Một số cách tăng chất lượng đường cắt trên máy plasma

Máy cắt plasma  phải được vận hành đúng cách để tạo ra các sản phẩm chất lượng.

Hình 1 Thông thường, nếu tuân theo các hướng dẫn cắt đối với các vật liệu có độ dày nhất định, người vận hành máy cắt plasma sẽ có được chất lượng tương đối chấp nhận , chẳng hạn như việc bắn thủng tấm 6mm.

Cắt plasma vẫn giữ một vị trí quan trọng trong ngành chế tạo kim loại. Nó tạo ra một vết cắt chất lượng cao trên tấm thép, vốn đầu từ ban đầu không tăng lên, và nó là lựa chọn phù hợp để vát các mối hàn lớn.

Công nghệ đã phát triển qua nhiều năm để giúp tạo ra các đường cắt vuông hơn và bề mặt sạch hơn trong quá trình cắt, nhưng những tiến bộ hiện đại này không được tìm thấy trên bàn cắt. Đôi khi, một người vận hành bàn cắt plasma đang sử dụng các tính năng sẵn có để biện minh cho việc đầu tư vào công nghệ cắt plasma mới.

Đó là nơi mà một nhà điều hành bàn cắt plasma có kinh nghiệm tạo ra sự khác biệt. Nhà sản xuất đã nói chuyện với Chris Williams, Giám đốc điều khiển chuyển động, mỏ cắt plasma và bàn cắt của Lincoln Electric Co., để tìm hiểu xem những người vận hành có kinh nghiệm này tìm kiếm thành công chất lượng sản phẩm từ bàn cắt plasma và làm thế nào để phát triển công nghệ cắt plasma.

Duy trì tốc độ không đổi

Nó có một cảnh tượng mà hầu như bất kỳ nhà chế tạo kim loại nào đều quen thuộc: gợn sóng  ở trên đường cắt và lớp xỉ dày ở dưới mặt tấm. Có một lời giải thích đơn giản cho việc này.

“Bạn có thể kéo vòng hồ quang một cách hiệu quả, điều đó có nghĩa là vòng cung không thẳng” theo Williams. Hồ quang là hình elip, và nó cũng bị uốn cong khi kéo quanh bàn.

Một người vận hành có kinh nghiệm có thị giác tinh tường và thính giác nhạy bén. Nhà vận hành mong đợi một cái máy chạy ở tốc độ tạo ra một cường độ nhất quán, tần số không biến động. Williams hiểu điều đó như là  một máy phay đang hoạt động trơn tru và tạo ra tần số cao nhất quán. Nếu thay đổi cường độ xảy ra trong quá trình cắt, có thể là phay hoặc cắt plasma, người vận hành có kinh nghiệm sẽ có thể điều chỉnh các thông số cắt.

Ý tưởng về cách điều khiển chuyển động ngày nay đã thay đổi phương thức hoạt động của các bàn cắt plasma , Williams đã giải thích cách duy trì góc cắt mà không cần dừng mỏ cắt plasma.

“Một trục đang giảm tốc khi vào canh bo , trục kia bắt đầu tăng tốc. Điều đó tạo ra một sơ đồ hình sin hình thành một đường cong trên góc” ông ấy nói. Điều này cho phép tia plasma quoay quanh 1 góc dẫn đến giới hạn số lượng xỉ và mất góc. Nó ngăn khí thổi ra từ góc của vật liệu cũng như mỏ cắt bị buộc dừng khi đang gia công tại góc cắt.

Một lần nữa, Williams dùng việc phay làm vật quy chiếu, thợ kim loại quen với quan sát công cụ cắt quanh một góc. Trong cả hai trường hợp, việc cắt liên được tiến hành liên tục và tính toàn vẹn của góc được duy trì.

Định vị chiều cao mỏ cắt chính xác

Mục tiêu lớn nhất của việc vận hành máy cắt plasma 2D là tạo ra bề mặt đường cắt phẳng và mượt. Nếu quá nhiều vật liệu được loại bỏ từ trên  hoặc dưới  của đường cắt, nhà chế tạo có một góc vác không như ý, đó không phải là những gì khách hàng mong đợi.

Đây là lý do tại sao phải duy trì chiều cao của mỏ cắt. Ngọn lửa có hình dạng elip nghĩa là mỏ cắt phải được căn chỉnh sao cho phần giữa ngọn lửa tiếp xúc với cạnh của tấm tạo thành đường cắt thẳng. Nếu mỏ cắt quá thấp, nhiều vật liệu bị cắt bỏ khỏi đáy của tấm.

“Bạn cũng có thể nhìn thấy xỉ được tạo ra ở mặt trên và dưới của tấm. Nó cần phải bị loại bỏ, và điều đó có nghĩa là  một thêm quá trình phụ” Williams nói.

