تقطيع المعادن بالبلازما. معدات تشغيل المعادن

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

يستخدم قطع البلازما في معالجة المعادن الموصلة. تستقبل المادة التي تتم معالجتها الطاقة من مصدر حالي من خلال الغاز المتأين. يشتمل النظام القياسي على مصدر طاقة ، ودائرة إشعال ، وشعلة توفر الطاقة ، والتأين ، والتحكم اللازم للقطع عالي الجودة والأداء على مجموعة متنوعة من المعادن.

يخرج طاقة التيار المستمر يحدد سمك وسرعة القطع للمادة ويحافظ على القوس.

دائرة الإشعال مصنوعة على شكل مولد جهد متناوب عالي التردد من 5-10 آلاف فولت بتردد 2 ميجاهرتز ، مما يخلق قوسًا عالي الكثافة يؤين الغاز إلى حالة بلازما.

الشعلة هي حامل للمواد الاستهلاكية - فوهة وقطب كهربائي - وتوفر تبريد هذه الأجزاء بالغاز أو الماء. يتم ضغط الفوهة والقطب الكهربائي ويدعمان النفاثة المتأينة.

تخدم الأنظمة اليدوية والميكانيكية أغراضًا مختلفة وتتطلب معدات مختلفة. يمكن للمستخدم فقط تحديد أيهما أفضل لاحتياجاتهم.

قطع المعادن بالبلازما حراريعملية يقوم فيها شعاع من الغاز المتأين بتسخين معدن موصل كهربيًا إلى درجة حرارة أعلى من نقطة انصهاره ويزيل المعدن المنصهر من خلال ثقب مثقوب. يحدث قوس كهربائي بين القطب الكهربائي في الموقد ، حيث يتم تطبيق جهد سلبي ، وقطعة العمل ذات الجهد الموجب ، ويتم قطع المادة عن طريق تدفق غاز مؤين تحت ضغط عند درجة حرارة 770 إلى 1400 درجة مئوية. تتركز نفاثة البلازما (الغاز المتأين) وتوجه من خلال فوهة ، حيث تتكثف وتصبح قادرة على صهر وقطع مجموعة متنوعة من المعادن. هذه هي العملية الأساسية لقطع البلازما يدويًا وآليًا.

قص اليد

يتم القطع اليدوي للمعادن بالبلازما باستخدام أجهزة صغيرة إلى حد ما مع شعلة البلازما. إنها قابلة للمناورة ومتعددة الاستخدامات ويمكن استخدامها لأداء مهام مختلفة. تعتمد قدراتهم على القوة الحالية لنظام القطع. تتراوح إعدادات القطع اليدوية من 7-25 أمبير إلى 30-100 ألف. ومع ذلك ، يمكن لبعض الأجهزة إنتاج ما يصل إلى 200 أمبير ، ولكنها لا تستخدم على نطاق واسع. في الأنظمة اليدوية ، عادةً ما يتم استخدام هواء المعالجة كبلازما وغاز درع. تم تصميمها بحيث يمكن استخدامها مع الفولتية الإدخال المختلفة ، والتي يمكن أن تختلف من 120 إلى 600 فولت ، ويمكن أيضًا استخدامها في شبكات أحادية أو ثلاثية الطور.

يتم استخدام بلازما القطع المعدنية المحمولة بشكل شائع في ورش المعالجة الرقيقةالمواد ، خدمات صيانة المصانع ، ورش الإصلاح ، ونقاط تجميع الخردة المعدنية ، في أعمال البناء والتركيب ، في بناء السفن ، ورش إصلاح السيارات والورش الفنية. كقاعدة عامة ، يتم استخدامه لتقليص الفائض. قاطع بلازما نموذجي بقدرة 12 أمبير يقطع 5 ملم من المعدن كحد أقصى بمعدل 40 ملم في الدقيقة. 100 أمبير تقطع طبقة 70 مم بسرعة تصل إلى 500 مم / دقيقة.

كقاعدة عامة ، يتم تحديد النظام اليدوي اعتمادًا على سمك المادة وسرعة المعالجة المطلوبة. الجهاز الذي يوفر تيارًا عاليًا يكون أسرع. ومع ذلك ، عند القطع بالتيار العالي ، يصبح من الصعب التحكم في جودة العمل.

