Optimizacija plazma rezanja debelog duplex čelika: parametri za ravne ivice i minimalnu toplinski uticajnu zonu

Optimizacija plazma rezanja debelog duplex čelika: parametri za ravne ivice i minimalnu toplinski uticajnu zonu

Plazma rezanje je najčešće korištena metoda za brzo i učinkovito rezanje debelih ploča. No kada je vaš materijal visokovrijedan duplex nehrđajući čelik otporan na koroziju, zahtjevi su znatno veći. Loš rez ne izgleda samo loše – može ugroziti upravo one svojstva za koje ste platili.

Duplex čelici (kao što je 2205 / UNS S32205) svoju čvrstoću i otpornost na koroziju dobivaju zahvaljujući mikrostrukturi austenit-ferrit koja je otprilike 50/50. Prekomjerna toplina nastala rezanjem može poremetiti ovaj balans, stvarajući veliku zonu toplinski utjecajnu (HAZ) s nitridiranim, oksidiranim rubovima koji su tvrdi, krhki i osjetljivi na koroziju.

Ovaj vodič nudi praktični okvir za optimizaciju parametara plazma rezanja kako biste postigli čiste, kvadratne rubove s minimalnom zonom toplinskog utjecaja na debelom duplex čeliku (obično ½" / 12 mm i više).

Cilj: Više nego samo rez

Za duplex čelik, uspješno plazma rezanje definirano je s:

1. Kvadratni rubovi bez natopljenog metala: Minimalno ili nimalo otpornog natopljenog metala koji zahtijeva intenzivno brušenje.

2. Minimalna zona toplinskog utjecaja (HAZ): Uski pojas mikrostrukturalne promjene.

3. Očuvana otpornost na koroziju: Rub rezanja ne bi smio biti slaba točka za pitting ili pukotinsku koroziju.

4. Stabilnost luka: Glatki, jednoliki rez bez kosa ili zaobljenja gornjeg ruba.

Postizanje toga ovisi o preciznoj ravnoteži snage, brzine, plina i opreme.

Četiri stupnja optimizacije

1. Oprema i potrošni materijal: Neprocijenjiva osnova

Ne možete optimizirati rez s istrošenim dijelovima. Ovo je najvažniji korak.

• Plazma sustav: A High-Definition (HD) iLI XTRA-Definition (XD) plazma sustav se preporučuje za debljine iznad 1" (25 mm). Ovi sustavi koriste stisnuti luk i napredne plinske sekvence za oštriji, čišći rez. Konvencionalna zračna plazma će raditi, ali će proizvesti širi HAZ i više kosa.

• Potrošni materijal:  Koristite originalni potrošni materijal i zamijenite ih prije kad su potpuno istrošeni. Istrošena elektroda ili mlaznica će izobličiti luk, povećati širinu reza i prenijeti višak topline u materijal.

• Upravljanje visinom pištolja (THC): Stabilna i dosljedna udaljenost je ključna za kvadratnost ruba. Ručno rezanje se ne preporučuje za kritične poslove.

2. Odabir plina: Ključ za kemijsku reakciju i hlađenje

Plin služi ne samo za plazmički luk, već i za zaštitu. Za duplex čelik, trebali biste nikada koristiti stlačeni zrak kao plazmički plin. Kisik i dušik iz zraka će kontaminirati rub reza.

Standardna konfiguracija plina za nehrđajuće i duplex čelike je Dušik iLI Argon-vodik za plazma plin i CO2 iLI Zrak za sekundarni zaštitni plin.

• Plazma plin (primarni):

  • Dušik (N₂): Najčešća i najisplativija opcija. Nudi dobru kvalitetu i brzinu rezanja. Može dovesti do određenog nitriranja na rubu, no to se može kontrolirati odgovarajućim parametrima.

  • Argon-vodik (H-35 ili sličan, npr. 65% Ar / 35% H₂): Premium opcija za najbolju moguću kvalitetu ruba na debelim materijalima. Vodik dodaje termalnu vodljivost, čime se luk zagrijava i usmjerava, što daje ravnomjerniji rez i učinkovitije uklanjanje troske. Zahtijeva sustav koji je označen za uporabu više plinova.

• Zaštitni plin (sekundarni):

  • Ugalj-dioksid (CO₂) ili ponekad Zrak se koristi. Zadatak zaštitnog plina je da odnese rastopljeni metal i pomogne hlađenju gornjeg ruba, smanjujući oksidaciju i ZUT (zona uticaja toplote).

3. Podešavanje parametara: Umjetnost balansiranja

Ovi parametri međusobno zavise jedan od drugog. Vrijednosti u nastavku su početna točka za moderni HD plazma sustav (npr. Hypertherm, ESAB, Lincoln) koji koristi dušik kao plazma plin. Uvijek se posavjetujte s uputstvom za vašu mašinu.

Interakcija:

• Premalo / prevelika jakost struje: Dovodi preveliku količinu topline u materijal. Rezultira širokom zonom utjecaja topline (HAZ), zaobljenim rubovima na površini i teško uklonjivim muljem pri rezanju na niskoj brzini.

• Prebrzo / premala jakost struje: Luk se neće potpuno prodrati, što dovodi do kosog ruba i upornog mulja pri rezanju na visokoj brzini koji se ponovno zavaruje na dno ploče.

• Netočan tlak plina: Nizak tlak slablje luk; previsok tlak može izazvati raspršivanje i nestabilan luk.

4. Najbolja praksa nakon rezanja: Završetak posla

Čak i savršen rez zahtijeva malo pažnje.

• Hlađenje: Dozvolite ploči da se ohladi prirodno. Ne gasite je vodom, jer to može izazvati neželjena naprezanja.

• Uklanjanje mulja: Dobro optimiziran rez na duplex materijalu neće imati ili će imati vrlo malo mulja, koji se često može ukloniti ručno ili jednim udarcem čekića. Izbjegavajte agresivno brusenje ruba reza.

• Čišćenje: Uklonite toplinski ton (plavo-narančasti oksidacijski sloj) s gornjeg i donjeg ruba. Ovaj sloj je osiromašen kromom i osjetljiv na koroziju. Koristite posebno četku od nehrđajućeg čelika (nikada onu koja se koristila za ugljični čelik) ili prikladne abrazivne ploče s lopaticama.

• Kritične primjene: Za dijelove izložene vrlo korozivnom okolišu, razmislite o blagom brusenju ili tokarenju ruba reza kako biste uklonili cijelu zonu utjecaja topline (HAZ) i vratili savršenu, otpornu na koroziju površinu.

Rješavanje uobičajenih problema kod duplex materijala

Zaključak: Preciznost je ključna

Rezanje debelog duplex čelika potvrđuje princip poznat kao "smeće unutra, smeće van". Ne možete nadoknaditi istrošenu opremu ili pogrešne plinove prilagodbom parametara.

Recept za uspjeh je:

1. Započnite s dobro održavanom HD plazma sustavom i novim potrošnim materijalom.

2. Koristite ispravne plinove – Dušik ili argon-vodik, nikada zrak.

3. Pronađite optimalnu točku između jakosti struje i brzine rezanja za vašu specifičnu debljinu. Za početak upotrijebite tablice proizvođača.

4. Dovršite ispravno uklanjanjem toplinske promjene boje na rubu reza kako biste vratili otpornost na koroziju.

Tretiranjem plazma procesa kao precizne termalne operacije, a ne samo grubog alata za rezanje, osiguravate da vaši komponenti od visokoperformantnih duplex čelika rade onako kako su projektirani, od jezgre do samog ruba.