A PLAZMASUGARAS ÉS VÍZSUGARAS TECHNOLÓGIA VIZSGÁLATA SZERKEZETI ACÉL VÁGÁSAKOR Készítette: TÓTH ESZTER A5W9CK Műszaki menedzser BSc.
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
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
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)
PLAZMAVÁGÁS TÍPUSAI
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
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
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
KÍSÉRLETI KÖRÜLMÉNYEK Próbatest (S235JR hengerelt acél) Gép típusai: Cebora prof 62 és Inno pump-36 HD Paraméterek
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 400 500 600 700 800 900 Előtoló sebesség f, mm/min 400 500 600 700 800 900 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 400 500 600 700 800 900 Előtoló sebesség f, mm/min 400 500 600 700 800 900 Előtoló sebesség f, mm/min
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 4,5 35 50 65 80 95 4 Áramerősség, A 500 600 700 800 900 3,5 3 2,5 400 500 600 700 800 900 Előtoló sebesség f, mm/min 50A 65A 80A 95A
Vágási ferdeség α, PLAZMASUGARAS VÁGÁS 5 4,5 4 500 600 3,5 3 700 800 900 2,5 35 50 65 80 95 Áramerősség I, A
Vágási ferdeség α, Vágási ferdeség α, Vágási ferdeség α, VÍZSUGARAS VÁGÁS,8,6,4,2 0,8 0,6 360 MPa nyomáson 40 60 80 00 20 40 60 ferdeség szöge,8,6,4,2 0,8 0,6 30 MPa nyomáson 40 60 80 00 20 40 60 ferdeség szöge előtoló sebesség f, mm/min előtoló sebesség f, mm/min,8,6,4,2 0,8 0,6 270 MPa nyomáson 40 60 80 00 20 40 60 előtoló sebesség f, mm/min ferdeség szöge
Vágási rés szélessége mm VÍZSUGARAS VÁGÁS,4 A munkadarab teteje és alja,2 0,8 360 30 270 0,6 0,4 40 60 80 00 20 40 60 előtoló sebesség f, mm/min
Vágási ferdeség α, Vágási ferdeség α, VÍZSUGARAS VÁGÁS,8,6,4,2 0,8 0,6,8,6,4 40 60 80,2 00 20 40 60 előtoló sebesség f, mm/min 0,8 360MPa 30MPa 270MPa 60 80 00 20 40 60 0,6 260 270 280 290 300 30 320 330 340 350 360 Víznyomás p, MPa
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
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 60-80 mm /min előtoló sebesség
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)
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A TDK dolgozat elkészítését a TÁMOP-4.2..B-0/2/KONV-200-000 jelű projekt Befejező precíziós megmunkálások kutatása elnevezésű részprojekt támogatta. KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!