धातुओं के आर्क काटने की प्रक्रिया: 6 प्रक्रियाएं

यह लेख धातुओं के शीर्ष छह चाप काटने की प्रक्रियाओं पर प्रकाश डालता है। ये प्रक्रियाएँ हैं: 1. कार्बन आर्क कटिंग 2. एयर कार्बन आर्क कटिंग 3. मेटल आर्क कटिंग 4. गैस मेटल आर्क (GMA) कटिंग 5. गैस टंगस्टन आर्क (GTA) कटिंग 6. प्लाज़्मा आर्क कटिंग।

आर्क काटने की प्रक्रिया # 1. कार्बन आर्क काटने:

कार्बन आर्क कटिंग में, कार्बन या ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड का उपयोग धातु को पिघलाने के लिए किया जाता है ताकि चित्र में दिखाया गया है। ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड उच्च वर्तमान घनत्वों की अनुमति देते हैं, लंबे समय तक तेज रहते हैं और कार्बन इलेक्ट्रोड की तुलना में एक कट-ऑफ का उत्पादन करते हैं। प्रत्यक्ष वर्तमान शक्ति स्रोत का उपयोग सर्किट के नकारात्मक पक्ष से जुड़े इलेक्ट्रोड के साथ किया जाता है। तालिका 19.3 ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के साथ स्टील प्लेट को काटने की दर का अनुमानित अनुमान देती है।

चाप कटिंग के लिए सबसे उपयुक्त स्थिति डाउनहैंड या वर्टिकल-अप है जो पिघली हुई धातु को कट से आसानी से बाहर निकलने की अनुमति देता है। परिणामी केर्फ आमतौर पर फ्यूज्ड किनारों के साथ मोटा होता है। केर्फ की खुरदरापन को चाप के एक तरफ से दूसरी तरफ कूदने के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। कार्बन आर्क कटिंग की अन्य कमियां 25 मिमी चौड़ी, भारी वर्गों पर कटने की एक कम दर है, केर्फ द्वारा प्रशंसनीय कार्बन पिक की वजह से कठोरता बढ़ जाती है और इसलिए बाद में मशीनिंग कठिनाइयों और उच्च वर्तमान आवश्यकता होती है।

कार्बन आर्क कटिंग का उपयोग कच्चा लोहा, मिश्र धातु स्टील्स और अलौह धातुओं के उत्पाद काटने के लिए किया जा सकता है; हालाँकि इस प्रक्रिया का अधिक औद्योगिक महत्व नहीं है।

आर्क काटने की प्रक्रिया # 2. एयर कार्बन आर्क काटना:

धातुओं को काटने की एयर कार्बन आर्क विधि में इलेक्ट्रिक आर्क के साथ धातु को पिघलाने और हवा के विस्फोट से इसे हटाने का काम होता है। कार्बन इलेक्ट्रोड के समानांतर यात्रा करने वाला एक उच्च वेग जेट चाप के पीछे पिघले हुए धातु पूल से टकराता है और पिघले हुए धातु को बाहर निकालता है। अंजीर। 19.12 प्रक्रिया की बुनियादी विशेषताओं को दर्शाता है। कार्बन इलेक्ट्रोड एक विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए धारक में होता है जिसमें छेद होते हैं जिसके माध्यम से संपीड़ित हवा के जेट इलेक्ट्रोड के साथ और पीछे होते हैं।

आर्क काटने की प्रक्रिया # 3. धातु आर्क काटने:

धातु चाप काटने की प्रक्रिया में कटौती एक इलेक्ट्रोड और वर्कपीस के बीच चाप पिघलने से हासिल की जाती है; गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा पिघला हुआ पदार्थ हटा दिया जाता है। जब कवर किए गए इलेक्ट्रोड को काटने के लिए उपयोग किया जाता है, तो प्रक्रिया को ढाल धातु चाप (एसएमए) काटने कहा जाता है।

