Kaasuleikkaussuuttimen valinta

Kaasuleikkaussuuttimen valinta

Vinkkejä kaasupolttimen suuttimen valintaan

2-osaisen suuttimen 1. osa

Kun suunnitellaan tai valitaan kaasupolttimen suutinta, on otettava huomioon useita tekijöitä. Käymme läpi joitakin keskeisiä tekijöitä, jotka sinun tulisi ottaa huomioon valitessasi oikeaa kaasulpolttimen suutinta.

Seuraavassa on lueteltu useita, mutta ei kaikkia, huomioon otettavia tekijöitä

  1. leikattavan teräksen paksuus
  2. leikkaussuuttimen tyyppi (lieriömäinen tai suurnopeus/hajauttava suutin)
  3. esilämmityskaasu
  4. suoritettavan leikkauksen tyyppi (muotoleikkaus, viisteleikkaus jne.) ja
  5. leikattavan materiaalin ominaisuudet (materiaalikoostumus, pohjamaalattu levy, valssihila jne.).

On muitakin huomioon otettavia parametreja, mutta nämä näyttävät olevan tärkeimmät. Kaikista kaasuleikkaukseen liittyvistä tekijöistä suutin ja siitä lähtevä leikkaushappivirta ovat prosessin ylivoimaisesti tärkein tekijä. Polttimella tai siihen liittyvillä paineensäätölaitteilla ei ole paljon tekemistä varsinaisen leikkaamisen kanssa.

Levyn paksuus

Nykykäsityksen mukaan leikkaussuuttimen reiän halkaisijaa on tarpeen kasvattaa levyn paksuuden kasvaessa. Pääsyy tähän on se, että leikkausvirran laatu/nopeus laskee, kun etäisyys suuttimen ulostulosta kasvaa. Leikkaushappivirran nopeus on aina vähintään äänen nopeus (Mach=1) ja se kasvaa yliääniseksi joko suuttimessa tai suuttimen jälkeen.

Termiä "laminaarinen" käytetään joskus kuvaamaan tätä virtausta, mutta se ei ole sopiva termi yliäänivirtaukselle. Se, kuinka kauan virtaus pysyy "hyvänä", riippuu reiän halkaisijasta. Tämän yliäänivirran tapauksessa hyvän leikkausvirran pituuden (L) ja suuttimen halkaisijan (d) välillä on L/d-suhde, joten virran todellinen pituus kasvaa, kun reiän halkaisija kasvaa.

Vaikka "ylikokoista" suutinta voidaan käyttää "ohuen" materiaalin leikkaamiseen, tämä johtaa yleensä leikkauslaadun heikkenemiseen ja leikkaushapen kulutuksen lisääntymiseen. Kun reiän halkaisija kasvaa, myös leikkaushapen määrä kasvaa. Kiinteällä käyttöpaineella leikkaushapen virtausnopeus/määrä kasvaa halkaisijan d2 neliöllä, joten pienet läpimitan lisäykset johtavat suuriin virtausnopeuden lisäyksiin.

Siksi ylikokoisten suuttimien käyttö ei ole hyvä ajatus, koska se lisää käyttökustannuksia merkittävästi. Voimakkaasti "ylikokoinen" suutin heikentää myös leikattavan seinämän suoruutta. Tyypillisesti leikkauksesta tulee käänteinen "V", jossa leikkausrailon alaosa on leveämpi kuin yläosa.

Leikkaushappireikien mallit

Nykyään on olemassa kaksi perussuutinmallia

  1. lieriömäinen suutin ja
  2. haarautuva suutin (jota kutsutaan myös suurnopeussuuttimeksi) (ks. kuva 1).

lieriömäistä suutinta käytetään useimmiten ohuiden materiaalien (3–9 mm) käsinleikkaukseen ja koneelliseen leikkaukseen, kun taas haarautuvaa suutinta käytetään yleensä yli 10 mm paksuisille materiaaleille. Koska useimmissa CNC-leikkauskoneissa on nykyään sekä plasma- että kaasuleikkaus, useimmat asiakkaat leikkaavat ohutta materiaalia plasmalla ja vaihtavat plasmasta kaasuun 18–25 mm paksuisen materiaalin kohdalla. Vaihtopiste määräytyy yleensä asennettujen plasmapolttimien lukumäärän, näiden polttimien tehon sekä asennettujen kaasupolttimien lukumäärän mukaan.

Näiden kahden happisuuttimen ero on parhaaseen toimintaan tarvittava paine. Lieriömäinen suutin toimii parhaiten noin 40 PSI:n paineessa, kun taas hajauttava suutin toimii parhaiten 75-100 PSI:n paineella. Todellinen paras paine riippuu ulostulon koon ja kurkun koon suhteesta, joten suuttimen valmistaja määrittää paineen valitsemastaan suhteesta riippuen. Nämä paineet ovat polttimen sisääntulosta mitattuja paineita. Leikkaussuuttimet toimivat yleensä tyydyttävästi paineissa, jotka ovat +/- 10 PSI suunnittelupaineesta. Jotkut käyttäjät löytävät nämä erityisvaatimukset arvioituaan omat erityisolosuhteensa. On huomattava, että leikkausrailon leveys kasvaa, kun leikkaushapen paine kasvaa.

Tehokkaasti käytetyillä hajauttavilla suuttimilla on nopeampi leikkausnopeus kuin lieriömäisillä suuttimilla, ja korkeammasta käyttöpaineesta huolimatta ne kuluttavat vähemmän happea leikkausmetriä kohti. Alla olevassa taulukossa on esitetty näiden kahden suutintyypin leikkausnopeuksien yleinen vertailu.

Leikkausnopeuksia kuvaava kaavio – suurenna napsauttamalla

Vaikka todelliset nopeudet eivät ole plasmastandardien mukaan vaikuttavia, prosentuaalinen ero näiden kahden tyylin välillä on vaikuttava. Koska kaikki polttoleikkaus suoritetaan alle 500 mm/min nopeuksilla, 25 mm/min lisäys johtaa merkittävään prosentuaaliseen tuotannon lisäykseen.

Tämän artikkelin 2. osassa käsittelemme suuttimen esilämmityssuuttimia eri polttokaasuille ja vaatimuksia viisteleikkaukselle muotoleikkauksen sijasta. Keskustelemme myös useista olosuhteista, jotka voivat aiheuttaa leikkauslaatuun liittyviä ongelmia.