A PLAZMASUGARAS ÉS A VÍZSUGARAS TECHNOLÓGIA KÍSÉRLETI VIZSGÁLATA SZERKEZETI ACÉL VÁGÁSAKOR

Átírás

1 MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR TUDOMÁNYOS DIÁKKÖRI DOLGOZAT A PLAZMASUGARAS ÉS A VÍZSUGARAS TECHNOLÓGIA KÍSÉRLETI VIZSGÁLATA SZERKEZETI ACÉL VÁGÁSAKOR IV. éves műszaki menedzser BSc. alapszak Konzulens: Dr. Maros Zsolt egyetemi docens Gépgyártástechnológiai Tanszék Miskolc, 2012

2 TARTALOMJEGYZÉK Bevezetés Plazmavágás A plazma A plazmavágás Az eljárás előnyei és hátrányai Technológiai jellemzők A megmunkálás minősége Plazmavágási eljárások Gazdaságosság A Vízsugaras vágás A vízsugaras vágás előnyei és hátrányai A megmunkálás paraméterei A vágórés alakja és ferdesége Kísérleti körülmények A plazmavágás A vízsugaras vágás Mérőberendezés Kísérleti eredmények és kiértékelésük A vágórés alakjának mérése A plazmasugaras vágás eredményei A vízsugaras vágás eredményei Következtetések Köszönetnyilvánítás Irodalom Mellékletek A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 2

3 Bevezetés A nagynyomású abrazív vízsugaras és a plazmasugaras vágás az elmúlt években vetélytársává vált a különböző ismertebb vágó eljárásoknak. A vízsugaras vágás előnye, hogy a vágandó anyagot a vágási hő nem károsítja, nem deformálja és a vágott felület is jó minőségű lesz, illetve szinte minden anyag (lágy és kemény, szívós és rideg) megmunkálására alkalmas. A plazmavágás technológiáját már az 1950-es évektől alkalmazzák fémek vágására, elmondható, hogy más hőhatással vágó eljárásokkal szemben gazdaságosabb, hiszen nagy vágósebesség érhető el, azonban hátránya az utómunkálatok szükségessége. Jelen dolgozat legfontosabb célja, hogy összefüggést keressünk a vágás pontossága és a megmunkálási paraméterek között, ami által lehetőség nyílik olyan ajánlások megfogalmazására, melyek az ipari felhasználók számára is könnyen és hatékonyan alkalmazhatóak mind a plazmasugaras és a vízsugaras vágás esetén. A nyári szakmai gyakorlatomat a miskolci Borsodi Fémmű Kft-nél töltöttem, melynek ideje alatt a gyártmány /3 rajzszámú záró nyelv (jobbos) megnevezésű alkatrésszel foglalkoztam. A zárónyelv elkészítéséhez háromféle előgyártást is alkalmaznak, öntést, rúd anyagból történő darabolást és plazmasugaras vágást. Megfelelő minőségű plazmasugaras vagy vízsugaras vágás alkalmazása esetén a zárónyelv kontúrjának további megmunkálására nincs szükség, ami költségcsökkentést eredményezhet. A Tudományos Diákköri dolgozatom során a plazmasugaras és vízsugaras vágást hasonlítom össze szerkezeti acél vágásakor, különböző technológiai adatokkal. A kutatásnak köszönhetően eldönthető, hogy melyik eljárás, melyik technológiai adattal a legmegfelelőbb a zárónyelv elkészítéséhez. Vágáskor mindkét eljárás során szögeltérés keletkezik a vágott felületek között, melynek minőségét EN ISO9013 szabvány határozza meg. A legfontosabb minőségi kritériumként említhető a vágott felület merőlegessége, a felületi egyenetlenség és a munkadarab méretének tűrései. Meghatározó probléma a vágórés alakja, amely befolyásolja a vágás pontosságát. A vágórés alakja összetett, szinte sosem párhuzamosak egymással. A TDK során a keletkezett vágórés ferdeséget vizsgálom 10 mm-es acél próbatesteken, melyeken próbavágásokat készítettem a Lanaxis Kft-nél és a Dinas Kft-nél. A kísérletek eredményei megmutatják, hogy mely technológiai adatokkal érhető el, a megfelelő minőség és kis szögeltérés. A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 3

4 1. A Plazmavágás 1.1 A Plazma A fizika az anyagok négy halmazállapotát különbözteti meg: szilárd, folyékony, gáz és plazma [1.ábra]. Az hogy egy anyag milyenhalmazállapotba tartozik, az anyagenergiaszintjétől függ. Plazmának valamilyen magas hőmérsékleten lévő, elektromosan vezető gáz ionizált állapotát nevezzük, amely magába foglal pozitív és negatív töltésű részecskét, valamit gerjesztett semleges atomokat és molekulákat. Ahhoz, hogy a plazmát előállíthassuk, 1. ábra Az anyagok négy halmazállapota azaz a gázt ionizált állapotba hozhassuk, a gázt hőforrással magas hőmérsékletre kell melegíteni, vagy egy erős elektromos mező jelenléte szükséges.[1] A gáz hőmérsékletének emelésével nő a molekulák átlagos mozgási energiája, és az ütközések során a semleges atomok, illetve molekulák egy, vagy több elektront veszítenek el. Ezt nevezzük ütközési ionizációnak, aminek során a gázban töltött részecskék (ionok) keletkeznek. Ha a hőmérséklet elég magas, akkor a gáz teljesen ionizálódhat, az ilyen ionizálódott gázt nevezzük plazmának. A plazma igen sok helyen előfordul, a Földön részleges plazma található pl. egy lángban, plazma jön létre a villámlásnál, az északi fényben, előfordul az ionoszférában. A világűr anyagának (csillagközi tér, csillagok) több, mint 99%-a plazma. A plazma legfontosabb jellemzői az alábbiak: a plazmában a töltések összekeveredve, egyenletesen oszlanak el, így nagyobb térfogatban semlegesnek mondható a plazmában könnyen elmozdítható töltéshordozók vannak, így a plazma jó elektromos vezetőnek tekinthető vezetőképessége a hőmérséklettel együtt nő ha a plazmában áram folyik, és azt mágneses térbe helyezzük, akkor benne sajátos áramlások jönnek létre A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 4

