Những điều cần biết trước khi chọn máy cắt plasma thủ công

Tìm hiểu kích thước, công suất, linh kiện, giá thành

Các hệ thống cắt hồ quang plasma (PAC) đầu tiên, được phát triển vào những năm 60, là những con quái vật 1.000-amp được thiết kế để bắn xuyên qua thép không gỉ 6 inch. Các ngọn đuốc cơ giới hóa của họ được di chuyển bằng máy cắt XY và được cung cấp năng lượng bởi các bộ DC có kích thước bằng tủ lạnh. Đáng ngạc nhiên là ngành PAC đã phát triển từ các hệ thống có ampe cao đến thấp, làm mát bằng nước sang làm mát bằng khí và từ làm mát bằng khí sang làm mát bằng không khí.

Các hệ thống PAC không khí cầm tay ngày nay có trọng lượng nhẹ, di động và tương đối mạnh so với kích thước của chúng. Chúng được sử dụng để cắt mọi thứ từ kim loại mỏng đến tấm 1 inch. Các hệ thống PAC bảng điều khiển truyền thống khác cũng có sẵn để xử lý các tác vụ cắt lên đến 2 inch trở lên. Các hệ thống PAC cầm tay hiện là phân khúc phát triển nhanh nhất của thị trường PAC vì chúng cung cấp phương pháp cắt nhanh, hiệu quả và giá cả phải chăng.

Bài viết này cung cấp một cái nhìn tổng quan về công nghệ PAC thủ công từ những ngày đầu cho đến nay, bao gồm giải thích về các nguồn cung cấp năng lượng khác nhau, các khuyến nghị về lựa chọn và định cỡ hệ thống cũng như các chức năng và tính năng khác cần tìm trong một hệ thống cầm tay. Bất kể kích thước, tất cả các hệ thống PAC đều chứa các thành phần cơ bản giống nhau, bao gồm nguồn cấp khí, nguồn điện DC và đèn pin plasma. Ngọn đuốc yêu cầu một mạch để bắt đầu hồ quang và hệ thống làm mát.

Cung cấp khí đốt

Hầu hết các hệ thống plasma cũ sử dụng nitơ làm khí plasma và không khí hoặc CO 2 làm khí thứ cấp, đòi hỏi phải có bình hoặc bình chứa số lượng lớn đắt tiền. Giờ đây, hầu hết các hệ thống cầm tay đều sử dụng không khí khô, sạch trong cửa hàng để làm mát mỏ hàn và cung cấp khí plasma cần thiết.

Shop air hiện là loại khí plasma linh hoạt và giá cả phải chăng nhất. Nó có sẵn và cung cấp chất lượng tiên tiến tốt trên thép nhẹ và thép không gỉ và nhôm. Ngoại trừ các ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như cắt thép không gỉ và nhôm dày hoặc cắt plasma, hầu hết tất cả các hệ thống cầm tay ngày nay đều sử dụng plasma không khí. Một số nhà sản xuất thậm chí đã phát triển hệ thống plasma không khí với máy nén khí nhỏ, tích hợp sẵn.

Nguồn điện

Nguồn điện PAC là điện cực dòng điện một chiều âm (DCEN). Quá trình này yêu cầu nguồn DC không đổi và điện áp mạch hở (OCV) cao để bắt đầu hồ quang (thường ít nhất gấp đôi điện áp hoạt động). Sau đây là tóm tắt một số khác biệt cơ bản giữa các loại bộ nguồn PAC.

DC Droopers. Các hệ thống plasma ban đầu bao gồm các bộ nguồn rủ xuống, được đặt tên theo đường cong công suất đầu ra rủ xuống của chúng. Các thiết bị này cung cấp OCV cao, dòng điện và điện áp hoạt động tương đối ổn định. Họ đã sử dụng cầu chỉnh lưu DC đầu ra cố định bao gồm một loạt điốt để chuyển đổi nguồn AC từ máy biến áp thành DC có thể sử dụng được cho quá trình cắt.

Những hệ thống đơn giản này tạo ra rất nhiều năng lượng nhưng lại lãng phí năng lượng và có quá nhiều gợn sóng trong công suất đầu ra của chúng. (Gợn sóng là sự dao động trong đầu ra DC gây ra vết cắt thô và tuổi thọ bộ phận ngắn.) Để điều chỉnh thêm công suất đầu ra, có thể sử dụng nhiều máy biến áp, mỗi máy biến áp cung cấp mức dòng điện đầu ra cao hơn.

