Metallerin Ark Kesme İşlemleri: 6 İşlem

Bu makale, metallerin ilk altı ark kesme işlemine ışık tutuyor. İşlemler şunlardır: 1. Karbon Ark Kesme 2. Hava Karbon Ark Kesme 3. Metal Ark Kesme 4. Gaz Metal Ark (GMA) Kesme 5. Gaz Tungsten Ark (GTA) Kesme 6. Plazma Ark Kesme.

Ark Kesme İşlemi # 1. Karbon Ark Kesme:

Karbon arklı kesiminde, Şekil 19.11'de gösterildiği gibi bir kesimi elde etmek için metali eritmek için karbon veya grafit elektrot kullanılır. Grafit elektrotlar daha yüksek akım yoğunluğuna izin verir, daha uzun süre keskin kalır ve karbon elektrotlardan daha düzgün bir kesim oluşturur. Doğru akım güç kaynağı, devrenin negatif tarafına bağlı elektrot ile kullanılır. Tablo 19.3, çelik levhaların grafit elektrotlarla kesilme oranının yaklaşık bir tahminini vermektedir.

Ark kesimi için en uygun pozisyon, erimiş metalin kesimden kolayca akmasını sağlamak için aşağı veya dikeydir. Elde edilen kerf genellikle kaynaşmış kenarlarla pürüzlüdür. Kerfın pürüzlülüğü, arkın bir tarafından diğerine atlamasına bağlıdır. Diğer karbon ark kesimi dezavantajları 25 mm genişliğe kadar geniş bir kesim, ağır kesimlerde düşük bir kesim hızı, kerf tarafından kayda değer miktarda karbon toplanması ve sertliğin artması ve dolayısıyla müteakip işleme zorlukları ve yüksek akım gereksinimidir.

Karbon ark kesme, dökme demir, alaşımlı çelik ve demir dışı metallerin ürün kesiminde kullanılabilir; Bununla birlikte, bu işlem çok fazla endüstriyel öneme sahip değildir.

Ark Kesme İşlemi # 2. Hava Karbon Ark Kesme:

Metallerin kesilmesi için kullanılan hava karbon ark yöntemi, metalin bir elektrik ark ile eritilmesi ve bir hava akımı ile çıkarılmasından ibarettir. Karbon elektroduna paralel hareket eden yüksek hızlı bir jet, arkın hemen arkasındaki erimiş metal havuzunu vurur ve erimiş metali dışarı üfler. Şekil 19.12, işlemin temel özelliklerini göstermektedir. Karbon elektrotu, içinden elektrod boyunca ve arkasından basınçlı hava jetleri üfleyen delikler içeren özel olarak tasarlanmış bir tutucu içinde tutulur.

Ark Kesme İşlemi # 3. Metal Ark Kesme:

Metal ark kesme işleminde kesim, bir elektrot ile iş parçası arasında ark eritilerek sağlanır; erimiş malzeme yer çekimi kuvveti ile uzaklaştırılır. Kaplanmış elektrotlar kesim için kullanıldığında, işleme blendajlı metal ark (SMA) kesme denir.

Gereken donanım, standart blendajlı metal ark kaynağı ekipmanıdır. SMA kesiminde çekirdek malzemesi herhangi bir düşük karbonlu çelik olabilir, kaynak için uygun olmasa bile, çekirdek metaldeki yabancı maddeler çok az sonuç verir. Selülozik kaplamalar gibi derin nüfuz edici kaplamalar tercih edilmelidir. DC elektrot negatifi ile nispeten küçük çaplı bir elektrot kullanılmalıdır.

Kaplama, elektrotun erimesini yavaşlatır, arkı stabilize eder ve elektrot kesilirken arkın yan duvarla kısa devre yapmasını önleyen bir yalıtkan olarak işlev görür. Elektrot kaplaması suya batırılarak ıslanırsa, elektrot tüketim oranı düşerek elektrot başına daha fazla uzunluk kesilebilir.

SMA ayırmada akım normalde kaynak için kullanılandan çok daha yükseğe ayarlanır. Bu, kesme işlemini yapan büyük bir erimiş havuza neden olur. Kalın malzemede kesimi yapmak ve erimiş metalin Şekil 19.14'te gösterildiği gibi düşmesini sağlamak için bir testere hareketi gerekir.

SMA kesimi ile üretilen kesimler pürüzlüdür ancak karbon ark kesimlerinden daha üstündür; Kesim, yaklaşık olarak elektrot çapına eşit bir genişlikte dardır. Çoğunlukla hurda kesme, perçinleme ve delik delme gibi kaba işler için kullanılır.

Ark Kesme İşlemi # 4. Gaz Metal Ark (GMA) Kesme:

Bu işlemde, normal gaz metal ark kaynağı ekipmanı kullanılır ve kesme işleminde ısı, sürekli olarak beslenen bir elektrot teli ile iş parçası arasında oluşturulan elektrik arkından, genellikle atıl gaz koruması ile elde edilir. Tel, telin ön yüzü ile ilerleyen kerf kenarı arasında üretilir. Koruyucu gazın akışı ve elektrot manyetik etkileri nedeniyle oluşan kuvvet, erimiş metali kerflerden çıkarır. Bu işlem tüm pozisyon kesme işlemlerinde kullanılabilir, ancak herhangi bir endüstriyel önemi yoktur.

