ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ из "Плазменная резка " Целью реализации любого технологического процесса, включая и плазменную резку, является получение изделия требуемого качества при заданной производительности и максимальной экономичности. Под качеством изделия понимается совокупность его свойств, получаемая в результате изготовления, которая позволяет использовать изделие по его назначению в процессе эксплуатации или при осуществлении других технологических процессов. Качество характеризуется значениями ряда количественных показателей оно снижается по мере увеличения отклонений их фактических значений, полученных в результате изготовления, от заданных номинальных величин. Степень приближения фактических значений показателей качества изделия к их номинальным значениям называется точностью изготовления. Точность характеризуется абсолютными или относительными величинами отклонений от номинальных значений показателей качества. [c.119] Показателями качества детали, вырезанной плазменной и другими способами тепловой резки, являются значения линейных угловых размеров, характеризующих ее габариты и форму, а также параметры, характеризующие свойства металла, из которого изготовлена деталь. Отклонения от номинальных значений размеров приводят к появлению дополнительных трудозатрат при сборке и сварке конструкции, а изменения свойств металла в зоне термического влияния могут вызвать порообразование при сварке под флюсом, трещинообразование и другие дефекты в сварном шве, а также снижение прочности детали при наличии свободных, т. е. несва-риваемых кромок. Отклонения от номинальных значений показателей качества возникают вследствие воздействия погрешностей, которые можно подразделять на три основные группы погрешности программы и программоносителя погрешности работы машины отклонения, возникающие при выполнении технологического процесса. [c.119] Производительность процесса плазменной резки предопределяется скоростью резки, а экономичность — затратами на электроэнергию, плазмообразующие газы, электроды и другие технологические материалы и запасные части, а также затратами на оборудование и величину амортизационных отчислений. [c.119] Все параметры технологического процесса плазменной резки, т. е. точность, производительность и экономичность, связаны также со свойствами и толщиной разрезаемого металла. Оптимальные значения перечисленных параметров определяются режимами резки, которые обусловливаются выполнением серии исследований по резке металла каждой марки и толщины. Значительное влияние на режимы и технологию плазменной резки и на качество реза оказывает плазмообразующая среда. [c.119] Важнейшим параметром, определяющим производительность процесса плазменной резки, является скорость резки. [c.120] Анализ выражения (4.1) позволяет выявить некоторые общие технологические закономерности процесса плазменной резки [3]. [c.120] Первая закономерность — скорость плазменной резки — предопределяется мощностью дуги. В этом коренное отличие и преимущество плазменной резки по производительности по отношению к кислородной резке, скорость которой связана прежде всего с кинетикой химических превращений. Однако преимущество плазменной резки по скорости не является безусловным, так как скорость плазменной резки падает значительно быстрее по мере увеличения толщины разрезаемого металла, чем скорость кислородной резки. [c.120] Вторая — скорость плазменной резки — прямо пропорциональна мощности дуги и обратно пропорциональна толщине и плотности разрезаемого металла. [c.120] Третья — мощность режущей дуги 0,24/(7т) — должна быть больше или равна некоторой критической величине, при которой обеспечивается проплавление металла определенной толщины с учетом потерь qm от теплоотвода в разрезаемый лист. При прочих равных условиях с увеличением скорости резки в определенный момент времени может прекратиться сквозное прорезание металла. [c.120] Четвертая — обе составляющих мощности режущей дуги (сила тока и напряжение) — не равноценны по интенсивности влияния на скорость резки. Установленно на основании экспериментальных исследований, что увеличение напряжения более эффективно влияет на скорость резки, чем увеличение силы тока. Величина напряжения на дуге предопределяет глубину ее погружения в