ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 158 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ мерный износ вызывает отклонение при работе плазменной струи от номинального положения и, как следствие, приводит к недостаточному качеству реза после 100–150 пусков. По этой причине соосность отверстий на выходе и в конической части сопла плазмотрона должна быть на достаточно высоком уровне для обеспечения точности реза при эксплуатации плазмотрона. Резка образцов в штатном режиме характеризуется минимальной интенсивностью износа расходных элементов, что показано на рис. 2, л, м. Повышение давления газа (воздуха) в системе от 2,0…2,5 до 3,0…3,5 бар увеличивает срок службы расходных элементов плазмотрона более чем в два раза и снижает риск двойного дугообразования при работе. Повышение давления в разрядной камере приводит при несоблюдении давления воды на входе в плазмотрон к выдавливанию частично газа и плазмы в отверстие электрода и его эрозии, что можно наблюдать при визуальном осмотре (рис. 2, л, м). Увеличение сопротивления течению воды на выходе из плазмотрона также позволило нивелировать указанный дефект в работе, даже при наличии неточностей в изготовлении сопла или несвоевременного выключения пусковой дуги, что можно видеть по отсутствию повреждений в верхней части рабочих электродов на рис. 5 и 6. Заключение Процесс плазменной резки на токе обратной полярности является достаточно сложным, неоднородным во времени и зависящим от большого количества различных факторов. Проведенные исследования показывают, что аналогично ряду более ранних исследований на плазмотронах прямой полярности и на меньших толщинах разрезаемого листового проката [11, 16, 20 и др.] основными из наиболее опасных факторов для катастрофического выхода из строя рабочих элементов плазмотронов в условиях резки толстолистового проката титановых и алюминиевых сплавов на токе обратной полярности являются несоблюдение зазора в разрядной камере и низкое давление газа в системе. Эти факторы могут привести к двойному дугообразованию при резке и замыканию между электродом и соплом через оплавленный металл. Соблюдение минимального зазора и давление газа выше 2,5…3,0 атмосфер позволяют значительно снизить риск катастрофического выхода из строя сопел и электродов. Применение технологии впрыска воды в рабочую зону позволяет улучшить качество реза и продолжительность работы расходных элементов, что также описано в работах [17, 18], но может привести к некоторому увеличению износа электрода при недостаточном сопротивлении течению воды на выходе из плазмотрона. Несоосность конической части сопла и отверстия на выходе из него приводит к более быстрому выходу из строя как самого сопла, так и рабочего электрода за счет неравномерного износа. Повышенный износ рабочих элементов плазмотрона также может происходить из-за несвоевременного выключения пусковой дуги при переключении в рабочий режим. В штатном режиме работы износ рабочих элементов разрабатываемого в ходе выполнения совместного проекта «ИТС-Сибирь» и ИФПМ СО РАН плазмотрона при резке листового проката алюминиевых и титановых сплавов толщиной до 100 мм на токе обратной полярности хотя и является достаточно интенсивным в сравнении с резкой листового проката меньших толщин, но позволяет на данное время выдерживать более 250–300 пусков с различной длиной реза. Список литературы 1. Modeling of the polycrystalline cutting of austenitic stainless steel based on dislocation density theory and study of burr formation mechanism / J. Wen, L. He, T. Zhou [et al.] // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2023. – Vol. 37 (6). – P. 2855–2870. – DOI: 10.1007/s12206-023-0512-8. 2. Akkurt A. The eff ect of cutting process on surface microstructure and hardness of pure and Al 6061 aluminium alloy // Engineering Science and Technology, an International Journal. – 2015. – Vol. 18 (3). – P. 303– 308. – DOI: 10.1016/j.jestch.2014.07.004. 3. A virtual sensing approach for quality and productivity optimization in laser fl ame cutting / N. Levichev, A. Tomás García, R. Dewil, J.R. Dufl ou // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2022. – Vol. 121. – P. 6799–6810. – DOI: 10.1007/s00170-022-09750-8. 4. Electrical arc contour cutting based on a compound arc breaking mechanism / G.-J. He, L. Gu, Y.-M. Zhu, J.-P. Chen, W.-S. Zhao, K.P. Rajurkar // Advances in Manufacturing. – 2022. – Vol. 10 (4). – P. 583–595. – DOI: 10.1007/s40436-022-00406-0.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1