חיתוך מתכת עם פלזמה. ציוד לעיבוד מתכת

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

חייתוך פלזמה משמש בעיבוד של מתכות מוליכות. החומר המעובד מקבל אנרגיה ממקור זרם באמצעות גז מיונן. המערכת הסטנדרטית כוללת מקור מתח, מעגל הצתה ולפיד המספקים את הכוח, היינון והבקרה הדרושים לחיתוך איכותי ובעל ביצועים גבוהים במגוון מתכות.

פלט כוח DC קובע את העובי ומהירות החיתוך של החומר ושומר על הקשת.

מעגל ההצתה עשוי בצורת מחולל מתח חילופין בתדר גבוה של 5-10 אלף וולט בתדר של 2 מגה-הרץ, היוצר קשת בעוצמה גבוהה המייננת את הגז למצב פלזמה.

הלפיד הוא מחזיק לחומרים מתכלים - זרבובית ואלקטרודה - ומספק קירור של חלקים אלה באמצעות גז או מים. הזרבובית והאלקטרודה דחוסים ותומכים בסילון המיונן.

מערכות ידניות וממוכנות משרתות מטרות שונות ודורשות ציוד שונה. רק המשתמש יכול לקבוע איזה מהם הכי מתאים לצרכיו.

חיתוך מתכת עם פלזמה הוא תרמיתהליך שבו אלומת גז מיונן מחממת מתכת מוליכה חשמלית לטמפרטורה מעל נקודת ההיתוך שלה ומסירה את המתכת המותכת דרך חור מנוקב. קשת חשמלית נוצרת בין האלקטרודה במבער, עליה מופעל פוטנציאל שלילי, לבין חומר העבודה בעל פוטנציאל חיובי, והחומר נחתך על ידי זרימת גז מיונן בלחץ בטמפרטורה של 770 עד 1400 מעלות צלזיוס. סילון של פלזמה (גז מיונן) מרוכז ומכוון דרך זרבובית, שם הוא מתעבה והופך להיות מסוגל להמיס ולחתוך מגוון רחב של מתכות. זהו התהליך הבסיסי לחיתוך פלזמה ידני וממוכן כאחד.

חתך ביד

חיתוך ידני של מתכת עם פלזמה נעשה באמצעות מכשירים קטנים למדי עם לפיד פלזמה. הם ניתנים לתמרון, רב-תכליתי וניתן להשתמש בהם לביצוע משימות שונות. היכולות שלהם תלויות בחוזק הנוכחי של מערכת החיתוך. הגדרות חיתוך ידני נעות בין 7-25 A ל- 30-100 A. עם זאת, מכשירים מסוימים יכולים להפיק עד 200 אמפר, אך אלה אינם בשימוש נרחב. במערכות ידניות, אוויר תהליך משמש בדרך כלל בתור הפלזמה וגז המגן. הם מתוכננים בצורה כזו שניתן להשתמש בהם עם מתחי כניסה שונים, שיכולים לנוע בין 120 ל-600 וולט, וניתן להשתמש בהם גם ברשתות חד או תלת פאזיות.

פלזמה לחיתוך מתכת ביד נפוץ בבתי מלאכה לעיבוד דקיםחומרים, שירותי אחזקת מפעלים, סדנאות תיקונים, נקודות איסוף גרוטאות, בעבודות בנייה והתקנה, בבניית ספינות, סדנאות רכב וסדנאות יצירה. ככלל, הוא משמש כדי לקצץ את העודף. חותך פלזמה טיפוסי של 12 אמפר חותך לכל היותר 5 מ"מ מתכת בקצב של כ-40 מ"מ לדקה. 100 אמפר חותך שכבה של 70 מ"מ במהירות של עד 500 מ"מ/דקה.

ככלל, המערכת הידנית נבחרת בהתאם לעובי החומר ולמהירות העיבוד הרצויה. מכשיר שמספק זרם גבוה מהיר יותר. עם זאת, כאשר חותכים בזרם גבוה, קשה יותר לשלוט באיכות העבודה.