Lò phản ứng. Nguồn cung cấp năng lượng cho lò phản ứng là bước tiếp theo trong quy định năng lượng. Chúng sử dụng một thiết bị điện kháng để kiểm soát lượng điện áp xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu cầu. Lò phản ứng bao gồm một nhóm các cuộn dây AC với một cuộn dây DC xung quanh nó. Dòng điện trong cuộn dây DC kiểm soát lượng điện xoay chiều đi qua lò phản ứng, tạo ra một máy biến áp có thể điều chỉnh cho phép đầu ra DC có thể thay đổi từ cầu.

SCR. Bộ chỉnh lưu điều khiển bằng silicon (SCR) là một loại nguồn cung cấp năng lượng đầu ra biến đổi liên tục khác. SCR chuyển đổi trực tiếp nguồn điện xoay chiều ba pha từ máy biến áp thành nguồn điện một chiều. Họ yêu cầu các tụ điện khổng lồ và máy biến áp lớn. SCR lớn và mạnh mẽ và được sử dụng cho các hệ thống PAC có khuếch đại cao nhưng không phù hợp lắm với các ứng dụng cầm tay.

Chế độ chuyển đổi. Bộ nguồn chế độ chuyển đổi sử dụng bóng bán dẫn để điều chỉnh nguồn DC sau bộ chỉnh lưu. Bộ cấp nguồn là một loại bộ cấp nguồn ở chế độ chuyển đổi sử dụng các thiết bị bán dẫn nguồn như bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách ly (IGBT), lấy DC thô có gợn sóng và cắt nhỏ nó, nhanh chóng bật và tắt nguồn để làm mượt các đặc tính đầu ra. IGBT có thể được kích hoạt nhanh hơn nhiều so với các bộ nguồn kiểu lò phản ứng cũ. Kết quả là một đường cong công suất đầu ra rất trơn tru.

Bộ biến tần là một loại nguồn cung cấp điện ở chế độ chuyển đổi khác. Họ sử dụng các thiết bị như bóng bán dẫn ở phía đầu vào của hệ thống điện để tăng tần số của dòng điện xoay chiều vào máy biến áp. Đầu vào tần số cao hơn cho phép sử dụng máy biến áp nhỏ hơn nhiều. Do sử dụng máy biến áp nhỏ hơn nên bộ biến tần nhẹ hơn và dễ mang theo hơn nhiều so với bộ nguồn thông thường, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng cầm tay.

Nguồn điện biến tần ban đầu bị hạn chế bởi dòng điện đầu ra thấp, thiết kế phức tạp và độ tin cậy kém. Khi sự cố xảy ra, các kỹ thuật tinh vi và khắc phục sự cố được yêu cầu để giải quyết chúng.

Biến tần ngày nay đáng tin cậy, mạnh mẽ và mạnh mẽ hơn. Hầu hết các hệ thống PAC thủ công hiện nay sử dụng công nghệ biến tần hoặc chuyển đổi chế độ. Các thiết bị tinh vi, điện tử hoặc được điều khiển bằng bộ vi xử lý này có khả năng chịu đựng tốt hơn các biến thể của điện áp đường dây, sử dụng nhiều hơn tại hiện trường và mang lại hiệu suất cắt tốt hơn trong khi tiêu thụ ít điện năng hơn

.

Vòi phun

Tất cả các mỏ cắt plasma đều chứa các yếu tố cơ bản giống nhau, bao gồm:

1. một điện cực để mang điện tích âm từ nguồn điện.

2. một bộ phân phối khí, hoặc vòng xoáy, để quay khí plasma thành một dòng xoáy xoáy ổn định.

3. một vòi để hạn chế và tập trung tia plasma.

Ngọn đuốc chủ yếu là giá đỡ cho các bộ phận tiêu hao. Cải tiến mỏ cắt nhằm mục đích tối ưu hóa thiết kế mỏ hàn và vật tư tiêu hao để cải thiện khả năng làm mát, nâng cao đặc tính khởi động và tăng khả năng cắt. Những cải tiến cũng đã được thực hiện trong việc lựa chọn vật liệu cho vật tư tiêu hao và mỏ hàn để cải thiện độ bền, chẳng hạn như sử dụng nhựa bền ở nhiệt độ cao thay cho gốm sứ.

Công thái học đã được cải thiện với các tính năng như mỏ hàn, thiết kế tay cầm tốt hơn và các tùy chọn cho góc mỏ hàn hoặc đầu mỏ hàn có thể điều chỉnh. Các cải tiến về an toàn bao gồm các mạch và công tắc hoặc bộ kích hoạt các bộ phận tại chỗ (PIP) để ngăn ngọn đuốc phát ra khi chưa lắp đặt đúng các bộ phận và người vận hành đã sẵn sàng.