Ark Kesme İşlemi # 5. Gaz Tungsten Ark (GTA) Kesme:

Bu işlemde kesim, bir tungsten elektrotu ile gaz tungsten ark kaynağı (GTAW) için kullanılanla aynı ekipmanı kullanan iş arasındaki bir yay ile sağlanır. Kesim, iyi kaynak koşulları için ve koruma gazı akış hızının arttırılmasıyla gerekli olan akım yoğunluğunun yükseltilmesiyle gerçekleştirilir.

Gaz jetinin hızı, kerf oluşturmak üzere erimiş metali üfler. Genel olarak% 65 argon ve% 35 hidrojen içeren koruyucu gaz karışımı kullanılır. Operasyon sırasında oluşan toksik dumanları gidermek için yeterli önlemler alınması şartıyla azot kullanılabilir.

GTA kesme için tipik hızlar, 3 mm kalınlığında alüminyum üzerinde 1 ila 1.5 m / dak ve 3 mm kalınlığında paslanmaz çelik üzerinde 0-5 ila 1 m / dak'dır. Kullanılan akım paslanmaz çelik ve alüminyumun 13 mm kalınlığa kadar kesilmesi için 200 lo 600 A'dır.

Çentik boyunca kesim kalitesi iyidir ve sıklıkla bir sonraki işlemeye gerek duymaz. Bu işlem, yaklaşık 50 mm kalınlığa kadar paslanmaz çeliklerin kesilmesi için kullanılabilir. Kesilecek metalin daha kalın olması, kesim genişliğinde izin verilmesi gereken toleranstır.

Her ne kadar GTA kesme işlemi ince kesimlerde herhangi bir metali kesmek için kullanılabilmesine rağmen, bunun yerine plazma ark kesmesi ile değiştirilmiştir ve diğer daha verimli işlemler için ekipman bulunmadığı durumlar dışında, artık çok az endüstriyel önemi vardır.

Ark Kesme İşlemi # 6. Plazma Ark Kesimi:

Plazma ark kesme (PAC) işleminde metal, kısıtlanmış ark ile lokalize bir alan eritilerek ve erimiş malzemenin plazma jeti olarak adlandırılan yüksek hızlı sıcak iyonize bir gazla çıkarılmasıyla kesilir.

Plazma jetiyle kesme, anahtar deliği modu ile aynıdır, ancak kaynak anahtarının aksine plazma arkının kapanmasına izin verilmez. Plazma jet hızı çok yüksektir, bu nedenle erimiş metalin çıkarılması kolaydır.

Plazma ark kesimi, temel olarak plazma arkının başlatılması için bir pilot ark kullanan transfer ark modunda kullanılır.

PAC işlem viz. 'İn üç ana varyasyonu, yüksek akım plazma kesimi, düşük akım plazma kesimi ve su enjeksiyonu veya su koruma ile plazma kesimi vardır. Plazma torcu tasarımı proses varyasyonuna bağlıdır.

Plazma Kesim Kalitesi:

Bir plazma kesiminin kalitesi, yüzey düzgünlüğü, kerf genişliği, kesim yüzlerinin paralelliği, kesimin karesi ve üst kenarların keskinliği ile belirlenir. Bu faktörlere, kesilen malzeme, ekipman tasarımı ve kurulumu ve çalışma değişkenleri tarafından karar verilir.

Yüksek kaliteli kesimler genellikle orta güçte ve düşük kesme hızlarında elde edilir. Su enjeksiyonu veya su koruması kullanan modem otomatik PAC ekipmanı ile yüzey oksidasyonu neredeyse tamamen eksiktir.

Çok kalın paslanmaz çeliklerde (> 180 mm), plazma ark işlemi, PAC oldukça temiz olmasına rağmen, oksi-yakıt gazı kesimine göre hız ve kerf genişliği bakımından çok az avantaja sahiptir. Genel olarak, plazma kesimindeki kerf genişliği, oksi-yakıt kesme için kerf genişliğinden 1, 5 ila 2 kat daha geniştir.

Plazma arkı kesimi genellikle pah kesimi ile sonuçlanır ve kesimin her iki tarafındaki eğim açısı kesim hızı ile artma eğilimindedir. Torna kesme mesafesi çok büyük olduğunda veya verilen plakayı kesmek için aşırı güç kullanıldığında kenar yuvarlama sonucu; ayrıca 6 mm'den daha kalın malzemelerin yüksek hızlı kesilmesinden de kaynaklanabilir.

Alüminyum, paslanmaz çelik ve düşük karbonlu çeliklerin plazma kesimi için yüksek kaliteli kesimler elde etmek için tipik çalışma önerileri sırasıyla tablo 19.6, 19.7 ve 19.8'de verilmiştir.

