Inställning och procedur för PAC

Efter att ha läst den här artikeln kommer du att lära dig om inställningen och proceduren för Plasma Arc Cutting (PAC) med hjälp av lämpliga diagram.

Liksom plasmabågsvetsning kan PAC användas i två lägen, nämligen överfört båge och icke överförd båge; Den förra är emellertid den huvudsakliga processen som används industriellt. Ett kretsschema för en överförd plasmaskärningsenhet för bågar visas i figur 19.16. Processen arbetar med dcen för att producera en sammanpressad överförd båge.

I detta läge etableras plasmastrålen för skärning mellan elektrodspetsen och arbetsstycket. Emellertid görs initiering av båge genom en pilbåg mellan elektroden och munstyckspetsen. Munstycket är anslutet till arbetet (positivt) genom ett strömbegränsningsmotstånd och en pilbågsreläkontakt.

Pilotbågen initieras av en högfrekvensgenerator. Svetsströmkällan upprätthåller lågströmsljusbågen i ficklampan. Plasmagas blir joniserad när den passerar genom bågen och blåses genom munstycksöppningen för att åstadkomma en låg motståndsväg för upprättandet av den huvudsakliga plasmabågen mellan elektroden och arbetsstycket. När huvudbågen är etablerad släcks pilotbågen automatiskt genom reläoperationen för att undvika onödig uppvärmning av munstyckspetsen.

Eftersom brännviddspetsen utsätts för en hög temperatur som sträcker sig mellan 10 000 och 14 000 ° C, tillverkas det nästan alltid av vattenkyld koppar. Facklarnas utformning är också sådan att man producerar ett gränsvärde av gas mellan plasma och munstycket.

Den icke överförda plasmastrålen används ibland för att skära tunna spårmaterial. Installation för ett sådant system innehåller samma utrustning som för överförd båge, men facklarmens och kretsschemat är olika, vilket visas i figur 19.17. Det arbetsstycke som skärs ut utgör inte en del av den elektriska kretsen.

Bågen slås i detta fall mellan en volframelektrod (negativ) och kopparmunstycket (positiv) och plasmastrålen antar önskad form. Bågen initieras vid det ögonblick då elektrodspetsen rör vid munstyckets kant, flyttas elektroden av en lämplig anordning i skärhuvudet. Innan bågen slås, görs gasen att strömma genom munstycket. Under skärningen hålls avståndet mellan munstyckspetsen och arbetsstycket så liten som möjligt. ibland kan munstyckspetsen röra arbetsstycket. Överst har skäret en bredd som är lika med munstycksöppningen medan botten är snävare i botten.

Denna typ av plasmafackla används för att skära metall med en tjocklek av endast 3 till 5 mm, varför dess begränsade användning i industrin. Resten av diskussionen i detta avsnitt begränsas därför endast till överförda plasmaskärningssystem för bågar.

Olika varianter av den överförda bågens PAC-process används för att förbättra klippkvaliteten för speciella tillämpningar för skärmaterial i området 3 till 38 mm tjocklek. Hjälpavskärmning i form av gas eller vatten används för att förbättra kvaliteten.

De viktiga varianterna av processen inkluderar:

(i) Plasmaskärning med två flöden,

(ii) Vattenskärmad plasmaskärning, och

(iii) Plasma skärning med vatteninjektion.

Dual Flow Plasma Cutting:

Vid denna process är skyddsgashöljet anordnat kring plasmaskärningsstrålen såsom visas i fig 19.18. Den vanliga plasmagasen är kväve medan avskärmningsgasvalet beror på det material som ska skäras. för låga kolstål kan det vara koldioxid eller luft, för koldioxid av rostfritt stål och argon-väteblandning för aluminium.

Vattenskärmad plasmaskärning:

Denna teknik liknar dubbla plasmaskärning med undantag för att skyddsgas ersätts av vatten vilket leder till förbättrat utseende och munstyckets livslängd. Kännetecken för skärning och skärhastigheten förbättras dock inte signifikant jämfört med konventionell PAC-metod.

Vatteninsprutning Plasmaskärning:

Denna variant av PAC-processen använder en symmetrisk imponerande vattenstråle nära den förträngande munstycksöppningen för att ytterligare strama plasmastrålen såsom visas i fig 19.19. Vattenstrålen undviker också turbulent blandning av atmosfäriska gaser med plasman. Munstyckspetsen kan vara gjord av keramiskt material för att förhindra dubbelbågning. Dubbelbågning orsakas när bågen hoppar från elektroden till munstycket och sedan till arbetsstycket, som vanligtvis skadar munstycket.

Fig. 19.19 Plasma bågskärningssystem för vatteninsprutning.

Den vattenkramade plasman ger smal, skarpt definierad snitthastighet som är högre än de som kan uppnås med konventionell PAC-process. Eftersom det mesta av vattnet lämnar munstycket som en vätskespray kyssar det skarven, vilket ger skarpa komrar.

När plasmagasen och vattenbågen injiceras tangentiellt, virvlar plasmastrålen när den lämnar öppningen, vilket resulterar i högkvalitativt vinkelrätt ansikte på ena sidan av karven. Den andra sidan av kerfen är avfasad. Därför måste färdriktningen väljas för att åstadkomma ett vinkelrätt snitt på den del och avskärningen som skärs på skrotet, såsom visas i fig 19.20 för att göra cirkulära skär.

Gasval:

Val av plasmagas beror på att materialet skärs och kvaliteten på det önskade snittet. Kolstål skärs med hjälp av tryckluft (80% kväve och 20% syre) eller kväve för plasmagas. Kväve används också för vatteninjektionsmetod för PAC. I vissa system används kväve för plasmagasen och syre injiceras i plasmastrålen nedströms elektroden. Detta arrangemang ökar skärhastigheten utan att påverka elektrodens livslängd.

De flesta icke-järnmetaller båg skärs med hjälp av kväve, kväve-väteblandningar eller argon-väteblandningar. Titan och zirkonium skärs med ren argon på grund av deras mottaglighet för sprödhet genom reaktiva gaser.

I vissa fall av att skära icke-järnmetaller med dubbelflödessystem används kväve för plasmagasen medan koldioxid används som avskärmningsgas. För bättre kvalitetsklipp användes argon-väteblandning som plasmagas och kväve som avskärmningsgas.

En typisk PAC-enhet som består av en likströmskälla, en skärbrännare, en högfrekvensenhet, gas- och kylvattensystem kan använda 24-30 liters / min argon, 8-13 liters / min väte, 30-150 liters / min kväve och 1-5 till 2 liter / min vatten. Tabell 19.5 visar data avseende PAC med en nyckelhål penetrerande båge och konventionell oxi-acetylen skärning.