Metallschneiden mit Plasma. Ausrüstung für die Metallbearbeitung

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Plasmaschneiden wird in der Bearbeitung von leitfähigen Metallen eingesetzt. Das zu bearbeitende Material erhält Energie von einer Stromquelle durch ionisiertes Gas. Das Standardsystem umfasst eine Stromquelle, einen Zündsch altkreis und einen Brenner, die die Leistung, Ionisierung und Steuerung bereitstellen, die für hochwertiges Hochleistungsschneiden auf einer Vielzahl von Metallen erforderlich sind.

DC-Ausgangsleistung bestimmt die Dicke und Schnittgeschwindigkeit des Materials und hält den Lichtbogen aufrecht.

Der Zündkreis besteht aus einem Hochfrequenz-Wechselspannungsgenerator von 5-10.000 V mit einer Frequenz von 2 MHz, der einen hochintensiven Lichtbogen erzeugt, der das Gas in einen Plasmazustand ionisiert.

Der Brenner ist ein H alter für Verbrauchsmaterialien - Düse und Elektrode - und sorgt für die Kühlung dieser Teile mit Gas oder Wasser. Düse und Elektrode werden zusammengedrückt und unterstützen den ionisierten Strahl.

Manuelle und mechanisierte Systeme dienen unterschiedlichen Zwecken und erfordern unterschiedliche Geräte. Nur der Benutzer kann bestimmen, welches für seine Bedürfnisse am besten geeignet ist.

Metallschneiden mit Plasma ist ein thermischesEin Prozess, bei dem ein Strahl aus ionisiertem Gas ein elektrisch leitfähiges Metall auf eine Temperatur über seinem Schmelzpunkt erhitzt und das geschmolzene Metall durch ein gestanztes Loch entfernt. Zwischen der Elektrode im Brenner, an der ein negatives Potential anliegt, und dem Werkstück mit positivem Potential entsteht ein Lichtbogen und das Material wird durch einen ionisierten Gasstrom unter Druck bei einer Temperatur von 770 bis 1400 °C geschnitten. Ein Plasmastrahl (ionisiertes Gas) wird konzentriert und durch eine Düse geleitet, wo er kondensiert und in der Lage ist, eine Vielzahl von Metallen zu schmelzen und zu schneiden. Dies ist der grundlegende Prozess sowohl für das manuelle als auch für das mechanisierte Plasmaschneiden.

Hand geschnitten

Manuelles Schneiden von Metall mit Plasma wird mit relativ kleinen Geräten mit einem Plasmabrenner durchgeführt. Sie sind wendig, vielseitig und können für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden. Ihre Leistungsfähigkeit hängt von der Stromstärke des Schneidsystems ab. Die manuellen Schneideinstellungen reichen von 7-25 A bis 30-100 A. Einige Geräte können jedoch bis zu 200 Ampere erzeugen, aber diese werden nicht weit verbreitet. In manuellen Anlagen wird meist Prozessluft als Plasma- und Schutzgas verwendet. Sie sind so ausgelegt, dass sie mit verschiedenen Eingangsspannungen, die von 120 bis 600 V variieren können, auch in Ein- oder Dreiphasennetzen einsetzbar sind.

Handgeh altenes Metallschneideplasma wird häufig in Werkstätten verwendet, die dünnes Material verarbeitenMaterialien, Werksinstandh altung, Werkstätten, Altmetallsammelstellen, bei Bau- und Installationsarbeiten, im Schiffsbau, Autowerkstätten und Kunstwerkstätten. In der Regel wird es verwendet, um den Überschuss zu trimmen. Ein typischer 12-Ampere-Plasmaschneider schneidet maximal 5 mm Metall mit einer Geschwindigkeit von etwa 40 mm pro Minute. 100 Ampere schneidet 70 mm Schicht mit bis zu 500 mm/min.

In der Regel wird das manuelle System je nach Materialstärke und gewünschter Verarbeitungsgeschwindigkeit gewählt. Ein Gerät, das einen hohen Strom liefert, ist schneller. Beim Schneiden mit hohem Strom wird es jedoch schwieriger, die Qualität der Arbeit zu kontrollieren.