आवश्यक उपकरण मानक परिरक्षित धातु चाप वेल्डिंग उपकरण है। एसएमए में, कोर सामग्री को काटने से कोई भी कम कार्बन स्टील हो सकता है, यहां तक ​​कि वेल्डिंग के लिए अनुपयुक्त, क्योंकि कोर धातु में अशुद्धियां बहुत कम परिणाम हैं। सेलुलोसिक कोटिंग जैसे गहरे पैठ वाले कोटिंग्स के लिए वरीयता दी जानी चाहिए। एक अपेक्षाकृत छोटे व्यास के इलेक्ट्रोड का उपयोग डीसी इलेक्ट्रोड नकारात्मक के साथ किया जाना चाहिए।

कोटिंग इलेक्ट्रोड के पिघलने को धीमा कर देता है, चाप को स्थिर करता है और एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करता है जिससे चाप को साइड की दीवार के साथ छोटा करने से रोका जाता है क्योंकि इलेक्ट्रोड को कट में खिलाया जाता है। यदि इलेक्ट्रोड कोटिंग को पानी में डुबोकर गीला किया जाता है तो इलेक्ट्रोड की खपत दर नीचे आ जाएगी ताकि प्रति इलेक्ट्रोड में अधिक लंबाई काटा जा सके।

SMA में culling में करंट को वेल्डिंग के लिए सामान्य रूप से उपयोग किए जाने की तुलना में बहुत अधिक सेट किया जाता है। यह एक बड़े पिघले हुए पूल में परिणत होता है जो कट बनाने से दूर हो जाता है। मोटी सामग्री पर कट बनाने के लिए और पिघली हुई धातु को गिराने की अनुमति देने के लिए एक क्रिया की आवश्यकता होती है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 19.14।

एसएमए कटिंग द्वारा निर्मित कट रफ है लेकिन कार्बन आर्क कटिंग से बेहतर है; कटौती इलेक्ट्रोड व्यास के बराबर चौड़ाई के साथ संकीर्ण है। इसका उपयोग ज्यादातर रफ काम के लिए किया जाता है जैसे कि स्क्रैप काटना, कीलक काटना और छेद छेदना।

आर्क कटिंग प्रोसेस # 4. गैस मेटल आर्क (GMA) कटिंग:

इस प्रक्रिया में सामान्य गैस धातु चाप वेल्डिंग उपकरण का उपयोग किया जाता है और काटने के लिए गर्मी एक निरंतर खिलाया इलेक्ट्रोड तार और वर्कपीस के बीच गठित इलेक्ट्रिक चाप से प्राप्त होती है, आमतौर पर अक्रिय गैस परिरक्षण के साथ। आर्क तार के आगे की ओर और आगे बढ़ने वाले केर्फ किनारे के बीच निर्मित होता है। परिरक्षण गैस के प्रवाह के कारण बल और इलेक्ट्रोड चुंबकीय प्रभाव केर्फ से पिघली हुई धातु को बाहर निकाल देते हैं। इस प्रक्रिया का उपयोग सभी स्थिति काटने में किया जा सकता है लेकिन इसका कोई औद्योगिक महत्व नहीं है।

चाप काटने की प्रक्रिया # 5. गैस टंगस्टन आर्क (GTA) काटना:

इस प्रक्रिया में एक टंगस्टन इलेक्ट्रोड और गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (GTAW) के लिए इस्तेमाल के रूप में एक ही उपकरण का उपयोग कर काम के बीच एक चाप द्वारा काटने को प्राप्त किया जाता है। कटिंग अच्छी वेल्डिंग की स्थिति के लिए आवश्यक वर्तमान घनत्व को ऊपर उठाकर और परिरक्षण गैस के प्रवाह की दर में वृद्धि के साथ पूरा किया जाता है।

