Zakaj nadzirati višino gorilnika pri plazemskem rezanju?

Zdravje

Koristno, Novice

Comments are off

October 22, 2021

 

Zavedamo se, da so plazemski rezalniki danes v določenih industrijah (npr. 3D rezanje) že praktično nepogrešljivi. Danes pogledamo, zakaj še tako vrhunski plazma rezalnik ni popoln brez funkcije, ki nadzira višino gorilnika.

Zakaj potrebujemo nadzor višine gorilnika (torch height control)?

Pri rezanju s plazmo se visokotemperaturni plin pod tlakom, napolnjen z elektriko, ki ga imenujemo plazma, dovaja v del, ki ga režemo, tako da potisnemo lok skozi šobo gorilnika. Ko se to zgodi, sproščanje pritiska povzroči, da se plazma naravno razširi in ustvari lok. Ta je v bližini šobe najožji in širši, dlje ko se odmika.

Zdi se, da to nakazuje, da bi kratka dolžina loka dala najbolj kakovosten rez, in na nek način je res. Vendar kratka dolžina loka prav tako ustvari znatno poševnico v rezu, kar je običajno slabo. Težava je obratna, če je lok predolg. Če se vrh reza izvaja z najširšim delom loka, potem bo spodnji del reza dobil ožji lok, kot kota pa bo obrnjen.

“Najboljša” poševnica in najboljši rez na splošno je običajno “na sredini”.

Da bo torej lok ravno pravšnji, potrebujemo nadzor višine gorilnika, kot je npr. nadzor višine gorilnika PlasmaSens (Poscope height control)

Poscope height control

Kako lahko preprečimo odvečno staljeno kovino?

Podobni pomisleki glede kakovosti se pojavljajo pri uporabi kemično reaktivnih plinov (kot je zrak, ki vsebuje 21 % kisika) kot plin, iz katerega je ustvarjena plazma. Molekule kisika pri visokih temperaturah reagirajo z večino kovin. S tem ustvarijo kovinske okside in sproščajo več toplote.

Narava mešanice staljene kovine in kovinskih oksidov, ki nastanejo med rezanjem, je drugačna za višje temperature na vrhu plazemskega loka v primerjavi s hladnejšimi temperaturami na dnu.

Staljeno kovino z dobrim deležem oksidov je običajno veliko lažje odstraniti iz obdelovanca kot tisto, ki je večinoma ponovno utrjena kovina. Izkazalo se je, da pri pravilni hitrosti in višini loka, ki proizvaja najmanj poševnine, prav tako zmanjša čiščenje odvečne staljene kovine.

Kaj gre še vse lahko narobe?

Če bi bila kovina vedno popolnoma ravna, bi bilo nadzor kakovosti reza z nadzorom dolžine in višine loka močno poenostavljen. Vendar je večina manjših delov (in tudi večjih) lahko izdelana iz materiala, kot je kaljeno jeklo, ki ni popolnoma ravno. Različne pomanjkljivosti, kot so komplet tuljav, sredinska zaponka, zvijanje in valoviti robovi, bi lahko povzročile, da bi CNC gorilnik trčil v obdelovanec, nepopolne reze in nizko kakovost. Posledice so tudi, da CNC plazemski operater stalno spremlja gorilnik in ročno nastavlja višino gorilnika.

Predvidene izboljšave

Z leti je inženiring plazemskih gorilnikov razvil tehnike za zmanjšanje širjenja loka. Vključno z uporabo vrtinčnih obročev za oblikovanje in stabilizacijo loka ter zaščitnega plina pod tlakom, ki pomaga pri zaprtju in omejevanju. S tem so se znatno zmanjšale težave s poševnino in povečala zmogljivost in kakovost.

nadzirati višino gorilnika
Primer, kako se lok lahko premika, če ni nadzora loka/višine (VIR 1)

Znano je tudi, da hitrost rezanja močno vpliva na poševnino in kakovost reza. Največje hitrosti za določeno vrsto in debelino materiala običajno spoznamo na podlagi izkušenj.

Uporabite nadzor višine ločne napetosti

Na srečo obstaja avtomatizirana rešitev, ki temelji na preprostem fizikalnem principu. Ko se v napajalniku izmeri napetost, ki jo plazemsko napajanje nanese med elektrodo gorilnika in obdelovancem, postane očitno, da je izmerjena napetost pri kratkih oblokih nižja in z večjo dolžino loka večja. Ko lok postane tako dolg, da napajalnik ne more več proizvajati dovolj visoke napetosti, se lok ugasne.

Z dovajanjem izmerjene napetosti na komponento, ki primerja dejansko višino z želeno višino, se lahko gorilnik med rezanjem dvigne ali spusti s krmiljenjem motorja (na osi Z). S tem se ohrani konstantna dolžina loka. Če torej pravilno nastavite želeno višino, lahko pričakujete enakomerno kakovostne reze.

VIR (1) Torchmate