5 1.2 A Plazmavágás A plazmavágó berendezés részei az áramforrás, a plazmaégő, amely magában foglalja az elektródát és a fúvókát, a munkadarab, a vágóasztal, a gázellátó-, hűtő- és elszívó rendszer (2. ábra). A plazma áramforrása biztosítja a működéshez szükséges feszültséget és a vágó áramot a fő és segéd ív (pilot arc) számára. Terhelés nélkül a plazmavágó feszültsége V között van, a vágó áram pedig amper között szabályozható. A plazmavágás alapvetően a 2. ábra Plazmavágó berendezés részei plazmaégő típusától függ, amelynek részei a plazmafúvóka és az elektróda. Mind a plazmafúvóka, mind az elektróda élettartama korlátozott. Az elektróda élettartalmát leginkább a vágóáram intenzitása, az ív gyújtások száma és a használt plazmagáz típusa határozza meg. A fúvóka élettartamára a fúvóka kialakítása, anyaga, hővezető képessége, üzemidő, ívgyújtások száma, átlyukasztások száma és a fúvóka hűtése van hatással. Általában rúd alakú volfrám elektródák és tű alakú cirkon vagy hafnium elektródákat használnak. A kopási hajlamnak köszönhetően a volfrám elektródákat csak kis reakcióképességű és redukáló plazmagázokkal lehet használni. Ha tiszta oxigént használunk, vagy a plazmagáz tartalmaz oxigént, akkor az élettartam jelentősen növelhető cirkon vagy hafniumból készült elektróda alkalmazásával. Ha a plazmavágást oxigén jelenlétében végezzük, akkor növelhetjük az elektróda élettartamát úgy is, hogy két gázt használunk: a gyújtási eljárásnál kevésbé oxidáló gázt, a vágásnál pedig oxigént. Amint a munkadarab felületére koncentrált nagyenergiájú plazmaív eléri a munkadarab felületét, az atomok és molekulák újra egyesülnek, így a plazmában tárolt energia felszabadulása megolvasztja, és részben elgőzölteti a munkadarabot. Továbbá a nagy mozgási energiájú plazmasugár lehetővé teszi az olvadt rész kiszorítását a munkadarabon lévő vágási résből. [2] A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 5

6 A vágófej részei: Fúvóka (3.ábra) Plazma-, és a segédgáz alkalmazásától függően többféle kivitelben készül. A fúvóka átmérőjének csökkentésével párhuzamosan csökken a generálási feszültség, valamint nő a vágási sebesség. Ha a fúvóka hosszúságát növeljük, akkor sem a feszültség növekedésében, sem pedig a plazmaív iránytartásában sem tapasztalunk semmiféle pozitív változást. 3. ábra Különböző fúvókák Elektróda (4.ábra) Az elektróda néhány milliméter átmérőjű, katódjának kúpos geometriája szintén az adott vágófej szerint készül el. Az elektródánál egy nagyon fontos szempont, hogy a fúvókához képest központosan helyezkedjen el, és közöttük megfelelő villamos szigetelés legyen. 4. ábra Különböző elektródák 1.3 Az eljárás előnyei és hátrányai: A plazmavágás, szemben az oxigénes lángvágással, nem csupán azon fémek vágására alkalmas, amely oxidjának olvadáspontja alacsonyabb a vágandó fém olvadáspontjánál, hanem minden olyan anyagnál, amely elektromosan vezetőképes. Ez a technológia előnyösen alkalmazható vastag, erősen ötvözött acél és alumínium táblalemezek vágására, akár 160 mmes vastagságig. Népszerűsége elsősorban a vágás gazdaságosságában rejlik. Jellemző rá a nagy vágási sebesség (akár 9 m/perc) és a kevés mellékidő (nem szükséges előmelegítés). Vékony lemezek kis vágóréssel és bemetszéssel, valamint szigorú él kontúrok esetében, adott esetben a lézer előnyösebb lehet, ez azonban az ipari alkalmazások csak kis hányadánál fordul elő. Általánosságban elmondható, hogy minél vastagabb a lemez a felmerülő vágási költségek annál kedvezőbbek a plazma számára. Például acélokra vonatkoztatva már 3 mm vastagság felett a vágható tartományban egyértelműen a plazma az olcsóbb, míg alumínium és erősen ötvözött acél viszonylatában, egy 8 mm-nél vastagabb lemez esetén a költségek különbsége akár ötszörös is lehet a plazma javára. A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 6

7 Az eljárás legnagyobb hátránya, hogy a vágás során hőbevitel történik, amely anyagszerkezet változással vagy vetemedéssel járhat. A plazmavágás nem alkalmazható precíz és összetett kontúrok vágására. További hátránya a környezetkárosító hatása, valamint az a tény, hogy a vágott felület a legtöbb esetben utólagos megmunkálást igényel. 1.3 Technológiai jellemzők: A plazmasugaras vágás minőségét és pontosságát számos tényező határozza meg. Ezek közül a legfontosabbak a következők: - a vágandó anyag vastagsága; - a vágófej, illetve fúvóka kialakítása; - a munkagáz fajtája és keveréke; - az áramerősség és a feszültség; - az elektróda mérete és távolsága a fúvóka felületétől; - a fúvóka távolsága a vágandó anyag felületétől; - a vágás sebessége és iránya A plazmavágó berendezések vágási teljesítménye és a vágott anyag minősége alapvetően függ a különböző vágási technológiától, a vágandó anyagtípustól, az alkalmazott segédgáztól egyaránt. A vágható vastagság fémlemezeknél 0,5-180 mm-ig terjed. A plazmavágás használható általános szerkezeti acélok vágására is, viszonylag kis deformációval és jó minőség mellett kb. 40 mm-es vastagságig. 5. ábra Elérhető vágási sebesség különböző eljárások és lemezvastagságok esetén [3] A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 7

