plazmavágás, vízsugaras vágás, gépi fűrészelés, lézervágás

Plazmavágás

A rozsdamentes acéllemezek darabolásának egyik leggyakoribb módja a plazmavágás.

Ez a korszerű termikus vágási technológia koncentrált elektromos ív segítségével nagy hőmérsékletű plazmasugárral (30 000°C) olvasztja át az anyagot. A plazmavágás egy hatékony és megfizethető eljárás, ami lenyűgöző sebességgel dolgozik, akár meglehetősen vastag anyagok esetében is. Népszerűsége elsősorban a vágás gazdaságosságában rejlik.

Előnyösen alkalmazható minden elektromosan vezető anyag esetében, különösen rozsdamentes és szerkezeti acéloknál, valamint alumínium és más nem fémes ötvözeteknél. Ipari gázokkal a vágás tiszta vonalakt eredményez, elenyésző sorjázottsággal, vagy olvadék rátapadással. 
 


Plazmavágás galéria


Ugyan a plazma extrém hőfokon izzik, de az anyag alig hevül fel a folyamatban.
Jellemző rá a nagy vágási sebesség (5 ill. 7-szer nagyobb, mint lángvágásnál) és a kevés mellékidő (nem szükséges előmelegítés).


Plazmavágás - nyers vágás hatékony technológiával

A plazmavágás egy olyan termikus vágási eljárás, amelynek során szűkített ívet használnak. Két változata létezik: a plazmasugaras és a plazmaíves vágás. A legáltalánosabban elterjedt változat a plazmaívvel történő vágás. Ez esetben az ív akkor jön létre, ha elektromos áram folyik a nem megolvadó elektródtól az elvágandó, elektromosan vezető munkadarab, azaz az anód felé. A munkadarab megolvasztásához szükséges energiát egyrészről a plazmasugár, másrészről a villamos ív szolgáltatja. A plazmagázok a villamos ív hatására részben felbomlanak és ionizálódnak – elektromos vezetővé válnak – az ívben, majd a nagy energiasűrűség és hőmérséklet következtében a hangsebesség többszörösével megindulnak a munkadarab felé.

Amint a munkadarab felületére koncentrált nagyenergiájú plazmaív eléri a munkadarab felületét, az atomok és molekulák újra egyesülnek, így az ívben tárolt energia felszabadulása megolvasztja, és részben elgőzölteti a munkadarabot. Továbbá a nagy mozgási energiájú plazmasugár lehetővé teszi az olvadt rész kiszorítását a munkadarabon lévő vágási résből.


Plazmavágás technológia adatok

Inox Service Hungary Kft. egyedi értékei

Vágóasztal mérete: 8000 x 3000 mm

Vágható vastagság: max. 150 mm

 

Plazmavágás vágás tűrése

Inox Service Hungary Kft. egyedi értékei
 

Plazmavágás vágás tűrése táblázat letöltése

 


Plazmavágás javasolt forgácsolási ráhagyás

Inox Service Hungary Kft. egyedi értékei
 

Plazmavágás javasolt forgácsolási ráhagyás táblázat letöltése

 


Furat átmérője: 1,5 x lemezvastagság (de minimum 35 mm)

Gyűrű keresztmetszete: (lemezvastagság + 0,02 x külső átmérő), de nem kevesebb 30 mm-nél

Belső rádiusz nagysága: 5-18 mm (lemezvastagság és vágófej függvénye)

Síklapúság: 700 x 700 mm fölötti daraboknál a lemezzel megegyező szabvány érvényes (EN 10029). A hosszú és keskeny vágatoknál (hosszúság > 4 x szélesség) nincs érvényes szabvány a síklapúságra  (torzulás léphet fel a lemezben lévő feszültségek és a hő hatására).

Vágás ferdesége: EN ISO 9013/5. zóna

Vágás felülete: EN ISO 9013/4. zóna


Plazmavágó berendezések

A plazmavágó berendezések vágási teljesítménye és a vágott anyag minősége alapvetően függ a különböző vágási technológiától, a vágandó anyagtípustól, az alkalmazott plazmagáztól és vágógáztól egyaránt. A vágható vastagság fémlemezeknél 0,5-180 mm-ig terjed. A plazmavágás előnyösen használható vastag, erősen ötvözött acél és alumínium táblalemezek vágására is, 0,2 - 9 m/perc-es vágási sebesség is elérhető.