Cüruf veya cüruf, termal kesim sırasında oluşan ve plakanın alt kenarına yapışan oksitlenmiş veya erimiş malzemedir. Günümüzde mekanik ekipmanla, 75 mm kalınlığa kadar alüminyum ve paslanmaz çeliklerde ve 40 mm'ye kadar düşük karbonlu çeliklerde çapaksız kesimler yapılabilir; bununla birlikte düşük karbonlu çelikler için hız ve akım seçimi daha önemlidir. Çapak, daha kalın malzemelerde yapılan kesimler için genellikle kaçınılmazdır.

Emniyet:

Plazma jet normalde süpersonik'e yakın hızlarda çalıştığından, bu plazma kesilmesinde yüksek ses seviyesi sağlar. Operatör bu nedenle sadece ark parlama, sıçrama ve dumandan değil, aynı zamanda yüksek gürültü seviyelerinden de korunmalıdır.

Her zamanki koruyucu kıyafet, eldiven ve kask dışında, operatör kulak tıkacı gibi kulak koruma cihazı kullanmalıdır. Düzgün havalandırma için yerel egzoz sağlanmalıdır. Bunların dışında PAC için kullanılan en yaygın iki güvenlik aksesuarı vardır; Onlar su tablası ve su susturucu.

Su tablası kesilen iş parçasının alt yüzeyine kadar suyla doldurulmuş geleneksel bir kesim tablasıdır. Plazma jetinden dolayı suda üretilen türbülans dumanların ve kerfesten çıkarılan malzemenin sıkışmasına yardımcı olur.

Su susturucusu gürültüyü azaltan bir cihazdır. Torç nozülünün altında su perdesi üreten torç gövdesine bağlı bir nozüldür. Her zaman bir su tablası ile birlikte kullanılır. Plakanın üstündeki su perdesi (iş parçası) ve plakayı altta koruyan su, plazma ark jetini bir ses yalıtıcı kalkan içine alır.

Uygulamalar:

Plazma ark kesme, dielektrikler de dahil olmak üzere herhangi bir malzemeyi kesmek için kullanılabilir. Bununla birlikte, çoğu uygulama, düz karbonlu çeliklerin, alüminyum ve paslanmaz çeliklerin kesilmesiyle sınırlıdır. Yığın kesme, plaka pah açma, şekil kesme ve delme işlemlerinde kullanılabilir. Bu işlem 40 mm kalınlığa kadar karbon ve paslanmaz çeliklerle, 90 mm kalınlığa kadar dökme demirlerle, alüminyum ve 120 mm kalınlığa kadar alaşımlarla ve 80 mm kalınlığa kadar bakırla başarıyla başa çıkabilir.

PAC'nin oksi-asetilen kesime kıyasla ekonomik avantajları, çok sayıda parça üzerinde yapılan uzun, sürekli kesimlerde daha belirgindir. Bu tür uygulamalara genellikle gemi yapımı, depolama tankı imalatı, köprü inşaatı ve çelik tedarik merkezlerinde rastlanmaktadır. PAC, kesim hassasiyetini ve toleranslarını kaybetmeden yüksek kesme hızlarında kullanılabilir.

Örneğin metaller, oksi-asetilen kesimi ile maksimum 0-5 ila 0-63 m / dak hızında kesilebilen 2-5 ila 3-8 m / dak hızında kesilebilir. Bazı ince malzemelerin kesilmesinde 7 m / dk'ya kadar olan hızlar kullanılabilir; bu hızlar açıkça yalnızca otomatik araçlarla mümkündür.

Düz karbonlu çelik levha, oksi-asetilen kesim işlemi ile, eğer malzeme kalınlığı 75 mm civarında ise PAC'dan daha hızlı kesilebilir. Bununla birlikte, 25 mm'nin altındaki kalınlıkları kesmek için PAC, oksi-asetilen işleminden beş kat daha hızlıdır. Plazma Yığın ayırma, oksiasetilen işlemiyle istif kesmeden daha etkilidir.

Plazma ark kesme metalleri su altında kesmek için de değiştirilebilir.

Düşük akımlı plazma değişimi popülerlik kazanmaktadır, çünkü üretim ve bakım için paslanmaz çelik ve alüminyum içeren malzemeleri kesmek için manuel olarak kullanılabilir. Düşük akımlı plazma oymacılığı, kusurlu dökümlerin kurtarılmasında da kullanılabilir.

Yüksek akım plazma, otomatik şekil kesme ekipmanı ile herhangi bir malzemeyi kesmek için kullanılabilir, ancak işlemin ekonomik avantajlarını elde etmek için yüksek hızlı bir cihaz gerektirir.

Su enjeksiyonlu plazma kesimi, sadece yüksek akım plazma işlemiyle üretilen dumanları ve dumanı azaltmakla kalmaz, aynı zamanda çoğu malzemenin kesim kalitesini de arttırır.