Chuong 1 - Tong Quan Ve Plasma

Trong cắt plasma ngời ta sử dụng mỏ cắt với điện cực có đờng kính lỗ rất nhỏ ,vì vậy hồ quang plasma sẽ rất hẹp và tạo sự tập trung năng lợng nhiệt trên một diện tích bề mặt cắt tơng đối

®a vµo vïng tr¹ng th¸i plasma C¸c khÝ nµy cã c¸c tÝnh chÊt vËt lý kh¸c nhau,

®iÖn thÕ i«n hãa kh¸c nhau HiÖn nay ngêi ta dïng c¸c lo¹i khÝ:

Argon Argon 15000k

1.1.Tính chất của dòng plasma.

Trong cắt plasma ngời ta sử dụng mỏ cắt với điện cực có đờng kính lỗ rất nhỏ ,vì vậy hồ quang plasma sẽ rất hẹp và tạo sự tập trung năng lợng nhiệt trên một diện tích bề mặt cắt tơng đối nhỏ.Do đó,nó đảm bảo cho sự nóng chảy của vật liệu cơ bản và tạo hình dáng tiết diện cắt đẹp,vùng ảnh hởng nhiệt nhỏ

Tính chất dòng plasma:

Hạt nhân của dòng plasma phát quang rõ nét với vật liệu cơ bản, chúng có kích thớc nhỏ hơn so với kích thớc lỗ mỏ cắt Chiều dài của dòng plasma đợcxác theo công suất của hồ quang, của kích thớc mỏ phun và sự tiêu hao khí plasma

Nhiệt độ của hồ quang plasma và của dòng plasma phân bố khác nhau theo

đờng kính và chiều dài(hình dới) Nhiệt độ cao nhất đạt đợc ở tâm của dòng plasma

1.2 Phơng pháp cắt plasma.

Cắt plasma là phơng pháp cắt bằng sự nung nóng chảy cục bộ kim loại bằng dòng plasma và đồng thời thổi bỏ kim loại ra khỏi rãnh cắt với tốc độ lớn của dòng plasma

1.3 Hình ảnh quá trình ion hóa chất khí.

Điện cực catốt bắn phá anốt khi đó đồng thời ion hóa các phân tử khí tạo hồ quang plasma

1.4 Quá trình tạo plasma cắt.

Không khí sau khi đợc nén dới áp suất nhất định ở máy nén, sẽ đợc dẫn đến

mỏ cắt Tại đây khí nén đi qua luồng hồ quang,các phân tử khí va chạm với các hạt electron trong hồ quang tạo ra tia plasma, các tia plasma tập trung tạothành nguồn năng lợng lớn phóng xuống cắt chi tiết

1.5.Nguyên lý cắt plasma.

dòng plasma cho nhiệt độ cao sẽ làm nóng chảy kim loạI và do tốc

độ lớn nó dễ dàng loạI bỏ kim loạI ra khỏI rãnh cắt mà không cần

có khí bảo vệ.Cho nên cắt bằng plasma cho chất lượng cao hơn nhiều so với cắt bằng ôxy

1.6 Måi plasma.

(H×nh minh häa)

Cã 2 kiÓu måi hå quang plasma:

+Måi cao tÇn:

Khi bấm nút cắt một dòng điện tích âm tập trung tại điện cực,cực dơng đợc nối qua mồi cao tần.Sau khi đã tạo đợc hồ quang lập tức khóa dòng cao tần

mở ra dòng dơng nối với vật cắt

_ Bớc 1: Khi đa gaz mồi vào điện áp Uo=150-400V,I=0A

_Bớc 2: Lúc kích hoạt HF Uo=150-400V,I=0,Uhf=5000-10000V,f=10kHz_Bớc 3: Tạo hồ quang mồi,Up=70-100V,I=7-25A

_Bớc 4: Sau khi đã có hồ quang thêm gaz áp suất cao để tạo hồ quang

cắt,Up=80-110V,Ip=7-25A

_Bớc 5: Hồ quang cắt lao xuống cắt chi tiết,Uc=90-200V,Ic=15-600A

+Mồi đoản mạch:

_Bớc 1: Đa gaz mồi vào,Uo=150-400V,I=0A

_Bớc 2: Tạo ra sự ngắn mạch giữa điện cực và mỏ khí,Uo=0,I=7-25A

_Bớc 3: Xuất hiện hồ quang mồi,Up=70-100V,Im=7-25

_Bớc 4: Thêm gaz áp suất cao để tạo hồ quang cắt,Up=80-100V,Ip=7-25A._Bớc 5: Hồ quang cắt lao xuống cắt chi tiết,Uc=90-200V,Ic=15-600A

