Lángvágó hegesztőpisztoly csúcsának/fúvókájának megtervezése és kiválasztása

Lángvágó hegesztőpisztoly csúcsának/fúvókájának megtervezése és kiválasztása

Tippek a lángvágó hegesztőpisztoly csúcsának megtervezéséhez/kiválasztásához

2 részes sorozat 1. része

A gépi lángvágó pisztoly vágó fúvókájának/hegyének megtervezése vagy kiválasztása során több tényezőt is figyelembe kell venni. Végignézünk néhány kulcsfontosságú tényezőt, amelyeket figyelembe kell vennie a lángvágó hegesztőpisztolyhoz megfelelő csúcs kiválasztásához.

Az alábbiakban számos figyelembe veendő tényezőről olvashat, de nem mindegyikről

  1. a vágandó acél vastagsága
  2. a vágási furat típusa (hengeres furat vagy nagy sebességű/széttartó furat)
  3. a felhasznált előmelegítő gáz
  4. a kívánt vágás típusa (alakvágás, leélezés stb.), valamint
  5. a vágandó anyag jellemzői (anyagösszetétel, alapozott lemez, reveréteg stb.).

Vannak más figyelembe veendő paraméterek is, de ezek a legfontosabbak. A lángvágás minden tényezője közül a fúvóka és az abból kilépő oxigénsugár messze a legfontosabb elem a folyamatban. Sem a pisztolynak, sem a hozzá tartozó nyomásszabályozó eszközöknek nincs sok köze a tényleges vágáshoz.

Lemezvastagság

A jelenlegi vágási gyakorlat azt ajánlja, hogy a lemezvastagság növekedésével növelni kell a vágófúvóka furatátmérőjét. A növekedés elsődleges oka az a tény, hogy a vágási sugár minősége/sebessége csökken a fúvókakimenettől mért távolság növekedésével. A vágó oxigénsugár sebessége mindig legalább hangsebesség (Mach=1), és szuperszonikusra nő a fúvókában vagy a fúvóka után.

Néha a réteges kifejezést használják a sugár leírására, de ez nem megfelelő kifejezés szuperszonikus sugár esetén. A furat átmérőjétől függ, hogy a hossz „megfelelő”-e. Ennél a szuperszonikus sugárnál L/d viszony van a jó vágósugár hossza (L) és a fúvóka átmérője (d) között; ezért ennek a sugárnak nő a tényleges hossza a furatátmérő növekedésével.

Bár a „túlméretezett” fúvóka „vékony” anyag vágására használható, ez általában a minőség romlását, valamint az oxigénfogyasztás növekedését eredményezi. A furat átmérőjének növekedésével a vágási oxigén mennyisége is növekszik. Fix üzemi nyomás esetén a vágási oxigén áramlási sebessége/mennyisége az átmérő négyzetével (d2) növekszik, így a furatátmérő kismértékű növekedése az áramlási sebesség nagy emelkedését eredményezi.

Ezért a túlméretezés nem jó ötlet, mivel az üzemeltetési költségek jelentős növekedését eredményezi. Az erős „túlméretezés” a vágás négyszögletességét is csökkenti. Általában a vágás fordított „V” betűvé válik, azaz a bevágás alja szélesebb, mint a bevágás teteje.

Vágási oxigénfuratok kialakításai

Ma két alapvető furatkialakítás létezik

  1. Hengeres furat és
  2. széttartó furat (nagysebességű furatnak is nevezik) (lásd az 1. ábrát).

A hengeres furatot leggyakrabban kézi vágáshoz és vékony anyagok (1/8–3/8 hüvelyk) gépi vágásához használják, míg a széttartó furatot általában 3/8 hüvelyknél vastagabb anyagokhoz használják. Mivel manapság a legtöbb CNC-vágógép plazma- és lángvágóval is rendelkezik, a legtöbb vásárló vékony anyagokat vág plazmával, ¾-1 hüvelyk vastagságú anyagok esetén pedig plazmáról lángvágásra vált. A kapcsolási pontot jellemzően a beszerelt plazmapisztolyok száma, e pisztolyok teljesítménye, valamint a beszerelt lángvágó hegesztőpisztolyok száma határozza meg.

A két típusú oxigénfurat használatának különbségét a legjobb működéshez szükséges nyomás jelenti. A hengeres furat körülbelül 40 psig nyomáson működik a legjobban, míg a széttartó furat 75–100 psig közötti nyomáson működik a legjobban. A tényleges legjobb nyomás a kimeneti méret és a torokméret arányától függ, így a nyomást a hegy gyártója határozza meg az általa választott aránytól függően. Ezek a nyomások a pisztoly bemeneténél mért nyomások. A vágóhegyek általában megfelelően működnek a tervezettől 10 psiggel nagyobb vagy kisebb nyomáson. Egyes kezelők ezeket a különleges feltételeket az adott körülmények kiértékelése után találják meg. Megjegyzendő, hogy a vágási oxigénnyomás növelésével a bevágási szélesség is növekszik.

A hatékonyan használt széttartó furatú fúvókák gyorsabb vágási sebességgel rendelkeznek, mint a hengeres furatú fúvókák, és a nagyobb üzemi nyomás ellenére kevesebb oxigént fogyasztanak vágásonként. Az alábbi táblázat a vágási sebességek általános összehasonlítását mutatja e két típusú fúvóka esetében.

Lángvágási sebességek grafikonja – Kattintson a nagyításhoz

Míg a tényleges sebesség nem lenyűgöző a plazmavágásnál megszokotthoz képest, a két stílus közötti százalékos különbség lenyűgöző. Mivel az összes lángvágást 20 ipm-nél kisebb sebességgel hajtják végre, az 1 ipm-es növekedés a termelés jelentős százalékos növekedését eredményezi.

A cikk 2. részében a fúvókák előmelegítési konstrukcióit tárgyaljuk a különféle éghető gázok esetén, valamint a leélezés követelményeit az alakvágással összehasonlítva. Több olyan körülményt is tárgyalunk, amelyek vágásminőségi problémákat okozhatnak.