Oppsett og prosedyre for PAC

Etter å ha lest denne artikkelen vil du lære om oppsett og prosedyre for Plasma Arc Cutting (PAC) ved hjelp av passende diagrammer.

Som plasmabuesveising kan PAC brukes i to modi, dvs. overført bue og ikke-overført bue; Den førstnevnte er imidlertid den viktigste prosessen som brukes industrielt. Et kretsdiagram for en overført bueplasma-skjæreenhet er vist i figur 19.16. Prosessen opererer med dcen for å produsere en innsnevret overført bue.

I denne modusen etableres plasmastrålen for skjæring mellom elektrodespissen og arbeidsstykket. Imidlertid er initiering av bue utført gjennom en pilotbue mellom elektroden og dysespissen. Dysen er koblet til arbeidet (positiv) gjennom en strømbegrensningsmotstand og en pilotbue-relékontakt.

Piloten bue er initiert av en høyfrekvent generator. Sveisestrømkilden opprettholder lavstrøm piloten i brenneren. Plasmagass blir ionisert ved å passere gjennom buen og blåses gjennom dyseåpningen for å gi en lav motstandsbane for etablering av hovedplasmabuen mellom elektroden og arbeidsstykket. Når hovedbuen er etablert, slukker pilotbue automatisk ved hjelp av reléoperasjonen for å unngå unødvendig oppvarming av dysespissen.

Siden fakkeltipset utsatt for høy temperatur varierer mellom 10 000 og 14 000 ° C, er det nesten alltid utført av vannkjølt kobber. Fakkelutformingen er også slik at den produserer et grenselag av gass mellom plasma og dyse.

Den ikke-overførte plasmastrålen brukes noen ganger til å kutte tynne gauge-materialer. Installasjon for et slikt system inneholder samme utstyr som for overført lysbuen, men utformingen av fakkelen og kretsdiagrammet er forskjellig som vist i figur 19.17. Arbeidsstykket som skjæres utgjør ikke en del av den elektriske kretsen.

Buen rammes i dette tilfellet mellom en wolframelektrode (negativ) og kobbermunnstykke (positiv) og plasmastrålen tar den ønskede formen. Buen startes for øyeblikket når elektrodespissen berører kanten av dysen, flyttes elektroden av en passende enhet i skjærehodet. Før buen slås, blir gassen laget for å strømme gjennom dysen. Under skjæreoperasjonen holdes avstanden mellom dysespissen og arbeidsstykket så liten som mulig; Noen ganger kan dysespissen røre arbeidsstykket. Øverst har kuttet en bredde som er lik dyseåpningen mens bunnen er smalere på bunnen.

Denne typen plasmafakkel brukes til å kutte metall med en tykkelse på bare 3 til 5 mm, og derfor er det begrenset bruk i industrien. Resten av diskusjonen i denne seksjonen er derfor begrenset til bare overførte plasma-skjæringssystemer.

Forskjellige varianter av den overførte bue-PAC-prosessen brukes til å forbedre kvaliteten på kuttet for spesielle anvendelser for skjærematerialer i området 3 til 38 mm tykkelse. Hjelpeavskjerming i form av gass eller vann brukes til å forbedre kvaliteten.

De viktige variasjonene i prosessen inkluderer:

(i) Dual flow plasmaskjæring,

(ii) Vannskjermet plasmaskjæring, og

(iii) Plasmaskjæring av vanninnsprøytning.

Dual Flow Plasma Cutting:

I denne prosess er skjermgasshylsen anordnet rundt plasmaskjærestrømmen som vist i figur 19.18. Den vanlige plasmagassen er nitrogen mens avskjermingsgassen velges av materialet som skal kuttes; for lavkarbonstål kan det være karbondioksid eller luft, for karbondioksid av rustfritt stål og argon-hydrogenblanding for aluminium.

Vannskjermet plasmaskjæring:

Denne teknikken ligner plasmaskjæring med dobbeltstrømning, bortsett fra at skjermgass erstattes med vann som fører til forbedret utseende og dyselevetid. Det er imidlertid ikke signifikant forbedret i forhold til konvensjonell PAC-metode.

Vanninjeksjon Plasma Kutting:

Denne varianten av PAC-prosessen bruker en symmetrisk impingende vannstråle nær den innsnevrende dyseåpning for å ytterligere innsnevre plasmastrålen som vist i figur 19.19. Vannstrålen unngår også turbulent blanding av atmosfæriske gasser med plasmaet. Dysespissen kan være laget av keramisk materiale for å forhindre dobbeltbue. Dobbelstråling skjer når bommen hopper fra elektroden til dysen og deretter til arbeidsstykket, som vanligvis ødelegger dysen.

Fig. 19.19 Plasma bue skjæringssystem med vanninnsprøytning.

Det vannavstramte plasma gir et smalt, skarpt definert snitt av hastighet høyere enn det som er mulig med konvensjonell PAC-prosess. Siden det meste av vannet forlater dysen som en væskesprøyte, avkjøler den korkkanten og produserer skarpe komere.

Når plasmagassen og vannbuen injiseres tangentielt, virker plasmastrålen som den forlater åpningen, noe som resulterer i høykvalitets vinkelrett ansikt på den ene siden av kerven. Den andre siden av kerven er faset. Derfor må kjøreretningen velges for å produsere et vinkelrett snitt på delen og skråskjæringen på skrapet, som vist i figur 19.20 for å lage sirkulære kutt.

Gassutvalg:

Valg av plasma-gass avhenger av at materialet kuttes og kvaliteten på kuttet ønskes. Kullstål kuttes ved å bruke trykkluft (80% nitrogen og 20% ​​oksygen) eller nitrogen for plasma-gass. Nitrogen brukes også til vanninndeksjonsmetode for PAC. I enkelte systemer brukes nitrogen til plasmagassen og oksygen injiseres i plasmastrålen nedstrøms for elektroden. Dette arrangementet øker skjærehastigheten uten å påvirke elektrodens levetid.

De fleste ikke-jernholdige metaller lyser med nitrogen, nitrogen-hydrogenblandinger eller argon-hydrogenblandinger. Titan og zirkonium kuttes med ren argon på grunn av deres følsomhet overfor sprøyting av reaktive gasser.

I noen tilfeller av kutting av ikke-jernholdige metaller med dobbeltstrømssystem brukes nitrogen til plasmagassen mens karbondioksid brukes som skjermgass. For bedre kvalitetskutt blir argon-hydrogenblanding brukt som plasmagass og nitrogen som skjermgass.

En typisk PAC-enhet som består av en likestrømskilde, en skjærebrenner, en høyfrekvent enhet, gass- og kjølevannssystemer, kan bruke 24-30 liters / min argon, 8-13 liters / min hydrogen, 30-150 liters / Mindre nitrogen og 1-5 til 2 lit / min vann. Tabell 19.5 viser dataene knyttet til PAC med en nøkkelhull gjennomtrengende lysbue og konvensjonell oksy-acetylenkutting.