עיבוד שבבי

חיתוך פלזמה ממוכן מתבצע במכונות שהן לרוב גדולות בהרבה מאלו הידניות, ומשמשות בשילוב עם שולחנות חיתוך, כולל כאלו עם אמבט מים או עם פלטפורמה המצוידת בהנעים ומנועים שונים. בנוסף, מערכות ממוכנות מצוידות בבקרת גובה סילון CNC וראש חיתוך, שיכולה לכלול הגדרה מראש של גובה הלפיד ובקרת מתח. ניתן להתקין מערכות חיתוך פלזמה ממוכנות על ציוד אחר לעיבוד מתכת כגון מכונות הטבעה, חותכי לייזר או מערכות רובוטיות. גודל התצורה הממוכנת תלוי בגודל השולחן ובפלטפורמה המשמשת. מסור הפנל יכול להיות קטן מ-1200x2400 מ"מ וגדול מ-1400x3600מ"מ. מערכות כאלה אינן ניידות במיוחד, אז לפני ההתקנה, כדאי לשקול את כל הרכיבים שלהן, כמו גם את מיקומן.

דרישות חשמל

לספקי כוח סטנדרטיים יש טווח זרם מרבי של 100 עד 400 A עבור חיתוך דלק חמצן ו-100 עד 600 A עבור חיתוך חנקן. מערכות רבות פועלות בטווח התחתון, כמו 15 עד 50 אמפר. קיימות מערכות חיתוך חנקן בזרמים של 1000 אמפר ומעלה, אך הן נדירות. מתח הכניסה למערכות פלזמה ממוכנות הוא 200-600 וולט תלת פאזי.

דרישות גז

תערובות אוויר דחוס, חמצן, חנקן וארגון/מימן משמשות בדרך כלל לחיתוך פלדה עדינה, נירוסטה, אלומיניום וחומרים אקזוטיים שונים. השילובים שלהם משמשים פלזמה וגזים עזר. לדוגמה, בעת חיתוך פלדה עדינה, גז המוצא הוא לרוב חנקן, הפלזמה היא חמצן, ואוויר דחוס משמש כחומר עזר.

חמצן משמש לפלדת פחמן עדינה מכיוון שהוא מייצר חיתוכים באיכות גבוהה בחומר בעובי של עד 70 מ"מ. חמצן יכול לשמש גם כגז פלזמה לנירוסטה ואלומיניום, אך התוצאה אינה מדויקת לחלוטין. חנקן משמש כגז פלזמה וכגז מסייע מכיוון שהוא מספק ביצועי חיתוך מצוינים כמעט בכל סוג של מתכת. הוא משמש בזרמים גבוהים ומאפשר עיבוד פחים בעובי של עד 75 מ"מ וכגז עזר לפלזמה של חנקן וארגון-מימן.

אוויר דחוס הוא הגז הנפוץ ביותר עבור גזי פלזמה ועזר. כאשר מבצעים חיתוך זרם נמוך של מתכת בעובי של עד 25 מ מ, הוא משאיר משטח מחומצן. כאשר חיתוך באוויר, חנקן או חמצן הוא גז העזר.

תערובת ארגון-מימן משמשת בדרך כלל לעיבוד פלדת אל חלד ואלומיניום. מספק חיתוך באיכות גבוהה וחיוני לחיתוך ממוכן של יריעות בעובי של מעל 75 מ מ. פחמן דו חמצני יכול לשמש גם כגז עזר בעת חיתוך מתכת עם פלזמה חנקן, מכיוון שהוא יכול להתמודד עם רוב החומרים ולהבטיח איכות טובה.

תערובת חנקן-מימן ומתאן משמשים לפעמים גם בתהליך חיתוך פלזמה.

מה עוד אתה צריך?

