ЗАГАЛЬНА ІНФОРМАЦІЯ

ПРОЦЕС ГАЗОКИСНЕВОГО РІЗАННЯ

Процес газокисневого різанняце найдавніший та найпоширеніший метод, що застосовується для різання вуглецевих сталей, низьколегованих сталей та титану.Процес не застосовується для різання кольорових металів, таких як алюміній, нержавіючі сталі,нікелеві сплави, бронза та мідь.Товщина матеріалу що може бути розрізаний варується від 3мм до 300мм за умови використанням стандартного обладнання, а в разі використанні спеціалізованого обладнання може досягати 3000мм.

Ріжучі гази відрізняються за співвідношенням своїх характеристик до вартості. Ацетилен дає найгарячіше полум’я 3160°C, інші гази, включаючи MAPP - 2976°C, Пропилен (LPG) - 2896°C, Пропан - 2828°C, Природній газ - 2770°C. Більш низькі температури горіння ріжучих газів впливають на збільшення часу пропалювання, зменшення швидкості переміщення та збільшення зони термічного впливу (HAZ).Перш ніж приймати рішення про те, який тип ріжучого газу використовувати, потрібно знати про співвідношення кисню та ріжучого разу необхідне для досягнення бажаної продуктивності різання. Крім того на вибір типу газу можуть вплинути питання транспортування, умов зберігання та його безпеки. Процес різання відбувається за допомогою різака із соплом відповідного розміру. Ріжучий газ та кисень подаються в різак під регульованим тиском, попередньо розігріваючи матеріал до температури у межах від 700°C до 900°C. Матеріал має бути світло червоного кольору, але не жовтого (ця температура відома як температура розплавлення). Введення основного струменю газу викликає екзотермічну реакцію, сталь окислюється та видувається крізь заготовку. Використання CNC системрекомендоване для досягнення оптимальної чистоти профілю різу та його повторюваності. Матеріал по можливості має не містити іржі або інших забруднень. Розмір сопла, тиск газу, форма полум’я, висота від полум’я до заготовки та швидкість переміщення мають бути перевірені та випробувані перед початком виробництва.

Системи механізованого різання підходять для використання у важкому виробництві, обробці сталі та на суднобудівних заводах. Ручне газокисневе різання та строжка використовуються у зазначених вище галузях а також для різання металобрухту, демонтажу / виведення з експлуатації технологічного устаткування та суден.

ПРОЦЕС ПЛАЗМОВОГО РІЗАННЯ

Процес різання плазмовою дугою є найбільш універсальним із трьох процесів що розглядаються. Він підходить для різання усіх електропровідних матеріалів, таких як найбільш поширені вуглецеві сталі, низьколеговані сталі, алюміній, неіржавіючі сталі, нікелеві сплави та мідь різних товщин від 0,5 мм до 150 мм.

Різання плазмовою дугоюбільш швидке, ніж газокисневе різання, наприклад, для однакового співвідношення матеріалу та товщини. Перевага плазмової дуги полягає в тому, щовона не розпізнає повітряні зазори, що дозволяє штабелювати матеріали, ламінувати, гальванізувати та фарбувати. Іржавий та вкритий окалиною метал можна різати без суттєвих проблем за умови, що матеріал добре заземлений.

Для плазмового різання необхідне джерело живлення плазмової дуги, різак та джерело подавання газу. Найбільш популярні джерела живлення плазмової дуги мають потужність від 30 до 800 А. Вони комплектуються різаками підключеними до системи подачі газу та поділяються на дві основні категорії: одно-газові та мульти-газові. Одно-газові системи, як правило, дешевші для закупівлі, але все ще забезпечують прийнятну якість різання таких матеріалів як вуглецева сталь та низьколеговані сталі. Більш вдосконалені мульти-газові системи придатні для різання всіх електропровідних матеріалів за допомогою використання відповідних витратних деталей та комбінацій газів. Одно-газові апарати використовують як правило сухе чисте стисле повітря або азот. Мульти-газові можуть використовувати комбінації стислого повітря, кисню, азоту, аргону та водню.

