Когато качеството при плазменото рязане спадне, първата мисъл обикновено е за машината или оператора. Всъщност най-честата причина за скосен ръб, увеличен шлак и влошена размерна точност е много по-проста: изхабени консумативи. Дюзата и електродът са двата консумативни компонента в сърцето на плазменото рязане и тяхното състояние директно се отразява на качеството на рязане. В тази статия разглеждаме как се износват тези части, кога трябва да се сменят и кои практики удължават живота им.

Консумативи в плазмения горелник

На върха на плазмения горелник има няколко части, които работят заедно. Електродът е отрицателният полюс, откъдето започва плазмената дъга. Дюзата фокусира плазмената струя, пропускайки я през тесен отвор, и стеснява дъгата. Заедно с тях има и swirl ring, който насочва газовия поток, защитен капак, осигуряващ външна защита, и държащ капак, който събира частите заедно.

Тези части работят като комплект. Когато една от тях се износи, влошава се и работата на останалите — затова дюзата и електродът обикновено се сменят заедно. Смяната само на едната от тях е често срещана грешка, която води до бързо износване и на новата част.

Как се износва електродът?

На върха на електрода има малък връх от хафний, устойчив на висока температура. Плазмената дъга започва точно от тази точка. При всяко запалване и гасене на дъгата хафнийът частично се изпарява, като на върха постепенно се образува все по-дълбока вдлъбнатина.

Животът на електрода зависи основно не от продължителността на рязане, а от броя на запалванията на дъгата. Тоест едно дълго непрекъснато рязане консумира значително по-малко електрод, отколкото множество кратки операции по пробиване за същото време. Затова при работи с много малки отвори консумацията на разходни материали значително се увеличава.

Когато вдлъбнатината от хафния премине определена дълбочина, дъгата става нестабилна. Ако електродът продължи да се използва след тази точка, дъгата може да прескочи към медния корпус на електрода и да повреди горелника само за няколко секунди. Затова отлагането на смяната на електрода е най-скъпата спестовна мярка.

Как се износва дюзата?

Функцията на дюзата е да фокусира плазмената струя, пропускайки я през тесен отвор — качеството на рязане до голяма степен зависи от геометрията на този отвор. С времето отворът се разширява и губи кръглата си форма.

Типичните признаци на износена дюза са:

- Увеличен ъгъл и коничност по ръба на рязане
- Постоянно натрупване на шлак по долния ръб
- Увеличаване на ширината на среза (kerf) и отклонение в размерите
- Изместване на дъгата от центъра и неравномерно рязане
- Необходимост от намаляване на скоростта на рязане

Когато отворът на дюзата загуби кръглата си форма, плазмената струя вече не е симетрична — това води до различия между двете страни на ръба на рязане. Ако при детайлите се наблюдава еднопосочно отклонение в размерите, първото място за проверка е дюзата.

Двойна дъга: внезапна смърт

Явлението, което изчерпва консумативите не постепенно, а внезапно, е двойната дъга (double arcing). В този случай дъгата, вместо да премине през отвора на дюзата и да достигне до детайла, както е предвидено, прескача към самата дюза. Резултатът обикновено е дюзата да стане негодна за употреба само за миг.

Основните причини за двойната дъга са: горелникът е прекалено близо до детайла, разтопен метал, изпръскан по време на пробиване, замърсяващ дюзата, недостатъчен газов поток и натрупан по дюзата шлак. Затова редовното почистване на повърхността на дюзата пряко удължава живота на консумативите.

Практики за удължаване на живота на консумативите

Начинът за намаляване на консумацията на разходни материали не е закупуването на по-скъпи части, а работата с правилните параметри:

- Правилна височина на пробиване: по време на пробиване горелникът трябва да бъде по-високо от височината на рязане; това разстояние предотвратява достигането на изпръсквания метал до дюзата
- Пробиване от ръба: ако е възможно, началото от ръба на материала намалява броя на пробиванията и съответно износването на електрода
- Правилна настройка на тока: работата над тока, за който е проектиран комплектът консумативи, бързо съкращава живота им
- Налягане и качество на газа: влажен или замърсен с масло въздух изхабява електрода много бързо; сушилня и филтър за въздух са задължителни
- Непрекъснато охлаждане: продължаването на газовия поток известно време след приключване на рязането (post-flow) охлажда частите
- Спазване на границата на дебелина за пробиване: опит за пробиване на по-дебел материал от възможностите на горелника изхабява консумативите
- Оптимизация на пътя чрез nesting: по-малко запалвания на дъгата означава по-дълъг живот на консумативите

Кога да се сменят?

Съществуват два подхода за смяна на консумативите. Първият е измерване на дълбочината на вдлъбнатината от хафния на електрода и вземане на решение спрямо границата, зададена от производителя — това е най-точният метод. Вторият е вземане на решение чрез наблюдение на качеството на рязане; но това се задейства едва след като качеството вече се е влошило.

При серийно производство най-ефективният метод е планираната смяна въз основа на броя на запалванията на дъгата. Животът на консумативите се проследява чрез данните от брояча на машината, а частите се сменят преди качеството да се влоши. Този подход предотвратява както бракуваните детайли, така и непредвидените престои.

Наистина ли евтините консумативи са евтини?

Изчисляването на разходите за консумативи само по цената на частта е подвеждащо. Правилното изчисление е общата себестойност на изрязания метър. Некачественият комплект консумативи може да е по-евтин, но заради по-краткия си живот, по-ниското качество на рязане и причинените престои на машината може да повиши себестойността на метър. Освен това повреда на горелника, причинена от лоши консумативи, може да надвиши целия годишен бюджет за консумативи само с една инцидентна ситуация.

CNC плазмено рязане с DMK Makina

DMK Makina, в базата си в Люлебургаз, осигурява постоянно качество на рязане чрез планово проследяване на живота на консумативите при процесите на CNC плазмено рязане. Параметрите на рязане се настройват според материала и дебелината, а стратегията на пробиване се планира така, че да намали консумацията на разходни материали. Сме до вас за вашите нужди от плазмено рязане в регионите Тракия и Мармара.