Ông nói thêm rằng các biểu đồ cắt đi kèm với các bàn cắt plasma cung cấp cho người vận hành ý tưởng về cách đặt khoảng cách mỏ cắt và tấm thép gia công, cũng như các thông số khác như chiều cao bắn thủng ban đầu, điện áp hồ quang và tốc độ cắt (xem Hình 1). Kiểm tra được thực hiện để tinh chỉnh các cài đặt sản xuất này và thông thường chúng sẽ hoạt động khi đưa vào sử dụng.

Bộ điều khiển chuyển giữ cho kéo giãn hồ quang không dổi để định vị ngọn lửa tối ưu mang lại chất lượng cắt tốt nhất.

Hình 2 Nhìn vào đường cắt thì vật tư tiêu hao trong mỏ cắt plasma vẫn có vẻ tốt.

Sự hao mòn trên vật tư tiêu hao

Rất nhiều nhà chế tạo kim loại vận hành các mỏ cắt plasma cho đến khi các vật tư tiêu hao hoàn toàn có thể cung cấp một vết cắt chính xác dù chúng có thay đổi thông số nào. Nói tóm lại, chất lượng cắt có thể được mô tả là khủng khiếp.

Có vài điều mà người vận hành không chú ý tới đó là:khi điện cực bị mòn, thì chất lượng cắt đồng thời giảm theo (xem Hình 2).

Williams nói. “Nếu bạn đo các chi tiết, bạn sẽ thấy rằng chúng không còn chính xác nữa và chúng chắc chắn quá trình này không thể lặp lại”.

Một lần nữa, công nghệ điều khiển hiện đại giúp người vận hành luôn đứng đầu trong điệu kiện vật tư tiêu thụ và điều khiển điện áp hồ quang không đổi. Khi điện cực mòn, điện áp hồ quang dao động trong quá trình cắt. Nếu người vận hành có thể nhận thấy những thay đổi này, điện cực và  các vật tư tiêu hao khác có thể được kiểm tra và thay thế nếu cần.

Kiểm tra tỉ mỉ hiệu suất bàn cắt

Không phải tất cả các bàn cắt plasma được tạo ra đều như nhau và không phải tất cả các thiết bị đều hoạt động ở các mức được chỉ định ban đầu. Do đó, người vận hành cần phải thận trọng trong việc đảm bảo rằng bàn hoạt động như mong đợi.

Một bài kiểm tra theo thời gian sẽ xác định được tốc độ cắt của bàn. Nếu tốc độ bàn cắt bị chậm, ai đó cần gọi bảo trì hoặc OEM để tinh chỉnh máy.

Williams nói rằng các nhà sản xuất với các bàn cắt thế hệ mới có hệ thống động cơ phụ không phải lo lắng về việc điều chỉnh vì nó tự điều chỉnh cho bất kỳ thay đổi nào về quán tính, ma sát hoặc môi trường. Công nghệ điều khiển hiện đại cho phép mỏ cắt thích ứng với một tình huống nhất định và thực hiện các thay đổi, chẳng hạn như điều chỉnh lực xoa, để duy trì các thông số cắt được thiết lập trước đó. Các hệ thống điều khiển chuyển động cũ thường dựa vào động cơ bước và bộ dẫn xuất tỉ lệ tích phân chỉ có thể cung cấp những gì đã được lập trình, điều này không cho phép chúng điều chỉnh theo các điều kiện thay đổi.

Công nghệ Plasma liên tục cải tiến

Trong khi một người vận hành có tay nghề cao được ưa thích hơn một cá nhân ít kinh nghiệm trong việc vận hành bàn cắt plasma, nhưng đôi khi điều đó không thể xảy ra. Khi các nhà chế tạo có kinh nghiệm nghỉ hưu, các công ty chế tạo đang tìm kiếm công nghệ mới để giảm bớt vấn đề này cho người mới bước vào lĩnh vực sản xuất.

 

“Máy cắt plasma độ nét cao đã đi một chặng đường dài và nó sẽ tiếp tục cải thiện” ông Williams nói. “Bây giờ chúng ta đã đạt được thành tựu điều khiển hồ quang một cách hoàn thiện hơn . Chúng ta cũng hiểu cách sử dụng các loại khí khác nhau để đạt được chất lượng cắt khác nhau.”

Một ví dụ là việc sử dụng khí nén thay cho các loại khí khác trong quá trình cắt plasma và vẫn đạt được chất lượng đường cắt chấp nhận được. Đó có thể là một lợi ích to lớn cho các nhà chế tạo kim loại vì chi phí để sử dụng khí nén ít hơn đáng kể so với sử dụng một loại khí khác như oxy.

Điều đó dẫn đến một lời khuyên nữa cho các nhà điều hành bàn cắt plasma ở mọi cấp độ kinh nghiệm: Hãy theo dõi những cải tiến công nghệ mới bởi vì chúng có thể tạo ra sự khác biệt lớn về năng suất và chất lượng của các sản phẩm cắt.