1.7 Tính u việt của phơng pháp cắt plasma so với một số phơng pháp cắt khác.

Khi cắt các vật liệu có chiều dày nhỏ đến trung bình, ta có thể thấy rõ chọn phơng pháp cắt plasma là lựa chọn tối u nhất qua biểu đồ dới đây

Chiều dày thép cắt đợc (mm)

Chiều dày nhôm cắt đợc (mm)

1.8 Phạm vi ứng dụng.

Do có nhiều u điểm so với các phơng pháp cắt khác nên cắt plasma ngày càng đợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều nghành công nghiệp, đặc biệt trong nghành đóng tàu,ô tô,chế tạo máy

Cắt nồi hơi bằng thép inox

Hàn vật liệu inox

_Nguồn tạo điện áp một chiều mà điện áp không tải khoảng 300-400V

_Bộ điều khiển điện tần số cao

_Hớng hồ quang plasma tới vị trí cắt

_Đảm bảo vị trí chính xác của các điện cực (độ đồng tâm)

Cấu tạo chung của mỏ cắt: Gồm điện cực, mỏ và vỏ bảo vệ, điện cực phải

đ-ợc cách điện khỏi các bộ phận của mỏ cắt

Mỏ cắt có 3 lọai khác nhau nh bảng trên:

_Loại mỏ cắt đơn chỉ bao gồm điện cực và vỏ dẫn khí ga cắt

_Lọai mỏ có khí bảo vệ (hay khí làm mát mỏ) thì nh mỏ cắt đơn nhng thêm một lớp vỏ dẫn khí làm mát bao bên ngoài lớp vỏ dẫn khí ga

_Lọai mỏ thứ 3 thì tơng tự mỏ làm mát bằng khí,chỉ thay vì dùng khí làm mát,ngời ta làm mát bằng dầu hoặc nớc

2.2 Các loại điện cực.

Có các loại điện cực là: ZICORIUM hoặc HAFRIUM và VONFRAM Về hình dáng có hai loại đó là:

Mỏ cắt Dòng điện cực đại Chiều dày vật liệu Điện cực

_Điện cực bị rỗ sau một thời gian sử dụng cũng làm cho điện tích bắn phá không đúng vị trí.

_Nếu chúng ta cắt trong một khoảng thời gian dài (khoảng 1-2 tiếng) mà không nghỉ hoặc thay mỏ cũng làm hỏng mỏ cắt do nhiệt độ quá cao

B/ Cách khắc phục

_Thờng xuyên kiểm tra bộ lọc khí xem có nớc đọng hay không

_Trớc mỗi lần cắt cần tháo mỏ cắt bằng dụng cụ chuyên dùng để kiểm tra

điện cực và mỏ cắt Nếu dùng kìm hay bất cứ dụng cụ nào khác để tháo, lắp

có thể làm sai lệch vị trí giữa điện cực và mỏ cắt

_Chú ý thời gian mỗi lần cắt,tránh cắt quá lâu trong một lần

_Tránh không để mỏ cắt bị va đập mạnh gây biến dạng đầu mỏ

Cắt plasma có thể thực hiện bằng tay hoặc điều khiển số.

2.4 Máy cắt điều khiển số.

Sơ đồ máy cắt điều khiển số

Ta thấy máy cắt bao gồm một giá đỡ và máy tạo khí plasma.

+Cấu tạo giá đỡ: Nó bao gồm các thanh dầm bằng thép đợc liên kết với nhau bằng bulông Trên các thanh dầm có gắn các thanh răng dẫn động

giúp cho dầm ngang chuyển động dọc trên hai dầm đỡ cố định Thanh dầm chuyển động nhờ động cơ điện.Trên giá đỡ gồm có :

+Bảng điều khiển trung tâm đợc gắn cố định trên dầm ngang

+Một khung treo dây dẫn khí cắt

+Một đầu đọc quang học để scan các bản vẽ có sẵn cho máy cắt cắt

+Một bàn di động đặt ngay dới đầu đọc quang học là nơi để các bản vẽ.+Mỏ cắt đợc gắn trên một hệ thống ray, có một mỏ cắt oxy và một mỏ cắt plasma Thanh ray chuyển động đợc nhờ động cơ điện gắn ở đầu

Máy tạo khí plasma.

_Nút chỉnh chế độ cắt,từ 1-5 là 5 chế độ cắt khác nhau tơng ứng vớicác cờng độ dòng điện khác nhau:

_Lựa chọn các kiểu cắt.