Bearbeitung

Mechanisiertes Plasmaschneiden wird auf Maschinen durchgeführt, die in der Regel viel größer sind als manuelle, und in Kombination mit Schneidtischen, auch mit Wasserbad oder mit einer Plattform, die mit verschiedenen Antrieben und Motoren ausgestattet ist, verwendet wird. Darüber hinaus sind mechanisierte Systeme mit CNC- und Schneidkopf-Strahlhöhensteuerung ausgestattet, die eine Brennerhöhenvoreinstellung und Spannungssteuerung umfassen kann. Mechanisierte Plasmaschneidsysteme können auf anderen Metallbearbeitungsanlagen wie Stanzpressen, Laserschneidern oder Robotersystemen installiert werden. Die Größe der mechanisierten Konfiguration hängt von der Größe des Tisches und der verwendeten Plattform ab. Die Plattensäge kann kleiner als 1200 x 2400 mm und größer als 1400 x 3600 mm seinmm. Solche Systeme sind nicht sehr mobil, daher sollten Sie vor der Installation alle ihre Komponenten sowie ihren Standort berücksichtigen.

Strombedarf

Standardstromversorgungen haben einen maximalen Strombereich von 100 bis 400 A für Autogenschneiden und 100 bis 600 A für Stickstoffschneiden. Viele Anlagen arbeiten im unteren Bereich, zB 15 bis 50 A. Es gibt Stickstoff-Schneidanlagen mit Strömen von 1000 A und darüber, aber sie sind selten. Die Eingangsspannung für mechanisierte Plasmaanlagen beträgt 200-600 V dreiphasig.

Gasbedarf

Druckluft, Sauerstoff, Stickstoff und Argon/Wasserstoff-Gemische werden üblicherweise zum Schneiden von Weichstahl, Edelstahl, Aluminium und verschiedenen exotischen Materialien verwendet. Ihre Kombinationen dienen als Plasma- und Hilfsgase. Beim Schneiden von unlegiertem Stahl beispielsweise ist das Ausgangsgas häufig Stickstoff, das Plasma Sauerstoff und Druckluft wird als Hilfsmittel verwendet.

Sauerstoff wird für unlegierten Kohlenstoffstahl verwendet, weil er qualitativ hochwertige Schnitte in Material mit einer Dicke von bis zu 70 mm erzeugt. Sauerstoff kann auch als Plasmagas für Edelstahl und Aluminium wirken, aber das Ergebnis ist nicht ganz genau. Stickstoff dient als Plasma- und Hilfsgas, da es eine hervorragende Schneidleistung auf praktisch jeder Art von Metall bietet. Es wird bei hohen Strömen eingesetzt und ermöglicht die Bearbeitung von Blechen bis 75 mm Dicke sowie als Hilfsgas für Stickstoff- und Argon-Wasserstoff-Plasma.

Druckluft ist das gebräuchlichste Gas sowohl für Plasma- als auch für Hilfsgase. Beim Schwachstromschneiden von Blechen bis zu einer Dicke von 25 mm hinterlässt es eine oxidierte Oberfläche. Beim Schneiden mit Luft ist Stickstoff oder Sauerstoff das Hilfsgas.

Argon-Wasserstoff-Gemisch wird typischerweise für die Bearbeitung von Edelstahl und Aluminium verwendet. Bietet einen qualitativ hochwertigen Schnitt und ist für das mechanisierte Schneiden von Blechen mit einer Dicke von über 75 mm unerlässlich. Kohlendioxid kann auch als Hilfsgas beim Schneiden von Metall mit Stickstoffplasma verwendet werden, da es mit den meisten Materialien umgehen kann und eine gute Qualität garantiert.

Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch und Methan werden manchmal auch im Plasmaschneidprozess verwendet.

Was brauchst du noch?

Die Wahl des Plasmas und der Hilfsgase sind nur zwei der wichtigsten Entscheidungen, die bei der Installation oder Verwendung eines mechanisierten Plasmasystems zu berücksichtigen sind. Gastanks können gekauft oder gemietet werden, sie sind in verschiedenen Größen erhältlich und Lagerbedingungen müssen bereitgestellt werden. Die Installation des Systems erfordert eine beträchtliche Menge an elektrischen Leitungen und Rohrleitungen für Gas und Kühlmittel. Zusätzlich zum mechanisiertesten Plasmasystem müssen Sie einen Tisch, eine Säge, CNC und THC in die Hand nehmen. OEMs bieten in der Regel eine Vielzahl von Hardwareoptionen für jede Gerätekonfiguration an.