8 A vágási sebesség 0,1-6 m/perc is lehet. Továbbá előnyösen használható vastag, erősen ötvözött acél és alumínium táblalemezek vágására is, a 0,5-160 mm vastag tartományban, ahol 0,2-9 m/perc-es vágási sebesség is elérhető (5.ábra) 1.5 A megmunkálás minősége Napjainkban az ipar egyre szigorúbb minőségi követelményeket támaszt a fémek vágását illetően. Ez számos fejlesztést követel meg a gyártóktól. A fejlesztések célja egyrészről, hogy minél jobb minőséget produkáljanak, nélkülözve a további megmunkálási folyamatokat, másrészről pedig a fejlesztéseket költségcsökkentési törekvések jellemzik. A termikus vágásról szóló EN ISO9013 szabvány határozza meg a láng-, plazma- és lézervágásnál használt termékek geometriai tulajdonságait és minőségét. A legfontosabb minőségi kritériumként említhető a vágott felület merőlegessége, a felületi egyenetlenség és a munkadarab méretének tűrései. További fontos szempont a barázdaelhajlás, a sorjaképződés a vágott rés alsó felén és a fröcskölt olvadt anyag a rés felső felén. Természetesen utóbbi jelenségek a folyamat paramétereitől függenek, mint például a vágósebességtől, égőtávolságtól, áramintenzitástól, feszültségtől, plazmagáztól és alkalmazott plazmatechnológiától. Egyéb tényezőknek is hatása van a minőségre, úgymint a vágott anyag vastagsága, a felület állapota és hőmérsékletváltozások az anyagban vágás során. Plazmavágás során a vágott felületnek mindig van kis szögeltérése, amely általában néhány fok nagyságrendű.(6.ábra) A szögeltérés 6. ábra Vágórés jellegzetes részei megjelenésének oka, hogy a plazmaív hő leadása nagyobb a vágórés pisztolyhoz közelebbi tartományában. 1.6 Plazmavágási eljárások: A plazmavágási eljárásokat a vágófej típusától illetve a plazma és segédgáz fajtájától függően tudjuk megkülönböztetni. A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 8

9 Hagyományos, védőgáz nélküli plazmavágás: (7.ábra) Ennél az eljárásnál csak egy gázt, plazmagázt használnak, ami általában levegő vagy nitrogén. Az ilyen rendszereket többnyire kézi plazmavágó berendezéseknél alkalmazzák. 7. ábra Hagyományos, védőgáz nélküli plazmavágás Kétgázos plazmavágás: (8.ábra) Az ilyen alkalmazásoknál két gázt használnak. Az egyik a plazmagáz a másik pedig a segédgáz, mely egyben lehet védőgáz is. Védőgázt a vágott felület környezeti levegőtől való megvédését szolgálja, ezzel tisztább felület érhető el. Éppen ezért nagyon sok gázvariáció létezik a legjobb felület elérése érdekében. Vízzel védett plazmavágás:(9.ábra) Ez az eljárás a kétgázos plazmavágásnak egy olyan módosított változata, amikor is védőgáz helyett vizet használnak a felület védelmére korrózióálló anyagok vágásakor. A víz a munkadarab jobb hűtését biztosítja és ezáltal magasabb élettartam és jobb vágási felület érhető el. Csak gépi vágáskor használatos a keletkező nagy mennyiségű füst és gőz miatt. 8. ábra Kétgázos plazmavágás 9. ábra Vízzel védett plazmavágás Víz-befecskendezéses plazmavágás: (10.ábra) Ennél az eljárásnál oxigént vagy nitrogént használnak plazmagázként és vizet fecskendeznek közvetlen a plazmaívre. A befecskendezett víz hatására a plazmaív jobban koncentrálódik, keresztmetszete lecsökken, növelve a sűrűségét, valamint hőmérsékletét, ezáltal gyorsabb vágási sebességet lehet elérni. A víz kis része ugyan elpárolog, a maradék része azonban szétporladva hűti a vágott felületet, így szebb vágási felületet kapunk. 10. ábra Víz-befecskendezéses plazmavágás A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 9

10 Plazma- és védőgázok: Napjainkban számos variáció létezik a gázok és gázkeverékek, ill. annak, arányainak használatára. Ezeket a gázokat a tulajdonságaiknak megfelelően használják a vágás során. Az alkalmazott gáz típusa attól is függ, hogy adott esetben milyen anyagminőséget szeretnénk vágni. Plazmagázok: Levegő Oxigén O 2 Nitrogén N 2 Argon - Hidrogén gázkeverék Ar (65%) - H 2 (35%) Nitrogén Hidrogén gázkeverék N 2 (95%) - H 2 (5%) Segédgázok: Levegő Nitrogén N 2 Széndioxid Co 2 Védőgáz helyett használnak vizet is. 1.7 Gazdaságosság: Ha a plazmavágás gazdaságosságát szeretnénk megállapítani, akkor a legegyszerűbb mód erre, ha összehasonlítjuk a jóval kisebb technológiai teljesítményű ömlesztő vágásokkal. Ekkor láthatjuk, hogy nemcsak a plazmaív vágás során létrejött vágási felület minősége lesz jobb, de gazdaságosabb is azoknál. Továbbá azt is figyelembe kell vennünk, hogy ezen technológia segítségével gyakorlatilag bármilyen anyagot szét tudunk vágni. A művelet gazdaságosságát viszont erőteljesen rontja, hogy a vágási folyamat megvalósításához szükséges eszközök, és berendezések igen drágák, így a vágási művelet előtt mérlegelni kell, hogy melyik technológiát is alkalmazzuk a teljesítmény-gazdaságosság függvényében. További említés kell tenni, arról is, hogy a plazmaív vágó berendezések üzemeltetése sem olcsó, mivel a művelet során igen nagy a vágási sebesség, nagy lesz a villamos energia, valamint a gáz (plazma, másodlagos gázok) felhasználási költsége. A gazdaságosság pontos kiértékelésére a hosszegységre vonatkoztatott fogyasztási adatai alkalmasak, melyek a következők: A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 10

11 fajlagos villamos energia felvétel hosszegységre eső gázfelhasználás plazmaív átlagos energia felvétele 11. ábra A termikus vágás berendezéseinek beruházási költségei [4] 12. ábra Láng-és plazmavágás vágási hosszra vonatkozó fajlagos költségei [4] Az 12. ábrán látható a plazmavágás összehasonlítása a lángvágással a hosszra vonatkozó költségek tekintetében. Megfigyelhető, hogy mindkét technológia esetén minél vastagabb anyagot vágunk, annál nagyobb a fajlagos költsége. Plazmavágással egy 10 mm vastag munkadarab akár harmadannyiba kerül, mint lángvágással. 13. ábra A plazma vágás költségelemei [3] A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 11