Bảng điều khiển trên máy cắt

Bảng điều chỉnh plasma bằng tay

màuxanh, STOP màu đỏ

_§iÒu chØnh má c¾t lªn xuèng b»ng tay

B¶ng nhËp d÷ liÖu vµ ®iÒu chØnh th«ng sè c¾t

_Nót START _Nót STOP

_Nót quay trë l¹i menu chÝnh _ENTER

_Nót cuén menu _Quay trë l¹i vÞ trÝ ban ®Çu

Công suất cực đại 43.3kVA

B¶n vÏ m¹ch ®iÖn m¸y ZIP 5.0

2.5.M¸y c¾t tay

Bảng điều khiển mặt trớc máy

_Chọn dòng điện cắt _Đồng hồ báo áp suất

_Đèn vàng sẽ báo khi có đủ khí cắt _Nút mở máy

_Đèn đỏ sẽ báo

Các thông số kỹ thuật của máy zip2.0

Điện áp nguồn 220/380V+-10%Dòng điện cực đại 37A/220V

21,4A/380VCông suất cực đại 14.1KVA

Ch¬ng 3:PhÇn mÒm hç trî

vµ c«ng nghÖ c¾t.

3 PhÇn mÒm hç trî TAGIO.

TAGIO là phần mềm chuyên dùng hỗ trợ cho máy cắt,làm cho máy cắt linhhoạt hơn và nhờ nó ta có thể dễ dàng thiết kế, cắt các hình từ đơn giản đến phức tạp Nó bao gồm 3 phần:

_LOGOTAG : Chuyên dùng để vẽ hình

_MAGIC TOOL : Làm cho bộ điều khiển máy đọc đợc các dữ liệu chuyển từmáy tính sang,thiết lập các thông số kỹ thuật cho chơng trình cắt nh : chuyểndữ liệu bản vẽ thành chơng trình cắt và sắp xếp vị trí phôi khi cắt, thực hiện chu trình cắt thử trên máy tính,chọn các phơng pháp cắt…

_WINRS : Dùng để truyền dữ liệu chơng trình cắt từ MAGIC TOOL sang bộ

điều khiển máy cắt thông qua cổng RS232

_Từ menu chính, kích vào “MACRO”,từ “MACRO” kích vào

“RECTANGLE”, nhập kích thớc X, Y, sau đó kích “OK”

_Từ menu chính, kích vào “LINE”,từ “LINE” menu kích vào “PARALLELS”,

và nhập khoảng cách, ”OK”

_Tõ menu chÝnh , kÝch “RADIUS”, tõ menu “RADIUS” ,kÝch”ROUNDED”, nhËp b¸n kÝnh ”OK”.

_Tõ menu chÝnh, kÝch vµo “TRIM” Tõ menu “TRIM”, kÝch

“AUTOMATIC DIVIDE” ”OK”

_Tõ menu chÝnh, kÝch vµo “RADIUS”.Tõ “RADIUS” menu, kÝch vµo “BEVEL”, nhËp hai kÝch thíc v¸t mÐp ”OK”

_Tiếp tục việc vát mép bằng chức năng “AUTOMATI ANGLE”

_Từ menu chính kích “CIRCLES” Từ “CIRCLE” menu kích vào “CENTRE AND DIAMETER”, nhập đờng kính ’OK’

_Từ menu chính,kích ‘MACRO’ Từ ‘MACRO’ menu kích

‘FILLET RECTANGLE’, nhập bán kính.’OK’

-Từ menu chính kích vào ‘MACRO’.Từ ‘MACRO’ menu kích

‘SLOT’, nhập kích thớc và góc quay của ‘SLOT’.’OK’

3.2 MAGICTOOL

Trong menu chính có rất nhiều chức năng khác nhau nh : mở và tạo mới một trình điều khiển, chèn và sao chép các phần, cài đặt các thông số kỹ thuật… Dới đây là các đờng dẫn để sử dụng các chức năng đó

+NEW SHEET

+OPEN SHEET

+SAVE

+FILE TRANSLATION( chuyển đổi file )

+DATA BASE MANAGEMENT ( quản lý cơ sở dữ liệu )

_Các nút chức năng trong WINRS.

