A PLAZMASUGARAS ÉS VÍZSUGARAS TECHNOLÓGIA VIZSGÁLATA SZERKEZETI ACÉL VÁGÁSAKOR

Átírás

1 A PLAZMASUGARAS ÉS VÍZSUGARAS TECHNOLÓGIA VIZSGÁLATA SZERKEZETI ACÉL VÁGÁSAKOR Készítette: TÓTH ESZTER A5W9CK Műszaki menedzser BSc.

2 TUDOMÁNYOS DIÁKKÖRI DOLGOZAT CÉLJA Plazmasugaras és vízsugaras technológia megismerése Két technológia összehasonlítás Vágási pontosság és a megmunkáló paraméterek közötti összefüggés keresése Vágási rés szélességének vizsgálata Vágási ferdeség meghatározása Ajánlások megfogalmazása

3 A PLAZMA Fogalma 4. halmazállapot (anyag energia szintje) Magas hőmérsékletű, elektromosan vezető,ionizált állapotú gáz Jellemzői töltések összekeveredve, egyenletesen helyezkednek Könnyen elmozdítható töltéshordozók jó elektromos vezető hőmérséklettel növelhető

4 PLAZMAVÁGÁS Berendezés Áramforrás, plazmaégő, munkadarab, vágóasztal, gázellátó-, hűtő rendszer Plazma és segédgázok Plazma: levegő, oxigén, nitrogén, argonhidrogén gázkeverék Segédgáz: levegő, nitrogén, széndioxid Típusai Fúvóka és elektróda típusától függ (élettartamuk korlátozott)

5 PLAZMAVÁGÁS TÍPUSAI

6 VÍZSUGARAS VÁGÁS Víz Víz Víz Lényege: egy nagynyomású vízoszlopot nagysebességű vízsugárrá alakítanak át Típusai Tiszta vízsugaras Abrazív vízsugaras-injektoros Abrazív szuszpenziós Berendezés részei Vízsugaras vágás (WJ) Nyomás létrehozása Vízfúvóka Nyomás létrehozása Abrazív anyag tároló Vízfúvóka Szívótér Abrazív (keverőtér) fúvóka Injektoros abrazív vízsugaras vágás (AWJ) Nyomás létrehozása Abrazív anyag nyomástartó Abrazív anyag szuszpenzió Szuszpenziós fúvóka Abrazív szuszpenziós vágás (ASJ) Nyomásnövelő szivattyú Abrazív poradagoló rendszer Vágó fej CNC vezérlésű manipulátor és tartály

7 ELŐNYÖK ÉS HÁTRÁNYOK Plazmasugaras vágás Előny Minden elektromosan vezető anyagnál használható Nagy vágási sebesség gazdaságos Hátrány Hőbevitel történik anyagszerkezet változás Környezet károsító Precíz kontúrok esetén nem alkalmazható utólagos megmunkálást igényel Vízsugaras vágás Előny Nem okoz roncsolódást az anyagban Minden anyag vágására alkalmas Nem képződik salakanyag Hátrány Magas zajszint, por és gőz termelődés Pontossági problémák költséges

8 VÁGÁSI KÍSÉRLETEK EREDMÉNYEI A VÁGÁSI FERDESÉG A vágott felületek szinte sosem párhuzamosak Pontossági problémákat okoz Jellemzésére a vágórés szélességét és oldalferdeséget szokták használni Zeiss Discovery V8 Stereo mikroszkóp használata (32X ) AxioVision szoftver

9 KÍSÉRLETI KÖRÜLMÉNYEK Próbatest (S235JR hengerelt acél) Gép típusai: Cebora prof 62 és Inno pump-36 HD Paraméterek

10 vágási rés szélessége,mm vágási rés szélessége,mm vágási rés szélessége,mm vágási rés szélessége,mm PLAZMASUGARAS VÁGÁS EREDMÉNYEI 3,5 3 2,5 2,5 0,5 0 Áramerősség 50A teteje alja 3,5 3 2,5 2,5 0,5 0 Áramerősség 65A teteje alja Előtoló sebesség f, mm/min Előtoló sebesség f, mm/min 3,5 3 2,5 2,5 0,5 0 Áramerősség 80A teteje alja 3,5 3 2,5 2,5 0,5 0 Áramerősség 95A teteje alja Előtoló sebesség f, mm/min Előtoló sebesség f, mm/min

11 Vágási ferdeség α, vágási rés szélessége,mm PLAZMASUGARAS VÁGÁS 3,5 Tetején és alján lévő rés szélessége, µm 3 2,5 2,5 0,5 5 4, Áramerősség, A ,5 3 2, Előtoló sebesség f, mm/min 50A 65A 80A 95A

12 Vágási ferdeség α, PLAZMASUGARAS VÁGÁS 5 4, , , Áramerősség I, A

13 Vágási ferdeség α, Vágási ferdeség α, Vágási ferdeség α, VÍZSUGARAS VÁGÁS,8,6,4,2 0,8 0,6 360 MPa nyomáson ferdeség szöge,8,6,4,2 0,8 0,6 30 MPa nyomáson ferdeség szöge előtoló sebesség f, mm/min előtoló sebesség f, mm/min,8,6,4,2 0,8 0,6 270 MPa nyomáson előtoló sebesség f, mm/min ferdeség szöge

14 Vágási rés szélessége mm VÍZSUGARAS VÁGÁS,4 A munkadarab teteje és alja,2 0, ,6 0, előtoló sebesség f, mm/min

15 Vágási ferdeség α, Vágási ferdeség α, VÍZSUGARAS VÁGÁS,8,6,4,2 0,8 0,6,8,6, , előtoló sebesség f, mm/min 0,8 360MPa 30MPa 270MPa , Víznyomás p, MPa

16 KÖVETKEZTETÉSEK Plazmasugaras vágás esetén Áramerősség (I) növelésével nő a vágási szélesség Áramerősség (I) növelésével nem egyértelműen változik a vágási ferdeség Előtoló sebesség (f) növelésével a vágási szélesség csökken Előtoló sebesség (f) növelésével nő a vágási ferdeség A vágási ferdeség (α) 2,5-4,6 -ig terjed A vágási szélesség -3,5 mm-ig terjed Vízsugaras vágás esetén Előtoló sebesség (f) növelésével nő a vágási ferdeség Előtoló sebesség (f) növelésével nem egyforma a változás a munkadarab tetején és alján A nyomás függvényében egyértelmű tendencia nem figyelhető meg A vágási ferdeség (α) 0,5 -,7 -ig terjed A vágási szélesség 0,6-,2 mm-ig terjed

17 JAVASLATOK Az adott anyagminőség, paraméterek és gépek mellett az alábbi adatokat ajánlom: Plazmavágás esetén 80A áramerősség 500 mm/min előtoló sebességet Vízsugaras vágás esetén Nagy nyomás : 360 MPa mm /min előtoló sebesség

18 TOVÁBB FEJLESZTÉSI LEHETŐSÉGEK Többféle anyagminőség vizsgálata Több paraméter változtatása pl.: abrazív anyagáram és fúvóka átmérők Felületi érdesség jellemzése különböző érdességi mérőszámokkal (átlagos és maximális érdesség, hullámosság, profilhiba)

19 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A TDK dolgozat elkészítését a TÁMOP-4.2..B-0/2/KONV jelű projekt Befejező precíziós megmunkálások kutatása elnevezésű részprojekt támogatta. KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!