Az ipar egyre szigorúbb minőségi követelményeket támaszt a fémek vágását illetően. Ez számos fejlesztést követel meg a gyártóktól. A fejlesztések célja egyrészről, hogy minél jobb minőséget produkáljanak, nélkülözve a további megmunkálási folyamatokat, másrészről pedig a fejlesztéseket költségcsökkentési törekvések jellemzik. A mai modern plazmavágó berendezések bizonyos lemezvastagságig, minőség terén felveszik a versenyt a lézervágó gépekkel. Vékony lemezek kis vágóréssel és bemetszéssel, valamint szigorú él kontúrok esetében, adott esetben a lézer előnyösebb lehet, ez azonban az ipari alkalmazások csak kis hányadánál fordul elő. Általánosságban elmondható, hogy minél vastagabb a lemez a felmerülő vágási költségek annál kedvezőbbek a plazma számára. Például acélokra vonatkoztatva már 3 mm vastagság felett a vágható tartományban egyértelműen a plazma az olcsóbb, míg alumínium és erősen ötvözött acél, 8 mm-nél vastagabb lemez esetén a költségek különbsége akár ötszörös is lehet a plazma javára.

A plazmavágó berendezés részei a következők: áramforrás, plazmaégő (amely magában foglalja az elektródát és a fúvókát),
munkadarab, vágóasztal, gázellátó-, hűtő- és elszívó rendszer.


Plazmavágó berendezés működése



A plazma áramforrása biztosítja a működéshez szükséges feszültséget és a vágó áramot a fő és segéd ív (pilot arc) számára. A vágás elején az alacsony energiájú segédív a fúvóka és a nagyfeszültségű elektróda között világít. A segéd ív gyújtja meg a fő plazma ívet. Terhelés nélkül a plazmavágó feszültsége 240-400 V között van, a vágó áram pedig 150-300 A között szabályozható.

A plazmavágás alapvetően a plazmaégő típusától függ, amelynek részei a plazma fúvóka és az elektróda. Mind a plazmafúvóka, mind az elektróda élettartama korlátozott. Az elektróda élettartalmát leginkább a vágóáram intenzitása, az ív gyújtások száma és a használt plazmagáz típusa határozza meg. A fúvóka élettartamára pedig a fúvóka kialakítása, anyaga, hővezető képessége, üzemidő, ívgyújtások száma, átlyukasztások száma és a fúvóka hűtése van hatással. Általában rúd alakú volfrám elektródák és tű alakú cirkon vagy hafnium elektródákat használnak. A kopási hajlamnak köszönhetően a volfrám elektródákat csak inert plazma gázokkal és keverékükkel, valamint kis reakcióképességű és redukáló plazmagázokkal lehet használni. Ha tiszta oxigént használunk, vagy a plazmagáz tartalmaz oxigént, akkor az élettartam jelentősen növelhető cirkon vagy hafniumból készült elektróda alkalmazásával. Ha a plazmavágást oxigén jelenlétében végezzük, akkor növelhetjük az elektróda élettartamát úgy is, hogy két gázt használunk: a gyújtási eljárásnál kevésbé oxidáló gázt, a vágásnál pedig oxigént.

További plazmavágási lehetőség a víz alatti végzett plazmavágás. Ezt az eljárást a vízfelszín alatt 60- 100 mm-re végzik, ezáltal jelentősen csökkentve a zajt, növelve a biztonságot és csökkentve a környezet por és aeroszol szennyezését. Miután a víz alatt végzett vágás több energiát igényel, mint az atmoszférában végzett vágás, ezért itt csak kisebb vágási sebesség érhető el. Erősen ötvözött acélokat 20 mm-ig lehet gazdaságosan víz alatt vágni.