Плазмова дуга генерується всередині різака, газ під високим тиском проштовхується крізь сопло із маленьким діаметром отвору, електрична дуга, що генерується плазмовим джерелом живлення проходить через потік газу високого тиску, утворюючи плазмовий струмінь, де температура складає близько 20000°C, ця температура може бути навіть перевищена за умови використання декількох газових комбінацій. Плазмовий струмінь швидко проникає крізь матеріал із якого видувається розплавлений метал.

Подібно до газокисневих CNC систем плазмова дуга вимагає налаштування параметрів для коректної роботи. Струм (ампераж), тип газу, тиск, витратні деталі (розмір сопла, тип електроду), висота різака над поверхнею заготовки, швидкість руху різака – всі ці параметри впливають на результат кінцевого продукту.

Ручні системи плазмового різання є більш гнучкими у використанні, їх мобільність дозволяє використовувати їх у більш широкому діапазоні робочих площадок, а також ці системи можуть використовуватись у комбінації із портативними моторизованими CNC системами. Крім того, ручним системам плазмового різання віддають перевагу через можливість виконання строжки – швидкого та економічного видалення металу із невеликим тепловкладенням.

Механізовані системи плазмового різання підходять для використання в легкій та важкій промисловості, металообробній промисловості та суднобудуванні. Ручне дугове плазмове різання та строжка підходять як для вищезгаданих галузей промисловості, так і для різання металобрухту, демонтажу, або виведення із експлуатації технологічного устаткування та суден.

ЛАЗЕР ЗДАТНИЙ РІЗАТИ ВСЕ

Процес лазерного різання — це найновіший із трьох розглянутих процесів.Лазерне різання зазнало стрімкого розвитку в області генерації та транспортування лазерного променю. Лазерний промінь, який зараз використовується у металообробній промисловості еволюціонував із процесу різання потоком кисневого лазеру за допомогою якого на початку 1970-х років розрізали в основному титан в авіаційній промисловості. Відтоді CO2 газові лазери стали найбільш поширеними системами в світі, а подальший їх розвиток поклав початок волоконним лазерам. Процес різання волоконними лазерами є найдосконалішою формою і зараз вважається найкращим.

Потужність лазерного різання металу з часом значно зросла: з 300 Вт для різання вуглецевої сталі товщиною 1 мм до 20000 Вт для різання вуглецевої сталі 50 мм. Потужність 12000 Вт вважається нормою для різання вуглецевої сталі товщиною 25 мм.   Із трьох розглянутих термічних процесів, лазер найбільш точний процес – він може різати матеріали товщиною, що вимірюється в мікронах. Лазер ріже всі метали включаючи оцинковану сталь та гальванізовану сталь, хоча і має обмеження по товщині.

При правильному налаштуванні всіх параметрів виготовлені за допомогою лазеру деталі зменшують подальші операції з обробки як мінімум на дві, а саме шліфування та полірування. Всі лазерні системи працюють краще в чистих умовах, тому що зварювання, шліфування та інші забруднення можуть вплинути на якість різання та довговічність системи. Матеріали що розрізаються мають бути чистими та вільними від поверхневих забруднень. Засоби проти налипання можуть використовуватись від налипання мікро-бризок на метал.

Лазерний промінь генерується одним із трьох методів: твердотільний лазер, CO2 газовий лазер, або волоконний. Волоконні лазерні системи є більш сучасними, лазерний промінь в них транспортується до голови через оптичне волокно. Перевагою тут є те, що довжина шляху променю лишається постійною і це виключає коштовні простої, необхідні для налаштування пристроїв транспортування променю. Гази, що використовуються при лазерному різанні – це кисень та азот. При різанні вуглецевої сталі із киснем в якості допоміжного газу відбувається екзотермічна реакція, аналогічна газокисневому процесу, коли газ видуває шлак крізь заготовку. Азот використовується для різання алюмінію, нержавіючих сталей, нікелевих сплавів, титану та міді. Азот також можна використовувати в якості допоміжного газу при різанні вуглецевих та низьколегованих сталей, щоб забезпечити кращу чистову обробку та мінімізувати вторинні операції.

Системи лазерного різання вимагають значних інвестицій, але щоб швидше повернути витрати на обладнання, лазерні системи можуть запускатися за принципом “Lights out”, на основі якого високоавтоматизовані комплекси працюють повністю автоматично, або під керуванням невеликої кількості людей. Хоча витрати на електроенергію можуть бути досить високими, вони частково компенсуються низькою вартістю витратних деталей.