 위한 표준 가스가 되었습니다. 때때로 질소는 산소 플라즈마 아크 절단의 시작 가스로 사용되기도 합니다.
E. 아르곤 가스는 고온에서 어떤 금속과도 거의 반응하지 않으며 아르곤 플라즈마 아크는 매우 안정적입니다. 또한 사용되는 노즐과 전극은 수명이 깁니다. 그러나 아르곤 플라즈마 아크의 전압은 낮고 엔탈피 값은 높지 않으며 절단 능력이 제한적입니다. 공기 절단과 비교할 때 절단 두께는 약 25% 감소합니다. 또한 아르곤 가스 보호 환경에서 용융 금속의 표면 장력은 비교적 크며 약 30% 질소 환경에서보다 더 높으므로 슬래그 매달림 문제가 더 많아질 것입니다. 아르곤과 다른 가스의 혼합물로 절단하더라도 슬래그에 달라붙는 경향이 있습니다. 따라서 플라즈마 절단에 순수 아르곤만을 사용하는 것은 이제 드뭅니다.
2. 플라즈마 절단 속도
작업 가스가 절단 품질에 미치는 영향 외에도 절단 속도가 CNC 플라즈마 절단기의 가공 품질에 미치는 영향도 매우 중요합니다. 절단 속도: 최적의 절단 속도 범위는 장비 설명에 따라 선택하거나 실험으로 결정할 수 있습니다. 재료의 두께, 다양한 재료, 녹는점, 열전도도 및 용융 후 표면 장력으로 인해 절단 속도도 해당합니다. 다양성. 주요 성능:
A. 절삭속도를 적당히 높이면 절삭품질이 향상됩니다. 즉, 절삭폭이 약간 좁아지고, 절삭면이 매끄러워지며, 변형이 감소합니다.
B. 절삭 속도가 너무 빨라 절삭의 선형 에너지가 필요한 값보다 낮습니다. 슬릿의 제트는 용융된 절삭 용융물을 즉시 빠르게 날려 보내지 못해 많은 양의 후행 저항이 형성됩니다. 감소.
C. 절단 속도가 너무 낮을 때, 절단 장소가 플라스마 아크의 양극이기 때문에 아크 자체의 안정성을 유지하기 위해 CNC 스팟은 필연적으로 아크에 가장 가까운 슬릿 근처의 전도 전류를 찾아야 하며, 제트의 반경 방향은 더 많은 열을 전달하여 절개가 넓어집니다. 절개 양쪽의 용융물은 하단 가장자리에 모여 응고되어 청소하기 어려운 슬래그를 형성하고 절개 상단 가장자리는 가열되어 용융되어 둥근 모서리를 형성합니다.
D. 속도가 매우 낮으면 절개 부위가 너무 넓어 아크가 꺼질 수도 있습니다. 이는 좋은 절단 품질과 절단 속도가 분리될 수 없음을 보여줍니다.
3. 플라즈마 절단 전류
절단 전류는 절단 두께와 속도, 즉 절단 능력을 직접 결정하는 중요한 절단 공정 매개변수입니다. 이는 고품질의 신속한 절단을 위한 플라즈마 절단기의 올바른 사용에 영향을 미치며, 절단 공정 매개변수를 깊이 이해하고 숙지해야 합니다.
A. 절단 전류가 증가함에 따라 아크 에너지가 증가하고 절단 용량이 증가하고 절단 속도도 그에 따라 증가합니다.
B. 절단 전류가 증가함에 따라 아크의 직경이 증가하고 아크가 두꺼워져 절단 폭이 넓어집니다.
C. 과도한 절단 전류는 노즐 열 부하를 증가시키고 노즐이 조기에 손상되며 절단 품질이 자연스럽게 저하되고 정상적인 절단조차 수행할 수 없습니다.
플라스마 절단 전에 전원 공급 장치를 선택할 때 너무 크거나 너무 작은 전원 공급 장치를 선택할 수 없습니다. 너무 큰 전원 공급 장치의 경우 절단 비용을 고려하는 것은 낭비입니다. 왜냐하면 그렇게 큰 전류는 전혀 사용할 수 없기 때문입니다. 또한 절단 비용 예산을 절약하기 때문에 플라스마 전원 공급 장치를 선택할 때 전류 선택이 너무 작아 실제 절단 중에 자체 절단 요구 사항을 충족할 수 없으므로 CNC 절단기 자체에 큰 피해를 줍니다. Gabortech는 재료의 두께에 따라 절단 전류와 해당 노즐을 선택하도록 상기시킵니다.
