高速でクリーンな金属切断を必要とする店は多い。しかし、高い精度はしばしば高いコストを伴います。プラズマ切断は解決策を提供するが、それは中小製造業者のニーズを満たしているのだろうか？この技術がどのように機能し、どこで輝き、どこで欠けるのか、詳しく見てみましょう。プラズマ切断が自社の生産ニーズに合うかどうか迷っている方は、この記事でステップごとに分解してみましょう。
迅速な切断、低コスト、特別な工具不要を求めるなら、この方法が適しているかもしれない。それでは、多くのショップがプラズマを使用する理由と、使用しない場合を見てみよう。
プラズマ切断とは何ですか?
プラズマ切断は熱切断プロセスである。高温のプラズマの流れを使って金属を切断する。機械は小さなノズルから圧縮ガスを押し出す。同時に、電気アークがガスをプラズマになるまで加熱する。このプラズマは金属を溶かすのに十分な熱さである。
溶けた金属はガスで吹き飛ばされ、きれいな切り口が残る。オペレーターは、CNCマシンか手持ちのトーチを使って切断を行う。プラズマ切断は、鉄、ステンレス、アルミニウムに最も効果的です。他の多くの切断方法よりも高速です。
プラズマは物質の第4の状態として知られている。気体が非常に高温になると形成される。高温になると、ガス分子はイオンと電子に分解する。これらの荷電粒子は電流を流すことができる。
電流がガスをプラズマに変える。アークはトーチから金属に流れ、回路を完成させる。ガスがこのアークを通過するとき、加熱され電離する。
ガスがプラズマに変わると、温度は20,000℃以上になる。この時点で、ほとんどの金属を簡単に溶かすことができる。ガスはまた、溶けた金属を切り口から取り除くのにも役立つ。
プラズマ切断工程をステップ・バイ・ステップで説明
プラズマ切断は、明確でわかりやすいプロセスに従って行われます。各工程は、金属を素早く正確に切断するのに役立ちます。
アークの開始
オペレーターがトーチのトリガーを押すことでプロセスが始まる。これにより、ノズル付近に高周波スパークが発生する。同時にトーチ先端からガスが流れ出す。
火花はガスをプラズマに変え、パイロットアークと呼ばれるものを形成する。このアークは電極からノズルに飛び移ります。アークが金属に触れると、金属表面に移行し、切断アークとなる。
切断段階
アークが金属に伝わった後、切断が始まる。プラズマジェットが最大強度に達する。過熱ガスが、アークが触れた部分の金属を溶かす。
ガスの力が溶けた金属を押し流す。トーチは経路に沿って移動し、金属を切断します。ノズルがアークを集中させるため、切り口は狭くきれいに保たれます。
ピアッシングとカットの仕上げ
無垢の板から始める場合、トーチは金属の上から始める。トーチは、表面を突き破るまでアークを直進させる。突き抜けると、トーチは経路に沿って前進する。
カットの終点で、オペレーターはスピードを落とします。これにより、切断終了点での荒いエッジや切り残し を防ぐことができます。カットが終了するか、トリガーを離すと、アークは停止します。
カット後の後片付け
プラズマ切断では、切断端の周囲に熱影響部（HAZ）が生じることがある。材料によっては、下側にスラグやドロスが残ることもあります。
場合によっては、オペレーターは研削や研磨を行う必要がある。 砂 これらのスポット。しかし、多くの仕事では、後片付けは必要ない。最終的な仕上がりは、トーチのセッティング、ガスの流れ方、切断速度、材料の種類に左右される。
プラズマ切断に適した材料
プラズマ切断は、電気を通す材料であればどのようなものでも機能する。最も一般的な材料は、工業や加工作業に使用される様々な金属です。
炭素鋼
炭素鋼は、プラズマを使って最も広く切断される材料のひとつである。電気をよく通し、プラズマアークできれいに溶ける。特に薄板から中厚板では、切断が速く、滑らかである。
ステンレス・スチール
ステンレス鋼もプラズマ切断によく反応する。スラグをあまり発生させずに、きれいな切断ができます。を必要としない用途に最適です。 ポリッシュ仕上げ あるいは極めて正確である。
アルミニウムおよびその他の非鉄金属
アルミニウムはプラズマで簡単に切断できる。しかし、融点が低く熱伝導率が高いため、慎重なセットアップが必要です。真鍮や銅などの他の非鉄金属も切断できるが、結果はさまざまである。これらの金属は熱を反射するため、より強力なパワーと低速が必要になる場合がある。
