Cắt Plasma trên thép không gỉ sao cho tối ưu nhất?

Khi nói đến việc cắt thép không gỉ, cắt plasma không phải là phương pháp đầu tiên được nhắc đến. Tuy nhiên,may mắn là loai thép này không được sử dụng nhiều

Nhưng công ty Penn đã sử dụng phương pháp này, với cơ sở rộng gần 70000m² được thành lập tại Quakertown, Pa. Những tấm, thanh, ống thép không gỉ được công ty chế tạo và phân phối.Chúng có thể rất lớn và dày, để xử lý các sản phẩm này công ty đã đầu tư vào một số công nghệ cắt mạnh mẽ.

Ví dụ, trong năm vừa qua, công ty đã lắp đặt máy cắt laser hạng nặng với kích thước 4mx20m và có khả năng cắt 32mm tấm thép không gỉ. Ngay trước khi lắp đặt, nhà phân phối thép đã trang bị vòi phun thủy lực lớn nhất với kích thước máy cắt 3mx6m với hiệu năng này có thể cắt những tấm thép không gỉ dày hơn 200mm.

Tuy nhiên những nâng cấp này cũng có nhược điểm. Nhiều khách hàng muốn các sản phẩm phải có chất lượng và độ dày cao mà với công nghệ hiện tại thì không thể đáp ứng hết nhu cầu của họ. Với máy cắt thủy lực thì việc này là khả thi, nhưng lại bị sai số cao và tăng giá thành. Ngoài ra, máy cắt laser chỉ có thể hoạt động hiệu quả với tấm thép nhỏ hơn 150mm.

Trích lời Jason Martineau giám đốc tại công ty Penn”Chúng tôi muốn áp dụng công nghệ mới để nâng cấp thiết bị nhưng giới hạn cũng ở mức với vật liệu dày 100mm”

Hình 1: Cắt inox

Việc lắp đặt máy cắt plasma

Trong cuối năm 2012, Penn Stainless đã lắp đặt hai máy cắt plasma thế hệ mới Koike Aronson Versagraph Millennium. Mỗi máy được trang bị 2 khung di động được cấp nguồn điện bởi Hypertherm HPR800XD®, chúng hoạt động trên cùng một hệ thống đường ray và tạo ra đường bao cắt khoảng 3mx20m cho mỗi đầu cắt (xem Hình 2). Bàn thông gió giúp loại bỏ khói bụi của plasma.

Trích lời ông George Kazmierczak  một kỹ sư bán hàng, Koike Aronson Inc. “Về cơ bản họ có hai máy cắt vận hành toàn thời gian”

Hai máy cắt plasma trên cùng một đường ray không phải là tiêu chuẩn, theo Kazmierczak, nó hầu như hiếm thấy. Nhưng Koike Aronson đã cài đặt ba giàn di động trên cùng một đường ray cho khách hàng.

Mặc dù đã biết là việc thiết lập này sẽ mất một chút thời gian, nhưng Penn Stainless vẫn yêu cầu hoạt động mọi lúc. Kazmierczak cho biết toàn bộ quá trình cài đặt mất khoảng ba tuần.

Với công nghệ cắt mới, giờ đây Penn Stainless có thể cắt tấm thép không gỉ lên tới 160mm kèm theo nhiều lợi ích khác.

Martin Martineau :“Đảm bảo rằng đây là một phương pháp nhanh hơn”

Kazmierczak cũng đồng ý với điều trên. Công nghệ plasma cũ chỉ có thể cắt 500mm/phút (IPM);còn với công nghệ ngày nay công nghệ có thể cung cấp khả năng cắt tương tự ở mức 1650mm/phút.

Hiệu quả có thể được đẩy cao hơn nữa với chức năng đâm thủng. Công nghệ này có thể cung cấp khả năng xuyên thép không gỉ tối đa lên đến 100mm với 800 amps. Hypertherm’s PowerPierce® và lệnh điều khiển chuyển động kiểm thực hiện công việc này.

Steve Liebold, lãnh đạo kỹ thuật quy trình plasma, Hypertherm, mô tả sự tiến bộ của công nghệ phun chất làm mát cho mỏ cắt. Bởi vì mặt trước của mỏ cắt được làm mát bằng chất lỏng, nó có thể chịu được nhiệt tốt hơn trong quá trình vận hành và giúp ngăn xỉ nóng chảy bám vào mỏ cắt.

