Ba mẹo đã được thử nghiệm theo thời gian để mang lại kết quả cắt tối ưu trên bàn plasma

Ghép nối bộ nguồn plasma chất lượng cao với bàn cắt hoặc hệ thống phù hợp và có thể cắt các chi tiết có cạnh nhẵn và ít hoặc không có góc cạnh. Tuy nhiên, các nhà chế tạo đôi khi phải đối mặt với chất lượng cắt không đạt yêu cầu. Dưới đây là tổng quan về những thách thức phổ biến nhất đối với chất lượng cắt và các bước cần thiết để trở lại đúng hướng.

Cặn vật liệu sau khi cắt

Cho đến nay, vấn đề phổ biến nhất về chất lượng cắt mà các nhà chế tạo phải đối mặt là cặn. Mặc dù tương đối dễ dàng để loại bỏ phần kim loại thừa đóng rắn dọc theo cạnh trên và dưới của bộ phận, nhưng nó vẫn làm tăng thêm công việc. Khi ai đó phải thực hiện một thao tác phụ như mài, sứt mẻ hoặc chà nhám, thì thường là loại bỏ cặn.

Dross xảy ra vì một số lý do. Tốc độ cắt, quá chậm hoặc quá nhanh, là thủ phạm phổ biến, nhưng nó không phải là thủ phạm duy nhất. Khoảng cách giữa ngọn đuốc và vật liệu được cắt, cùng với cường độ dòng điện, điện áp và tình trạng tiêu hao, tất cả đều ảnh hưởng đến xỉ. Ngoài ra còn có vấn đề về vật liệu bị cắt — độ dày và loại, cấp, thành phần hóa học, tình trạng bề mặt, độ phẳng (hoặc thiếu) và nhiệt độ thay đổi trong khi cắt đều ảnh hưởng đến quá trình. Tổng cộng, có hơn chục yếu tố đang diễn ra, tuy nhiên, may mắn thay, chỉ có ba yếu tố quan trọng: tốc độ cắt, cường độ dòng điện và khoảng cách chờ.

Khi tốc độ cắt quá chậm, hồ quang plasma sẽ tìm thêm vật liệu để cắt. Cột hồ quang tăng đường kính, mở rộng vết cắt đến điểm mà phần tốc độ cao của tia plasma không còn thổi kim loại nóng chảy ra khỏi vết cắt. Thay vào đó, kim loại đó tích tụ dọc theo cạnh dưới của tấm, tạo thành cặn tốc độ thấp. Việc cắt ở cường độ dòng điện quá cao hoặc điện thế chênh lệch quá thấp cũng có thể gây ra cặn ở tốc độ thấp vì cả hai thay đổi đó đều tạo ra nhiều năng lượng hơn từ hồ quang plasma tiếp xúc với một khu vực nhất định của kim loại.

Giải pháp rõ ràng là: cắt nhanh hơn. Thật không may, điều này mang lại những thách thức riêng. Nếu tốc độ cắt quá nhanh, hồ quang không theo kịp. Nó rơi xuống, hoặc tụt lại phía sau ngọn đuốc, để lại một hạt nhỏ, cứng của vật liệu chưa cắt dọc theo đáy tấm. Theo nhiều cách, cặn tốc độ cao này kém hơn so với đối tác tốc độ thấp của nó vì nó khó hơn, thường yêu cầu gia công rộng rãi để loại bỏ.

Ở tốc độ cực cao, vòng cung thậm chí có thể trở nên không ổn định. Nó sẽ bắt đầu dao động lên xuống, gây ra tia lửa và vật liệu nóng chảy. Ở những tốc độ này, hồ quang có thể không cắt xuyên qua kim loại và cũng có thể dừng lại. Cường độ dòng điện quá thấp hoặc chênh lệch quá cao cũng có thể gây ra hiện tượng cặn tốc độ cao vì cả hai thay đổi đều làm giảm lượng năng lượng từ hồ quang.

Ngoài cặn bẩn tốc độ thấp và tốc độ cao còn có loại thứ ba được gọi là cặn bẩn bắn ra phía trên. Điều này xảy ra khi kim loại đông cứng phun dọc theo phần trên của mảnh cắt. Nó thường rất dễ dàng để loại bỏ. Vòi bị mòn, tốc độ cắt quá cao hoặc độ lệch cao thường là nguyên nhân. Nó được gây ra bởi dòng xoáy của tia plasma, ở một góc độ nhất định sẽ ném vật liệu nóng chảy ra phía trước vết cắt chứ không phải xuyên qua nó.

