플라즈마 절단 기술: 아크 시작, 가스 설정 및 파일럿 제어

1.0토치 구성 요소 및 기능

1.1플라즈마 토치 구성 요소 개요

플라즈마 토치는 고온 절단 작업을 위해 설계된 정밀 공구입니다. 플라즈마 아크를 생성하고 제어하기 위해 함께 작동하는 여러 핵심 부품으로 구성됩니다.

• 드래그 실드 – 드래그 커팅 작업 중 노즐을 보호하고 작업물과의 최적의 거리를 유지합니다.
• 고정 컵 – 노즐과 전극을 제자리에 단단히 고정하여 올바른 정렬과 전기적 접촉을 보장합니다.
• 노즐 – 플라즈마 아크를 집중시키고 고속 제트를 절단할 소재를 향해 분사하여 절단 품질에 중요한 역할을 합니다.
• 전극 – 플라즈마 아크를 생성하기 위해 전기를 전도하고 작동 중 극한의 온도를 견뎌냅니다.
• 소용돌이 링 – 플라즈마 가스에 소용돌이 운동을 도입하여 아크를 안정시키고 정밀도를 높입니다.
• 토치 본체 – 모든 내부 구성 요소를 수용하고 인체공학적 핸들링, 냉각, 전원 및 가스 공급 시스템에 대한 연결을 제공합니다.

이러한 요소들이 합쳐져 다양한 전도성 소재에 깨끗하고 정밀한 절단을 제공할 수 있는 안정적이고 효율적인 플라즈마 토치 시스템을 형성합니다.

2.0플라즈마 절단에서의 아크 시작 방법

플라즈마 절단은 전기 전도를 시작하고 플라즈마 아크를 유지하기 위해 공기의 이온화가 필요합니다. 공기는 본래 좋은 절연체이기 때문에 특수한 시동 방법이 필요합니다. 가장 일반적인 방법 중 하나는 고주파 시동으로, 3단계 공정을 거칩니다.

2.1파일럿 아크 개시

토치 헤드 내부에 고전압, 고주파 스파크가 발생하여 공기를 일시적으로 이온화합니다. 이 이온화로 인해 공기가 전도성을 띠게 되어 토치 헤드 내부에 있는 전극과 노즐 사이에 파일럿 아크가 형성됩니다.

2.2플라즈마 제트 형성

이온화된 공기(이제 플라즈마)가 노즐을 통과하면서 작업물 쪽으로 배출됩니다. 이로 인해 토치에서 작업물까지 아크가 확장되어 전극에서 금속 표면까지 전류 경로가 형성됩니다.

2.3작업물에 아크 전달

시스템이 작업물에 전류가 흐르는 것을 감지하면 전극과 노즐 사이의 전기적 연결을 해제합니다. 이제 주 절삭 아크가 노즐 외부, 즉 전극에서 소재로 직접 전달되어 노즐 마모를 최소화합니다.

참고: 이 방법은 아크 시작을 단순화하고 비접촉식 시작을 가능하게 하지만, 단점이 있습니다. 노즐은 아크 시작 시마다 소모되므로 수명은 절단 시간이 아닌 아크 시작 횟수에 따라 결정됩니다.

전자파 간섭(EMI) 경고

고주파 아크 스타팅은 PLC, CNC 컨트롤러, PC와 같은 민감한 장비에 전자파 간섭을 발생시켜 작동에 지장을 줄 수 있습니다. 이러한 장비가 있는 환경에서는 작동 문제를 방지하기 위해 다른 아크 스타팅 방법(예: 리프트 아크 또는 블로우백 스타트)을 고려하는 것이 좋습니다.

3.0리프트 아크 방식(블로우백 스타트)

리프트 아크 또는 블로우백 스타트는 전자기 간섭을 발생시키지 않고 플라즈마 아크를 시작하는 데 사용되는 비고주파 방식으로, 민감한 전자 장비 근처에서 사용하기에 이상적입니다.

작동 원리:

이 방법은 토치 내부에 DC 양극 노즐과 DC 음극 전극을 포함합니다. 아크 시작은 4단계의 기계적 및 전기적 순서를 따릅니다.

3.1초기 접촉

정지 상태에서는 전극이 노즐과 물리적으로 접촉하고 있으며 아크는 발생하지 않습니다. 작업자가 방아쇠를 당기면 전극과 노즐 사이에 직류 전류가 흐르기 시작합니다.

3.2블로우백 분리

압축 공기(플라즈마 가스)가 토치 안으로 유입되기 시작합니다. 압력이 증가함에 따라 기계적으로 전극을 노즐에서 밀어내어 작은 틈을 만듭니다. 이 갑작스러운 분리로 인해 전기 스파크가 발생하고, 이 스파크가 공기를 이온화하여 플라즈마 형성을 시작합니다.

3.3파일럿 아크 형성

전극이 수축하면서 토치 내부의 전극과 노즐 사이에 안정적인 파일럿 아크가 형성됩니다.

