플라즈마 절단에 대한 완벽한 가이드: 유형 및 응용 분야

이 글에서는 플라스마 절단 공정 유형, 운영 기술, 일반적인 응용 분야에 대해 자세히 설명하여 사용자가 이 기술을 더 잘 이해하고 적용하여 절단 품질과 생산 효율성을 높이는 데 도움을 줍니다.

1.0플라스마 절단이란 무엇입니까?

플라즈마 절단은 전극과 작업물 사이에 아크를 생성하고, 이 아크는 미세한 노즐로 압축됩니다. 이로 인해 플라즈마의 온도(20,000°C 이상)가 상승하고 속도는 음속에 근접할 수 있습니다. 고온 플라즈마 제트는 금속을 녹이고, 아크의 힘은 용융된 재료를 드로스로 날려 버립니다.

그만큼 플라즈마 공정 스테인리스강, 알루미늄, 주철, 비철 합금 등 내화성 산화물을 형성하는 금속을 포함한 금속 절단에 이상적입니다. 절단 품질은 다양한 요인에 따라 달라지지만, 이 시스템은 사용자 친화적이며 가장 실용적이고 비용 효율적인 솔루션인 경우가 많습니다.

2.0플라즈마 절단 공정 유형 설명

플라즈마 절단 기술은 금속 가공 산업에서 널리 사용되는 효율적이고 정밀한 절단 공정입니다. 전기 아크를 사용하여 금속 재료를 가열하고 용융시키는 이 기술은 빠른 절단 속도, 작은 열 영향부, 그리고 간편한 조작 등의 장점을 제공합니다. 얇은 금속판의 빠른 절단이든 두꺼운 파이프의 정밀 가공이든, 플라즈마 절단은 두 가지 경우 모두에서 탁월한 결과를 제공합니다.

2.1드래그 커팅

• 원칙: 토치 노즐을 작업물 표면을 따라 끌어서 절단 작업을 수행합니다.
• 적용 조건: 일반적으로 전류가 ≤ 40 암페어인 저전류 절단에 적합합니다.
• 소모품: 특수한 "드래그 커팅 노즐"이 필요합니다.
• 운영 팁:
  • 비전도성 자를 사용하면 직선을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.
  • 작업자로부터 가장 먼 쪽에서 절단을 시작하고 토치를 작업자 쪽으로 당깁니다.
  • 토치는 항상 작업물 표면에 수직으로 유지하세요.
• 정확하고 깔끔한 절단을 위해 일정하고 부드러운 속도로 움직입니다.
• 적용 가능한 재료 두께: 일반적으로 ≤ 5 mm의 재료에 적합합니다.

2.2스탠드오프 절단

• 원칙: 토치 노즐은 절단하는 동안 작업물 표면으로부터 3-4mm의 거리를 유지합니다.
• 소모품: 기계의 전류에 맞는 절단 노즐이 필요합니다.
  보조 도구:
  • 스탠드오프 가이드 레일
  • 롤러 가이드 레일
  • 아크 절단 가이드 키트 등
• 운영 팁:
  • 작업자로부터 가장 먼 쪽에서 절단을 시작하고 토치를 작업자 쪽으로 당깁니다.
  • 토치를 작업물에 수직으로 유지하고 꾸준하고 꾸준한 속도로 움직여 깔끔한 절단을 보장합니다.
• 적용 가능한 시나리오: 제어력이 뛰어나고 더욱 정밀한 절단에 적합합니다.