12 Plazmavágás esetén a költség sok összetevőre bontható (13. ábra). Legnagyobb részt a berendezés beruházási költsége teszi ki (11.ábra) körülbelül millió forint. A bérköltség az áramköltség és a gázköltség közel azonos arányban vannak, míg a legkevesebb költség a kopó alkatrészekre jut. 2. A Vízsugaras vágás A vízsugaras vágással történő megmunkálás lényege, hogy egy nagynyomású vízoszlopot nagysebességű vízsugárrá alakítanak át, és ezt hozzák kölcsönhatásba a megmunkálandó anyaggal.[5] A vízsugaras technológiát elsősorban nagy nyomás és kis folyadékszállítás jellemzi. A megmunkálás során használt vízsugárnak három előállítási módja ismert. 1. Tiszta vízsugaras vágás (WJ) 2. Abrazív vízsugaras vágás injektoros hagyományos (AWJ) 3. Abrazív szuszpenziós vágás (ASJ) Víz Víz Víz Nyomás létrehozása Nyomás létrehozása Abrazív anyag tároló Nyomás létrehozása Abrazív anyag nyomástartó Víz- Vízfúvókfúvóka Abrazív anyag Szívótér szuszpenzió Abrazív (keverőtér) fúvóka Szuszpenziós fúvóka Injektoros abrazív Abrazív Vízsugaras vízsugaras szuszpenziós vágás vágás vágás (WJ) (AWJ) (ASJ) 14. ábra Víz- és abrazív vízsugár előállítási módjai [6] A tiszta és az abrazív vízsugaras vágási eljárás között az a különbség, hogy az utóbbinál a vízsugárhoz abrazív port adagolunk. Ez az adalék anyag megnöveli a vízsugár eróziós hatását, ezáltal kiszélesedik a megmunkálható anyagok köre. Tiszta vízsugarat lágy (nemfémes és nem keramikus) anyagokhoz használnak, míg a nagy keménységű, szilárdságú és szívósságú anyagokhoz az abrazív vízsugarat használják. Az anyagleválasztás lényege abrazív vízsugaras vágáskor a szilárd részecskékkel való ütközés hatására bekövetkezett jelentős anyagveszteség. A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 12

13 A vízsugárhoz adagolt abrazív por megnöveli a sugár teljesítőképességet, és alacsonyabb nyomások alkalmazását teszi lehetővé. Az abrazív vízsugaras vágásnál az abrazív port kétféleképpen adagolhatjuk a vízsugárhoz. Az injektoros abrazív vízsugaras vágásnál a port egy keverő kamrában adagoljuk a vizes fúvókából kilépő sugárhoz, és a por egy másodlagos fúvókában gyorsul fel a víz részecskéihez közel hasonló sebességre. (14.ábra) Az abrazív szuszpenziós vágás esetén, egy már összekevert por és víz alkotta iszapot juttatunk a vízsugárba. Az abrazív vízsugaras vágórendszer elemei: (15.ábra) Nyomásnövelő szivattyú (nagy nyomású vízsugár előállítására) Abrazív poradagoló rendszer Vágó fej (abrazív vízsugár előállítása) CNC vezérlésű manipulátor és tartály, ami a munkadarabból kilépő vízsugár energiáját nyeli el. 15. ábra Abrazív vízsugaras vágórendszer elemei 2.1 A vízsugaras vágás előnyei és hátrányai: A vízsugaras vágás legnagyobb előnye más technológiákkal szemben, hogy ez egy hideg vágási eljárás, mely nem okoz roncsolódást az alapanyagokban, és gyakorlatilag majdnem minden anyag vágására alkalmas. A hőhatáson alapuló vágások során előfordul, hogy az anyagban túl nagy feszültség, esetenként hajszálrepedés keletkezik, vagy ötvözeteknél sérül az anyagkapcsolat, illetve mérgező gázok keletkeznek, melyeket hatástalanítani kell. A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 13

14 A vízsugaras vágás ezekre a problémákra nyújt megoldást: a folyamat során nincs hőtermelés, nem edződik a felület, nincs az anyagra nézve káros kihatás (repedés, keményedés), a sugár reakcióereje kicsi (20 40N), deformációs hatás gyakorlatilag nincs nem keletkeznek gázok, nincs megolvadás nem képződik salakanyag igen széles a megmunkálható anyagok tartománya és vastagsága Az abrazív vízsugaras vágás egy környezetbarát technológia, hiszen kicsi az anyagveszteség, nincs kémiai levegőszennyezés, valamint nincs szükség kenőolajra és más környezetszennyező vegyületekre. Hátrányai ennek a technológiának: magas zajszínt por- és gőztermelődés rövid a fúvóka élettartama pontossági problémák, melyek a vágórés vastagságából, alakjából és a felületi érdességből adódnak viszonylag költséges. A legfontosabb, e technológiával vágható anyagok: nemfémes anyagok: egyszerű és szálerősítő műanyagok, gumi, bőr, papír, textil rideg anyagok: páncélüveg, kerámiák, kőzetek, beton, építőipari burkolóanyagok szívós anyagok: színes fémek, vas -és nem vasalapú fémek, tetszőleges hőkezeltségi állapotban lágy, gyúlékony anyagok, műanyag habok. 2.2 Megmunkálási paraméterek: Az abrazív vízsugaras vágás minőségét és pontosságát számos tényező határozza meg. Ezek közül a legfontosabbak a következők: A víz nyomása és folyadékárama A vágófej előtoló sebessége (előtolás) A vizes fúvóka átmérője és geometriai pontossága Az abrazív fúvóka hossza és átmérője A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 14