הבחירה בפלזמה ובגזי עזר הן רק שתיים מההחלטות החשובות ביותר שיש לקחת בחשבון בעת התקנה או שימוש במערכת פלזמה ממוכנת. ניתן לרכוש או לשכור מיכלי גז, הם זמינים בגדלים שונים ויש לספק תנאי אחסון. התקנת המערכת דורשת כמות משמעותית של חיווט חשמלי וצנרת עבור גז ונוזל קירור. בנוסף למערכת הפלזמה הממוכנת ביותר, אתה צריך להרים שולחן, מסור, CNC ו-THC. יצרני OEM מציעים בדרך כלל מגוון אפשרויות חומרה שיתאימו לכל תצורת מכשיר.

האם יש צורך במיכון?

בגללהמורכבות של בחירת תהליך חיתוך פלזמה ממוכן, יש להקדיש זמן רב לחקר תצורות וקריטריונים שונים של המערכת. שימו לב:

• סוגי חלקים שיש לחתוך;
• מספר פריטים תעשייתיים בכל אצווה;
• מהירות ואיכות חיתוך רצויים;
• עלות חומרים מתכלים.
• עלות כוללת של הפעלת התצורה, כולל חשמל, גז ועבודה.

הגודל, הצורה ומספר החלקים שייוצרו יכולים לקבוע את ציוד הייצור התעשייתי הנדרש - סוג ה-CNC, השולחן והפלטפורמה. לדוגמה, ייצור של חלקים קטנים עשוי לדרוש פלטפורמה עם כונן מיוחד. כונני המתלה, כונני הסרוו, מגברי ההנעה והחיישנים המשמשים בפלטפורמות קובעים את איכות החיתוך ואת המהירות המרבית של המערכת.

איכות ומהירות תלויות גם באיזה סוג של ציוד לעיבוד מתכת, CNC וגזים משמשים. מערכת ממוכנת עם זרם וזרימת גז מתכווננת בתחילת ובסוף החתך תפחית את צריכת החומר. בנוסף, עם CNC עם קיבולת זיכרון גדולה ובחירה של הגדרות אפשריות (למשל, גובה הלהבה בסוף החיתוך) ועיבוד נתונים מהיר (תקשורת קלט/פלט) יקטין את זמן ההשבתה ויגביר את המהירות ודיוק העבודה.

בסופו של דבר, ההחלטה לקנות או לשדרג מערכת חיתוך פלזמה ממוכנת או להשתמש במערכת ידנית חייבת להיות נכונה.

ציוד לחיתוך מתכת פלזמה

Hypertherm Powermax45 הוא מכשיר נייד עם מספר רב של רכיבים סטנדרטיים המבוססים על אינוורטר, כלומר טרנזיסטור דו-קוטבי שער מבודד. קל מאוד לעבוד איתו, בין אם זה חיתוך פלדה דקה או לוחות בעובי 12 מ"מ במהירות 500 מ"מ לדקה או 25 מ"מ ב-125 מ"מ לדקה. המכשיר מסוגל להפיק כוח גבוה לחיתוך סוגים שונים של חומרים מוליכים כגון פלדה, נירוסטה ואלומיניום.

למערכת החשמל יש יתרון על פני אנלוגים. מתח כניסה - זרם חד פאזי 200-240 V בהספק של 34/28 A בהספק של 5.95 קילוואט. שינויים במתח הכניסה לרשת מפוצים על ידי טכנולוגיית Boost Conditioner, המספקת ללפיד ביצועים משופרים במתחים נמוכים, בהספק כניסה משתנה וכאשר מופעל על ידי גנרטור. רכיבים פנימיים מקוררים ביעילות עם PowerCool לשיפור הביצועים, זמן הריצה והאמינות. תכונה חשובה נוספת של מוצר זה היא חיבור לפיד FastConnect, המאפשר שימוש ממוכן ומגביר את הרבגוניות.

לפיד Powermax45 כולל עיצוב בעל זווית כפולה שמאריך את חיי הזרבובית ומפחית את עלויות התפעול. הוא מצויד בפונקציית Conical Flow, המגבירה את צפיפות האנרגיה של הקשת, מה שמפחית משמעותית את הסחף ומייצרת חיתוך פלזמה באיכות גבוהה. המחיר של Powermax45 הוא $1800.