Giữa hai thái cực của tốc độ thấp và tốc độ cao là một cửa sổ “vừa phải”, chính thức được gọi là vùng không có cặn. Đây là chìa khóa để giảm thiểu các hoạt động thứ cấp trên các mảnh cắt plasma. Cửa sổ của bạn sẽ thay đổi. Nói chung, khi sử dụng nitơ hoặc không khí làm khí plasma trên thép carbon, bạn sẽ thấy cửa sổ không có cặn của mình khá nhỏ. Các nhà chế tạo cắt bằng oxy plasma sẽ mất nhiều thời gian hơn một chút. Mặc dù không phải lúc nào cũng dễ dàng tìm được tốc độ cắt tối ưu này, nhưng có một số điều bạn có thể làm.

Thực hiện một số vết cắt ở các tốc độ cắt khác nhau và chọn tốc độ tạo ra vết cắt sạch nhất. Đường trễ (đường gờ nhỏ trên bề mặt vết cắt) là một cách tốt để đánh giá tốc độ cắt của bạn. Nếu bạn cắt quá chậm, bạn sẽ thấy các đường trễ vuông góc với mặt phẳng của tấm. Nếu cắt quá nhanh, bạn sẽ thấy các đường trễ nghiêng hình chữ S chạy song song với tấm dọc theo cạnh dưới.

Ngoài ra, hãy theo dõi hồ quang (đeo kính bảo vệ mắt phải) trong khi cắt và tự động thay đổi tốc độ để tạo ra các đặc tính hồ quang tối ưu. Để thực hiện việc này, hãy quan sát góc của cung khi nó thoát ra khỏi đáy phôi. Nếu bạn đang cắt bằng plasma không khí, thì hồ quang phải thẳng đứng khi nó thoát ra khỏi đáy của vết cắt. Với nitơ hoặc argon/hydro, một vòng cung nhẹ theo sau là tốt nhất, trong khi một vòng cung nhỏ dẫn đầu là tốt nhất với oxy.

Mẹo cuối cùng khi nói đến cặn: Tham khảo hướng dẫn sử dụng đi kèm với hệ thống cắt của bạn. Các kỹ sư xử lý plasma dành nhiều tháng trong phòng thí nghiệm để thử nghiệm với nhiều thông số khác nhau để tạo biểu đồ cắt toàn diện liệt kê tốc độ cắt, chiều cao cắt và cường độ dòng điện được đề xuất cho nhiều loại vật liệu và độ dày. Luôn bắt đầu với các điểm đặt này và điều chỉnh từ đó với mức tăng 10%, cả tăng và giảm.

Góc cạnh

Việc cắt các chi tiết có góc cạnh càng nhỏ càng tốt là một thách thức khác đối với các nhà chế tạo. Điều này xảy ra vì hồ quang plasma không thẳng hoàn toàn. Điều này có nghĩa là bất kỳ kim loại nào được cắt bằng plasma sẽ có một số mức độ góc cạnh, nhưng có nhiều cách để giảm thiểu nó.

Một cách là điều chỉnh vật tư tiêu hao và mức công suất phù hợp với độ dày vật liệu bạn cần cắt, lưu ý rằng mức cường độ dòng điện thấp hơn và tốc độ cắt chậm hơn sẽ khiến bạn ít góc cạnh hơn. Ngoài ra, hãy kiểm tra cẩn thận các vật tư tiêu hao của bạn, đặc biệt là vòi phun và tấm chắn, xem có bất kỳ hư hỏng nào không. Ngay cả một tiếng ding hoặc nick nhỏ cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Cuối cùng, đảm bảo rằng ngọn đuốc của bạn ở khoảng cách phù hợp với tấm, sau khi xỏ lỗ và trong suốt toàn bộ vết cắt (xem Hình 1 ).

