Plasmaskärning

Plasmaskärning är en termisk skärningsprocess som använder elektriskt ledande plasmastråle för att skära igenom ledande metaller som stål, rostfritt stål, aluminium och koppar. Plasman är faktiskt en-höghastighetsstråle av joniserad gas som används för att smälta material, och den används ofta i metalltillverkning för dess kostnadseffektivitet och mångsidighet.

 

Beskrivning

 

Plasma själv leder elektrisk ström, och plasmabågen är kontinuerlig så länge som ström tillförs elektroden och plasman förblir i kontakt med arbetsstycket. Plasmaskärning är en högeffektiv metallskärningsteknik som använder en plasmabåge med hög-temperatur som värmekälla, och dess kärnprincip är att använda en hög-båge för att jonisera gas för att bilda plasma samtidigt som man smälter arbetsstyckets metall vid en hög temperatur över 3 000 grader och använder supersoniskt luftflöde för att blåsa bort den skärande metallen. Trycket i detta gasflöde styr effektivt plasmastrålens radie. Genom att styra ett kontrollerat, elektriskt laddat tillstånd av materia genom ett fokuserat munstycke kan du enkelt skära material som stål, rostfritt stål och aluminiummaterial.

 

Assistent gasalternativ

 

Plasmaskärmaskin kan arbeta med olika gaser som inkluderar tryckluft, kväve, argon, väte och syre, eller blandningar av två eller tre olika gaser. Deras funktion är ganska lik skyddsgas, var och en av dem visar olika resultat, och nedan är en kort sammanfattning:

 

√Tryckluft, denna gas är mycket mångsidig och billig, och den kan fungera bra med mjukt stål, rostfritt stål och aluminium upp till 30 mm.

√Syre, det är en populär gas som ofta används för kolstål i applikationer som kräver rena skärningar och snabb skärhastighet, och den kan normalt skära mjukt stål upp till 35 mm med högre värme vilket innebär att den kräver mer hörsel. Följaktligen kan mer värmeenergi skada arbetsstyckena, plus att syre inte är så vänligt mot rostfritt stål och aluminium, och snittytan är helt oxiderad på grund av mängden syre och värme som används.

√Kväve, det används ofta för-tunga applikationer för tjocka metaller upp till 80 mm, och kan generera snitt av god kvalitet för de flesta material, inklusive rostfritt stål, kolstål och aluminium. Normalt används kväve ofta med flera sekundära gaser, såsom luft, koldioxid och argon för tjockare plattor.

√Argon, det är en inert gas som inte reagerar med hög temperaturskärning, och det är inte en vanlig hjälpgas på grund av låg konduktivitet. Därför blandas det ofta med väte för att skapa den hetaste plasma-skärlågan för rent skärning.

 

 

Investeringsövervägande för plasma vs fiberlaser

 

Plasmamaskiner fungerar genom att leda skärgasen (luft, syre, kväve, luft, argon, etc.) genom ett munstycke med en smal öppning, och sedan joniseras gasen för att producera plasmabågen. Medan en skyddsgas används för att omge plasmabågen för att hjälpa till att forma bågen, och plasmabågen med mycket hög temperatur kan skära igenom metallmaterialen.

Medan fiberlasrar använder ljuset som produceras av en diod och riktar det längs en fiber-optisk kabel och optiska komponenter, och ljusstrålen fokuseras och intensifieras för att skära genom metallarbetsstycket. Fiberlaser behöver också skärgas som sprutas in i skärhuvudet under de optiska komponenterna och kommer ut ur munstycket tillsammans med laserstrålen. Enligt Fabmanns erfarenhet är tunnare plåtar < 12 mm, rör eller profil som kräver höga dimensionstoleranser, fiberlasermaskin ett bättre alternativ. Även om anskaffnings- och driftskostnaderna i allmänhet är högre än för en plasmamaskin, tar det i genomsnitt cirka 5 år att nå noll. Plasmaskärare har relativt högre produktivitet, brett skärområde och jämförelsevis låga anskaffningskostnader med en genomsnittlig återbetalningstid på 3 år. Diagrammet nedan ger dig en grundläggande förståelse för deras nyckelfunktioner.