15 A fúvóka távolsága a munkadarabtól (fúvóka magasság) Az abrazív por típusa, szemcsemérete Az abrazív tömegáram A megmunkálandó anyag keménysége A megmunkálandó anyag repedési tulajdonsága Lemez vastagsága A vágás eredményei a paraméterek széles tartományaitól függnek. Nem egyszerű kézben tartani a vágórés formáját és méretét, valamint a megmunkált felület minőségét, különösen, ha figyelembe vesszük a további elvárásokat, úgy, mint a technológia gazdaságossága, hatékonysága. 2.3 A vágórés alakja és ferdesége A vízsugaras vágás egyik meghatározó problematikája a vágórés alakja, amely alapvetően meghatározza a vágás pontosságát. A vágott felületek szinte sosem párhuzamosak egymással és a sugár behatolásának irányával, hanem minden esetben alapvetően ferdének tekinthetők. (16.ábra) A vágórés jellemzésére a belépő és kilépő oldali vágórés szélességet illetve az oldalferdeség szögét szokták használni. A vágórés fémes és kemény anyagoknál a gyakorlati vágásoknál legtöbb esetben a munkadarab felső részénél szélesebb, mint az alsó oldalon, ahol a sugár távozik a megmunkált darabból. Lágy anyagoknál (szivacsok, gumi, stb.) a széttartó vágórés is kialakul. Bizonyos esetekben az össze-, majd széttartás is megfigyelhető.[7] A vágórés ferdesége pontossági problémákat okoz a megmunkálás során. Ezen hiba kiküszöbölése rendkívül nehéz, a nagyszámú vágási paraméter miatt, különösen, ha tekintettel kívánunk lenni a megmunkálás gazdaságosságára is. A ferdeség okozta hiba már egy mm vastagságú lemez esetén elérheti a 0,3 mm értéket, ami a vízsugaras vágási technológia gépészeti alkalmazhatóságának egyik korlátja lehet. 16. ábra A vágórés jellegzetes metszete vízsugaras vágásnál [6] A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 15

16 3. Kísérleti körülmények A kutatási célok elérése érdekében átvágási kísérleteket végeztem S235 JR anyagon a felhasználók által állítható technológiai paraméterek változtatása mellett. A kísérleteknél a vágórés szélességi méreteit és az oldalak ferdeséget vizsgáltam. A próbatest: A kísérletekhez 10 mm vastag S235JR anyagminőségű hengerelt lemezt használtam. Az S235JR jól hegeszthető, jól kovácsolható, hidegalakítással jól megmunkálható és jól forgácsolható ötvözetlen szerkezeti acél, vegyi összetételét az alábbiak jellemzik: Ötvözet C,% Mn, % Si, % P, % S, % N, % S235JR 0,17 0,20 1,4 0,045 0,045 0,009 Hengerelt állapotban az anyag szakítószilárdsága R m = MPa, folyáshatára R eh = MPa, szakadási nyúlása %, legkisebb ütőmunkája T= 20 C-on 27 J. 17. ábra Próbatestek A próbatestek képein látható (17.ábra), hogy plazma vágás során (alsó) egy próbatesten 5 vágást végeztünk különböző előtoló sebességekkel, míg vízsugaras vágás esetén (felső) egy próbatesten végeztük el az összes kísérletet változtatva a nyomást és az előtoló sebességet. A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 16

17 3.1 A Plazmavágás A kutatáshoz szükséges megmunkálási kísérleteket a miskolci Lanaxis Kft. tulajdonában lévő plazmavágó berendezésen végeztem. A gép 2007-ben került a cég tulajdonába, melyet két év múlva felújítottak. A gép a 18. ábrán látható és legfontosabb műszaki jellemzőit az 1.táblázat foglalja magába. 1. táblázat Plazmavágó gép műszaki jellemzői Géptípus Cebora prof 162 Teljesítmény [kw] 22 Áramerősség tartománya [A] Levegő fogyasztása 220 l/min, 5bar Maximálisan vágható acél vastagság [mm] 40 Maximális előtoló sebesség [mm/min] 1500 Fúvóka átmérői [mm] 1; 1,3; 1,6; 1,8 18. ábra Plazmavágó berendezés A berendezésen állítható paraméter a vágófej előtoló sebesség, az alkalmazott áramerősség és a vágófej magassága. A vágófej magasság nem került változtatása, annak értékét 5 mm-re állítottuk be. Az fúvóka átmérője 1,3 mm volt. Változtatott paraméterek: A vágófej előtoló sebességét 500, 600, 700, 800, 900 [mm/min]-ra, illetve az áramerősséget 50, 65, 80 és 95 [A]- re állítottuk be. Áramerősségnél 95A egyezik meg a 100% teljesítménnyel, a 120A = 60% és a 160A lenne a 40%. Előtoló sebesség felső határa az 1500 A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 17

18 mm/min, azonban a gép szánszerkezete ilyenkor annyira berezonál, hogy nem érhető el megfelelő minőség. A vágáshoz használt plazmagáz : oxigén Szénacélok vágásánál a legkiválóbb vágási minőséget, gyors vágási sebességet lehet elérni oxigén használatával. A felület nem nitridálódik, ezzel jó hegeszthetőséget, formálhatóságot és megmunkálhatóságot biztosítva. Oxigénnel való vágás során az elektróda használhatósági ideje nagymértékben lecsökken. 3.2 A Vízsugaras vágás A kutatáshoz szükséges kísérleteket a miskolci Dinas Kft-nél lévő abrazív vízsugaras vágóberendezésen végeztem. A gép a 19. ábrán látható és legfontosabb műszaki adatait a 2. táblázat foglalja magába. 2. táblázat Vízsugaras vágó berendezés adatai Géptípus Nyomásfokozó típusa INNO PUMP-36HD alternáló dugattyú Teljesítmény [kw]: 30 Maximális vízáram [l/min]: 2 Maximális víznyomás [MPa]: 360 Elsődleges fúvóka átmérők [mm]: 0,25; 0,3 Abrazív fúvóka hossza [mm]: 70 Abrazív fúvóka átmérője [mm]: 0,8 Abrazív adagolás tipusa Vibrációs asztal Maximális abrazív anyagáram nagysága [g/s]: 8 Maximális előtoló sebesség [mm/min]: 7000 Munkatér: X[mm]: 2100 Y[mm]: 1900 Z[mm]: 125 Pozícionálási pontosság [mm]: 0,15 A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 18

19 19. ábra Vízsugaras vágó berendezés A berendezésen állítható paraméter a vágófej előtoló sebesség, az alkalmazott víznyomás, és az abrazív anyagáram nagysága. A vágófej magasság nem került változtatása, annak értékét 2 mm-re állítottuk be, illetve az abrazív anyagáramot sem változtattam, annak értéke 115 g/min. Változtatott paraméterek: A vágófej előtoló sebességére 6 értéket állítottam be: 60, 80, 100, 120, 140, 160 mm/min. Három értéket vizsgáltam a nyomás beállításai közül: 360, 310 és 270 MPa-t, azonban 270 MPa esetén a 100mm/min feletti értéknél nem sikerült átvágni az anyagot. Abrazív anyag: A megmunkálási kísérletekhez GARNET #80 típusú gránátport használtam. A gránát azon szilikátok (SiO 4 ) összefoglaló neve, melyek tetraéderesen kristályosodnak pl. Mg, Ca, Fe, Mn vegyületei. Bár a vízsugaras vágáshoz elvileg sokféle abrazív por felhasználható, pl. olivin, kvarc homok, korund (Al 2 O 3 ), SiC, a világban 90%-ban a gránátport használják. A szemcsék mérete µm-ig terjed, a jellemző szemcsemérete 200 µm. A szemcsék jellemző sűrűsége 3,95 g/cm 3, a por színe vörösesbarna. A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 19

