MỸ – Cắt plasma là công nghệ quan trọng của các nhà máy gia công kim loại.
Một công nhân sử dụng máy cắt plasma cầm tay Powermax30 XP
Một người công nhân phải thực hiện nhiều công việc như bảo trì, cắt bỏ phần thừa hoặc làm việc tại công trường, họ cần có một thiết bị cầm tay như máy cắt plasme Powermax30 XP từ Công ty Hypertherm, được thiết kế để xử lý nhiều công việc khác nhau.
Plasma vẫn là công nghệ cắt quan trọng trong lĩnh vực chế tạo kim loại hiện nay, một phần lý do là vì nó dễ sử dụng, mang lại kết quả chất lượng và là công nghệ hoàn thiện, có nghĩa là khách hàng hiểu và quen thuộc với nó.
Một nghiên cứu được tiến hành cách đây ba năm cho thấy hơn 90% công nhân gia công kim loại vẫn xem plasma là một phần công nghệ chiến lược trong hệ sinh thái của họ.
Tuy nhiên, không phải tất cả các hệ thống plasma đều được tạo ra như nhau. Plasma có thể được chia thành ba loại: plasma dòng chảy đơn thông thường, plasma công nghiệp nặng dòng chảy kép, và plasma độ nét cao.
Plasma dòng chảy đơn thông thường là một lựa chọn cho tính di động, chi phí thấp sử dụng một loại khí (thường là không khí hoặc nitơ) làm plasma và lá chắn. Nó có thể dùng để cắt bằng tay hoặc cơ giới, hướng đến các ứng dụng đơn giản và cung cấp đầu ra tốt cho sản xuất theo đơn đặt hàng.
Plasma dòng chảy kép thông thường được dùng trong quy trình cắt chế tạo tấm nói chung. Phương pháp này sử dụng hai loại khí: một cho plasma và một làm khí bảo vệ. Trong các hệ thống nhỏ hơn dưới 125 ampe, khí nén thường được sử dụng làm cả khí plasma và khí bảo vệ. Các hệ thống có giá trị cao này đặc biệt phù hợp với thép mềm vì oxy có thể được sử dụng làm khí plasma.
Dòng chảy kép thông thường hoạt động ở chu kỳ làm việc 100%, phù hợp với sản xuất hàng loạt và môi trường nặng. Nó sử dụng mỏ hàn làm mát bằng nước, giúp giảm vật tư tiêu hao tốt hơn. Lưu ý là nó không phù hợp với các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao hoặc chất lượng cắt.
Công nghệ cắt plasma độ nét cao (HD – high-definition) hướng đến việc cắt khối lượng lớn các lỗ hoặc cắt vát chính xác. Công nghệ cắt plasma HD mở rộng khả năng cắt thép không gỉ và nhôm ở mức năng suất cao nhất. Điều này dẫn đến giảm chi phí cho mỗi bộ phận hoặc chi phí vận hành so với các loại plasma khác.
Tổng quan về hệ thống plasma Plasma dòng chảy đơn thông thường: – Chi phí thấp – Dùng để cắt bằng tay hoặc bằng máy – Phù hợp cho sản xuất theo đơn đặt hàng (quy mô nhỏ) – Di động, đa điện áp
Plasma công suất lớn dòng chảy kép thông thường: – Chu kỳ nhiệm vụ 100% – Được sử dụng để cắt cơ giới, khối lượng lớn – Phù hợp cho chế tạo tấm nói chung – Giá trị cao, chất lượng cắt chấp nhận được dành cho thép mềm
Plasma độ nét cao: – Khối lượng lớn, độ chính xác cao – Cắt lỗ và cắt chính xác – Cải thiện khả năng cắt vát thép không gỉ và nhôm – Năng suất cao – Chi phí thấp nhất cho mỗi bộ phận – Thường là giá mua đắt nhất, nhưng mang lại lợi nhuận đầu tư lớn
Tính linh hoạt của công nghệ cắt plasma Không phải tất cả các nhà chế tạo đều cần plasma HD. Nhưng vì tính linh hoạt của công nghệ, nên có một hệ thống phù hợp nhất với nhu cầu ứng dụng đa dạng của các nhà máy gia công. Nó chỉ phụ thuộc vào kết quả mong muốn, ngân sách và kỳ vọng về năng suất của nhà máy.