 

Parametrar	Fiberlaser	HD Plasma
Materialalternativ	Milt stål, rostfritt stål, aluminium, koppar	Alla ledande metaller
Tjockleksområde	Upp till 30 mm	Upp till 50 mm
Kant fyrkantighet	ISO 1	ISO 2 - 4
Klipptolerans	0,05-0,1 mm beroende på materialtjocklek	0,2 mm - 0.5 mm beroende på materialtjocklek
Kerf Bredd	0.15 - 0.4 mm	0,5 – 2,2 mm
HAZ	Smalare	Bredare
Skärhastighet (<10 mm)	Snabbare	Långsammare
Cutting Speed (>10 mm)	Långsammare	Snabbare
Inköpspris	Hög	25-35% av laser
Driftskostnader	Låg	Låg
Underhåll	Måttlig	Måttlig
Breakeven tidsram	4-6 år	3-4 år

 

För att fatta objektiva investeringsbeslut finns det några viktiga faktorer som du behöver tänka på:

 

√Råmaterialtyper och split-, plasma- och lasermaskiner är extremt lika när det gäller materialutbud, och de största skillnaderna är deras skärtjockleksområde och skärkvalitet. Båda kan skära alla ledande material som mjukt stål, rostfritt stål, mässing, koppar och aluminium. Om huvuddelen av ditt material är mindre än 10 mm och invecklade profiler inklusive rör, kan det vara mer kostnadseffektivt- att investera i fiberlaserskärmaskin och lägga ut plasmaskärning på entreprenad.

 

√Skärkvalitet täcker några viktiga element som rakhet, slagg, skärkant, HAZ (Heat Affected Zone). För fiberlaser är skärkvaliteten mycket beroende av effekt, skärhastighet, gas- och gastryck och munstycksstorlek. Normalt kommer den populära kraftuppsättningen att ha slagg-fri för fiberlasrar som 4 mm för 2 KW-lasrar, 6 mm för 6 KM-lasrar. Nedan följer en kort sammanfattning av de populära skärkvalitetsproblemen:

 

● Fyrkantiga, fiberlasrar kan producera ett nästan fyrkantigt snitt och kan kategoriseras i ISO 1. Typiska plasmasnitt har normalt en något konkav form på snittkanten och deras fasvinkel ligger i intervallet ISO 3-5.

●Slagg, definieras som det oönskade metallavfallet som inte har kastats ut från snittet som bildas på undersidan av snittet. Plasmaskärmaskin kan uppnå bra skärkantskvalitet, men operatörerna måste bestämma om skärkvalitet eller skärhastighet är prioritet. Låg skärning kan resultera i kraftigt slagg på undersidan av arbetsstycket medan skärning för fort kan leda till att metallpärlor ligger i linje med botten av snittet, och det är ganska svårt att ta bort dessa pärlor.

●Edge, plasmaskärare kan ge jämnare skärkanter på grund av sin större punktstorlek, men det beror naturligtvis också på hur operatören ställer in skärparametrarna för att uppnå optimerad skärkvalitet.

●HAZ, det beror till stor del på maskinens effekt och skärhastigheten, och både fiberlasrar och plasmaskärare producerar HAZ. Men normalt genererar fiberlaser en mindre HAZ.

 

 

√Skärtolerans & hålkvalitet, det kallas även för skuren delkvalitet, speciellt hålkvalitet anses ofta vara ett mått på precision, vilket bedöms efter hur cylindriskt ett hål kan vara. Graden av precision bedöms ofta av skärets bredd, ju bredare skäret är, desto grovare precision. Skäret bestämmer hur liten av en inre kontur som kan skäras, och under tiden kan värmeförvrängningen ändra dimensionen på arbetsstycket. Fiberlaser har högre tolerans jämfört med plasma cuter.

 

√Kostnad, fiberlasrar är i allmänhet dyrare än plasmamaskiner, både i initial inköpskostnad och driftskostnader.

 

Kort sagt, laser är ett bättre alternativ när man skär tunt mjukt, rostfritt stål och aluminium med tjockleksintervallet mellan 0,5 mm och 10 mm, och dess högre precision, hastighet och förmåga att skära intrikata former gör den mer önskvärd än plasmamaskin. I intervallet 10-15 mm är fiberlaser ganska jämförbar med plasmamaskin. För tunga plåtar som är över 15 mm kan en modern CNC-plasmamaskin vara ett bättre alternativ.

 

Olika stålmaterial genom plasmaskärning

 

Funktioner för plasmaskärning

 

Plasmamaskinen börjar bli mycket populär på grund av sin lägre investering och jämförbara skärkvalitet men inte bra som laserskärmaskin som skär tunnare metallmaterial, och den har följande egenskaper:

 

 

Därför används plasma ofta för att skära tjocka metaller som för snabb prototypframställning och konstnärlig design. Sammanfattningsvis är plasmaskärning en prisvärd metallskärning (särskilt för rostfritt stål, aluminium och tjocka plåtar) med lägre precision jämfört med laserskärning, och det är mycket populärt för tunga strukturtillverkning som skeppsbyggnad och konstruktion.