+PIGISAT-100: Vùng dùng dể lu các số liệu các chơng trình sử dụng

+TRANSMISSION: Dùng dể gửi chơng trình

+RECEPTION: Dùng để nhận chơng trình từ máy điều khiển số

+TELERS: Dùng để truyền dữ liệu sang máy điều khiển số

+TERMINAL: Dùng để kiểm tra thông tin

Để sử dụng WINRS, ngay khi mơí bắt đầu phần mềm này phải đợc thiết lậpcác thông số:

_ComPort: mặc định số cổng sử dụng

_Baud rate : Tốc độ truyền

_Data bits: Thay đổi số bits dữ liệu dùng cho mỗi ký tự truyền và nhận

_Parity: Sự tơng đơng

_Stop bits: Thay đổi thời gian truyền giữa mỗi ký tự gửi

_Flow Control: Thay đổi phơng pháp điều khiển dữ liệu

Sau khi thiết lập xong các thông số cho việc chấp nhận máy cắt ,WINRS đã sẵn sàng để gửi,nhận và download dữ liệu

3.4 Công nghệ cắt.

3.4.1 Kỹ thuật cắt tay.

_Khi cắt ta phải đặt phôi cắt trên một mặt phẳng cao khoảng 30(cm) để cho dòng plasma có lối thoát

_Ngay khi bấm cò mỏ cắt ta phải đa ngay mỏ vào phôi cắt

_ Khi cắt đặt mỏ cắt vuông góc với phôi và cách phôi khoảng 15-20(mm)._Di chuyển mỏ cắt với tốc độ hợp lý chọn trớc, không nên di chuyển nhanh quá sẽ không cắt đợc rời phôi, chậm quá có thể tạo thành các chỗ lõm sâu và cạnh trên bị nung chảy

_Khi cắt các chi tiết có lỗ ta phải tạo ra lỗ nhỏ ban đầu ở chỗ sẽ cắt bỏ đi._Tốt nhất bắt đầu cắt ở chỗ rìa mép nào đó của tấm cắt vì kim loại ở đó dễ nung lên đến nhiệt độ cắt và quá trình cắt xảy ra nhanh hơn

_Khi cắt theo đờng thẳng, để dễ dàng ta dùng một thanh thép thẳng để làm chuẩn khi di chuyển mỏ

3.4.2.Kỹ thuật cắt bằng máy điều khiển số.

Sau khi đặt phôi cắt lên giá cắt,ta di chuyển mỏ cắt về vị trí khởi

đầu cắt.

Tiếp đó ta căn cứ vào bảng sau để điều chỉnh các thông số cho phù hợp trớc khi cắt

Nếu cắt chi tiết có chiều dày 5(mm) cờng độ dòng điện là 60A tơng đơng với

số 3 trên núm điều chỉnh dòng điện cắt, tốc độ cắt sẽ là 2 m/phút, khoảng cách từ đầu mỏ đến chi tiết 3-4 (mm), hiệu điện thế khi cắt 114V, áp suất khí

ga mồi là 2,5 (bar), ga phụ 1,5 (bar), ga cắt 3 (bar) Chiều rộng mạch cắt 1,7 (mm) Mỏ cắt cần phải chọn có số hiệu là 0409-1212

3.5 Quy trình cắt một sản phẩm.

3.5.1.Quy trình cắt một sản phẩm mà hình dạng của nó có sẵn trong máy cắt.

Trong máy cắt số bộ nhớ của nó lu sẵn 50 chơng trình cắt đó là các hình cắthay gặp nhất đợc đánh số thứ tự từ 1-50

Nếu khi cắt chi tiết nào đó có hình dạng giống nh 50 hình trong bộ nhớ thì tachỉ việc nhập số liệu vào và bấm nút cho máy hoạt động.

Ví dụ : Để cắt một hình chữ nhật có kích thớc x=50, y=100 ta thao tác nh sau :

Bớc 1: nhấn phím 1 để chạy một chơng trình có sẵn trong máy

Bớc2 : Nhấn phím 2 lấy hình có sẵn để khai báo thông số

Bớc 3 : Chọn hình chữ nhật bằng cách bấm số 1, ấn enter

Bớc 4 : Chọn hớng cắt CW-CCW (cùng chiều hoặc ngợc chiều kim đồng hồ Muốn thay đổi hớng cắt ta ấn phím +/-

Bớc 5 : Chọn vị trí khởi đầu cắt, có tám vị trí cho ta lựa chọn bằng cách bấm vào các phím số 1,2,3,4,6,7,8,9 Sau đó ấn enter

Bớc 6 : Nhập kích thớc theo trục X=50, enter, Y=100, enter

Bớc 7 : Nhập thông số Lead in thông thờng Lead in =10(mm), enter

Bớc 8:Nhập tọa độ góc quay, thông thờng Angle=o, enter

Bớc 9:Nhập thông số Lead out =5(mm), enter

Bớc 10: Nhập khoảng cách giữa các hình cắt liên tiếp(nếu ta cắt nhiều hình), SCRAP=10(mm), enter

Bớc 11: Nhập chiều rộng mạch cắt KERT, thông số này phụ thuộc vào chiều dày vật liệu cắt, ta có thể tra trong bảng có sẵn, enter

Bớc 12 : Lựa chọn chế độ cắt bằng tay hoặc tự động, enter

Bớc 13 : Kiểm tra lại các thông số đã lập , chọn YES hoặc NO bằng phím +/-,enter.