Ist eine Mechanisierung notwendig?

WegenAufgrund der Komplexität der Auswahl eines mechanisierten Plasmaschneidprozesses muss viel Zeit für die Recherche verschiedener Konfigurationen und Systemkriterien aufgewendet werden. Bitte beachten:

• Arten der zu schneidenden Teile;
• Anzahl Industrieartikel pro Charge;
• gewünschte Schnittgeschwindigkeit und Qualität;
• Kosten für Verbrauchsmaterialien.
• Gesamtkosten für den Betrieb der Konfiguration, einschließlich Strom, Gas und Arbeit.

Die Größe, Form und Anzahl der zu produzierenden Teile kann die erforderliche industrielle Produktionsausrüstung bestimmen - die Art der CNC, des Tisches und der Plattform. Beispielsweise kann die Produktion von Kleinteilen eine Plattform mit einem spezialisierten Antrieb erfordern. Die auf den Plattformen eingesetzten Zahnstangenantriebe, Servoantriebe, Antriebsverstärker und Sensoren bestimmen die Schnittqualität und die maximale Geschwindigkeit der Anlage.

Qualität und Geschwindigkeit hängen auch davon ab, welche Art von Metallbearbeitungsmaschinen, CNC und Gasen verwendet werden. Ein mechanisiertes System mit einstellbarem Strom- und Gasfluss am Anfang und Ende des Schnitts reduziert den Materialverbrauch. Darüber hinaus werden mit einer CNC mit großer Speicherkapazität und einer Auswahl möglicher Einstellungen (z. B. die Höhe der Flamme am Ende des Schnitts) und einer schnellen Datenverarbeitung (Eingabe- / Ausgabekommunikation) Ausfallzeiten reduziert und die Geschwindigkeit erhöht und Genauigkeit der Arbeit.

Letztendlich muss die Entscheidung, ein mechanisiertes Plasmaschneidsystem zu kaufen oder aufzurüsten oder ein manuelles zu verwenden, eine fundierte Entscheidung sein.

Plasma-Metallschneidegeräte

Hypertherm Powermax45 ist ein tragbares Gerät mit einer Vielzahl von Standardkomponenten auf Basis eines Inverters, also eines Bipolartransistors mit isoliertem Gate. Es lässt sich sehr gut damit arbeiten, egal ob dünner Stahl oder 12 mm dicke Bleche mit 500 mm/min oder 25 mm mit 125 mm/min geschnitten werden. Das Gerät ist in der Lage, eine hohe Leistung zum Schneiden verschiedener Arten von leitfähigen Materialien wie Stahl, Edelstahl und Aluminium zu erzeugen.

Das Energiesystem hat einen Vorteil gegenüber Analoga. Eingangsspannung - 200-240 V Einphasenstrom mit einer Leistung von 34/28 A bei einer Leistung von 5,95 kW. Schwankungen der Netzeingangsspannung werden durch die Boost Conditioner-Technologie kompensiert, die der Taschenlampe eine verbesserte Leistung bei niedrigen Spannungen, schwankender Eingangsleistung und bei Betrieb mit einem Generator verleiht. Interne Komponenten werden mit PowerCool effizient gekühlt, um Leistung, Laufzeit und Zuverlässigkeit zu verbessern. Ein weiteres wichtiges Merkmal dieses Produkts ist der FastConnect-Brenneranschluss, der den mechanisierten Einsatz erleichtert und die Vielseitigkeit erhöht.

Der Powermax45-Brenner verfügt über ein Doppelwinkeldesign, das die Lebensdauer der Düse verlängert und die Betriebskosten senkt. Es ist mit der Conical Flow-Funktion ausgestattet, die die Energiedichte des Lichtbogens erhöht, die Bartbildung erheblich reduziert und ein qualitativ hochwertiges Plasmaschneiden erzeugt. Der Powermax45-Preis beträgt 1800 $.