厚さ能力と切断速度
プラズマ切断は幅広い厚さに対応する。マシンの出力レベルは、厚みと切断速度の両方に影響します。
材料厚の最適使用範囲
低出力のプラズマ・カッターは、通常、厚さ約1/4インチまでの薄板の切断に適している。これらの機械は、小規模の店舗や軽加工では標準的なものである。
中型機は1インチまでの鋼材を切断できる。スピードと精度のバランスが取れており、産業現場でよく使用されている。
ハイパワーシステムは、直径2インチ以上を扱うことができる。これらは重機、造船、大規模な構造物に使用される。
スピードとカット品質のトレードオフ
切削速度はエッジの質に影響する。切削速度が速いほど熱の蓄積は抑えられるが、エッジが粗くなる可能性がある。速度が遅いと滑らかな切れ味が得られるが、熱の影響を受ける部分が増える。
オペレーターは、適切なバランスを見つけるため に、しばしばさまざまな速度をテストする。きれいな切断には、ガス流量、アーク電圧、移動速度の正しい設定が必要です。
プラズマ切断の利点
プラズマ切断は、金属加工に多くの利点をもたらします。高速で柔軟性があり、幅広い用途に適しています。
高い切削速度
プラズマ切断の方が、はるかに速い。 オキシ燃料 または機械的切断方法。薄い金属から中程度の厚さの金属まで、数秒で切断できます。このスピードは生産性を高め、労働時間を短縮します。
材料切断の多様性
プラズマはあらゆる導電性金属に作用する。さまざまな素材や厚みに対応します。
クリーンで正確なカット
プラズマは狭い切り口とシャープなエッジを作ります。適切な設定により、スラグはほとんど発生しません。カットは最小限の後処理で済みます。
産業用としての費用対効果
と比べると レーザー または ウオータージェット システムは、プラズマ装置はより手頃な価格である。メンテナンスも少なくて済む。運転コストも低く、消耗品も幅広く入手できる。
プラズマ切断の欠点
プラズマ切断は効率的なプロセスだが、避けられないトレードオフがある。プロジェクトに選択する前に、これらを考慮する必要がある。
材料厚の制限
プラズマは、薄い金属から中程度の厚さの金属に最適です。同時に、高出力システムは厚い板を切断することができ、その結果、エッジの品質が低下する。
初期設備費用
レーザーシステムより安価とはいえ、プラズマ加工機にはかなりの投資が必要だ。高性能モデル、CNCテーブル、エアコンプレッサーは、セットアップコストを引き上げる可能性がある。
安全への懸念と危険
プラズマ切断は、強烈な熱、光、騒音を発生させる。また、ガスや火花も発生するため、適切な安全管理が必要です。
正しいプラズマカッターの選択
適切な機械を選ぶには、あなたの仕事の必要性によります。どのような材料を切断するのか、どのくらいの頻度でカッターを使用するのかを考えてください。
切断能力
カッターのパワーは、扱う材料の厚みに合わせる。小型のカッターは、板金や薄い板を扱うのに適している。大型の機械は、厚い鋼鉄やアルミニウムを扱うことができる。
低出力の機械を酷使すると、切断品質が低下し、部品の摩耗が早まります。必要な能力より少し大きめのカッターを選ぶのがよい。
デューティ・サイクル
デューティ・サイクルは、カッターがオーバーヒートせずに稼働できる時間を示します。例えば、60%のデューティサイクルが40アンペアであれば、10分間のうち6分間切断できるということです。
長時間の作業や頻繁な使用には、デューティ・サイクルが高い方が良い。工業店は、高デューティ定格のモデルを選ぶべきである。
ポータビリティ
現場を移動する場合、携帯性は重要です。コンパクトで軽量なカッターは、持ち運びや保管が簡単です。
ハンドル、キャスター、またはエアコンプレッサーが内蔵されたマシンを探す。これらの機能は、セットアップを素早くし、余分な機器の必要性を減らす。
結論
プラズマ切断は、導電性金属を切断するための高速で信頼性の高い方法です。炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウムに有効です。切断速度が速く、運転コストが低く、セットアップが簡単です。薄手から中程度の厚さの材料に最適です。
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ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