Hầu hết các hệ thống cầm tay trên thị trường hiện nay sử dụng một trong hai phương pháp để bắt đầu hồ quang plasma. Phương pháp thử và đúng là mạch khởi động tần số cao (HF) được tích hợp trong nguồn điện. Hệ thống này sử dụng một máy biến áp cao áp (tương tự như máy diệt côn trùng), tụ điện và cụm khe hở tia lửa điện để tạo ra tia lửa điện áp cao ở ngọn đuốc.

Tia lửa điện làm ion hóa khí plasma, cho phép dòng điện chạy qua khe hở không khí giữa vòi phun và điện cực. Vòng cung kết quả được gọi là vòng cung thí điểm. Các hệ thống khởi động tần số cao rất đơn giản, tương đối đáng tin cậy và không yêu cầu các bộ phận chuyển động trong mỏ hàn. Tuy nhiên, chúng cần được bảo trì định kỳ để ngăn ngừa các sự cố khó khởi động. Một vấn đề tiềm ẩn khác là tần số cao phát ra từ hệ thống, tạo ra nhiễu điện có thể gây nhiễu thiết bị điện tử nhạy cảm.

Các mỏ hàn khởi động tiếp xúc sử dụng một điện cực chuyển động hoặc vòi phun để tạo ra tia lửa ban đầu kích hoạt hồ quang dẫn hướng. Khi mỏ hàn được đốt, điện cực và vòi tiếp xúc với nhau trong trạng thái ngắn mạch hoặc ngắn mạch. Nhưng khi khí đi vào buồng plasma, nó sẽ thổi điện cực trở lại (hoặc vòi phun về phía trước), tạo ra tia lửa điện. Quá trình này tương tự như tia lửa điện được tạo ra khi phích cắm điện gia dụng được rút nhanh khỏi ổ cắm.

Các mỏ hàn khởi động tiếp xúc tạo ra ít tiếng ồn điện hơn nhiều so với các hệ thống HF. Đây cũng là những mỏ cắt tức thời, giúp giảm thời gian chu kỳ do không có dòng chảy trước.

Chi phí hoạt động

Nhiều yếu tố đóng góp vào chi phí vận hành chung cho PAC, bao gồm nhân công, điện năng, chu kỳ làm việc, khí đốt, bảo trì không khí tại cửa hàng, vật tư tiêu hao, tuổi thọ vật tư tiêu hao, tốc độ cắt, lượng dọn dẹp hoặc các hoạt động thứ cấp cần thiết.

Hai yếu tố quan trọng nhất cần xem xét khi mua thiết bị mới là chi phí tiêu hao và tuổi thọ tiêu hao. Do tuổi thọ của các bộ phận của các hệ thống khác nhau khác nhau nên chỉ riêng chi phí tiêu hao không phải là thước đo tốt nhất cho chi phí vận hành của hệ thống.

Chi phí tiêu hao, hoặc tổng chi phí tiêu hao chia cho tuổi thọ tiêu hao tính bằng giờ của thời gian bật hồ quang mỗi giờ, là phép đo hữu ích nhất. Ví dụ: nếu chi phí của một vòi phun là 4 đô la, chi phí của điện cực là 6 đô la và cùng một bộ kéo dài 2,5 giờ cung, thì chi phí mỗi giờ, hoặc CPH, là (4 đô la + 6 đô la)/2,5 = 4 đô la.

Chỉ vòi phun và điện cực được sử dụng cho tính toán này vì các bộ phận tiêu hao khác được thiết kế để tồn tại lâu hơn nữa. Để tính toán CPH cho tất cả các thành phần của đèn pin, nên sử dụng giá trị trung bình có trọng số dựa trên tỷ lệ sử dụng. Thông thường, tấm chắn, vòng xoáy và nắp tồn tại lâu hơn các vòi và điện cực theo tỷ lệ tối thiểu 20 trên 1.

Trước khi mua một hệ thống cầm tay mới, một công ty nên làm bài tập về nhà của mình bằng cách:

• Biết loại công nghệ cung cấp điện nào được sử dụng và hiểu được công suất của hệ thống.

• Không tiết kiệm năng lượng bằng cách mua đủ năng lượng để thực hiện công việc một cách dễ dàng.

• Tính giá thành hoạt động.

• Tìm kiếm một thiết kế đèn pin tiện dụng và an toàn.

• Kiểm tra các tuyên bố bán hàng bằng thử nghiệm cắt giảm trong thế giới thực.

• Đảm bảo hệ thống được hỗ trợ bởi chế độ bảo hành tốt.

• Thêm hỗ trợ kỹ thuật sau khi hết hạn bảo hành.

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

Bài viết liên quan

0966.92.0404