Vật liệu cong vênh

Dưới đây là một số điều bạn có thể làm để tránh cuộn dây có vật liệu và bộ phận bị cong vênh. Trước tiên, hãy lập trình phần mềm CAM của bạn để tạo các đường cắt kiểm soát đầu vào nhiệt bằng cách cho phép các phần nguội đi trước khi cắt các phần liền kề. Điều này đặc biệt hữu ích khi cắt vật liệu rất mỏng.

Tiếp theo, sử dụng cường độ dòng điện thấp nhất có thể và vật tư tiêu hao tương ứng ở tốc độ cắt nhanh nhất có thể đối với độ dày vật liệu. Cuối cùng, nếu bạn có mực nước ngầm, hãy để nước tiếp xúc với vật liệu. Chỉ cần lưu ý rằng trên nhiều vật liệu, nước có thể ảnh hưởng đến độ nhẵn của cạnh và trong một số trường hợp là độ cứng của cạnh.

Luyện kim cạnh

Bất kỳ vật liệu nào được cắt bằng hồ quang plasma sẽ cho thấy hiệu ứng luyện kim trên các cạnh. Xét cho cùng, bạn đang truyền một lượng nhiệt cực lớn vào kim loại. May mắn thay, bạn có thể giảm thiểu những tác động này thông qua việc lựa chọn khí đốt.

Nếu bạn đang cắt thép carbon, sử dụng oxy cho cả khí plasma và khí bảo vệ sẽ mang lại cho bạn quá trình luyện kim tốt nhất. Quá trình oxy/oxy đặc biệt có lợi khi cắt các lỗ có đường kính nhỏ hơn 2,5 inch. Trên thực tế, các hiệu ứng luyện kim rất nhỏ nên quá trình này thường phù hợp với việc cắt ren.

Ngoài ra, các bộ phận được cắt bằng oxy có thể hàn và gia công 100%, và chúng hiếm khi bị nứt trong quá trình tạo hình. Plasma không khí hoặc nitơ gây ra một số hiện tượng làm cứng cạnh và thấm nitơ trên hầu hết các loại thép, điều này có thể làm cho các cạnh trở nên giòn và tạo ra độ xốp trong một số quy trình hàn. May mắn thay, lớp nitrua này thường mỏng, dày từ 0,006 đến 0,010 inch và dễ dàng loại bỏ.

Nếu bạn cần cắt thép không gỉ, nên sử dụng hỗn hợp khí. Có thể cắt thép không gỉ dày dưới 1/4 inch với cạnh rất tinh khiết bằng cách sử dụng hỗn hợp 5% hydro/95% nitơ cho khí plasma. Các phần không gỉ dày hơn thường hoạt động tốt hơn khi được cắt bằng hỗn hợp 35% hydro/65% argon. Bất kể độ dày, nên sử dụng khí bảo vệ nitơ. Một lựa chọn khác là cắt không gỉ dưới nước bằng cách sử dụng nitơ cho cả khí plasma và khí bảo vệ, loại bỏ lớp oxit hình thành khi cắt trong không khí xung quanh.

Tóm lại, hãy sử dụng oxy, nếu hệ thống của bạn hỗ trợ, để có quá trình luyện kim tốt nhất trên thép carbon. Đối với thép không gỉ, sử dụng hỗn hợp hydro/nitơ trên vật liệu nhỏ hơn 1/4 inch và hỗn hợp hydro/argon trên vật liệu dày hơn thế; luôn sử dụng nitơ làm khí bảo vệ của bạn, bất kể độ dày.

Chất lượng cắt

Mặc dù các mẹo trước đây sẽ cải thiện chất lượng vết cắt trên hầu hết các bộ phận và hình dạng, nhưng việc cắt lỗ sẽ đòi hỏi nhiều công việc hơn một chút. Nguyên tắc chung là đường kính lỗ không được nhỏ hơn độ dày của tấm, vì vậy nếu bạn đang cắt tấm dày 1/2 inch, bạn sẽ muốn cắt các lỗ có kích thước 1/2 inch. đường kính hoặc lớn hơn. Tuy nhiên, ngay cả khi làm điều này, người vận hành thường gặp khó khăn với các lỗ không tròn hoặc thuôn nhọn, trong đó đỉnh của lỗ lớn hơn đáy (xem Hình 2 ) .