Hobart AirForce 700i

Hobart AirForce 700i hat am meistenSchnittkapazität dieser Linie: Nennschnittdicke - 16 mm bei einer Geschwindigkeit von 224 mm / min und maximal - 22 mm. Im Vergleich zu Analoga ist der Betriebsstrom des Geräts um 30% geringer. Der Plasmaschneider eignet sich für Tankstellen, Reparaturwerkstätten und den kleinen Hochbau.

Verfügt über einen leichten und dennoch leistungsstarken Wechselrichter, eine ergonomische Startsicherung, einen effizienten Luftverbrauch und kostengünstige Brenner-Verbrauchsmaterialien, um ein sicheres, qualitativ hochwertiges und erschwingliches Plasmaschneiden zu erzielen. Die AirForce 700i kostet 1.500 US-Dollar.

Kommt mit ergonomischer Handlampe, Kabel, 2 Ersatzspitzen und 2 Elektroden. Der Gasverbrauch beträgt 136 l/min bei einem Druck von 621–827 kPa. Das Gewicht des Geräts beträgt 14,2 kg.

40-Ampere-Ausgang bietet eine außergewöhnliche Blechschneidleistung - schneller als mechanische, Gas- und Plasmageräte anderer Hersteller.

Miller Spectrum 625 X-treme

Miller Spectrum 625 X-treme ist eine kleine Maschine, die stark genug ist, um verschiedene Arten von Stahl, Aluminium und anderen leitfähigen Metallen zu schneiden.

Angetrieben durch 120-240 V AC, automatische Anpassung an die angelegte Spannung. Das leichte und kompakte Design macht es sehr tragbar.

Mit der Auto-Refire-Technologie wird der Lichtbogen automatisch gesteuert, sodass Sie nicht ständig auf den Knopf drücken müssen. Die Nennschnittstärke bei 40 A beträgt 16mm bei einer Geschwindigkeit von 330 mm/min und maximal 22,2 mm bei 130 mm/min. Stromverbrauch - 6, 3 kW. Das Gewicht des Geräts in manueller Ausführung beträgt 10,5 kg und mit einem Maschinenschneider 10,7 kg. Als Plasmagas wird Luft oder Stickstoff verwendet.

Die Zuverlässigkeit des Miller 625 kommt von der Windkan altechnologie. Dank des eingebauten Hochgeschwindigkeitslüfters gelangen Staub und Schmutz nicht in das Innere des Geräts. LED-Anzeigen informieren über Druck, Temperatur und Leistung. Der Preis des Geräts beträgt 1800 $.

Lotos LTP5000D

Lotos LTP5000D ist ein tragbares und kompaktes Plasmagerät. Mit einem Gewicht von 10,2 kg wird es keine Probleme mit seiner Bewegung geben. Der vom Digitalwandler erzeugte 50-A-Strom und der leistungsstarke MOSFET sorgen für effizientes Schneiden von 16-mm-Baustahl und 12-mm-Edelstahl oder Aluminium.

Das Gerät stellt sich automatisch auf die Netzspannung und -frequenz ein. Schlauchlänge - 2,9 m. Der Pilotlichtbogen kommt nicht mit Metall in Berührung, wodurch die Maschine zum Schneiden von rostigen, rohen und lackierten Materialien verwendet werden kann. Das Gerät ist sicher in der Anwendung. Die zum Schneiden verwendete Druckluft ist für den Menschen nicht schädlich. Und das starke stoßfeste Gehäuse schützt das Gerät zuverlässig vor Staub und Schmutz. Der Preis von Lotos LTP5000D beträgt 350 $.

Beim Kauf eines Plasmaschneiders sollten Sie immer auf Qualität achten. Hüten Sie sich vor der Versuchung, ein billiges minderwertiges Gerät zu kaufen, da dessen schneller Verschleiß auf lange Sicht zu einem schnellen Verschleiß führen wirdviel höhere Kosten. Natürlich lohnt es sich auch nicht, zu viel zu bezahlen, es gibt genug anständige Budgetoptionen ohne Zubehör und hohe Kapazitäten, die Sie vielleicht nie brauchen werden.