INFORMATII DE BAZA

TAIEREA OXIGAZ

Taierea oxigaz este procedeul cel mai vechi si mai folosit la taierea otelului, aliajele usoare ale acestuia si titanului. Nu este potrivit metalelor neferoase, cum ar fi aluminiul sau otel-inox, aliaje de nichel, bronz si cupru. Grosimea materialelor ce pot fi taiate variaza de la 3 la 300mm, folosind echipamentul standard. Folosind echipament specializat, grosimea materialului de taiat poate ajunge si la 3.000mm.

Gazele de combustie folosite in acest procedeu variaza ca performante si pret. Acetilena produce cea mai fierbinte flacara, la 3.160°C, MAPP ajunge la 2.976°C, Propanul la 2.828°C, gazul natural la 2.770°C. Temperaturile mai joase se vor reflecta intr-o durata mai lunga a strapungerii, viteza scazuta si zone mai largi afectate de caldura. Inainte de alegerea gazului de combustie, trebuie tinut cont de raportul oxigen/gaz necesar pentru a atinge rezultatul dorit. Totodata, livrarea gazului de la furnizor, depozitarea si masurile de siguranta necesare sunt elemente care pot avea un rol important in alegerea unui tip de gaz. Procesul de taiere se face folosind o torta (lance) echipata cu duza potrivita pentru grosimea materialului; gazul de combustie si oxigenul se alimenteaza in conditii presurizate, pre-incalzind materialul la temperaturi cuprinse intre 700°C si 900°C, pana acesta ajunge la culoarea rosu intens, nu galbena. Aceasta este cosinderata temperatura de aprindere, iar introducerea jetului de oxigen provoaca o reactie exotermica, otelul se oxideaza si este indepartat din piesa de lucru. Pentru a obtine o taietura optima si pentru constanta in repetabilitate, un sistem CNC este recomandat. Materialul de taiat e de preferat sa fie lipsit de rugina, uleiuri sau impuritati. Alegerea corecta a duzei, presiunea gazelor, forma flacarii, inaltimea si viteza de taiere ar trebui verificate si testate inainte de inceperea propriu-zisa a procesului de taiere.

Sistemele mecanizate de taiere sunt potrivite in santiere navale, procesarea otelului, in general in entitati de productie cu necesar mare de prelucrare a meterialelor prin taiere. Sistemele de taiere si craituire manuale sunt folosite si in domeniile amintite, dar si pentru taierea resturilor de metal sau dezmembrarea diferitelor echipamente, instalatii, nave etc.

TAIEREA CU PLASMA

Este cel mai versatil procedeu de taiere, din cele trei mentionate in aceasta prezentare, si este destinat taierii tuturor materialelor conductive electric, cel mai comun fiind otel-carbonul, dar si aliaje ale otelului, aluminiu, aliaje de nichel si cupru. In general, grosimea materialului ce poate fi taiat prin acest procedeu variaza intre 0,5mm pana la 150mm.

Taierea cu plasma este in general mai rapida in comparatie cu taierea oxigaz, la materiale similare si de aceiasi grosime. Avantajul plasmei este si faptul ca arcul trece peste punctele de aer, permitand astfel si taierea materialelor stivuite, laminate, vopsite, ruginite, gaurite etc.

Taierea cu arc de plasma necesita un sistem generator (sursa de plasma), torta (pistolet) si gazul de taiere. Cele mai populare sisteme pentru debitarea cu plasma sunt intre 30A si 800A. Acestea au atasata torta si sunt conectate la sursa de gaz. Exista doua categorii de sisteme: cu un gaz de taiere sau cu mai multe gaze de taiere. Sistemel cu un singur gaz au un cost mai scazut, dar pot prezenta rezultate acceptabile ale taierii materialelor, cum ar fi otelul-carbon si aliajelor usoare ale otelului. Sistemele mai avansate multi-gaz sunt potrivite taierii tuturor materialelor conductive, prin folosirea consumabilelor si a gazelor corecte pentru aceste tipuri. Echipamentele cu un singur ga folosesc in general aer comprimat sau azot. Cele multi-gaz pot combina aerul comprimat, oxigenul, azotul, argonul si hidrogenul.

Arcul electric este generat la nivelul tortei, presiunea mare a gazului este directionata printr-un orificiu cu diametru mic in varful duzei, iar datorita arcului electric generat se produce jetul de plasma care are o temperature de aproximativ 20.000°C sau chiar mai mare daca se folosesc combinatii de gaze. Jetul de plasma strapunge rapid piesa de lucru, iar materialul topit fiind indepartat.