2.3꿰뚫는

• 정의: 후속 절단을 준비하기 위해 작업물에 빠르게 구멍을 뚫습니다.
• 소모품: 표준 절단 노즐을 사용하고 기계의 전류가 노즐 사양과 일치하는지 확인하세요.
• 특별한 보조 장비가 필요하지 않습니다
• 피어싱 팁:
  • 얇은 시트(<2mm):
    • 노즐이 작업물에 닿도록 토치를 15°~30° 각도로 기울입니다.
    • 호를 형성한 후 점차 수직 90° 위치로 전환합니다.
    • 피어싱 후 정상적인 절단 과정을 시작하세요.
  • 두꺼운 시트(≥2mm):
    • 토치는 작업물과 수직이 되도록 유지하고, 작업물과의 거리는 최소 12mm 이상 유지하세요.
    • 아크를 형성한 후, 절단 아크가 형성될 때까지 토치를 천천히 작업물 쪽으로 이동합니다.
    • 아크가 작업물 바닥까지 침투하면 토치를 일반 절단 높이로 낮추고 절단 작업을 시작합니다.

2.4베벨링

• 목적: 용접 시 용접이 더 깊이 침투할 수 있도록 판이나 파이프의 가장자리에 각도를 준 절단면을 만듭니다.
• 적용 두께: 일반적으로 두께가 9mm 이상인 재료에 사용됩니다.
• 절단 노즐: 표준 절단 노즐을 사용하고 기계의 전류가 노즐의 정격 전류와 일치하는지 확인하세요.
• 운영 팁:
  • 수동 베벨링의 경우 롤러 가이드 레일과 각도 가이드를 사용하여 일관된 베벨 각도를 유지합니다.
  • 일반적인 베벨 각도 범위: 15°~45°.
  • 노즐을 작업물로부터 3~6mm 떨어뜨려 두세요.

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2.5뜯어내기

• 정의: 작업물 표면에 매끄러운 홈을 형성하는 작업으로, 종종 용접을 제거하거나 용접을 위해 작업물 뒷면을 준비하는 데 사용됩니다.
• 소모품 및 장비:
  • 특수한 굴착 노즐이 필요합니다.
  • 차폐컵과 가스 분배기와 함께 사용해야 합니다.
• 운영 프로세스:
  • 작업물로부터 12mm 거리를 유지하고 20°~40°의 기울기를 유지합니다.
  • 아크를 형성한 후 아크가 주 아크로 바뀔 때까지 노즐을 천천히 작업물에 가까이 가져갑니다.
  • 20°~40° 기울기를 유지하고 아크가 안정되면 노즐을 약 15mm 떨어진 곳으로 옮깁니다.
• 일정한 속도로 앞으로 움직여 좁은 U자형 홈(약 6mm 너비 x 6mm 깊이)을 만듭니다. 노즐을 좌우로 움직여 홈의 너비를 조절할 수 있습니다.
• 보호 조치:아크 보호 실드, 고우징 실드, 토치 보호 커버를 사용하여 장비를 보호하세요.
• 적용 가능한 재료: 모든 전도성 금속.

2.6절단 품질

2.7절단 자세 및 매개변수

• 토치 각도:
  절단하는 동안 토치는 작업물 표면에 수직이어야 합니다.
  토치가 기계적으로 고정되는 경우, 정사각형 게이지를 사용하여 수직성을 보장할 수 있습니다.
• 토치와 작업물 거리(스탠드오프 거리):
  토치 노즐과 가공물 사이의 거리는 베벨 각도에 직접적인 영향을 미칩니다. 거리가 멀수록 베벨 각도가 커집니다.
  저전류 핸드헬드 시스템(≤40A)은 일반적으로 드래그 커팅을 사용하는데, 여기서 노즐은 작업물에 직접 접촉합니다.
  고전류 핸드헬드 시스템의 경우 일관된 거리를 유지하기 위해 드래그 실드, 가이드 또는 절단 가이드를 사용하는 것이 좋습니다.
  자동 절단 시스템에는 일반적으로 AVC(아크 전압 제어) 시스템이 장착되어 있으며, 이를 "토치 높이 제어"라고도 합니다.
  AVC는 아크 전압을 모니터링하여 토치 높이를 조정하고, 노즐이 작업물로부터 일정한 거리를 유지하도록 하며, 변형, 고르지 않은 표면, 테이블 높이 변화를 보정하여 절단의 일관성과 품질을 보장합니다.