Plazmagázok

Plazmagáznak hívjuk az összes gázt, vagy gázkeveréket, amelyeket a plazma előállítására, vagy vágásra alkalmazunk. A plazmavágás két fő fázisa a plazmagyújtási és vágási fázis. Ezért a plazmagázok feloszthatók gyújtásnál és vágásnál használt gázokra, amelyek különböznek a gázok típusának és áramlási mennyiségének szempontjából. A vágógázok mellett a plazmaégő kialakításától függően lehetnek még másodlagos, segédgázok, illetve víz. A plazmagáz döntő szerepet játszik a minőségben és a vágás gazdaságosságban. Különböző anyagok és különböző anyagvastagságok különböző plazmaközeget igényelnek. Ezek a közegek lehetnek gázok, gázkeverékek, vagy akár víz is. Az alkalmazott gáz kiválasztásnál a gáz fizikai és mechanikai tulajdonságait is számításba kell venni, annak érdekében, hogy nagy vágási sebességet és jó minőséget érjünk el. A plazmasugárral szemben támasztott követelmények a nagy energiatartalom, a jó hővezetés és a nagy mozgási energia is, amit a különböző plazmagázok fizikai tulajdonságai határoznak meg.

 

A kémiai tulajdonságok – redukáló, semleges, oxidáló hatású – szintén nagymértékben befolyásolják a vágási minőségét és az esetleges további utómunkák költségeit. Jelentős hatása van a minőségre annak is, ha plazmagáz kölcsönhatásba lép az olvadt fémmel. A fentiek értelmében különös figyelmet kell fordítani a plazmagáz kiválasztása a vágandó anyag és eljárás függvényében. Inert és aktív gázok és azok keverékei általában alkalmasak plazmagáznak. Plazmagáznak lehet használni argont, hidrogént, nitrogént, oxigént és ezek keverékeit, valamint levegőt. Előnyöket és hátrányokat tekintve egyik fent említett plazmagáz sem nevezhető optimális plazma közegnek. Ezért legtöbb esetben a fenti gázok keverékeit használják. A nem megfelelő gázkeverékek a fogyó alkatrészek fokozottabb kopásához és a plazmaégő idő előtti tönkremeneteléhez vezethet.

 

 


Plazmagázok bővebben



Argon

Az argon az egyetlen semleges gáz, amit a levegő bontásából állítható elő. Nagy atomsúlya miatt a nagy impulzus sűrűségű plazma sugár elősegíti az olvadt anyag eltávolítását a vágott résből. Alacsony ionizációs energiája miatt, az argon viszonylag egyszerűen ionizálható. Ezért a tiszta argon gyakran alkalmazzák a plazmaív meggyújtásánál. Viszonylag kis hővezetési képessége és entalpiája miatt a tiszta argon nem ideális vágógáznak, mivel relatív csak kis vágási sebességet enged meg és használata nem jó minőségű felületet produkál.

Hidrogén

A hidrogént az argonnal összehasonlítva láthatjuk, hogy a hidrogénnek nagyon kicsi az atomsúlya, de jó a hővezető képessége. A kétatomos hidrogén molekula ionizációja és újraegyesülése kezdetben nagy energiatartalmat biztosít az ívnek. A hidrogén önmagában még nem alkalmas plazmaközegként, akárcsak az argon. Azonban ha a hidrogén kedvező fizikai tulajdonságait (nagy energiatartalom és entalpia) ötvözzük az argon kedvező atomsúlyával, akkor egy gyorsan haladó nagy kinetikus energiájú, valamint megfelelő hőtartalommal rendelkező ívet kapunk, amivel az anyag könnyen és jól vágható lesz.

Argon-hidrogén gázkeverék

Az argon-hidrogén gázkeveréket gyakran alkalmazzák erősen ötvözött acélok és alumínium vágásához. Akár pár százaléknyi hidrogén hozzáadásával az argonhoz jelentős javulás érhető el minőségében és vágási sebességben. Továbbá a hidrogénredukáló hatása miatt sima, oxidmentes lesz a vágott felület. Ezt a keveréket gyakorlatban 150 mm-es lemezekig használják. A hidrogén aránya 35%, de ez az érték a vágandó anyagvastagság függvénye. A hidrogén mennyiségének 35% fölé növelése a gázban már nem növeli észrevehető mértékben a vágási sebességet. Amennyiben a hidrogén részaránya gázban több mint 40%, akkor a vágási felületen az anyag visszahajlik és megnő a sorjaképződés is.