+ Sau khi đã khai báo xong các bớc trên, quay trở lại menu chính bằng cách

ấn nút quay trở lại menu chính

Tiếp theo ta làm theo các bớc sau để máy tự động cắt

Bớc 1 : Nhấn phím 1 để chạy chơng trình, enter

Bớc 2 : Chọn khí cắt oxy hoặc plasma bằng phím +/-, enter

Bớc 3 : Chọn chế độ cắt NORMAL hoặc SPECIAL, bằng phím +/-, enter.Bớc 4 : Chọn chế độ cắt MANUAL(Điều khiển máy cắt bằng tay), AUTO (tự động), TEST (chạy thử),

bằng phím cuộn menu , enter

Bớc 5 : Nhấn phím start cho máy chạy

3.5.2.Quy trình cắt một sản phẩm thiết kế trên máy tính.

Ta dùng phần mềm TAGIO để thiết kế sản phẩm.

Bớc 1: Vào LOGOTAG để vẽ hình

Bớc 2: Chuyển hình vừa vẽ vào MAGICTOOL

Bớc 3: Chọn hình cần cắt bằng cách ctr+nháy chuột vào hình

Bớc 4: Kích chuột vào biểu tợng excute on the select parst máy

sẽ tự động tính toán đờng cắt tối u nhất

Bớc 5: Kích vào file CLF Generation để xuất thành PL file.

Bớc 6: Xuất hiện Writing file CLF, kích OK

Bớc 7: Xuất hiện postprocessor saf , ấn proceed, chọn yes, sau

đấy chọn exit

Bớc 8: Kích vào WINRS đa chơng trình cắt sang bộ điều khiển máy qua cổng truyền RS232

Bớc 9: Vào máy cắt doawload dữ liệu ta chuyển qua máy cắt

_Ta ấn vào phím quay trở lại menu chính

_Ân phím số 3 để Doawload dữ liệu, enter.

_Đặt tên chơng trình ta vừa doawload, enter.

Khi lu chơng trình cắt vào bộ nhớ máy ta phải luôn bật WINRS và nếu

có một chơng trình cắt khác trùng tên thì ta phải đổi lại tên hoặc xóa chơng trình kia đi giải phóng bộ nhớ máy, nếu chơng trình đó không cần giữ lại vì

bộ điều khiển máy cắt chỉ hiểu đợc tên một địa chỉ, nếu có hai chơng trình cắt trùng tên thì nó không biết chọn chơng trình cắt nào

_Ta tiến hành mở máy thổi bụi.

_Kiểm tra các mối nối điện, giắc cắm xem có lỏng hay không, nếu lỏng ta phải làm cho chặt lại

_Kiểm tra các mối hàn trên bảng mạch điện tử điều khiển, nơi các đờng điện vào, ra Vì sau một thời gian sử dụng các mối hàn có thể long ra do nhiều yếu tố nh: nhiệt độ,máy rung…

_Kiểm tra các đèn báo xem còn hoạt động tốt hay không

_Mở máy kiểm tra bôi dầu mỡ một số ốc, vít cần thiết

_Kiểm tra đờng ống dẫn gaz xem có rò rỉ không

_Tháo và kiểm tra mỏ cắt bằng dụng cụ chuyên dùng

_Tháo và kiểm tra bộ lọc khí xem có nớc trong đó không

+Máy cắt số

_Kiểm tra các ốc, vít cố định các dầm congson và các thiết bị phụ trợ gắn trên dầm nh: thanh răng dẫn động,đầu đọc quang học, nơi gắn mỏ cắt Nếu lỏng ta phải xiết lại

_Lau bụi và tra dầu mỡ các thanh răng dẫn động

_Tháo, kiểm tra bộ lọc khí

_Kiểm tra ống dẫn khí

B/ Bảo dỡng dự phòng

+Máy cắt số

Sau một thời gian sử dụng các thanh răng dẫn động sẽ mòn dần, việc này dẫn

đến sai lệch trong đờng đi của mỏ cắt,làm giảm độ chính xác của mạch cắt

Do đó,tùy theo thời gian dùng nhiều hay ít, tùy theo độ mòn của thanh răng

mà ta thay thế