3.4작업물로의 아크 전송

토치를 작업물에 가까이 가져가면 노즐과 작업물 사이의 전위차로 인해 파일럿 아크가 외부로 전달되어 전극에서 재료 표면으로 절단 아크가 형성됩니다.

3.5블로우백 스타트 방식의 장점

• 고주파 간섭이 없으므로 CNC 기계, PC, PLC 근처에서 사용해도 안전합니다.
• 아크 마모가 감소하여 노즐과 전극의 수명이 길어집니다.
• 기계적으로 간단하고 안정적인 점화 시스템입니다.

이 시동 방법은 신뢰성과 EMI 없는 작동이 필수적인 현대식 휴대용 및 기계식 플라즈마 시스템에서 널리 사용됩니다.

4.0파일럿 아크 제어 방법

플라즈마 절단 시스템에서 파일럿 아크는 주 절단 아크를 시작하는 데 중요한 역할을 합니다. 전원 설계에 따라 파일럿 아크의 거동은 연속적이거나 동적으로 제어될 수 있습니다.

4.1연속 파일럿 아크

일부 전원은 절단 아크가 작업물로 전달된 후에도 전체 절단 공정 동안 파일럿 아크를 활성 상태로 유지합니다.

이점:

확장된 금속이나 틈새가 있는 소재의 절단에 이상적입니다. 아크가 세그먼트 사이를 이동하면서 연속적인 파일럿 아크가 아크 손실 없이 완벽한 절단을 보장합니다.

불리:

파일럿 아크를 항상 켜두면 소모품, 특히 노즐과 전극의 마모가 늘어나 수명이 짧아집니다.

4.2제어된 파일럿 아크(팁 세이버 모드)

더욱 진보된 시스템에서는 파일럿 아크의 자동 제어가 가능합니다.

파일럿 아크는 아크 개시 중에만 활성화됩니다.

절단 아크가 확립되면 파일럿 아크는 자동으로 꺼집니다.

이 모드는 필요하지 않을 때 파일럿 아크를 비활성화하여 소모품 마모를 줄이기 때문에 팁 세이버라고도 합니다.

운영자 선택

최신 플라즈마 시스템은 선택 가능한 모드를 제공할 수 있습니다.

확장된 금속 모드: 파일럿 아크를 지속적으로 유지합니다. 천공된 소재나 메시 소재에 가장 적합합니다.

팁 세이버 모드: 이송 후 파일럿 아크를 끕니다. 소모품 수명을 극대화하기 위해 단단한 판 절단에 이상적입니다.

작업자가 이러한 제어 모드를 선택할 수 있게 함으로써, 플라즈마 절단 시스템은 다양한 절단 작업에 적응하여 아크 안정성과 소모품 효율성의 균형을 맞출 수 있습니다.

5.0핸드헬드 플라즈마 토치를 이용한 절단 기술

휴대용 플라즈마 커터를 사용할 때 절단을 시작하는 데는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 가장자리 시작 그리고 피어스가 시작하다각 방법은 재료의 배치와 절단 디자인에 따라 특정 목적에 맞게 사용됩니다.

5.1엣지 스타트

그만큼 가장자리 시작 가능하다면 소모품에 가해지는 부담을 줄이고 더 깨끗한 절단면을 보장하는 것이 가장 선호되는 방법입니다.

• 수행 방법:
  • 토치를 다음과 같이 배치하세요. 노즐은 중앙에 위치합니다 가장자리 작업물의.
  • 토치를 약 100도 정도 유지하세요. 표면과 90°.
  • 호를 시작하고 원하는 절단선을 따라 꾸준히 움직이세요.
• 정확성을 위한 팁:
  • 사용하다 직선자 가이드직선 경로를 유지하는 데 도움이 되는 금속 막대나 각형 철제 등이 있습니다.
  • 드래그 실드 대신 다음을 사용하는 것을 고려하세요. 롤러 가이드일관된 대치 거리를 보장합니다.

엣지 스타트는 더 깨끗한 스타트와 소모품 수명 연장에 이상적입니다.

5.2피어스 스타트

⚠️ 피어싱은 더 많은 튐을 발생시키고 소모품을 더 빨리 마모시킵니다. 가능하면 엣지 스타팅을 권장합니다.

6.0플라즈마 아크 가우징 기술

플라즈마 아크 가우징은 금속을 절단하는 대신 제거하는 데 사용되는 다재다능한 기술입니다. 일반적으로 용접 제거, 가장자리 준비, 그리고 용접 불연속의 수정, 그리고 수행될 수 있습니다 모든 위치.

6.1가우징 설정

절단에서 굴착으로 전환할 때 일반적으로 다음이 필요합니다. 일부 소모품을 교체하다 횃불에. A 파기 팁 사용해야 합니다. 더 큰 구멍(3~4배 더 넓음) 표준 절단 팁보다 더 높은 수준으로 설계되었습니다. 호를 바깥쪽으로 밀어내다 더 많은 자료를 제거합니다.