गैस जेट का वेग पिघला हुआ धातु को केरफ बनाने के लिए उड़ा देता है। आम तौर पर 65% आर्गन और 35% हाइड्रोजन के गैस परिरक्षण का उपयोग किया जाता है। नाइट्रोजन का उपयोग किया जा सकता है बशर्ते कि ऑपरेशन के दौरान बनने वाले जहरीले धुएं को निकालने के लिए पर्याप्त सावधानी बरती जाए।

जीटीए काटने के लिए विशिष्ट गति 3 मिमी मोटी एल्यूमीनियम पर 1 से 1.5 मीटर / मिनट और 3 मिमी मोटी स्टेनलेस स्टील पर 0-5 से 1 मीटर / मिनट है। इस्तेमाल किया गया वर्तमान स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम को 13 मिमी मोटी तक काटने के लिए 200 लो 600 ए है।

केर्फ के साथ कट की गुणवत्ता अच्छी है और अक्सर बाद के परिष्करण ऑपरेशन की आवश्यकता नहीं होती है। इस प्रक्रिया का उपयोग लगभग 50 मिमी मोटी तक स्टेनलेस स्टील्स को काटने के लिए किया जा सकता है। धातु को अधिक से अधिक काटा जाना सहिष्णुता है जिसे कट की चौड़ाई पर अनुमति दी जानी चाहिए।

हालांकि GTA कटिंग प्रक्रिया का उपयोग किसी भी धातु को पतले वर्गों में काटने के लिए किया जा सकता है लेकिन इसे प्लाज्मा आर्क कटिंग द्वारा बदल दिया गया है और अब यह बहुत कम औद्योगिक महत्व को छोड़कर है जब अन्य अधिक कुशल प्रक्रियाओं के लिए उपकरण उपलब्ध नहीं हैं।

चाप काटने की प्रक्रिया # 6. प्लाज्मा चाप काटना:

प्लाज्मा आर्क कटिंग (PAC) प्रक्रिया में, धातु को कटे हुए चाप के साथ एक स्थानीय क्षेत्र को पिघलाकर और प्लाज्मा जेट नामक एक उच्च वेग वाले गर्म आयनीकृत गैस के साथ पिघला हुआ पदार्थ निकालकर काटा जाता है।

प्लाज्मा जेट काटना प्लाज्मा वेल्डिंग के कीहोल मोड के समान है सिवाय इसके कि वेल्डिंग के विपरीत कीहोल को प्लाज्मा चाप के पीछे बंद करने की अनुमति नहीं है। प्लाज्मा जेट का वेग बहुत अधिक होता है इसलिए पिघली हुई धातु को हटाना आसान होता है।

प्लाज्मा चाप काटने का उपयोग मुख्य रूप से स्थानांतरित चाप मोड में किया जाता है जो प्लाज्मा चाप दीक्षा के लिए पायलट चाप को नियोजित करता है।

पीएसी प्रक्रिया के तीन प्रमुख रूपांतर हैं: उच्च वर्तमान प्लाज्मा कटिंग, कम वर्तमान प्लाज्मा कटिंग, और पानी के इंजेक्शन या पानी परिरक्षण के साथ प्लाज्मा काटना। प्लाज्मा मशाल डिजाइन प्रक्रिया भिन्नता पर निर्भर करता है।

प्लाज्मा कट की गुणवत्ता:

प्लाज्मा कट की गुणवत्ता सतह की चिकनाई, केर्फ़ चौड़ाई, कटे हुए चेहरे की समानता, कट की धार और शीर्ष किनारों की तीक्ष्णता से निर्धारित होती है। ये कारक सामग्री में कटौती, उपकरण डिजाइन और सेटअप और ऑपरेटिंग चर द्वारा तय किए जाते हैं।

उच्च गुणवत्ता में कटौती आम तौर पर मध्यम शक्ति और कम काटने की गति के साथ प्राप्त की जाती है। सतह ऑक्सीकरण लगभग पूरी तरह से मॉडेम स्वचालित पीएसी उपकरण के साथ गायब है जो पानी के इंजेक्शन या पानी परिरक्षण का उपयोग करता है।