بالقطع

يتم إجراء القطع بالبلازما الميكانيكي على آلات تكون عادة أكبر بكثير من الآلات اليدوية ، ويتم استخدامها مع طاولات التقطيع ، بما في ذلك تلك التي تحتوي على حمام مائي أو بمنصة مزودة بمحركات ومحركات مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز الأنظمة الميكانيكية بـ CNC والتحكم في ارتفاع نفاث رأس القطع ، والذي يمكن أن يشمل الضبط المسبق لارتفاع الشعلة والتحكم في الجهد. يمكن تثبيت أنظمة القطع بالبلازما الآلية على معدات تشغيل المعادن الأخرى مثل مكابس الختم أو قواطع الليزر أو الأنظمة الآلية. يعتمد حجم التكوين الآلي على حجم الطاولة والمنصة المستخدمة. يمكن أن يكون منشار اللوحة أصغر من 1200 × 2400 مم وأكبر من 1400 × 3600مم. هذه الأنظمة ليست متنقلة جدًا ، لذا قبل التثبيت ، يجب مراعاة جميع مكوناتها ، بالإضافة إلى موقعها.

متطلبات الطاقة

تحتوي مصادر الطاقة القياسية على نطاق تيار أقصى يتراوح من 100 إلى 400 أمبير لقطع الوقود بالأكسجين و 100 إلى 600 أمبير لقطع النيتروجين. تعمل العديد من الأنظمة في النطاق الأدنى ، مثل 15 إلى 50 أمبير.هناك أنظمة قطع بالنيتروجين بتيارات تصل إلى 1000 أمبير وما فوق ، ولكنها نادرة. جهد الدخل لأنظمة البلازما الميكانيكية هو 200-600 فولت ثلاثي الأطوار.

متطلبات الغاز

الهواء المضغوط والأكسجين والنيتروجين ومخاليط الأرجون / الهيدروجين تستخدم بشكل شائع لقطع الفولاذ الطري والفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم ومختلف المواد الغريبة. تعمل مجموعاتها كغازات البلازما والغازات المساعدة. على سبيل المثال ، عند قطع الفولاذ الطري ، غالبًا ما يكون غاز البداية عبارة عن نيتروجين ، والبلازما عبارة عن أكسجين ، ويتم استخدام الهواء المضغوط كمساعد.

يستخدم الأكسجين مع الفولاذ الكربوني الخفيف لأنه ينتج قطع عالية الجودة في المواد التي يصل سمكها إلى 70 مم. يمكن أن يعمل الأكسجين أيضًا كغاز بلازما للفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم ، لكن النتيجة ليست دقيقة تمامًا. يعمل النيتروجين كبلازما وغاز مساعد لأنه يوفر أداء قطع ممتاز على أي نوع من المعادن تقريبًا. يتم استخدامه في التيارات العالية ويسمح بمعالجة الصفائح المعدنية بسمك يصل إلى 75 مم وكغاز مساعد للنيتروجين وبلازما الأرجون والهيدروجين.

الهواء المضغوط هو الغاز الأكثر شيوعًا لكل من غازات البلازما والغازات المساعدة. عند إجراء قطع بتيار منخفض للصفائح المعدنية حتى سمك 25 مم ، فإنها تترك سطحًا مؤكسدًا. عند القطع بالهواء ، يكون النيتروجين أو الأكسجين هو الغاز المساعد.

عادة ما يستخدم خليط الأرجون-الهيدروجين لتصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم. يوفر قطعًا عالي الجودة وهو ضروري للقطع الآلي للصفائح التي يزيد سمكها عن 75 مم. يمكن أيضًا استخدام ثاني أكسيد الكربون كغاز مساعد عند قطع المعادن ببلازما النيتروجين ، حيث يمكنه التعامل مع معظم المواد وضمان جودة جيدة.

يستخدم خليط النيتروجين والهيدروجين والميثان أيضًا في بعض الأحيان في عملية قطع البلازما.