20 3.3 Mérőberendezés A vágási szélesség és ferdeség mérésére a Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai tanszéken található Zeiss Discovery V8 Stereo típusú mikroszkópot használtam.(20.ábra) A kiváló optikával páratlan 3D képeket alkot. 20. ábra Zeiss Discovery V8 Stereo mikroszkóp Jellemzője a fokozott felbontás, nagyobb kontraszt és javult sztereoszkópikus megjelenítés a régebbi modellekhez képest. Akár 80x-os nagyítás is elérhető, azonban a méréseim során elegendő volt 32x-es nagyítást alkalmazni. Számítógép segítségével a mikroszkóp összeköthető egy AxioVision nevű software-rel, mely használatával a képernyőn követhetjük, a mikroszkópban látottakat. A software segítségével lehetőségem volt µm pontossággal meghatározni a vágórések szélességét. 4. Kísérleti eredmények és kiértékelésük A technológiai paraméterek és a vágás hatékonysága közötti összefüggések feltárására vágási kísérleteket végeztem a miskolci Lanaxis és Dinas Kft. tulajdonában lévő plazmasugaras és abrazív vízsugaras vágóberendezésen. A kísérletsorozat egyik célja egy olyan módszer kidolgozása, melynek révén a technológiai paraméterek megválasztása segíthető egy végfelhasználó számára. A vizsgált anyag S235JR szerkezeti acél volt. A hatékonyságot befolyásoló technológiai paraméter közül az előtolás, a nyomás (vízsugaras vágásnál) míg plazmasugaras vágásnál az áramerősség és az előtolás hatását vizsgáltam. Az olyan vízsugaras vágáshoz tartozó paramétereket, mint a vizes fúvóka és abrazív fúvóka átmérője, a fúvóka magassága, az abrazív anyag típusa és szemcsemérete és az anyagáram (a vízsugárhoz adott abrazív anyag időegységre eső tömege) állandó értéken tartottam. A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 20

21 Plazmasugaras vágásnál a fúvóka átmérője és magassága, plazma és segédgáz valamint az elektróda változtatása nélkül végeztem a kísérleteket. 4.1 A vágórés alakjának mérése Vizsgálataim során a technológiai adatoknak a vágórés alakjára gyakorolt hatását vizsgáltam, oly módon, hogy megmértem a vágórés szélességét a be (w t ) és a kilépő (w b ) oldalon (21.ábra). A mérési adatok az I-II. mellékletben láthatók. 21. ábra A vágórés elméleti alakja és jellegzetes paraméterei[6] Az átvágási kísérlet vizsgálatakor az anyagot teljes keresztmetszetében átvágjuk és azt vizsgáljuk milyen vágási szélességek érhetőek el a technológiai paraméterek változtatásával. A szélesség mérésekor a hossz mentén elvégzett több mérés átlaga adja az adott paraméterekkel elérhető vágórés szélességét a be (w t ) és a kilépő (w b ) oldalon, melyből az (1)-es egyenletet alkalmazva kiszámítható a vágási ferdeség α szöge. (1) ahol: α vágórés ferdesége w t vágórés szélessége belépő oldalon w b - vágórés szélessége kilépő oldalon t n próbatest vastagsága 22. ábra Vágási rés szélességének mérése AxioVision software segítségével A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 21

22 A 22. ábrán látható, ahogy az AxioVision software segítségével mérem a vágási rés szélességét vízsugaras vágás esetén. A megmunkálás hatékonysága mindig hatással van a megmunkált felület minőségére és pontosságára. A költségek csökkentése érdekében minden felhasználó törekszik a vágófej előtolásának értékét a lehető legnagyobbra megválasztani, de az előtolás növelése együtt jár a makro- és mikrogeometriai hibák növekedésével. A vízsugárral és plazmasugárral vágott felület minőségén elsősorban annak felületi érdességét, míg a pontosságán a vágórés ferdesége miatt kialakuló méret eltéréseket szokták érteni. 4.2 A plazmasugaras vágás eredményei A vágási kísérletek során a technológiai paramétereket két csoportba soroltam, un. állandó és változtatott paraméterek csoportjába. Az állandó paraméterek értékeit a gép adottságai határozták meg, a változó értékeket előkísérletek alapján választottam meg. A kísérletekhez alkalmazott paraméterek értékei 3. táblázatban láthatók. 3. táblázat Plazmasugaras vágás kísérleteinél alkalmazott paraméterek Állandó paraméterek Munkadarab anyaga Munkadarab vastagsága Fúvóka átmérője Elektróda átmérője Alkalmazott plazmagáz Alkalmazott fúvóka magasság S235JR 10 mm 1,3 mm 1,3 mm oxigén 5 mm Változtatott paraméterek Áramerősség, A 50,65,95,80 Előtolás, mm/min 500,600,700,800,900 A következőkben a technológiai paraméterek hatását vizsgáljuk a vágás hatékonyságára a A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 22