Ví dụ, một nhà chế tạo sử dụng bàn cắt cơ giới thường sản xuất các bộ phận với khối lượng lớn. Điều này cho thấy rằng họ cần một hệ thống có thể chạy ở chu kỳ nhiệm vụ 100%, ưu tiên hệ thống dòng chảy kép thông thường hoặc hệ thống HD. Để quyết định giữa hai hệ thống, nhà máy phải quyết định xem họ có cần độ chính xác cao hay không.
Trong một ví dụ khác, một cửa hàng thực hiện nhiều công việc bảo trì, cắt bỏ phần còn sót lại hoặc công trường cần thiết bị có thể di chuyển được, khiến hệ thống luồng đơn thông thường trở thành lựa chọn tốt nhất.
Mỏ cắt plasma HPR của công ty Hypertherm
Những tiến bộ trong công nghệ plasma như mỏ cắt HPR của công ty Hypertherm giúp đơn giản hóa quy trình cắt plasma. Mỏ cắt này thay thế năm vật tư tiêu hao tiêu chuẩn, giảm lỗi gây tốn kém, tăng năng suất với việc thay đổi vật tư tiêu hao nhanh hơn và giảm thời gian đào tạo.
Nhiều cửa hàng nhận thấy rằng việc kết hợp nhiều hệ thống có thể mang lại lợi ích tùy thuộc vào sự thay đổi trong sản xuất.
Phạm vi độ dày vật liệu cũng quyết định loại hệ thống cần thiết. Hệ thống plasma dòng chảy đơn thông thường có thể cắt kim loại có độ dày từ 38,1 mm đến 44,45 mm. Hệ thống HD có thể cắt vật liệu có độ dày đến 101,6 mm đối với thép mềm và 127 mm thép không gỉ.
Quản lý và bảo trì khí Các phương pháp quản lý điện và khí đốt khác nhau giữa các hệ thống.
Các hệ thống plasma dòng chảy đơn thông thường, hướng đến khách hàng làm nghề thủ công, tự sản xuất và công việc di động chỉ cần điện và không khí trong nhà máy. Tuy nhiên, chúng có thể chứa các loại khí khác như nitơ hoặc F5 (hỗn hợp gồm 5% hydro và 95%) để cắt thép không gỉ. Một số hệ thống có máy nén tích hợp, do đó thứ duy nhất chúng cần để bắt đầu cắt là điện.
Không khí trong nhà máy không phải là lựa chọn tốt nhất để cắt tất cả các vật liệu. Đặc biệt đối với thép mềm. Không khí trong nhà máy, có 70%, có thể đưa tạp chất, quá trình oxy hóa và nitrit vào, nghĩa là bề mặt vật liệu sẽ cần được chuẩn bị trước khi hàn. Không chuẩn bị vật liệu đúng cách, có thể dẫn đến tình trạng thâm nhập kém và nứt mối hàn.
Oxy được khuyến nghị hơn không khí trong nhà máy cho các loại ứng dụng này, khiến plasma nặng dòng kép thông thường hoặc plasma HD trở thành lựa chọn tốt hơn, vì oxy có thể được sử dụng với các hệ thống này. Cắt bằng oxy giúp giảm lỗi phải gia công lại vì không có tạp chất. Theo nhiều cách, sử dụng oxy cho phép vết cắt sẵn sàng để hàn.
Đối với việc cắt thép không gỉ và nhôm, không khí trong nhà máy và oxy không phải là sự kết hợp khí tốt nhất. Các lựa chọn tốt hơn bao gồm nitơ, F5 hoặc hỗn hợp hydro.