ماذا تحتاج أيضًا؟

اختيار البلازما والغازات المساعدة هما فقط من أهم القرارات التي يجب مراعاتها عند تركيب أو استخدام نظام بلازما ميكانيكي. يمكن شراء صهاريج الغاز أو تأجيرها ، وهي متوفرة بأحجام مختلفة ويجب توفير شروط التخزين. يتطلب تركيب النظام قدرًا كبيرًا من الأسلاك والأنابيب الكهربائية للغاز والمبرد. بالإضافة إلى نظام البلازما الأكثر ميكانيكية ، تحتاج إلى التقاط طاولة ومنشار و CNC و THC. تقدم الشركات المصنعة للمعدات الأصلية عادةً مجموعة متنوعة من خيارات الأجهزة لتناسب أي تكوين للجهاز.

هل المكننة ضرورية؟

بسببتعقيد اختيار عملية قطع البلازما الميكانيكية ، يجب تخصيص الكثير من الوقت للبحث في التكوينات المختلفة ومعايير النظام. يرجى ملاحظة:

• أنواع الأجزاء المراد قطعها ؛
• عدد العناصر الصناعية لكل دفعة ؛
• المطلوب سرعة القطع والجودة ؛
• تكلفة المواد الاستهلاكية.
• التكلفة الإجمالية لتشغيل التكوين ، بما في ذلك الكهرباء والغاز والعمالة.

يمكن أن يحدد حجم وشكل وعدد الأجزاء المراد إنتاجها معدات الإنتاج الصناعي المطلوبة - نوع CNC والطاولة والمنصة. على سبيل المثال ، قد يتطلب إنتاج الأجزاء الصغيرة منصة ذات محرك متخصص. تحدد محركات الأقراص ذات الجريدة المسننة والترس ومحركات الأقراص المؤازرة ومكبرات الصوت وأجهزة الاستشعار المستخدمة في المنصات جودة القطع والسرعة القصوى للنظام.

تعتمد الجودة والسرعة أيضًا على نوع معدات تشغيل المعادن ، CNC والغازات المستخدمة. إن النظام الميكانيكي مع تيار قابل للتعديل وتدفق الغاز في بداية ونهاية القطع سيقلل من استهلاك المواد. بالإضافة إلى ذلك ، باستخدام CNC مع سعة ذاكرة كبيرة واختيار الإعدادات الممكنة (على سبيل المثال ، ارتفاع اللهب في نهاية القطع) ومعالجة البيانات السريعة (اتصالات الإدخال / الإخراج) ستقلل من وقت التوقف عن العمل وتزيد السرعة ودقة العمل

في النهاية ، يجب أن يكون قرار شراء أو ترقية نظام قطع بلازما ميكانيكي أو استخدام نظام يدوي قرارًا سليمًا.

معدات قطع المعادن بالبلازما

Hypertherm Powermax45 هو جهاز محمول يحتوي على عدد كبير من المكونات القياسية القائمة على العاكس ، أي ترانزستور ثنائي القطب معزول البوابة. من السهل جدًا التعامل معها ، سواء كانت تقطيع الفولاذ الرقيق أو ألواح بسمك 12 مم بسرعة 500 مم / دقيقة أو 25 مم بسرعة 125 مم / دقيقة. الجهاز قادر على توليد طاقة عالية لقطع أنواع مختلفة من المواد الموصلة مثل الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم.

يتمتع نظام الطاقة بميزة على نظائره. جهد الإدخال - 200-240 فولت تيار أحادي الطور بقوة 34/28 أمبير بقوة 5.95 كيلو واط. يتم تعويض الاختلافات في جهد إدخال التيار الكهربائي عن طريق تقنية Boost Conditioner ، والتي توفر للشعلة أداءً محسنًا عند الفولتية المنخفضة ، وطاقة الإدخال المتقلبة ، وعند تشغيلها بواسطة مولد. يتم تبريد المكونات الداخلية بكفاءة باستخدام PowerCool لتحسين الأداء ووقت التشغيل والموثوقية. ميزة أخرى مهمة لهذا المنتج هي توصيل الشعلة FastConnect ، والتي تسهل الاستخدام الآلي وتزيد من تعدد الاستخدامات.

تتميز شعلة Powermax45 بتصميم مزدوج الزاوية يطيل من عمر الفوهة ويقلل من تكاليف التشغيل. وهي مجهزة بوظيفة التدفق المخروطي ، والتي تزيد من كثافة الطاقة للقوس ، مما يقلل بشكل كبير من الخبث وينتج قطع بلازما عالي الجودة. سعر Powermax45 هو 1800 دولار.