बहुत मोटी स्टेनलेस स्टील (> 180 मिमी) पर प्लाज्मा चाप प्रक्रिया में गति और केर्फ चौड़ाई के मामले में ऑक्सी-ईंधन गैस काटने पर बहुत कम लाभ होता है, हालांकि पीएसी काफी अधिक स्वच्छ है। सामान्य तौर पर, प्लाज्मा कटिंग में केर्फ की चौड़ाई ऑक्सी-फ्यूल कटिंग के लिए केर्फ चौड़ाई की तुलना में 1.5 से 2 गुना अधिक होती है।

प्लाज्मा चाप काटने का परिणाम आम तौर पर बेवल कट होता है और कट के दोनों किनारों पर बेवल कोण काटने की गति के साथ बढ़ता है। टार्च स्टैंड-ऑफ की दूरी बहुत बड़ी होने पर या किसी दिए गए प्लेट को काटने के लिए अत्यधिक शक्ति का उपयोग करने पर एज राउंडिंग परिणाम; यह 6 मिमी से कम मोटी सामग्री के उच्च गति काटने से भी हो सकता है।

एल्यूमीनियम, स्टेनलेस स्टील, और कम कार्बन स्टील्स के प्लाज्मा कटिंग के लिए उच्च गुणवत्ता वाले कटौती प्राप्त करने के लिए विशिष्ट परिचालन सिफारिशें क्रमशः टेबल 19.6, 19.7 और 19.8 में दी गई हैं।

स्लैग या सकल ऑक्सीकृत या पिघला हुआ पदार्थ है जो थर्मल कटिंग के दौरान बनता है और प्लेट के निचले किनारे पर चिपक जाता है। वर्तमान में यंत्रीकृत उपकरण के साथ 75 मिमी तक मोटाई के लिए एल्यूमीनियम और स्टेनलेस स्टील्स में और लगभग 40 मिमी तक कम कार्बन स्टील्स पर सकल-मुक्त कटौती का उत्पादन किया जा सकता है; हालांकि कम कार्बन स्टील्स के लिए गति और करंट का चयन अधिक महत्वपूर्ण है। घने सामग्री में कटौती के लिए सकल आमतौर पर अपरिहार्य है।

सुरक्षा:

क्योंकि प्लाज्मा जेट सामान्य रूप से सुपरसोनिक के करीब वेग पर संचालित होता है, इससे प्लाज्मा आर्क कटिंग में उच्च शोर स्तर होता है। इसलिए, ऑपरेटर को न केवल चाप चकाचौंध, स्पटर और धुएं से बल्कि उच्च शोर स्तरों से भी सुरक्षित होना चाहिए।

सामान्य सुरक्षात्मक कपड़ों के अलावा, दस्ताने और हेलमेट ऑपरेटर को कान के प्लग जैसे कान सुरक्षा उपकरण का उपयोग करना चाहिए। उचित वेंटिलेशन के लिए स्थानीय निकास प्रदान किया जाना चाहिए। इनके अलावा पीएसी के लिए उपयोग किए जाने वाले दो सबसे सामान्य सुरक्षा सामान हैं; वे पानी की मेज और पानी मफलर हैं।

वाटर टेबल एक पारंपरिक कटिंग टेबल है जिसमें कटे हुए वर्कपीस की निचली सतह तक पानी भरा होता है। प्लाज्मा जेट के कारण पानी में उत्पन्न होने वाली अशांति धुएं और मिट्टी से निकाले गए पदार्थ को फँसाने में मदद करती है।

वाटर मफलर एक उपकरण है जो शोर को कम करता है। यह मशाल शरीर से जुड़ा एक नोजल है जो टार्च नोजल के नीचे पानी का एक पर्दा पैदा करता है। यह हमेशा एक पानी की मेज के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है। प्लेट (वर्कपीस) के ऊपर पानी का पर्दा और नीचे की तरफ प्लेट को ढालने वाला पानी प्लाज्मा आर्क जेट को ध्वनि-गतिरोधी ढाल में संलग्न करता है।