23 vágási rés szélessége,mm vágási rés szélessége,mm vágási rés szélessége,mm vágási rés szélessége,mm mért adatok alapján, mely eredményeket ábrákon tettem szemléletesebbé. A kiértékelés során készült diagramokból jól látható a paraméterek különböző megválasztásának hatása a vágási szélességre és a vágási ferdeségre. Az előtolás növelésével látható, hogy minden áramerősség esetén a vágórés szélessége be és kilépő oldalon is csökken.( 23.ábra) 95 A esetén a legszélesebb a vágórés, hiszen a tetején 3 mm feletti értékek vannak, míg a munkadarab alján 1,5 mm feletti értékek. 50A esetén pedig a legkeskenyebb a vágórés, a tetején 3 mm feletti értéket nem mértem illetve az alján csak 1,5 mm alatti értékek láthatók. 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Áramerősség 50A teteje alja 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Áramerősség 65A teteje alja Előtoló sebesség f, mm/min Előtoló sebesség f, mm/min 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Áramerősség 80A Előtoló sebesség f, mm/min teteje alja 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Áramerősség 95A Előtoló sebesség f, mm/min teteje alja 23. ábra Az előtoló sebesség hatása különbező áramerősségek esetén a vágási rés szélességére Az áramerősség változtatásának hatása látszik a 24. ábrán különböző előtoló sebesség esetén. Ezen a diagramon is látható, hogy az áramerősség növelésével nő a vágórés szélessége. Összehasonlítva az előtoló sebességeket észrevehető, hogy 500mm/min esetében a legszélesebb a vágórés míg 900mm/min értéknél a legkeskenyebb. A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 23

24 Vágási ferdeség α, Vágási ferdeség α, vágási rés szélessége,mm Tetején és alján lévő rés szélessége, µm 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Áramerősség, A ábra Az áramerősség hatása különböző előtoló sebességek esetén a vágási rés szélességére 5 4,5 4 3,5 3 2, Előtoló sebesség f, mm/min 50A 65A 80A 95A 25. ábra Előtoló sebesség hatása a vágási ferdeségre különböző áramerősségek esetén Az előtoló sebesség változtatásával nem csak a vágási rés szélesség nő, hanem ebből következik, hogy a vágott rés ferdesége is egyre nagyobb. (25.ábra) A diagramból az is kitűnik, hogy 50A áramerősség esetében jóval nagyobb a ferdeség, mint a többi esetében. 5 4,5 4 3,5 3 2, Áramerősség I, A ábra Áramerősség hatása a vágási ferdeségre különböző előtoló sebességek esetén Az áramerősség változtatásával látható a 26.ábrán, hogy 50A áramerősséggel nem érdemes vágni, hiszen ekkor a legnagyobb a vágási ferdeség az előtoló sebességtől függetlenül. 500 A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 24

25 mm/min a legkedvezőbb bármelyik áramerősség esetén és 900 mm/min megválasztásával érhető el a legnagyobb ferdeség. 4.3 A vízsugaras vágás eredményei A kísérletekhez választott állandó és változtatott paramétereket a 4. táblázat mutatja be. 4. táblázat Vízsugaras vágáshoz választott paraméterek Állandó paraméterek Munkadarab anyaga Munkadarab vastagsága Vizes fúvóka átmérője Abrazív fúvóka átmérője Abrazív fúvóka hossza Alkalmazott fúvóka magasság S235JR 10mm 0,25 mm 0,8 mm 70 mm 2 mm Abrazív anyag típusa GARNET #80 Abrazív anyagáram, g/min 115 Változtatott paraméterek Víznyomás, MPa 360,310,270 Előtolás, mm/min 60,80,100,120,140,160 A megmunkáláshoz szükséges energia-, víz- és abrazív anyag mennyisége a szivattyúk és nyomásfokozók teljesítményének növelésével, a fúvókák minőségének javításával és a technológiai paraméterek megfelelő megválasztásával szabályozható. A 4. táblázat paramétereivel kísérletet folytattam a vágó rés szélességének vizsgálatára, ahol a mért jellemző a W t és W b volt, melyeket a munkadarab alján és tetején jelzett vágórés szélességek. A 27. ábrán látható fotó a kísérlet során készült, és az egymás után következett átvágásokat mutatja. A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 25

26 Vágási ferdeség α, Vágási ferdeség α, Vágási ferdeség α, 27. ábra Kísérlet során a vízsugaras vágó berendezés A 28. ábrán látható, hogy az előtolás hatására hogyan változik a vágórés szélessége különböző nyomások esetén. Mindegyiken megfigyelhető, hogy a W t és W b értéke is csökken, azonban a munkadarab tetején lévő rés szélessége között kisebb változás vehető észre az előtolás növelésével. 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 360 MPa nyomáson előtoló sebesség f, mm/min 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 ferdeség szöge 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 270 MPa nyomáson előtoló sebesség f, mm/min 310 MPa nyomáson előtoló sebesség f, mm/min ferdeség szöge ferdeség szöge 28. ábra Az előtoló sebesség változtatásával elért vágási szélességek A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 26

27 Vágási ferdeség α, Vágási rés szélessége mm A 270 MPa esetén azért végeztük csak 100 mm/min előtoló sebességig a kísérletet, mert ennél nagyobb értéknél, a sugár már nem vágja át. Az előtolás hatása a vágórés alakjára rendkívül domináns. A 29. ábrából látható, hogy vágórés mérete a belépő oldalon alig változik, ugyanakkor a kilépő oldalon az előtolás növelésével szignifikánsan, mintegy a negyed részére csökken, ami a ferdeség növekedését jelenti. 1,4 A munkadarab teteje és alja 1,2 1 0,8 0, , előtoló sebesség f, mm/min 29. ábra Előtoló sebesség hatása a vágórés szélességére A vágórés alsó és felső szélességéből, valamint az anyagvastagságból kiszámítható a vágórés ferdeségi szöge. A ferdeségi szögnek az előtoló sebesség függvényében történő változását kísérhetjük nyomon a 30. ábrán. Megállapítható, hogy a vágórés ferdesége nő az előtoló sebesség növelésével, vagyis rontja a megmunkálás pontosságát. 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0, előtoló sebesség f, mm/min 360MPa 310MPa 270MPa 30. ábra Előtoló sebesség hatása a vágási ferdeségre A 31. ábrán láthatjuk a nyomás hatására bekövetkező vágási ferdeség értékeket. A nyomást bármelyik értéken vettük fel 60 mm/min esetén volt a legkedvezőbb a vágási ferdeség. 310 A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 27

