CNC プラズマのトラブルシューティング

Sep 12, 2023

従来のプラズマ システムのトーチのように、トーチが完全に正方形であり、ワークピースから適切な距離にあることを確認することが、良好な切断品質を実現するために重要です。

すべてのプラズマが同じように作られるわけではありません。 プラズマで金属を切断したりガウジングしたりする人は、さまざまなレベルの切断品質と生産性を大幅に異なる価格で提供するさまざまなクラスのプラズマがあることを必ずしも理解しているわけではありません。

プラズマウォーター。最も持ち運び可能なクラスのプラズマとして、エア プラズマは、手動または機械式トーチのいずれかを使用して切断およびガウジングの両方を行う能力を高く評価する溶接工の間で人気があります。 ハンドトーチを使用した場合の切断品質は、切断を行う人の腕次第です。 ただし、精密切断機に取り付けられたトーチを使用すると、公差が ±0.030 インチ以内の非常に滑らかで比較的正確な切断エッジが期待できます。

従来のプラズマ。従来の酸素ベースのプラズマ システムは、プラズマ ガスとして酸素を使用し、アークを抑制するために水を注入します。 エアプラズマよりわずかに優れた切断品質で、厚さ 2 インチまでの鋼を切断できます。 これらのシステムは、切断品質の向上に加えて、24 時間使用できるようにデューティ サイクルが高くなる傾向があります。

高解像度プラズマ。 1990 年代初頭にデビューした高解像度プラズマ システムは、機械化されたトーチを備えた重工業用途向けに設計されています。 手でカットするオプションはありません。 このプラズマは、ベント付きの 2 ピース ノズル設計を使用して、プラズマ アークのエネルギー密度を従来のプラズマの 15,000 アンペア/平方インチから約 60,000 アンペア/平方インチに増加させます。 高精細プラズマは、ゲージから 6 インチを超える材料まで、正方形でドロスのないエッジと、テーパーがほとんどまたはまったくない丸い穴を備えた、優れた切断品質を実現します。

今日のプラズマ システムは非常に高品質を生産できますが、実際にそれを実現するシステムを持つことは別問題です。 機械化プラズマ システムに関する問題のトラブルシューティングには、多くの場合、少しの調査作業が必要です。 カット品質の問題が発生した場合に自問すべき 8 つの質問を次に示します。

標準的な消耗品では、トーチが切断部内に前進するにつれてプラズマ アークが時計回りに回転します。 最も直角なカット角度は円弧の右側になります。 その結果、輪郭形状は時計回りに切断されますが、内部フィーチャーではトーチは反時計回りに移動する必要があります。 必要に応じて切断方向を確認し、調整します。

システムマニュアルの切断チャートを参照して、切断用途に適したプロセスを選択してください。 材料の種類、材料の厚さ、必要な切断品質、生産性の目標に応じて、適切なプロセスを選択します。 これらの要素に基づいて、カット チャートには必要な消耗品と、使用するプラズマおよびシールド ガスがリストされます。 さらに、切断パラメータには、必要なガス圧力 (または流量)、トーチからワークまでの距離、アーク電圧、および切断速度がリストされます。

プレートに近すぎる切断や穴あけを行うと、消耗品の前面にスパッタが付着する可能性が高くなります。 左側のノズルは真新しいもので、プラズマ アークを誘導するための真円のオリフィスが付いています。 右側のノズルのオリフィスには、プラズマ アークの品質に影響を与える非常に小さなノッチがあります。

プラズマ消耗品の簡単な目視検査を実行して、磨耗、へこみ、損傷がないか確認してください。 これらは精密部品であるため、表面に欠陥があるとシステムのパフォーマンスに悪影響を与える可能性があります。 消耗品は必要に応じて必ず交換してください。 また、消耗品を交換するときは O リングに注油することを忘れないでください。ただし、注油しすぎるとシステムのパフォーマンスにも悪影響を及ぼす可能性があるため、注油しすぎないでください。

あまり一般的ではありませんが、使用している消耗品がトーチに適合していない可能性があります。 引き続き問題が発生する場合は、消耗品の部品番号がオーナーズマニュアルに記載されている番号と一致していることを再確認してください。

トーチをワークピースに直角に当てる前に、テーブルとワークピースが水平であるかどうかを確認してください。 金属が曲がったり歪んだりすると、トーチを直角にすることが不可能になる可能性があり、理想的とはいえない切断品質を受け入れる必要がある場合があることに注意してください。

ワークピースに対するトーチの位置 (スタンドオフとも呼ばれます) が、ワークピースに近すぎたり遠すぎたりしないようにしてください。切断エッジが斜めになったり、丸くなったりする可能性があります。 さらに、トーチが近すぎると、後方に吹き飛ばされる金属スパッタがトーチやノズルに重大な損傷を与える可能性があります。 最後に、消耗品の磨耗に応じて、トーチとワークの距離を定期的に調整することを忘れないでください。

6. 適切な速度で切断していますか?

ドロスは、切断速度が速すぎるか遅すぎるかを知るための優れた視覚的手がかりとなります。 低速ドロスは、切断端の底に集まる泡状または球状の溶融材料です。 この種のカスは簡単に除去でき、プレートから剥がれ落ちます。 今後のパーツでそれを除去するには、より速くカットします。

高速ドロスにより、溶融金属のより薄いビードが切断部の底に集まります。 残念ながら、高速ドロスは除去するのが難しく、研磨が必要です。 ただし、解決策は簡単です。 切断速度を下げて、アークがトーチの速度に追いつくまでの時間を与えます。

この図は、切断中の金属から正しい高さに配置されたトーチを示しています。 トーチが近すぎたり遠すぎたりすると、切断エッジが斜めになったり丸くなったりします。

エアプラズマを使用している場合は、空気が清潔で乾燥していることを確認してください。 酸素またはマルチガス システムを使用している場合、同じことがガスにも当てはまります。 常に純粋で高品質のガスと、適切なサイズのレギュレーターとガスラインを使用してください。 手動パージが必要な場合は、パージ サイクルが完了したことを確認してください。 ガスが漏れていないか、流量が制限されていないか確認してください。 恐れずにガス販売店に相談してください。

テーブルは規定の速度で切削していますか？ トーチはテーブルガントリーにしっかりと固定されていますか? テーブルの動きはどうですか？ 振動していますか？ プラズマ切断の問題は多くの場合、プラズマ自体とは関係がなく、動きの不良やその他のテーブルの問題によって引き起こされます。 これまでの 7 つの質問をすべて実行しても問題が解決しない場合は、これが原因である可能性が高く、その場合はテーブルの製造元に相談する必要があります。

Jim Colt は、Hypertherm Inc. (21 Great Hollow Road, Hanover, NH 03755, 603-643-3441、www.hypertherm.com) のアプリケーション テクノロジー マネージャーです。

プラズマ システム、トーチ、消耗品のトラブルシューティングを行っても切断品質の問題が解決しない場合は、CNC テーブル自体に問題がある可能性があります。