Hobart AirForce 700i

Hobart AirForce 700i יש הכי הרבהכושר חיתוך של קו זה: עובי חיתוך נומינלי - 16 מ"מ במהירות של 224 מ"מ לדקה, ומקסימום - 22 מ"מ. בהשוואה לאנלוגים, זרם ההפעלה של המכשיר נמוך ב-30%. חותך הפלזמה מתאים לתחנות שירות, חנויות תיקונים ובניית בניינים קטנים.

כולל מהפך קל משקל אך חזק, נתיך התחלה ארגונומי, צריכת אוויר יעילה וחומרים מתכלים לפיד בעלות נמוכה לייצור חיתוך פלזמה בטוח, באיכות גבוהה ובמחיר סביר. מחיר ה-AirForce 700i הוא $1,500.

מגיע עם לפיד יד ארגונומי, כבל, 2 טיפים חלופיים ו-2 אלקטרודות. צריכת הגז היא 136 ליטר לדקה בלחץ של 621–827 kPa. משקל המכשיר הוא 14.2 ק ג.

פלט של 40 אמפר מספק ביצועי חיתוך מתכת יוצאי דופן - מהיר יותר מהתקני מכאני, גז ופלזמה של יצרנים אחרים.

Miller Spectrum 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme היא מכונה קטנה חזקה מספיק כדי לחתוך סוגים שונים של פלדה, אלומיניום ומתכות מוליכות אחרות.

מופעל על ידי 120-240 V AC, התאמה אוטומטית למתח המופעל. עיצוב קל משקל וקומפקטי הופך אותו לנייד מאוד.

עם טכנולוגיית Auto-Refire, הקשת נשלטת אוטומטית, ומבטלת את הצורך ללחוץ כל הזמן על הכפתור. עובי החיתוך הנומינלי ב-40 A הוא 16מ"מ במהירות של 330 מ"מ לדקה, והמקסימום הוא 22.2 מ"מ ב-130 מ"מ לדקה. צריכת חשמל - 6, 3 קילוואט. משקל המכשיר בביצוע ידני הוא 10.5 ק"ג, ועם חותך מכונה - 10.7 ק"ג. אוויר או חנקן משמשים כגז פלזמה.

האמינות של ה-Miller 625 מגיעה מטכנולוגיית Wind Tunnel. הודות למאוורר המובנה המהיר, אבק ופסולת לא נכנסים לתוך המכשיר. מחווני LED מודיעים על לחץ, טמפרטורה והספק. מחיר המכשיר הוא $1800.

Lotos LTP5000D

Lotos LTP5000D היא מכונת פלזמה ניידת וקומפקטית. עם משקל של 10.2 ק"ג, לא יהיו בעיות בתנועה שלו. זרם 50 אמפר שנוצר על ידי הממיר הדיגיטלי וה-MOSFET החזק מספקים חיתוך יעיל של פלדה עדינה 16 מ"מ ו-12 מ"מ נירוסטה או אלומיניום.

המכשיר מתאים אוטומטית למתח ולתדר החשמל. אורך צינור - 2.9 מ' קשת הפיילוט אינה באה במגע עם מתכת, מה שמאפשר להשתמש במכונה לחיתוך חומרים חלודים, גולמיים וצבועים. המכשיר בטוח לשימוש. אוויר דחוס המשמש לחיתוך אינו מזיק לבני אדם. והמארז החזק עמיד בפני זעזועים מגן באופן אמין על המכשיר מפני פגיעות אבק ופסולת. המחיר של Lotos LTP5000D הוא $350.

כאשר אתה קונה חותך פלזמה, אתה תמיד צריך לתת עדיפות לאיכות. היזהרו מהפיתוי לקנות מכשיר זול באיכות נמוכה, שכן בלאי מהיר שלו בטווח הארוך יובילעלויות הרבה יותר גבוהות. כמובן שגם לא כדאי לשלם יותר מדי, יש מספיק אפשרויות תקציב הגונות ללא אביזרים וקיבולות גבוהות שאולי לעולם לא תצטרכו.