Качество реза

Качество реза.

Качество реза зависит от правильности написания программ резки, подготовки воздуха и изношенности расходников у источника плазмы.

Для приобретателя станка плазменной резки с ЧПУ, наиболее важным фактором является качество реза. Мы не будем касаться точности позиционирования станка, допустим, что станок отвечает необходимыми требованием. Остановимся именно на качестве реза. Наиболее значимы три, основные фактора. Это работа с источником плазмы, подготовка воздуха и правильность написания рабочих программ для ЧПУ. И все эти три фактора очень тесно между собой связаны.

Плазматроны.

Предложений источников плазмы на рынке великое множество. Встречаются и очень дешевые (с заявленными недостижимыми характеристиками), и очень дорогие, вплоть до 120 000 евро. Наиболее оптимальные по критерию «цена качество» являются источники Hypertherm производства США, поэтому, именно источники Hypertherm получили наибольшее распространение. В свою очередь номенклатура, производимых фирмой Hypertherm плазматронов разделена на более дорогие HPR имеющие улучшенные технические характеристики и бюджетные серии Рowermax.

Рис.1 Источник HPR 400. Рис. 2 Источник Рowermax 65.

Резка металла происходит за счет плазмы, образующейся из газа (Плазмообразующий газ).

В источниках Powermax в качестве плазмообразующего газа используется обычный воздух, в HPR список газов весьма обширный O2, N2, F5*, H35**, воздух, Ar, что позволяет получить наиболее чистый рез, практически зеркальный и без шероховатости, это особенно важно при обработке толстого металла. Рез источником HPR является максимально приближенным к лазерному.

Рис. 3 Правильно вырезанная деталь.

Следующий фактор, износ расходных материалов плазматрона.

Защитный экран Дефлектор	Кожух	Сопло	Электрод	Завихритель

Рис. 4 Расходники на Powermax 65.

Струя плазмы, образующаяся в резаке, проходит через отверстие сопла и со временем сопло прогорает, отверстие постепенно увеличивается, а то и превращается в овал.

Рис. 5 Износ сопла.

Из-за этого каждая последующая деталь, на какую-то сотую долю миллиметра, меньше предидущей, что требует постоянного контроля за износом сопла. Так же износ сопла влечет за собой появление облоя и скоса на боковой стороне детали. Сопло меняется вместе с электродом, который не менее подвержен износу.

Рис. 6 Заметен кривой рез детали и появления облоя, явный признак износа расходников.

Источники HPR почти лишены этого недостатка, при значительном износе расходников, автоматика упреждающе отключает аппарат. Появление облоя в момент резки является поводом замены расходников.

Подготовка воздуха.

Используемый в качестве плазмаобразующего газа воздух, без предварительной обработки которого в принципе не может обеспечить качественный рез. Даже если на источнике плазмообразующим газом является, например кислород, то в качестве защитного газа можно использовать воздух. Воздух должен быть очищен, осущен и обезжирен.

Особенно опасна влага. Даже незначительное попадание паров воды в плазменную струю, вызывает разбрызгивание металла, облой свисает с детали, а порой металл просто не прорезается.

Рис. 7 Пример попадание влаги в струю плазмы.

Что вызывает необходимость не просто слить конденсат, а полностью удалить из воздуха атмосферную влагу. Для данных целей применяются осушители воздуха, являющиеся по сути холодильником. Струя воздуха проходящая через осушитель, охлаждается до точки росы, атмосферная влага конденсируется и через трубку просто стекает.

Рис. 8 Часть системмы подготовки воздуха. Компрессор (справа) и осушитель (слева).

Осушитель при этом не может справиться даже с небольшим количеством конденсата, требуются фильтрационные модули и различные фильтра, очищающие воздух оп пыли, дыма и прочих примесей, что в условиях цеха особенно актуально.

Программа для ЧПУ.

Правильность написание программы для станка, является одним из важнейших факторов.

Учитываются такие критерии, как высота прожига, время прожига и скорость резки. В описание источников плазмы даны подробные рекомендации по данным параметрам.

Рассмотрим для примера инструкцию по эксплуатации плазматрона powermax65/85. На странице 3-33 дана технологическая карта резки при силе выставленной силой тока 65 А для обработки низкоуглеродистой стали.

65 A, экранир.

Низкоуглеродистая сталь

Расход воздуха – ст. л./мин
Горячий	160
Холодный	220

Метрическая

система мер

Толщина материала	Расстояние между резаком и изделием	Исходная высота прожига	Время задержки прожига	Рекомендуется	Макс.
Скорость резки	Напряжение	Скорость резки	Напряжение
мм	мм	мм	%	секунд	мм/мин	вольт	мм/мин	вольт
2	1,5	3,8	250	0,1	6050	124	8800	120
3		0,2	5200	125	7600	122
4		0,5	4250	125	6400	123
6		2550	127	4000	129
8		1700	129	2800	130
10		4,5	300	0,7	1100	131	1900	130
12		1,2	850	134	1400	132
16		2,0	560	138	800	136
20		Запуск с кромки	350	142	560	140
25		210	145	320	143

По рекомендации фирмы Hypertherm, разрезая лист низкоуглеродистой стали толщиной 2мм, резак плазматрона должен начать прожиг на расстояние 3,8мм между соплом и металлом. Время прожига составляет 0,1с, после чего резак опускается на высоту 1,5мм и движется со скоростью 6050 мм/мин. Выполнение указаний данной таблицы дает возможность максимально избавиться от облоя на вырезаемой детали.

Есть еще много условий, для верного написания программ, их довольно много и в короткой статье все не опишешь. Упомянем еще о точке вреза, для чего рассмотрим еще одну таблицу.

Приблизительная компенсация ширины разреза

Приведенные в таблице ниже значения ширины даны для информации. Различия между

различными конфигурациями систем и составами материалов могут привести к тому,

что реальные результаты будут отличаться от приведенных в таблице.

Процесс	Толщина, мм
0,5	1	2	3	6	8	10	12	16	20
Низкоуглеродистая сталь
85A, экранир.				1,7	1,8	1,9	2,0	2,2	2,4	2,6
65A, экранир.			1,6	1,6	1,8	1,9	2,0	2,2	2,3
45A, экранир.	1,1	1,1	1,4	1,5	1,7
FineCut	0,7	0,7	1,3	1,3

Толщина прореза 2-х миллиметрового листа составляет 1,6 мм, диаметр прожига в точке вреза на много больше. Для того, чтобы не повредить вырезаемую деталь, точку вреза надо вывести за периметр детали на несколько мм. Резак заходит в стороне, затем выходит на периметр детали и после окончания работы выходит в точке вреза, не повреждая деталь. Ширину прореза необходимо учитывать и для размера детали. В противном случае деталь будет меньше.

Точка вреза.

 

Рис. 9 Приблизительная схема движение резака.

Рис. 10 Неверно поставленная точка вреза, при написание программы, приводит к браку.

Более подробно о создание управляющих программ можно прочитать при описании программы SheetCam, установленной на нашем станке.

Нужно отдельно упомянуть о заземление станка, консоли управления и источника плазмы, что так же влияет на качество реза. При неверном заземление станка, струя плазмы может быть направлена вбок, образуя скос на детали.

Только при соблюдении данных вышеописанных факторов, как то подготовка воздуха, степень изношенности расходников, верном написание управляющих программ производитель станков, гарантирует наиболее качественный рез.