Hobart AirForce 700i

تمتلك Hobart AirForce 700i أكثر من غيرهاقدرة القطع لهذا الخط: سمك القطع الاسمي - 16 مم بسرعة 224 مم / دقيقة ، والحد الأقصى - 22 مم. بالمقارنة مع نظائرها ، فإن تيار التشغيل للجهاز أقل بنسبة 30٪. قاطع البلازما مناسب لمحطات الخدمة ، ورش التصليح وبناء المباني الصغيرة.

يتميز بعاكس خفيف الوزن ولكنه قوي ، وفتيل بدء مريح ، واستهلاك فعال للهواء ، ومستهلكات شعلة منخفضة التكلفة لإنتاج قطع بلازما آمن وعالي الجودة وبأسعار معقولة. سعر AirForce 700i هو 1500 دولار.

يأتي مع مصباح يدوي مريح ، وكابل ، ونصائح بديلة وقطبين كهربائيين. يبلغ استهلاك الغاز 136 لترًا / دقيقة عند ضغط 621-827 كيلو باسكال. وزن الجهاز 14.2 كيلو غرام

يوفر الإخراج40 أمبير أداءً استثنائيًا في قطع الألواح المعدنية - أسرع من الأجهزة الميكانيكية والغازية والبلازما للشركات المصنعة الأخرى.

ميلر الطيف 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme هي آلة صغيرة قوية بما يكفي لقطع أنواع مختلفة من الفولاذ والألمنيوم والمعادن الموصلة الأخرى.

مدعوم من 120-240 فولت تيار متردد ، يتم ضبطه تلقائيًا على الجهد المطبق. تصميم خفيف الوزن وصغير الحجم يجعله سهل الحمل.

مع تقنية Auto-Refire ، يتم التحكم في القوس تلقائيًا ، مما يلغي الحاجة إلى الضغط باستمرار على الزر. سمك القطع الاسمي عند 40 أ هو 16مم بسرعة 330 مم / دقيقة ، والحد الأقصى 22.2 مم بسرعة 130 مم / دقيقة. استهلاك الطاقة - 6 ، 3 كيلو واط. وزن الجهاز في التنفيذ اليدوي 10.5 كجم ، مع قاطع آلي - 10.7 كجم. يستخدم الهواء أو النيتروجين كغاز بلازما.

تأتي موثوقية Miller 625 من تقنية Wind Tunnel. بفضل المروحة المدمجة عالية السرعة ، لا يدخل الغبار والحطام داخل الجهاز. تشير مؤشرات LED إلى الضغط ودرجة الحرارة والطاقة. سعر الجهاز 1800 دولار.

لوتوس LTP5000D

Lotos LTP5000D هي آلة بلازما محمولة ومدمجة. بوزن 10.2 كجم لن تكون هناك مشاكل في حركته. يوفر التيار 50 أمبير الذي يولده المحول الرقمي و MOSFET القوي قطعًا فعالاً من الفولاذ الطري 16 مم و 12 مم من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم.

يتكيف الجهاز تلقائيًا مع جهد التيار الكهربائي والتردد. طول الخرطوم - 2.9 متر لا يتلامس القوس الدليلي مع المعدن ، مما يسمح باستخدام الآلة لقطع المواد الصدئة والخام والمطلية. الجهاز آمن للاستخدام. الهواء المضغوط المستخدم في التقطيع غير ضار بالبشر. كما أن الهيكل القوي المقاوم للصدمات يحمي الجهاز بشكل موثوق من الغبار والحطام. سعر Lotos LTP5000D هو 350 دولار.

عند شراء قاطع بلازما ، يجب دائمًا إعطاء الأولوية للجودة. احذر من إغراء شراء جهاز رخيص منخفض الجودة ، حيث سيؤدي تآكله السريع على المدى الطويل إلىتكاليف أعلى بكثير. بالطبع ، لا يستحق الأمر أيضًا دفع مبالغ زائدة ، فهناك ما يكفي من خيارات الميزانية اللائقة بدون ملحقات وقدرات عالية قد لا تحتاجها أبدًا.