28 Vágási ferdeség α, MPa nyomáson és 160 mm/min paramétereknél mértem a legnagyobb ferdeséget. Az ábráról még leolvasható, hogy mindhárom mért nyomás esetén 100 mm/min előtoló sebességnél nem tapasztalható nagy különbség. 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0, Víznyomás p, MPa ábra Víznyomás hatása a vágási ferdeségre különböző előtoló sebességek esetén Az előzőekben vázolt eredmények azt mutatják, hogy a vízsugár által kialakított vágórés felületei akkor közelítenek a párhuzamoshoz vagyis akkor csökken a vágórés ferdesége -ha a sugár relatíve hosszú ideig tartózkodik egy adott pont fölött, vagyis a behatási idő hosszú. Ekkor az anyagba belépő és nagy energiával bíró sugár sokáig támadja a felületet a kilépő oldalon is, vagyis kellő idő áll rendelkezésre, a már a kisebb energiával bíró sugárnak, az anyagleválasztáshoz. A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 28

29 5. Következtetések Tudományos diákköri dolgozatom során az abrazív vízsugaras és a plazmasugaras technológiával foglalkoztam. A plazmasugaras vágás hatékonyságára végzett kísérletekből megállapítható, hogy: - az áramerősség (A) változtatásával megfigyelhető, hogy a vágási szélesség növekszik, - az előtolás növelésével folyamatosan növekszik a vágási ferdeség, mely befolyásolja a pontosságot. A vízsugaras vágás hatékonyságának vizsgálatára elvégzett technológiai kísérletek kiértékeléséből az alábbi megállapítások tehetők: - az előtoló sebesség növelésével nő a vágási ferdeség,vagyis rontja a megmunkálási pontosságot, - az előtolás növelésével a munkadarab tetején lévő vágási rés szélessége kisebb mértékben csökken, mint az alján, - a nagyobb nyomásból eredő részecske sebességnövekedés nem képes hatását kellő mértékben kifejteni. Plazmavágás során mindenféleképpen a 80A áramerősséget és 500 mm/min előtoló sebességet ajánlom, míg vízsugaras vágásnál egy közepes értékű nyomást (310 MPa) egy kisebb értékű előtoló sebességgel.(60-80 mm/min) A vágórés ferdeségét vizsgálva (α) megállapíthatjuk, hogy a plazmasugaras vágásnál 2,5-4,6 -ig terjed, míg vízsugaras vágásnál ez az érték 0,5-1,7. Az alábbi dolgozat eredményeiből következtetve, ha a költségek megengedik, akkor a vízsugaras vágást ajánlanám, hiszem jól megválasztott technológiai adatok mellett, megfelelő pontosság és minőség érhető el. A kutatás folytatásaként terveink között szerepel a vizsgálat új anyagminőségekre való kiterjesztése, valamint nemcsak a vágási ferdeség mérése, hanem a felületi érdesség jellemzése is különböző érdességi mérőszámokkal (pl. átlagos- és maximális érdesség, hullámosság, profilhiba) A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 29

30 Köszönetnyilvánítás A TDK dolgozat elkészítését a TÁMOP B-10/2/KONV jelű projekt Befejező precíziós megmunkálások kutatása elnevezésű részprojekt támogatta. Irodalom [1] Takács J.: Korszerű technológiák a felületi tulajdonságok alakításában, Műegyetemi Kiadó Budapest, 2004, p345 [2] Niebel-Draper-Wysk: Modern manufacturing process Engineering, Mc Graw-Hill Publishing Company 1989, p986 [3] kus_vagasok osszehasonlatasa.pdf [4] [5] Momber, A.W.- Kovacevic, R.: Principles of Abrasive Water Jet Machining, Springer- Verlag London Limited, 1998, p394 [6] Maros, Zs.: Az abrazív vízsugaras vágás minőségének és hatékonyságának vizsgálata, PhD értekezés, Miskolc, 2011., p 10, p25, p112 [7] C. Öjmertz: A Study on Abrasive Waterjet Milling, Thesis for the Gegree of PhD Chalmers University of Technology Göteborg Sweden, 1997, p81 A plazmasugaras és a vízsugaras technológia kísérleti vizsgálata szerkezeti acél vágásakor 30

31 MELLÉKLETEK

32 1.sz. melléklet Plazmasugaras vágás kísérleteinek eredménye 50 A esetén Előtoló sebesség 500mm/min 600mm/min 700mm/min 800mm/min 900mm/min vágórés szélessége 2,79 2,77 2,67 2,59 2,46 teteje (mm) vágórés szélessége 1,32 1,23 1,09 1,02 0,99 alja (mm) Vágórés ferdeség α, 4,2 4,4 4,51 4,48 4,2 65 A esetén Előtoló sebesség 500mm/min 600mm/min 700mm/min 800mm/min 900mm/min vágórés szélessége 2,96 2,88 2,83 2,82 2,83 teteje (mm) vágórés szélessége 2,02 1,7 1,63 1,44 1,39 alja (mm) Vágórés ferdeség α, 2,69 3,37 3,43 3,95 4,11 80 A esetén Előtoló sebesség 500mm/min 600mm/min 700mm/min 800mm/min 900mm/min vágórés szélessége 3,18 3,09 3,11 2,99 2,9 teteje (mm) vágórés szélessége 2,16 1,93 1,89 1,67 1,61 alja (mm) Vágórés ferdeség α, 2,89 3,33 3,48 3,79 3,95 95 A esetén Előtoló sebesség 500mm/min 600mm/min 700mm/min 800mm/min 900mm/min vágórés szélessége 3,41 3,3 3,28 3,22 3,22 teteje (mm) vágórés szélessége 2,27 2,04 2,03 1,89 1,84 alja (mm) Vágórés ferdeség α, 3,25 3,61 3,57 3,81 3,93

33 2.sz. melléklet Vízsugaras vágás kísérleteinek eredménye 360 MPa esetén Előtoló sebesség mm/min vágórés szélessége 1,22 1,21 1,17 1,18 1,17 1,12 teteje (mm) vágórés szélessége 0,89 0,86 0,8 0,76 0,73 0,72 alja (mm) Vágórés ferdeség α, 0,94 1,01 1,03 1,2 1,26 1, MPa esetén Előtoló sebesség mm/min vágórés szélessége 1,2 1,19 1,18 1,17 1,12 1,17 teteje (mm) vágórés szélessége 0,84 0,79 0,79 0,74 0,69 0,62 alja (mm) Vágórés ferdeség α, 1,02 1,14 1,12 1,25 1,24 1, MPa esetén Előtoló sebesség mm/min vágórés szélessége 1,22 1,2 1,15 teteje (mm) vágórés szélessége 0,93 0,84 0,77 alja (mm) Vágórés ferdeség α, 0,82 1,04 1,1