2.8커프 폭

• 정의: 절단 중에 재료에 남는 틈을 커프라고 합니다.
• 중요성: 커프 폭은 최종 제품의 치수 정확도에 영향을 미칩니다. 외부 치수는 줄어들고 내부 구멍 크기는 커질 수 있으므로 설계 및 프로그래밍 과정에서 커프 보정을 고려해야 합니다.
• 커프 폭에 영향을 미치는 요인:
  • 절단 전류: 전류가 높을수록 노즐 구멍 크기가 커지고 틈새가 더 넓어집니다.
  • 절삭 속도: 속도가 너무 느리면 재료가 완전히 녹고 절단 아크가 앞이나 옆으로 확장되어 노즐 구멍이 확장되고 절단면이 넓어지고 더 많은 튀김(찌꺼기)이 발생하고 절단 품질이 저하될 수 있습니다.
• 일반적인 범위: 커프 폭은 일반적으로 노즐 구멍 직경의 2~3배입니다.

2.9베벨 각도

2.10쇠똥

• 정의: 드로스는 절단 중에 가공물 뒷면에 쌓이는 슬래그와 용융되지 않은 물질을 말합니다.
• 원인:
  • 절단 매개변수(절단 속도, 전류, 아크 전압, 가스 압력/흐름, 가스 유형)가 일치하지 않습니다.
  • 고속 스패터: 너무 빨리 절단할 때 발생하며, 청소하기 어렵고 제거하려면 연삭이 필요합니다.
  • 저속 스패터: 너무 느리게 절단할 때 발생하지만 브러시나 두드리면 제거하기가 더 쉽습니다.

2.11상단 모서리 라운딩

• 정의: 절단면의 상단 가장자리가 둥글게 되거나 마모되는 현상입니다.
• 원인:
  • 전류가 너무 높거나 노즐이 작업물에서 너무 멀리 떨어져 있을 때 발생합니다.
  • 두꺼운 판을 절단할 때 흔히 볼 수 있습니다.

3.0플라스마 절단 일반 응용 분야 및 특정 제품 응용 분야

3.1일반적인 응용 프로그램:

• 금속판 절단: 플라즈마 절단은 강철, 알루미늄, 구리 및 기타 소재의 금속판을 절단하는 데 널리 사용됩니다. 높은 정밀도와 빠른 절단 속도로 인해 엄격한 형상 및 크기 요건이 요구되는 산업 분야에 이상적입니다.
• 파이프 절단: 플라즈마 절단은 판금에만 적합한 것이 아니라 다양한 파이프, 특히 두꺼운 벽과 대구경 파이프의 정밀 절단에도 적합합니다.
• 용접 준비: 플라즈마 절단은 일반적으로 금속 부품의 모서리 베벨링이나 전처리에 사용되며, 특히 용접 공정에서 베벨 절단을 통해 용접 접합부 품질과 침투 깊이를 향상시킬 수 있습니다.
• 홈 및 슬롯 절단: 플라즈마 절단은 금속 표면에 홈을 만드는 데 사용될 수 있으며, 이는 용접이나 수리 공정에서 자주 볼 수 있습니다.
• 금속판 피어싱: 플라즈마 절단은 금속판에 빠르게 구멍을 뚫어 후속 가공을 준비할 수 있으며, 특히 얇은 금속판에 적합합니다.

3.2특정 제품 응용 분야:

• 플라즈마 플레이트 절단기:
  이 기계는 대형 금속판 절단용으로 설계되었으며 조선, 철구조물, 자동차 제조 등의 산업에서 널리 사용됩니다. 플라즈마 판 절단기는 다양한 두께의 금속판을 고속, 정밀하게 절단할 수 있어 효율적이고 정교한 생산에 있어 그 장점을 발휘합니다.
• 플라즈마 파이프 절단기:
  이 기계는 파이프, 특히 대구경이나 두꺼운 파이프를 절단하도록 특별히 설계되었습니다. 플라즈마 파이프 절단기는 건설, 에너지, 석유, 천연가스 등의 산업에서 일반적으로 사용되며, 불규칙한 파이프, 장비 및 구조 부품을 절단하여 높은 생산 용량을 제공합니다.
• 플라즈마 절단 로봇:
  기존 핸드헬드 플라즈마 절단기와 비교했을 때, 플라즈마 절단 로봇은 높은 자동화와 정밀성을 제공합니다. 특히 항공우주 및 자동차 제조 산업과 같은 복잡한 부품 절단에 널리 사용되어 생산 효율과 절단 정확도를 크게 향상시킵니다.
• CNC 플라즈마 절단기:
  이 절단기는 CNC 기술을 활용하여 절단 경로를 정밀하게 제어하므로 일괄 생산 및 복잡한 형상 절단에 적합합니다. CNC 플라즈마 절단기는 판금 가공, 광고 산업, 기계 제조 분야에서 널리 사용되어 효율적이고 정밀한 절단 솔루션을 제공합니다.
• 휴대용 플라즈마 절단기:
  이 기계는 현장 작업, 특히 대형 금속 구조물이나 가공물 절단에 이상적입니다. 뛰어난 유연성 덕분에 선박 수리 및 건설 산업 등 다양한 산업에서 널리 사용됩니다.

4.0플라즈마 절단 FAQ

4.1플라스마 절단은 산소 연료 절단과 어떻게 비교됩니까?

두 방법 모두 금속 절단에 사용되지만, 플라즈마 절단은 더 빠르고 정밀하며 열 발생량이 적어 열 영향 영역이 더 작습니다. 산소 연료 절단은 두꺼운 재료에 더 적합한 반면, 플라즈마 절단은 얇은 판부터 두꺼운 판까지 다양한 두께의 재료에 적합합니다.

4.2찌꺼기란 무엇이고, 어떻게 최소화할 수 있나요?

드로스는 절삭 중 가공물 뒷면에 쌓이는 용융 물질입니다. 이는 절삭 속도, 전류, 가스 압력 등 절삭 매개변수가 잘못되어 발생합니다. 드로스를 최소화하려면 절삭 속도를 조정하고, 적절한 가스 압력을 유지하며, 절삭 속도가 너무 느리거나 너무 빠르지 않도록 주의하십시오.

4.3드래그 커팅과 스탠드오프 커팅의 차이점은 무엇입니까?

• 드래그 커팅: 토치 노즐은 작업물 표면을 따라 끌리며 저전류 응용 분야(≤40A)에 이상적입니다.
• 스탠드오프 절단: 토치 노즐은 가공물로부터 3~4mm 떨어져 있어 더 높은 정밀도와 미세 절단에 적합합니다. 이 방법에는 스탠드오프 가이드 레일과 같은 추가 장비가 필요합니다.

4.4토치와 작업물 사이의 이상적인 절단 거리는 얼마입니까?

토치 노즐과 작업물 사이의 거리, 즉 스탠드오프 거리는 절단 품질에 영향을 미칩니다. 저전류 시스템에서는 노즐이 소재에 자주 닿는 반면(드래그 커팅), 고전류 시스템에서는 가이드 또는 AVC(아크 전압 제어)와 같은 자동화 시스템을 통해 노즐이 일정한 거리를 유지합니다.

4.5커프 폭은 무엇이고, 커팅에 어떤 영향을 미치나요?

커프 폭은 절삭 중 소재에 남는 간극을 말합니다. 특히 복잡한 형상이나 구멍 절삭 시 최종 제품의 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. 전류가 크고 절삭 속도가 느리면 커프 폭이 커지므로, 설계 단계에서 치수 변화를 고려하여 보정해야 합니다.

4.6베벨링이란 무엇이고, 언제 사용해야 합니까?

베벨링은 금속판이나 파이프의 가장자리를 보통 15°에서 45° 사이의 각도로 절단하는 공정입니다. 용접 준비 과정에서 적절한 용입과 접합 품질을 보장하기 위해 일반적으로 사용됩니다.