Оптимизация на плазмената резка на дебел дуплексен стомана: Параметри за квадратни ръбове и минимална зона на термично влияние (HAZ)

Оптимизация на плазмената резка на дебел дуплексен стомана: Параметри за квадратни ръбове и минимална зона на термично влияние (HAZ)

Плазмената резка е основен процес за бързо и ефективно прорязване на дебели плочи. Но когато материала ви е високостойностна, корозионно-устойчива двойна неръждаема стомана, изискванията са значително по-високи. Лош рез не само изглежда зле – той може да компрометира именно свойствата, заради които сте платили.

Дуплексните стомани (като 2205 / UNS S32205) получават своята якост и устойчивост на корозия от почти 50/50 аустенитно-феритна микроструктура. Излишната топлина от рязане може да изкриви този баланс, създавайки голяма термично въздействана зона (HAZ) с нитриди и оксидирани ръбове, които са твърди, крехки и податливи на корозия.

Това ръководство предоставя практична рамка за оптимизиране на параметрите на плазменото рязане, за да се постигнат чисти, прави ръбове с минимална HAZ при дебела дуплексна стомана (обикновено ½" / 12 мм и повърхностно).

Целта: Повече от просто рязане

За дуплексната стомана успешното плазменно рязане се определя от:

1. Прави, без грапавини ръбове: Минимални или никакви огнеупорни грапавини, които изискват сериозно шлайфане.

2. Минимална термично въздействана зона (HAZ): Тесен участък с микроструктурни промени.

3. Запазена устойчивост на корозия: Ръбът на рязане не трябва да бъде слаба точка за точкова корозия или корозия в процепи.

4. Стабилност на дъгата: Гладко, последователно рязане без фаска или заобляне на горния край.

Постигането на това зависи от прецизно балансиране на мощността, скоростта, газа и оборудването.

Четирите стълба на оптимизацията

1. Оборудване и разходни материали: Непрекъснатата основа

Не можете да оптимизирате рязането с износени части. Това е най-важната стъпка.

• Плазмена система: А Висока дефиниция (HD) oR XTRA-Дефиниция (XD) плазмена система се препоръчва силно за дебелини над 1" (25 мм). Тези системи използват ограничена дъга и напреднала газова последователност за по-остро и чисто рязане. Конвенционалната въздушна плазма ще работи, но ще създаде по-голяма топлинно обработена зона (HAZ) и повече фаска.

• Разходни материали:  Използвайте оригинални консумативи и ги заменяйте навременно преди когато са напълно износени. Износен електрод или сопло ще изкриви дъгата, ще увеличи ширината на процепа и ще предаде излишен топлинен товар към материала.

• Контрол на височината на горелката (THC): Стабилно и постоянно разстояние до повърхността е от съществено значение за правилната форма на ръба. Ръчно рязане не се препоръчва за прецизна работа.

2. Избор на газ: Ключът към химичната реакция и охлаждането

Газът се използва не само за плазмената дъга, но и за защита. За дуплексна стомана трябва никога да не използвате компресиран въздух като плазмообразуващ газ. Кислородът и азотът във въздуха ще замърсят ръба на реза.

Стандартната газова конфигурация за неръждаеми и дуплексни стомани е Азот oR Аргон-Водород за плазмообразуващия газ и CO2 oR Въздух за вторичния защитен газ.

• Плазмообразуващ газ (основен):

  • Азот (N₂): Най-често използваният и икономически ефективен избор. Осигурява добро качество и скорост на рязане. Може да доведе до известно нитриране по ръба, но това може да се компенсира с правилни параметри.

  • Аргон-Водород (H-35 или подобен, напр. 65% Ar / 35% H₂): Премиум избор за най-добро възможно качество на ръба при дебели материали. Водородът добавя термична проводимост, което прави дъгата по-гореща и фокусирана, осигурявайки по-прав ръб и по-ефективно премахване на огарчини. Изисква система, одобрена за употреба на повече от един газ.

• Защитен газ (вторичен):

  • Въглероден диоксид (CO₂) или понякога Въздух се използва. Ролята на защитния газ е да отдува разтопеното метално и да помогне за охлаждане на горния ръб, намалявайки оксидацията и зоната с термично влияние (HAZ).

3. Настройка на параметрите: Изкуството на баланса

Тези параметри са взаимозависими. Стойностите по-долу са отправна точка за модерна HD плазмена система (напр. Hypertherm, ESAB, Lincoln), използваща азотен плазмообразуващ газ. Винаги се консултирайте с ръководството на машината си.

Взаимодействието:

• Твърде бавно / твърде голям ампераж: Предизвиква излишен нагрев на материала. В резултат се получава широка зона на термично влияние (ZTV), заобляне на горния ръб и тежък, трудно премахваем шлаков остатък при работа с ниска скорост.

• Твърде висока скорост / Твърде малък ток: Дъгата няма да проникне напълно, което води до фаска и упорита кора от високоскоростни отпадъци, които отново се приваряват към долната част на плочата.

• Неправилно налягане на газа: Ниското налягане омекотява дъгата; високото налягане може да предизвиква разпръскване и нестабилна дъга.

4. Най-добри практики след рязането: Завършване на работата

Дори идеалният рез изисква известно внимание.

• Охлаждане: Позволете на плочата да се охлади естествено. Не я гасете с вода, защото това може да предизвиква нежелани напрежения.

• Премахване на кората: Добре оптимизиран рез при двойната структура ще има малко или никаква кора, която често може да се отстрани с ръка или с един удар с чук. Избягвайте агресивно шлифоване по ръба на реза.

• Очистване: Премахнете топлинното оцветяване (синьо-оранжевият оксиден слой) от горния и долния ръб. Този слой е обеднен от хром и податлив на корозия. Използвайте специално предназначени четка с неръждаема стомана (никога използвана за въглеродна стомана) или подходящи абразивни фланцови дискове.

• Критични приложения: За части, изложени на силно корозивни среди, помислете за леко шлифоване или обработка на ръба, за да премахнете цялата термично въздействана зона (HAZ) и да възстановите чиста, корозионноустойчива повърхност.

Отстраняване на често срещани проблеми при дуплекс

Заключение: Точността е от съществено значение

Рязането на дебел двойностен стомана е доказателство за принципа "каквото вложиш, такова ще бъде и изходното качество". Не може да компенсираш износено оборудване или неправилни газове чрез настройки на параметрите.

Рецептата за успех е:

1. Започнете с добре поддържана HD плазмена система и нови консумативи.

2. Използвайте правилните газове – Азот или Аргон-Водород, никога въздух.

3. Намерете оптималната точка между ампеража и скоростта на рязане за конкретната дебелина. Използвайте диаграмите на производителя като отправна точка.

4. Завършете правилно като премахнете топлинното оцветяване от ръба на рязането, за да възстановите корозионната устойчивост.

Като разглеждате процеса с плазма като прецизна термична операция, а не просто като груб инструмент за рязане, осигурявате, че компонентите ви от високоефективна дуплексна стомана работят както е проектирано, от ядрото им до самия им ръб.