4. 노즐 높이
노즐 h8은 노즐 끝면과 절단 표면 사이의 거리를 말하며, 이는 전체 아크 길이의 일부를 구성합니다. 플라즈마 아크 절단은 일반적으로 정전류 또는 급강하 외부 전원 공급 장치를 사용합니다. 노즐 h8이 증가한 후 전류는 거의 변하지 않지만 아크 길이가 증가하고 아크 전압이 증가하여 아크 전력이 증가합니다. 그러나 동시에 환경에 노출된 아크 길이가 길어짐에 따라 아크 컬럼에서 손실되는 에너지가 증가합니다.
두 요인의 결합 효과의 경우 전자의 역할은 종종 후자에 의해 완전히 취소되지만 효과적인 절단 에너지가 감소하여 절단 용량이 감소합니다. 일반적으로 절단 제트의 분사력이 약해지고 절개부 하부의 잔류 슬래그가 증가하고 상단 가장자리가 과도하게 용융되어 둥근 모서리가 생성됩니다. 또한 플라즈마 제트의 모양을 고려할 때 제트의 직경은 토치 입구를 떠난 후 바깥쪽으로 확장되고 노즐의 h2이 증가하면 필연적으로 절단 폭이 증가합니다. 따라서 가능한 한 작은 노즐 h8을 선택하여 절단 속도와 절단 품질을 개선하는 것이 좋습니다. 그러나 노즐 h8이 너무 낮으면 이중 아크 현상이 발생할 수 있습니다. 세라믹 외부 노즐을 사용하면 노즐 h8을 8으로 설정할 수 있습니다. 즉, 노즐의 끝면이 절단할 표면에 직접 접촉하여 좋은 효과를 얻을 수 있습니다.
5. 아크 파워
고압축 플라즈마 아크 절단 아크를 얻기 위해 절단 노즐은 더 작은 노즐 개구부, 더 긴 구멍 길이를 사용하고 냉각 효과를 강화하여 노즐 유효 단면을 통과하는 전류, 즉 아크의 전력 밀도를 증가시킬 수 있습니다. 그러나 동시에 압축은 아크의 전력 손실도 증가시킵니다. 따라서 절단에 사용되는 실제 유효 에너지는 전원 공급 장치의 전력 출력보다 작습니다. 손실률은 일반적으로 25%에서 50%. 물 압축 플라즈마 아크 절단과 같은 일부 방법은 에너지 손실률이 더 크므로 절단 공정 매개변수 설계 또는 절단 비용의 경제적 계산을 수행할 때 이 문제를 고려해야 합니다.
산업계에서 사용하는 금속판의 두께는 대부분 다음과 같다. 50mm. 이 두께 범위 내에서 기존 플라즈마 아크로 절단하면 크고 작은 절단이 종종 발생하고 절단의 상단 모서리는 절단 크기의 정확도가 떨어지고 후속 처리량이 증가합니다. 산소 및 질소 플라즈마 아크를 사용하여 탄소강, 알루미늄 및 스테인리스강을 절단할 때 판의 두께가 10 ~ 25mm, 일반적으로 재료가 두꺼울수록 끝단의 수직성이 좋아지고 절삭날의 각도 오차는 1도 ~ 4도입니다. 판 두께가 다음보다 얇을 때 1mm판의 두께가 얇아질수록 절개 각도 오차는 3°~4°에서 15°~25°로 증가합니다.
일반적으로 이러한 현상의 원인은 절단 표면에서 플라즈마 제트의 열 입력 불균형, 즉 플라즈마 아크의 에너지가 절단의 하부보다 상부에서 더 많이 방출되기 때문이라고 믿어집니다. 이러한 에너지 방출의 불균형은 플라즈마 아크 압축 정도, 절단 속도, 노즐과 작업물 사이의 거리와 같은 많은 공정 매개변수와 밀접한 관련이 있습니다. 아크의 압축을 높이면 고온 플라즈마 제트를 확장하여 보다 균일한 고온 영역을 형성할 수 있으며 동시에 제트의 속도를 높여 상부와 하부 절단 사이의 폭 차이를 줄일 수 있습니다. 그러나 기존 노즐의 과도한 압축은 종종 이중 아크를 발생시켜 전극과 노즐을 소모하여 공정을 불가능하게 만들 뿐만 아니라 절단의 품질도 저하시킵니다. 또한 속도가 너무 빠르고 노즐 h8이 너무 높으면 절단의 상부와 하부 폭 차이가 커집니다.