Một số hệ thống sử dụng quy trình gọi là nitơ/ nước – trong đó nitơ đóng vai trò là plasma và nước máy đóng vai trò là khí bảo vệ. Đây là phương pháp rất tiết kiệm để cắt thép không gỉ và nhôm, nhưng chỉ có ở hệ thống HD.
Các tính năng nâng cao Hệ thống plasma HD có thể mở rộng thành cắt plasma X-Definition (XD), độc quyền của công ty Hypertherm. Trước đây, hệ thống HD chủ yếu nhắm vào các ứng dụng thép mềm, nhưng khả năng mở rộng của XD cho phép cắt thép không gỉ và nhôm bằng các loại kết hợp khí khác nhau.
Công nghệ phản ứng hồ quang là một cải tiến khác ảnh hưởng đến sự tương tác giữa mức sử dụng vật tư tiêu hao và công suất đầu ra. Với công nghệ này, máy cắt thông minh sẽ cảm nhận được những gì đang xảy ra với hồ quang plasma và tự động can thiệp để giảm tác động của việc nổ điện cực và khả năng hỏng mỏ hàn. Nó cũng cảm nhận được khi nào hồ quang sắp kết thúc theo cách không kiểm soát được. Nguồn điện cảm nhận được khi nào lỗi giảm dần sắp xảy ra và nhanh chóng kết thúc hồ quang theo cách có kiểm soát, dẫn đến tăng gấp ba lần tuổi thọ vật tư tiêu hao đã thực hiện.
Máy cắt plasma MaxPro200
Plasma dòng chảy kép thông thường mang lại chất lượng cắt chấp nhận được dành cho chế tạo kim loại dạng tấm nói chung. Hệ thống cắt plasma dòng chảy kép MAXPRO200 LongLife của công ty Hypertherm hoạt động ở chu kỳ làm việc 100% và được thiết kế cho các ứng dụng cắt và khoét tự động và cầm tay công suất lớn, hạng nặng.
Một tính năng cắt plasma nâng cao khác là việc đưa khí argon vào quy trình. Khí argon truyền hồ quang ở khoảng cách xa hơn, ngăn không cho vật liệu bắn trở lại vật tư tiêu hao, giúp kéo dài tuổi thọ. Khí argon có thể cải thiện đáng kể khả năng đánh dấu, cung cấp khả năng đâm thủng mở rộng và cắt đứt kéo dài trong một số ứng dụng. Ví dụ, với khí argon, hệ thống plasma có thể xuyên sâu tới 63,5 mm, cắt thép mềm tới 101,6 mm và thép không gỉ tới 127 mm.
Đối với những khách hàng gia công thép mềm, các hệ thống ngày nay vừa hoàn thiện vừa được tối ưu hóa cao cho các ứng dụng này. Những thiết bị tiến bộ đang giúp việc cắt thép không gỉ và nhôm hiệu quả hơn với các đường cắt chất lượng cao.
Thực hành tốt nhất để bảo trì hệ thống cắt plasma tốt hơn – Hãy đảm bảo kiểm tra vật tư tiêu hao, không chỉ vòi phun hoặc điện cực mà còn tất cả các bộ phận, theo các khoảng thời gian khác nhau. – Thực hiện bảo trì máy ít nhất sáu tháng một lần. – Kiểm tra áp suất khí đầu vào – thiết lập áp suất một cách linh hoạt khi khí đang phun. – Thay thế các thanh bàn cắt khi cần thiết. Xỉ quá nhiều sẽ ảnh hưởng đến chất lượng cắt. – Kiểm tra và bảo trì toàn bộ hệ thống bàn cắt (máy CNC, động cơ, bộ truyền động, thanh răng, bánh răng, …). Chất lượng cắt không chỉ phụ thuộc vào dụng cụ cắt mà còn phụ thuộc vào toàn bộ hệ thống cắt.
Để xem các tin bài khác về “Plasma”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: Canadian Metalworking