разрезаемый металл. Увеличение напряжения с увеличением толщины разрезаемого металла позволяет резать металлы так называемой жесткой режущей дугой (большой расход газа через узкое сопло), что способствует повышению скорости и качества резки. [c.120] Зная значения теплофизических констант обоих металлов и скорость резки одного из них при определенной толщине листа, установленную экспериментальным или расчетным путем, можно по выражению (4.2) рассчитать скорость резки любого металла той же толщины. Этот метод называется методом относительных скоростей. [c.121] Вверху ширина реза определяется суммарным воздействием ряда факторов диаметра сопла, величинами тока и скорости резки, составом и расходом плазмообразующего газа, расстоянием от нижнего среза сопла до поверхности разрезаемого металла. Наибольшее влияние оказывает диаметр сопла, определяющий сечение столба режущей дуги. В первом приближении ширину реза по верхней кромке можно принимать равной двум диаметрам сопла. Так как при увеличении скорости ширина реза внизу уменьшается, то конусность реза при этом возрастает. При весьма малых скоростях, равных для стали примерно 10 % от максимальной, рез получается расширяющимся книзу, так как анодное пятно находится у нижней кромки. Некоторое увеличение скорости (для стали от 15 до 25 % от максимальной) позволяет получить рез с параллельными стенками. [c.121] Однако резка на малых скоростях не применяется, так как при этом снижается производительность процесса и на нижней кромке разрезаемого листа образуются наплывы грата, прочно сцепленного с металлом. [c.121] Применение кислородосодержащих смесей приводит к заметному увеличению скорости при резке малоуглеродистых и низколегированных сталей и почти не сказывается при резке алюминиевых сплавов и нержавеющих сталей. [c.121] Расход плазмообразующей смеси устанавливается таким образом, чтобы обеспечить надежную изоляцию стенок сопла от столба дуги. Чем больше расход, тем надежнее должна быть эта изоляция. Однако чрезмерный расход смеси нецелесообразен, так как на ее нагрев затрачивается энергия и при большом ее расходе скорость резки понижается. Кроме того, очень большой расход может привести к переохлаждению электрода и к прекращению процесса резки. В связи с этим при разработке режима резки обычно экспериментально определяют минимальное количество плазмообразующей смеси, при котором процесс резки протекает без двойного дугообразования. [c.121] При двойном дугообразовании вместо нормальной дуги, горящей между электродом и разрезаемым металлом, возникает дуга, состоящая из двух участков электрод — сопло и сопло — разрезаемый металл. Такая дуга образуется в случае нарушения газовой защиты между столбом плазмы и стенкой сопла. [c.121] Двойная дуга может быть кратковременной, когда защитный газовый слой быстро восстанавливается и вновь изолирует стенки от столба и плазмы, и длительной, когда образовавшаяся дуга горит устойчиво. Оба вида двойной дуги недопустимы. В первом случае происходит постепенное разрушение стенок сопла, так как каждое кратковременное замыкание столба дуги на стенку сопла вызывает расплавление какого-то участка поверхности сопла и образование на ней небольшого кратера. Во втором случае за несколько секунд сопло оплавляется настолько, что дальнейшая эксплуатация его становится невозможной. При этом обычно повреждаются и другие детали резака. [c.121] При использовании оптимальных режимов плазменной резки с приме-нием рекомендуемых плазмообразующих сред получаются достаточно высокие качественные показатели резов. Они сопоставимы по точности и чистоте поверхности с кислородной резкой за исключением несколько боль-щей неперпендикулярности реза. В то же время глубина ЗТВ и деформация вырезаемых деталей меньше, чем при других способах резки (кроме лазерной). [c.122] Для каждого показателя установлены три нормируемых класса точ ности и качества в зависимости от назначения и условий использования резов 1-й класс — соответствует высшим требованиям к показателям 2-й класс — требованиям, реально достижимым в производственных условиях, и 3-й класс — минимальным требованиям к предельным величинам показателей. [c.122] Данная система показателей точности резки и качества поверхности положена в основу ГОСТ 14792—80. [c.122] Вернуться к основной статье