Nitrogén

A nitrogén a fizikai tulajdonságok szempontjából valahol az argon és a hidrogén között van. Atomsúlya messze meghaladja a hidrogénét, de jóval az argon alatt van. A nitrogén hővezető képessége jobb, entalpiája magasabb, mint az argoné, de a hidrogéné alatt van. Nitrogén az ív koncentrációjára gyakorolt hatása alapján hasonlóan viselkedik, mint a hidrogén. Hőtartalma is hasonló a hidrogénéhez. A nitrogén plazmagázként való alkalmazása lehetővé teszi a munkadarab gyors és oxidmentes vágását vékony falvastagság esetén. Hátránya, hogy a vágott él nagyon barázdált lesz. A tökéletesen párhuzamos élek vágása nehezen kivitelezhető. A tiszta nitrogén alkalmazása azonban minőségi problémákat vet fel. A nitrogén abszorpciója a vágott felületen a hegeszthetőség szempontjából – porozitás – kedvezőtlen hatás.

Nitrogén-hidrogén gázkeverék

A nitrogén-hidrogén gázkeveréket gyakran alkalmazzák erősen ötvözött acél és alumínium vágásához. Ezzel a gázkeverékkel párhuzamos éleket lehet vágni észrevehetően nagyobb sebességgel, mint tiszta argon esetén. A vágott felületek oxidációja szintén kisebb mértékű, mint ha tiszta nitrogént használtunk volna. Ezek a gázkeverékek 20% hidrogéntartalomig formáló gázként használathatók.

Argon- hidrogén-nitrogén gázkeveré

Az argon- hidrogén-nitrogén gázkeveréket erősen ötvözött acél és alumínium vágásához alkalmazzák. Használatával jobb minőség, kevesebb pozíció probléma és sorjaképződés érhető el, mint argonhidrogén gázkeverék alkalmazásával. A legáltalánosabban használt gázkeverékek 50-60% argont, 30-50% nitrogén és hidrogént tartalmaznak. A hidrogén mennyisége a vágandó munkadarab vastagságától függ: vastagabb anyaghoz több hidrogént kell használni.

Oxigén

Oxigént használnak plazmagázként ötvözetlen és alacsonyan ötvözött acélok vágáshoz. Ha oxigén keveredik, az olvadékhoz az olvadék viszkozitása csökken, folyósabbá válik. Ez a jelenség általánosságban lehetővé teszi, hogy sorjamentes és éles éleket érjünk el. Nagyobb vágási sebesség akkor érhető el, ha nitrogénnel keverjük az oxigént, vagy levegőt használunk. A nitrogén vagy levegő alkalmazása, szemben az oxigénnel nem okoz lényeges nitrogéntartalom növekedést a vágott felületben, így minimalizálva a porozitás megjelenésének lehetőségét hegesztés során. Nagy vágási sebesség következtében a hőhatás övezet szélessége nagyon kicsi lesz és így a vágott fél mechanikai tulajdonságai nem romlanak. A nagy vágási sebesség az oxigén a fémmel szembeni nagy reakcióképességének tulajdonítható.

A levegő alapvetően nitrogénből (78,18%) és oxigénből (20,8%) áll. A levegő nagy energiatartalmú gázkeverék. A levegőt plazmagázként ötvözetlen, vagy gyengén illetve erősen ötvözött acélok és alumínium vágásához használják. A levegőt általában kézi vágáshoz, vagy vékony lemezek vágásához használják. Azonban a levegő jelentősen növeli a vágott felület nitrogéntartalmát. Amennyiben a vágott felületeket utólagosan nem távolítják el hegesztésnél problémákat, porozitást okoz, alumínium vágása esetén pedig a vágott élek elszíneződhetnek.


Írjon nekünk, néhány órán belül felvesszük Önnel a kapcsolatot!

- pár órán belül felvesszük önnel a kapcsolatot -

© 2018 Copyright Inox Service Hungary Kft. | Minden jog fenntartva!