Plasma không khí sẽ luôn tạo ra một lỗ có độ thuôn tự nhiên, mặc dù rất nhỏ, do góc hồ quang bị trễ so với tia plasma. Các hệ thống plasma độ nét cao và độ phân giải X sẽ tạo ra độ thuôn gần như không tồn tại.

Theo cách thực hành chung tốt nhất khi cắt lỗ plasma, hãy đâm tấm ở chiều cao cắt được khuyến nghị và sử dụng thời gian trì hoãn đâm. Sổ tay hướng dẫn sử dụng plasma của bạn thường sẽ cho bạn biết cần trì hoãn bao lâu. Điều này sẽ ngăn chặn hoặc ít nhất là giảm hiện tượng thổi ngược kim loại nóng chảy lên tấm chắn và vòi phun của bạn.

Mẹo thứ hai là chơi với người dẫn đầu vào lỗ của bạn. Bắt đầu dẫn đầu của bạn gần tâm lỗ chứ không phải bán kính. Điều này sẽ đảm bảo vết divot hình thành trong quá trình xỏ khuyên sẽ xảy ra ở phần kim loại bị cắt đi chứ không phải ở mép lỗ của bạn. Bắt đầu ở trung tâm có lợi thế thứ hai ở chỗ nó giúp hồ quang có thêm thời gian để ổn định và giúp bộ điều khiển chiều cao mỏ cắt có thêm thời gian để lập chỉ mục xuống chiều cao cắt trước khi đạt đến bán kính. Mặc dù hầu hết các máy có thể tạo ra các lỗ tuyệt vời khi hình dạng đầu vào thẳng và vuông góc với lỗ, nhưng các máy chậm hơn sẽ được hưởng lợi từ việc sử dụng đầu vào hướng tâm hoặc cong (xem Hình 3 ) .

Lý tưởng nhất là bạn muốn hồ quang dừng hoặc tắt ở hoặc ngoài đường cắt dẫn đầu 360 độ. Một số phần mềm có thể tắt hồ quang plasma tại giao cắt rãnh cắt dẫn đầu trong khi vẫn giữ cho chuyển động hoạt động, đây là cách tốt nhất để cắt lỗ vì nó cho phép quá trình chuyển đổi kết thúc cắt mượt mà hơn và một vết chia rất nhỏ khi vòng cung quay tắt.

Tốc độ cắt phải bằng khoảng 60% tốc độ bạn sử dụng để cắt đường viền bên ngoài của chi tiết. Việc điều chỉnh tốc độ cắt này sẽ mang lại cho bạn một số cặn ở tốc độ thấp, nhưng sự đánh đổi là xứng đáng vì nó sẽ giảm thiểu độ côn của lỗ. Khi cắt các lỗ có đường kính nhỏ hơn 11/4 in., tốt nhất là tắt điều khiển điện áp hồ quang và hiệu chỉnh độ cao điện áp và thay vào đó, bật chiều cao xuyên và tính năng lập chỉ mục chiều cao để cắt. Điều này được khuyến nghị vì tốc độ chậm hơn được sử dụng để cắt lỗ sẽ khiến bộ điều khiển điện áp hồ quang di chuyển mỏ hàn quá gần tấm.

Một điểm khởi đầu tốt

Những lời khuyên này là một điểm khởi đầu tốt. Tuy nhiên, như đã đề cập trước đó, hệ thống cụ thể của bạn sẽ ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng của bạn ở mức độ lớn. Điều này là do khả năng xử lý giữa các nhà sản xuất plasma và bảng rất khác nhau. Sự khác biệt về loại điều khiển chiều cao mỏ cắt, phần mềm CAM, cùng với khả năng tăng tốc và chuyển động của bàn thực sự có thể ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng của bạn. Mặc dù vậy, những mẹo và đề xuất này chắc chắn sẽ cải thiện chất lượng vết cắt và hình dạng lỗ cho bất kỳ ai sử dụng plasma, bất kể loại nào—không khí, thông thường, độ nét cao, độ nét X—hoặc nhãn hiệu.

CÔNG TY CỔ PHẦN DIMEC

Hotline: 0966.92.0404

Email: info@dimec.vn

Website: dimec.vn

Trụ sở chính: Số 285 Phúc Lợi, P. Phúc Lợi, Q. Long Biên, TP. Hà Nội

CN Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, đường Nguyễn Sinh Sắc, P. Hòa