Nghiên cứu chế độ cắt khi thực hiện với một quá trình bán tự động sử dụng một mỏ cắt plasma. Hồ quang plasma được truyền đến cho các tấm thép và dòng khí thổi kim loại lỏng ra khỏi tấm. Chiều dày của tấm có thể khác nhau từ vài mm đến 2cm. Các thông số chế độ cắt là cường độ dòngđiện - điện áp hồ quang, áp lực khí và vận tốc cắt. Góc hình thành trong quá trình cắt bởi cạnh của rãnh cắt so với phương thẳng đứng và sự hình thành xỉ ở mặt dưới của tấm là minh chứng cho chất lượng cắt.
Cắt plasma ngọn đuốc có dòng khí xoáy thường sẽ gây ra góc hình thành giữa hai cạnh rãnh cắt với phương vuông góc bề mặt tấm khác nhau: một cạnh rãnh cắt có góc độ khoảng 10 30 và cạnh còn lại khoảng 30 80[5]. Với ngọn đuốc có dòng chảy tầng, các góc độ cả hai bên cạnh rãnh cắt thường khoảng 40 80. Với những góc độ này, khi cắt cần chú ý trong các ứng dụng cơ giới hóa. Tùy yêu cầu cụ thể của cạnh rãnh cắt sau khi gia công mà ta điều chỉnh góc độ của ngọn đuốc sao cho sau khi cắt có cạnh vuông với bề mặt phôi hoặc theo góc độ yêu cầu.
Hình 2.7. Cấu tạo ngọn đuốc
a) Ngọn đuốc dòng chảy xoáy; b) Ngọn đuốc dòng chảy tầng
Trong ngành công nghiệp đóng tàu, khối lượng thép tấm dùng để gia công các kết cấu là rất lớn với nhiều kích cỡ và nhiều biên dạng khác nhau. Tương ứng với một chiều dày tấm cụ thể ta cần lựa chọn một chế độ cắt phù hợp nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm sau khi cắt và nâng cao hiệu quả sản xuất. Vỏ tàu là kết cấu phức tạp nhất, tùy vào từng khu vực ta lựa chọn tấm có chiều dày thích hợp (có thể từ 8÷30mm), đồng thời có biên dạng phức tạp nhất đòi hỏi trình độ chuyên môn khá cao và công nghệ tiên tiến để gia công.
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi lựa chọn nghiên cứu chế độ cắt thép tấm tôn bao vỏ tàu bằng tia plasma ôxy với tấm thép có chiều dày h = 10mm, biên dạng cắt là đường thẳng đây là chiều dày được sử dụng nhiều trong ngành đóng tàu, trên cơ sởkết quả đã nghiên cứu được chúng tôi sẽ xây dựng chế độ cắt cụ thể phù hợp cho từng chiều dày và biên dạng tấm khi cắt.
Với chiều dày tấm h = 10mm, chúng tôi sử dụng thiết bị cắt để nghiên cứu như sau: máy cắt Plasma Cutmaster 151, xe tự hành hàn tự động dưới lớp thuốc, chai khí ôxy, thực hiện quá trình cắt bán tự động.
Thông số chế độ cắt plasma: Cường độ dòngđiện I. Ap suất khí. Tốc độ cắt. Chiều dày tấm Chiều cao mỏ cắt. Hình dạng mỏ cắt. Biên dạng những đường cắt. Hướng cắt.
Khi thực hiện quá trình cắt, chúng tôi nhận thấy các thông số chiều cao mỏ cắt, hình dạng mỏ cắt, biên dạng đường cắt, hướng cắt là các yếu tố có ảnh hưởng ít đến chất lượng và hiệu quả sản phẩm sau khi cắt. Về mặt khoa học thì tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến quá trình cắt, tuy nhiên trong phạm vi nghiên cứu chúng tôi không thể khảo sát toàn bộ các yếu tố được vì vậy chúng tôi chỉ tập trung nghiên cứu khảo nghiệm các thông số khi cắt tấm thép có chiều dày 10mm như sau:
Cường độ dòng điện và điện áp tương ứng thiết bị nghiên cứu: 50A -100V, 60A– 104V, 70A– 108V, 80A – 112V.
Tốc độ cắt điều chỉnh: 0,8m/phút, 1m/phút, 1,2m/phút, 1,4m/phút. Áp lực khí Ôxy khi cắt điều chỉnh áp suất nh ư sau: 4,5at, 5at, 5,5at, 6at.