Metallerin Isıl Kesimi (Diyagramlı)
Bu makaleyi okuduktan sonra, metallerin ısıl kesilmesi işlemlerini uygun diyagramlar yardımıyla öğreneceksiniz.
Termal kesim, bir kesimi elde etmek için bir metalin hızlandırılmış bir hızda eritilmesi veya oksitlenmesi için bir elektrik arkının ısısı, radyasyon enerjisi veya ekzotermik reaksiyonun kullanıldığı bir işlem ailesidir. Metalleri kesmek için arkın ısısını kullanan bir dizi işlem vardır ve bunlar korumalı metal ark, hava karbon ark, plazma ark, gaz tungsten ark ve gaz metal ark içerir.
Elektron ışını ve lazer ışını, metallerin kesilmesini sağlamak için radyasyon enerjisini kullanır. Oksijen jeti ile birlikte oksi-yakıt gazı alevi, yeterli ısı üreten ve özellikle düşük karbonlu demir alaşımlarının metallerinin parçalanmasını etkileyen bir ekzotermik oksitleyici reaksiyonu başlatmak ve sürdürmek için kullanılır. Bu işlemlerden oksi-asetilen, hava karbon arkı ve plazma arkı sanayide kullanılan üç ana termal kesim işlemidir.
1887'de icat edilen oksi-asetilen alev kesme işlemi, düşük karbonlu çeliklerin ekonomik ve yüksek hızlı kesilmesi için en çok kullanılan işlemdir. Bu işlemde, Şekil 2.58'de gösterilen bir gaz kesme torcu, gaz kaynak torçuna bir miktar benzerlik gösterir.
Gaz kesme torcu sadece bir oksi-asetilen alevi elde etmek için bir araç sağlamakla kalmaz, ayrıca ısıtılmış metal üzerinde aşağıdaki reaksiyon ile oksidasyona ve ısı oluşumuna neden olan yüksek basınçlı saf oksijen gazı jeti sağlamak için ayrı bir kol kontrollü geçite sahiptir .
3Fe + 20 2 → Fe3O4 + ısı (1120 KJ / mol)
Bununla birlikte, reaksiyonun başlatılması ancak kesilecek olan metal çelik için 870 ° C veya daha yüksek bir tutuşma sıcaklığına ulaştıysa mümkündür. Reaksiyon başladıktan sonra, alev sadece onu sürdürmek için gereklidir, bu nedenle düşük enerjili nötr bir alev kullanılır. Oksitlenmiş metal (Fe3O4), çeliğin erime noktasından daha düşük erime noktasına sahiptir, bu nedenle kesme, erime işleminden daha hızlı bir şekilde gerçekleştirilir.
Oksijen jeti ayrıca, oksitlenmiş metalin veya cürufun kesikten veya kerfeden üflenmesinde de yardımcı olur.
Ticari olarak, oksi-asetilen kesme işlemi, düz veya konturlu kesimler için hafif ve düşük alaşımlı çeliklerin yanı sıra kaynak için birleştirme kenarı hazırlanması için yaygın olarak kullanılır. Aynı zamanda, örneğin dökümhanelerde kapıları ve yükselticileri, vs. çıkarmak için dökümhanelerde dökme demir ve paslanmaz çeliklerin kesilmesinde sınırlı bir kullanım alanı bulur.
Hava karbon ark işlemi, metali eritmek ve malzemeyi kısmen oksitleyebilen ve dolayısıyla erime noktasını düşürmeye yardımcı olabilecek basınçlı hava ile keserek dışarı üflemek için bir grafit çubuk ile iş parçası arasında bir elektrik yayının ürettiği ısıyı kullanır. Sıkıştırılmış hava jeti genellikle, Şekil 2.59'da gösterildiği gibi erimiş metali üflemek için yayı takip eder.
İşlem metallerin kesilmesi veya parçalanması ve oyulması için kullanılır. 60 voltluk bir açık devre voltajına sahip hem ac hem de dc olan standart ark kaynağı güç kaynaklarının çoğu, havadaki karbon ark kesimi için kullanılabilir. Kullanılan 150 ila 300 mm uzunluğundaki elektrotların çapı 4 ila 25 mm arasında değişir. Hem çıplak hem de bakır kaplı elektrotlar kullanılır, ancak sonraki tip, elde ettikleri daha iyi oluk homojenliği nedeniyle daha geniş kullanım alanı bulur. Kullanılan hava basıncı dakikada 85 ila 1415 litre hava akış hızında 55 ila 70 N / cm2'dir.
Hava karbon ark işlemi, oluk açma, eklem kenarı hazırlama ve hatalı kaynak metali kaldırmak için yaygın olarak kullanılır. Metal cisimlerin kazınması için de kullanılır.
Plazma ark kesme işleminde, bir metal yüksek hızlı iyonize edilmiş bir sıcak gaz jeti kullanılarak eritilerek ayrılır. Kullanılan ekipman plazma ark kaynağı için kullanılana benzer, ancak gaz basıncı kaynakta kullanılandan daha yüksektir.
Plazma ark kesme torcu, Şekil 2.60'da gösterildiği gibi, DC güç kaynağının anotuna bağlı iş parçası ile transfer edilen plazma tipindedir. Kullanılan güç kaynağı, açık devre voltaj aralığı 120 ila 400 volt olan düşme volt-amper karakteristik tipindedir. Daha yüksek OCV, daha kalın bölümleri kesmek için kullanılır. Gereken çıkış akımı aralığı genellikle 70 ila 1000 amperdir.
Plazma jeti üretmek için kullanılan gaz, kesilecek metale bağlıdır, örneğin karbon çeliği basınçlı hava ile kesilebilirken, çoğu demir dışı metaller azot, hidrojen, argon veya bunların karışımları kullanılarak kesilebilir.
Neredeyse tüm metaller plazma ark kesme ile kesilebilir, ancak özellikle alüminyum ve paslanmaz çeliklerin kesilmesi için uygundur. Ayrıca istif kesimi, şekil kesimi ve plaka eğimi için de kullanılabilir.
Yukarıda tarif edilen üç kesim yönteminin yanı sıra, zaman zaman özel uygulamalar için başka termal kesim yöntemleri de kullanılmaktadır, örneğin, sıyırma için karbon ark yerine korumalı metal ark işlemi kullanılabilir. Bununla birlikte, bu, kaynakta kullanılandan daha yüksek akım kullanılmasını içerir, ancak kullanılan ekipman temel olarak hem kaynak hem de kesme için aynı kalır.
Elektron ışını ve lazer ışını aynı zamanda metallerin kesilmesi için de kullanılabilir, ancak ekipmanların başlangıçtaki yüksek maliyeti nedeniyle kullanımları sınırlıdır.