Similar cu echipamentele CNC folosite la taierea oxigaz, setarea parametrilor este necesara pentru o functionare corecta; amperajul, gazul folosit, presiunea, alegerea consumabilelor, inaltimea la care este tinuta torta fata de piesa de lucru, viteza au fiecare in parte un rol important si influenteaza rezultatul final al taierii.

Sistemele manuale de taiere cu plasma au o versatilitate superioara fata de cele cu oxigaz, portabilitatea lor permitandu-le sa acopere o gama mai larga de aplicatii pentru taiere, pot fi combinate cu diferite dispozitive motorizate, carucioare CNC etc. Sunt mai versatile si in operatiile de craituire, prin rapiditate si eficienta in eliminarea surplusului de material.

Sistemele mecanizate de taiere cu plasma sunt potrivite atat domeniilor cu necesar mic de taiere a metalului, cat si celor cu volum si necesar mare, procesarea otelului, santiere navale etc. Sistemele de taiere si craituire manuale sunt folosite si in domeniile amintite, dar si pentru taierea resturilor de metal sau dezmembrarea diferitelor echipamente, instalatii, nave etc

TAIEREA CU LASER

Taierea cu laser este cel mai nou procedeu dintre cele mentionate in aceasta prezentare, iar evolutia acestui procedeu a fost remarcabila in ultimii ani. Fasciculul de laser folosit la taierea metalului a suferit schimbari radicale, fiind folosit in anii ’70 in principal la prelucrarea titanului pentru industria aeronautica, dar odata cu introducerea laserelor cu CO2, au devenit din ce in ce mai populare la nivel global. In present, dezvoltarea tehnologiei a dus la aparitia laserelor cu fibra, acestea fiind considerate in prezent ca fiind cele mai avansate si mai bune in domeniu.

Puterea de taiere a laserelor a crescut enorm de-a lungul timpului, de la 300W pentru a taia otel-carbon la grosimi de 1,00mm, la 20.000W pentru a taia otel-carbon de 50mm. In acest moment, 12.000W este acceptat ca fiind valoarea normala pentru a taia otel-carbon la grosimea 25mm. Taierea cu laser este procedeul cel mai exact si versatil din cele enumerate, avand totusi dezavantajul grosimilor maxime mai mici pe care le poate procesa.

Cand toti parametri de taiere sunt setati corect, piesele taiate cu laser au nevoie de cea mai mica prelucrare post-taiere. Acest procedeu functioneaza cel mai bine intr-un mediu cat mai curat, impuritatile din aer generate de alte procese (cum ar fi sudarea de exemplu), avand un efect negativ asupra calitatii taierii si a duratei de viata a echipamentului. Materialele ce urmeaza a fi taiate trebuie sa fie curate si lipsite de contaminari ale suprafetelor.

Fasciculul de laser este generat printr-una din urmatoarele trei metode: stare solida, gaz CO2 sau fibra. Laserele cele mai avansate, cele cu fibra, au fasciculul transportat la capul de taiere printr-o fibra, avantajul aici fiind ca lungimea traseului ramane constanta si astfel se elimina timpii morti necesari resetarii si ajustarii dispozitivelor de transfer pentru fascicul. Gazele de taiere folosite aici sunt oxigenul si azotul, oxigenul. La taierea otel-carbonului cu oxigenul ca si gaz asistent, apare o reactie exotermica simila cu cea de la taierea oxigaz, materialul topit fiind indepartat de pe piesa de lucru. Azotul este folosit pentru a taia aluminiu, otel-inox, aliaje de nichel, titaniu si cupru. Azotul poate fi folosit si ca gaz asistent la taierea otel-carbon sau aliajelor usoare ale otelului, rezultand o calitate superioara a taieturii si mai putine prelucrari ulterioare.

Sistemele de taiere cu laser necesita investitii initiale substantiale, iar costul energiei electrice este unul semnificativ. Din acest motiv, anumite facilitati de productie folosesc sisteme automatizate de taiere cu laser in perioada noptii (costul si impactul asupra retelei electrice generale fiind mai scazut), acestea fiind operate fara suport uman sau cu un efectiv mic de angajati pentru a elimina eventualele probleme aparute. Desi costul energiei electrice este unul semnificativ, consumabilele folosite la taierea cu laser au in general un cost scazut.