Optimaliseren van plasmazagen van dikke duplexstaal: Parameters voor rechte randen en minimale HAZ

Optimaliseren van plasmazagen van dikke duplexstaal: Parameters voor rechte randen en minimale HAZ

Plasmazagen is de standaardmethode om snel en efficiënt door dikke platen te snijden. Maar wanneer uw materiaal kostbaar, corrosiebestendig duplex roestvrij staal is, liggen de inzetten veel hoger. Een slechte snede ziet er niet alleen slecht uit, het kan ook de eigenschappen verpesten waarvoor u heeft betaald.

Duplexstaal (zoals 2205 / UNS S32205) ontleent zijn sterkte en corrosiebestendigheid aan een bijna 50/50 austeet-ferriet microstructuur. Te veel hitte tijdens het snijden kan deze balans verstoren, waardoor een grote warmtebeïnvloede zone (HAZ) ontstaat met genitreerde, geoxideerde randen die hard, bros en gevoelig voor corrosie zijn.

Deze gids biedt een praktisch kader voor het optimaliseren van uw plasmasnijparameters om schone, rechte randen te verkrijgen met een minimale HAZ bij dik duplexstaal (meestal ½" / 12 mm en dikker).

Het doel: Meer dan alleen snijden

Voor duplexstaal wordt een succesvolle plasmasnede gedefinieerd door:

1. Rechte randen zonder slakafzetting: Minimaal tot geen refractaire slak die uitgebreid slijpen vereist.

2. Minimale warmtebeïnvloede zone (HAZ): Een smalle band van microstructurele verandering.

3. Behouden corrosiebestendigheid: De gesneden rand mag geen zwakke plek zijn voor pitting of spleetcorrosie.

4. Boogstabiliteit: Een soepele, consistente snede zonder afschuining of afronding van de bovenrand.

Het bereiken hiervan komt neer op een nauwkeurige balans van vermogen, snelheid, gas en uitrusting.

De Vier pijlers van optimalisatie

1. Uitrusting en verbruiksonderdelen: De onmisbare basis

Je kunt geen snede optimaliseren met slijtage-onderdelen. Dit is de belangrijkste stap.

• Plasmasysteem: Een Hoge definitie (HD) of XTRA-definitie (XD) plasmasysteem wordt sterk aanbevolen voor diktes boven 1" (25 mm). Deze systemen gebruiken een geconstrueerde boog en geavanceerde gasvolgorde voor een scherpere, schonkere snede. Conventionele lucht-plasma werkt ook, maar levert een bredere HAZ en meer afschuining op.

• Verbruiksartikelen:  Gebruik OEM-verbruiksgoederen en vervang ze voorheen wanneer ze volledig versleten zijn. Een versleten elektrode of spuitmond zal de boog vervormen, de snijbreedte vergroten en extra warmte toevoeren aan het materiaal.

• Torch Height Control (THC): Een stabiele en consistente afstand is essentieel voor een rechte snede. Handmatig snijden wordt niet aanbevolen voor kritisch werk.

2. Keuze van gas: De sleutel tot chemische reactie en koeling

Gas is niet alleen bedoeld voor de plasma-lichtboog; het dient ook als afscherming. Voor duplexstaal dient u nooit lucht uit de leiding te gebruiken als plasmagas. De zuurstof en stikstof in lucht zullen de snijkant verontreinigen.

De standaard gasopstelling voor roestvrijstaal en duplexstaal is Stikstof of Argon-waterstof voor het plasmagas en CO2 of Lucht voor het secundaire schildgas.

• Plasmagas (primair):

  • Stikstof (N₂): De meest gebruikte en kostenefficiënte keuze. Het biedt een goede snij kwaliteit en snelheid. Hierdoor kan er enige nitridatie optreden op de rand, maar dit is beheersbaar met de juiste parameters.

  • Argon-waterstof (H-35 of vergelijkbaar, bijvoorbeeld 65% Ar / 35% H₂): De premium keuze voor de beste randkwaliteit op dik materiaal. De waterstof voegt thermische geleidbaarheid toe, waardoor de boog heter en geconcentreerder wordt, wat een rechtere rand oplevert en slak effectiever verwijdert. Vereist een systeem dat geschikt is voor het gebruik van meerdere gassen.

• Schildgas (secundair):

  • Koolstofdioxide (CO₂) of soms Lucht wordt gebruikt. De taak van het schildgas is het smeltmetaal weg te blazen en de bovenrand te koelen, waardoor oxidatie en HAZ worden verminderd.

3. Instellen van de parameters: De kunst van balans

Deze parameters zijn onderling afhankelijk. De waarden hieronder zijn een uitgangspunt voor een moderne HD-plasmasysteem (bijvoorbeeld Hypertherm, ESAB, Lincoln) met stikstof als plasmagas. Raadpleeg altijd de handleiding van uw machine.

De wisselwerking:

• Te langzaam / te veel stroom: Voegt te veel warmte toe aan het materiaal. Dit leidt tot een brede HAZ, afgeronde bovenranden en zware, moeilijk te verwijderen slak bij lage snelheid.

• Te snel / te weinig stroom: De boog zal niet volledig doordringen, wat leidt tot een afgeschuinde rand en hardnekkige slak bij hoge snelheid die opnieuw aanlas aan de onderkant van de plaat.

• Onjuiste gasdruk: Lage druk verzwakt de boog; hoge druk kan vonken en een instabiele boog veroorzaken.

4. Beste praktijken na het snijden: Het werk afronden

Zelfs een perfecte snede vereist enige aandacht.

• Koeling: Laat het plaatmateriaal natuurlijk afkoelen. Doof het niet met water, omdat dit ongewenste spanningen kan veroorzaken.

• Dross verwijderen: Een goed geoptimaliseerde snede op duplex zal weinig tot geen dross opleveren, vaak met de hand of met één klap van een hamer verwijderbaar. Vermijd agressief slijpen langs de snijkant.

• Schoonmaak: Verwijder de verkleuring door de hitte (de blauwe/oranje oxide laag) van de boven- en onderkant. Deze laag is verarmd aan chroom en gevoelig voor corrosie. Gebruik een speciale roestvrijstalen borstel (nooit een die op koolstofstaal is gebruikt) of geschikte slijpschijven.

• Kritieke toepassingen: Voor onderdelen die blootgesteld worden aan zeer corrosieve omgevingen, overweeg licht schuren of bewerken van de snijrand om de gehele HAZ-zone te verwijderen en een smetteloze, corrosiebestendige oppervlak te herstellen.

Probleemoplossing veelvoorkomende problemen bij Duplex

Conclusie: Precisie is van groot belang

Het snijden van dikke duplexstaal is een bewijs van het principe van "slechte input levert slechte output op". Je kunt de slijtage van apparatuur of verkeuze gassen niet compenseren met parameteraanpassingen.

De sleutel tot succes is:

1. Begin met een goed onderhouden HD-plasmasysteem en nieuwe verbruiksonderdelen.

2. Gebruik de juiste gassen— Stikstof of Argon-waterstof, nooit lucht.

3. Vind het juiste punt tussen stroomsterkte en sneed snelheid voor uw specifieke dikte. Gebruik de grafieken van de fabrikant als uitgangspunt.

4. Maak correct af door de warmteverkleuring van de snijrand te verwijderen om de corrosiebestendigheid te herstellen.

Door het plasmaproces te beschouwen als een precisie thermische bewerking in plaats van slechts een grof snijgereedschap, zorgt u ervoor dat uw high-end duplexstaalcomponenten presteren zoals ontworpen, vanaf de kern tot aan de rand.