Phương pháp này hoạt động hiệu quả để cắt thép nhẹ với 400 ampe, Liebold cho biết, nó có hiệu suất xuyên mạnh mẽ, tối thiểu 300 lần đâm thủng  trên tấm thép gia công có độ dày lên đến 50mm,đối với thép không gỉ nằm trong khoảng 75mm đến 100mm. Các báo cáo thực tế cho thấy rằng mọi người thực sự đang sử dụng hao mòn điện cực để thực hiện việc đâm xuyên .

Để đáp ứng nhu cầu của khách hàng về việc cắt thép không gỉ dày hơn, Hypertherm đã phát triển một quy trình điều khiển chuyển động đâm thủng nhằm mục đích tạo khoảng cách cố định giữa mỏ cắt và tấm thép gia công.

Liebold nói” Chúng tôi bắt đầu với tốc độ tương đối nhanh, gần như ở vận tốc đâm thủng, tạo ra một rãnh ở đỉnh của vật liệu.”

Một khi rãnh được hình thành thì chúng ta giảm tốc độ cắt. Tại thời điểm này, di chuyển vật liệu qua rãnh được thiết lập trước đó.

Liebold nói thêm khi mỏ cắt xuyên sâu hơn đồng nghĩa khoảng cách chiều cao và mỏ cắt ngắn lại, đủ để vượt qua mọi sự dội lại nhưng vẫn trong tiêu cự cho phép để duy trì điện áp tối ưu. Điều này dẫn đến một mặt cách sạch và giảm hao phí vật tư.

Hình 2: Việc thay thế máy cắt thép không gỉ mới bằng tia plasma

Mặc dù 300 lần đâm thủng trên một tấm thép là không thể ở những độ dày và điều kiện khắc nghiệt này, Liebold nói khách hàng đã chỉ rằng khi bắt đầu khởi động máy đâm thủng 25 đến 50 lần tốt hơn đáng kể so với những gì đạt được ở các máy cắt plasma thông thường.

Kazmierczak nói thêm rằng những tiến bộ cắt plasma cũng góp phần tăng năng suất sản phẩm của Penn Stainless vì quá trình xử lý thứ cấp được giảm thiểu. Trước đó, cắt plasma thông thường để lại cacbon hóa đen cần phải được mài mòn trước khi gia công. Bây giờ nhờ có hỗn hợp hydro và argon nên không cần làm việc đó.

“Ngoài ra, việc cắt plasma hiện đại đã tiến bộ đến mức trong suất quá trình cắt không để lại xỉ”, Kazmierczak nói. Việc mài các cạnh và đáy của sản phẩm cắt không cần thiết như trước đây.

Họ trực tiếp sản xuất và bán sản phẩm mà không cần thông qua trung gian, ông nói.

Hình 2: Hệ thống cắt plasma mới không chỉ mang lại việc các cạnh cắt nhanh hơn và hơn, nó còn giảm thiểu tổn thất vết cắt và vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ hơn khi so sánh với công nghệ cắt plasma thông thường.

Một vết cắt đẹp

Mặc dù Martineau không trực tiếp làm việc mỗi ngày nhưng anh vẫn nhấn thấy sự tiến bộ của công nghệ cắt thép không gỉ bằng plasma (xem Hình 3), Anh ta thấy một số bộ phận khi họ đi ra khỏi cửa. mỗi ngày. Khi kết thúc quá trình để đưa ra sản phẩm thì anh ta là người tiếp nhận.

Martin Martineau nói “Nghe có vẻ không khoa học lắm nhưng thực sự nó là một vết cắt đẹp. Nó đẹp hơn tất cả những gì chúng ta có về điều kiện bề mặt” Hệ thống Điều khiển cắt plasma rất tiên tiến và có khả năng duy trì tiêu cự chặt chẽ ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Khi nói đến thép không gỉ, ngoại hình là một trong những yếu tố quan trọng hơn  việc xác định sản phẩm có đáp ứng được chất lượng hay không. Công nghệ cắt plasma này đã làm cho việc cắt như một công cụ chế tạo phù hợp cho thép không gỉ.