अनुप्रयोगों:

प्लाज्मा आर्क कटिंग का उपयोग डाइलेक्ट्रिक्स सहित किसी भी सामग्री को काटने के लिए किया जा सकता है। अधिकांश अनुप्रयोगों चाप, हालांकि, सादे कार्बन स्टील्स, एल्यूमीनियम और स्टेनलेस स्टील्स के काटने तक ही सीमित हैं। इसका उपयोग स्टैक कटिंग, प्लेट बेवेलिंग, शेप कटिंग और पियर्सिंग के लिए किया जा सकता है। यह प्रक्रिया सफलतापूर्वक 40 मिमी मोटी तक कार्बन और स्टेनलेस स्टील्स से निपट सकती है, 90 मिमी तक के कास्ट इरॉन के साथ, एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं के साथ 120 मिमी मोटी और तांबे के साथ 80 मिमी तक मोटी होती है।

ऑक्सी-एसिटिलीन काटने की तुलना में पीएसी के आर्थिक लाभ लंबे समय तक टुकड़ों में अधिक स्पष्ट होते हैं, बड़ी संख्या में टुकड़ों पर किए गए निरंतर कटौती। इस तरह के आवेदन आमतौर पर जहाज निर्माण, भंडारण टैंक निर्माण, पुल निर्माण और इस्पात आपूर्ति केंद्रों में होते हैं। पीएसी का उपयोग उच्च सटीकता और सहिष्णुता को खोने के बिना उच्च गति पर किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए धातुओं को 2-5 से 3-8 मीटर / मिनट की गति से काटा जा सकता है जिसे ऑक्सी-एसिटिलीन काटने से 0-5 से 0-63 मीटर / मिनट की अधिकतम गति से काटा जा सकता है। 7 मीटर / मिनट तक की गति कुछ पतली सामग्री को काटने में उपयोग की जा सकती है; ऐसी गति स्पष्ट रूप से केवल स्वचालित साधनों से संभव है।

यदि सामग्री की मोटाई लगभग 75 मिमी है, तो पीएसी की तुलना में सादा कार्बन स्टील प्लेट को ऑक्सी-एसिटिलीन काटने की प्रक्रिया से तेजी से काटा जा सकता है। हालांकि, 25 मिमी से कम मोटाई के काटने के लिए, पीएसी ऑक्सी-एसिटिलीन प्रक्रिया की तुलना में पांच गुना अधिक तेज है। प्लाज्मा स्टैक पुलिंग ऑक्सी-एसिटिलीन प्रक्रिया के साथ स्टैक कटिंग की तुलना में अधिक कुशल है।

प्लाज्मा आर्क कटिंग को पानी के नीचे धातुओं को काटने के लिए भी संशोधित किया जा सकता है।

निम्न वर्तमान प्लाज्मा भिन्नता लोकप्रियता प्राप्त कर रही है क्योंकि इसका उपयोग उत्पादन और रखरखाव के लिए स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम सहित सामग्री को काटने के लिए मैन्युअल रूप से किया जा सकता है। दोषपूर्ण कास्टिंग को उबारने के लिए निम्न वर्तमान प्लाज़्मा गौइंग का उपयोग किया जा सकता है।

उच्च वर्तमान प्लाज्मा का उपयोग किसी भी सामग्री को स्वचालित आकार के काटने के उपकरण के साथ काटने के लिए किया जा सकता है, लेकिन प्रक्रिया के आर्थिक लाभ प्राप्त करने के लिए उच्च गति उपकरण की आवश्यकता होती है।

जल-इंजेक्शन प्लाज्मा कटिंग न केवल उच्च वर्तमान प्लाज्मा प्रक्रिया द्वारा उत्पादित धुएं और धुएं को कम करता है, बल्कि अधिकांश सामग्रियों पर कटौती की गुणवत्ता में भी सुधार करता है।