다음을 사용할 수 있습니다.

에이 쉴드 컵 바디 둘 중 하나와 결합 가우징 쉴드 캡 또는 방패 디플렉터, 또는

에이 일체형 쉴드 컵 특별히 채굴을 위해 설계되었습니다.

6.2적절한 굴착 기술

• 토치 각도: 토치를 각도로 잡으세요 30°–40°기본 금속에.
• 굴착 깊이: 제어됨 토치 각도 그리고 이동 속도.
• 재료 제거: 한 번에 너무 많이 제거하지 마십시오. 여러 개의 제어된 패스 원하는 깊이와 너비를 얻기 위해.
• 매개변수 제어:
  • 현재 출력
  • 이동 속도
  • 스탠드오프 거리
  • 리드 각도
  • 팁 크기

이러한 모든 요소는 영향을 미칩니다. 홈의 프로필과 깊이.

6.3응용 프로그램

• 풀이 오래되고 불완전하거나 결함이 있는 용접
• 준비 중 U자형 홈 용접용
• 수정 중 표면 불연속성
• 생성 중 용접 접근 또는 구호 구역

6.4플라즈마 절단의 한계

플라즈마 가우징은 효과적이고 정확하지만, 산소-아세틸렌 절단 특히 다음과 같은 경우 특정 시나리오에서 여전히 선호될 수 있습니다.

• 절단 25mm(1인치)보다 두꺼운 강철 섹션
• 압축 공기나 전기를 사용할 수 없습니다.
• 두꺼운 재료에는 더 빠른 처리량이 필요합니다.

산소 연료 토치가 작동합니다 전기와 무관하게 특정 조건 하에서 고강도 강철 응용 분야에서 플라즈마보다 우수한 성능을 발휘할 수 있습니다.

7.0절단 시스템을 위한 플라즈마 가스 요구 사항 및 공기 공급 지침

7.1아크 절단에서의 플라즈마 가스

플라즈마 아크 절단에는 아크 안정성, 절단 품질 및 장비 수명을 보장하기 위해 신중하게 선택된 가스가 필요합니다. 이상적인 플라즈마 가스 다음 기준을 충족해야 합니다.

• 높은 이온화 전위– 고전압 하에서 가스가 전기 전도성을 갖게 합니다.
• 높은 열전도도– 더 빠르고 깨끗한 절단을 위해 열 에너지를 효율적으로 작업물에 전달합니다.
• 높은 원자량– 충분한 모멘텀을 제공합니다. 녹은 금속을 틈새에서 불어내다효과적인 재료 분리를 보장합니다.

7.2일반적인 플라즈마 가스: 압축 공기

압축 공기 비용 효율성과 가용성으로 인해 널리 사용됩니다. 약 80% 질소, 이온화와 밀도에 대한 기본 요구 사항을 충족합니다.

주요 고려 사항:

• 수분 및 오일 제거: 압축 공기는 깨끗하고 건조해야 합니다. 라인 필터, 건조기 또는 분리기 토치를 손상시키거나 절단 불량을 일으킬 수 있는 물과 오일 증기를 제거합니다.
• 공기 선호도 제어: 그 압축의 최고 소스 공기 일반적으로 시스템의 공기 제어, 이미 필터링되었습니다.

7.3공기 공급 요구 사항(일반적인 지침)

⚙️ 팁: 두꺼운 재료를 자주 절단하거나 시스템을 많이 사용하는 경우 압축기를 선택하십시오. 플라즈마 시스템 최소 요구 사항의 1.5~2배 일관된 성능을 위해.

7.4가스 라인 및 호스 크기

적절한 압력과 볼륨을 유지하려면:

• 사용 최소 10mm(3/8인치)내경(ID) 호스 또는 파이핑.
• 다음보다 긴 줄의 경우 12m(40피트), 증가하다 최소 12mm(1/2″) ID.

가스 라인의 크기가 적절하지 않으면 다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다. 압력 강하, 아크 품질이 좋지 않고, 절단 성능이 저하됩니다.

7.5여과 및 토치 보호

많은 플라즈마 시스템에는 내장형이 포함되어 있습니다. 레귤레이터 및 에어 필터, 추가적인 외부 여과를 강력히 권장합니다.

• 왜? 습기와 오일이나 미립자와 같은 오염 물질은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다. 내부 아크 토치에 소모품이나 토치 본체 자체가 손상될 가능성이 있습니다.
• 모범 사례: 설치하다 물 분리기, 미립자 필터 및 응집 필터 최적의 토치 보호를 위해 공기 공급 라인에 설치합니다.

적절한 배달 인프라를 갖춘 깨끗하고 적절하게 가압된 가스를 사용하면 다음을 보장할 수 있습니다. 더 긴 토치 수명, 더 나은 절단 품질, 그리고 더 안전한 작동 플라스마 절단 시스템에 대해서.