Molte officine di produzione spendono molto tempo e denaro nella molatura, nella scalpellatura e nella sabbiatura dei pezzi tagliati su una macchina al plasma per rimuovere la bava. Con così tante variabili nell’equazione della qualità di taglio, come può fare l’operatore di una torcia al plasma a risolvere il problema della bava? Controllando con attenzione le variabili critiche di processo, l’operatore ha la possibilità di ridurre o eliminare la bava e i relativi costi causati da operazioni secondarie.
La bava è metallo fuso ossidato risolidificato che non è stato completamente espulso dalla larghezza del taglio durante il taglio. Questo è il problema più comune di qualità di taglio del taglio al plasma stesso. La bava può formare un accumulo bolloso lungo il bordo inferiore della lamiera (bava da bassa velocità), una piccola nervatura rigida di materiale non tagliato (bava da alta velocità) o una patina sottile lungo la superficie superiore della lamiera (schizzo di metallo fuso superiore).
La formazione di bava dipende da numerose variabili di processo tra cui la velocità della torcia, la distanza tra torcia e lamiera, l’amperaggio, la tensione e le condizioni dei consumabili. È inoltre influenzata dalle variabili del materiale come spessore e tipo di materiale, grado, composizione chimica, condizioni della superficie, planarità e persino variazioni della temperatura del materiale mentre viene tagliato. Tuttavia, le variabili più critiche da considerare nella formazione di bava sono velocità di taglio, amperaggio e distanza tra torcia e lamiera.
Bava da bassa velocità
Se la velocità di taglio è troppo bassa, il getto di plasma inizia a cercare più materiale da tagliare. La colonna dell’arco cresce di diametro, ampliando la larghezza del taglio fino al punto in cui la porzione ad alta velocità del getto di plasma non emette più materiale fuso dal taglio. Questo comporta che il materiale fuso inizi ad accumularsi lungo il bordo inferiore della lamiera in forma spessa e globulare. Questa è chiamata bava da bassa velocità. A velocità estremamente basse l’arco si spegne perché non c’è metallo a sufficienza per sostenere un arco trasferito. L’aumento dell’amperaggio o la diminuzione della distanza tra torcia e lamiera (mantenendo spessore del materiale e velocità costante) hanno un effetto sul taglio simile al rallentamento della velocità di taglio. Entrambe queste variazioni comportano che una maggiore energia dal getto di plasma entri in contatto con una data zona del materiale in un dato periodo di tempo. Un amperaggio eccessivo o una distanza tra torcia e lamiera bassa possono causare una bava da bassa velocità. Un po' di bava da bassa velocità agli angoli di un taglio plasma è normale dato che la velocità non rimane costante sulle curve strette.
Per eliminare la bava da bassa velocità:
- Aumentare la velocità di taglio con incrementi di 5 pollici per metro
- Aumentare la distanza torcia-lamiera con incrementi di 1/16 di pollice o di 5 volt
- Ridurre l’amperaggio con incrementi di 10 ampere
- Se il taglio non migliora con nessuna di queste misure, prendere in considerazione l’utilizzo di un ugello di misura inferiore.
Bava da alta velocità
Se la velocità di taglio è troppo elevata, l’arco ritarda nella larghezza del taglio causando una piccola nervatura di bava o una bava di ribaltamento lungo il bordo inferiore del pezzo tagliato. Questa bava da alta velocità è più tenace e in genere è necessaria una lavorazione accurata per rimuoverla. A velocità estremamente alte, l’arco diventa instabile e inizia a oscillare verso l’alto e verso il basso nella larghezza del taglio comportando una coda di scintille e materiale fuso. A queste velocità l’arco potrebbe non riuscire a penetrare il metallo o a estinguersi.
Anche un’eccessiva distanza tra torcia e lamiera o un basso amperaggio (per un dato spessore del materiale e velocità di taglio) può comportare bava da alte velocità perché entrambe queste variazioni comportano una riduzione di energia del getto di plasma.
Per ridurre la bava da alta velocità:
- Controllare prima se sull’ugello siano presenti segni di usura (scriccatura, orifizio sovradimensionato o ellittico)
- Diminuire la velocità di taglio con incrementi di 5 pollici per metro
- Diminuire la distanza torcia-lamiera con incrementi di 1/16 di pollice o di 5 volt
- Aumentare l’amperaggio (ma senza superare il 95% della taratura dell’orifizio dell’ugello)
Bava da schizzi superiori:
La bava da schizzi superiori è un accumulo di metallo risolidificato che spruzza lungo la parte superiore del pezzo tagliato. In genere è molto semplice da rimuovere. Le cause generalmente sono un ugello usurato, una velocità di taglio eccessiva o una distanza torcia-lamiera eccessiva. Questo è causato dal flusso vorticoso del getto di plasma che a un determinato angolo di attacco sparge il materiale fuso davanti alla larghezza del taglio piuttosto che verso il basso attraverso questa.
Per eliminare la bava da schizzi superiori:
- Controllare se sull’ugello siano presenti segni di usura
- Diminuire la velocità di taglio con incrementi di 5 pollici per metro
- Diminuire la distanza torcia-lamiera con incrementi di 1/16 di pollice o di 5 volt
Come la velocità di taglio influenza la qualità di taglio
 |
La velocità di taglio è corretta
La velocità di taglio è troppo elevata
La velocità di taglio è troppo bassa |
Intervallo senza bava
Tra gli estremi della bava da alta e bassa velocità c’è un intervallo di taglio senza o con un minimo di bava. La ricerca di questo intervallo è fondamentale per ridurre la necessità di operazioni secondarie sui pezzi tagliati al plasma.
L’intervallo varia a seconda del gas plasma usato: Ad esempio i gas azoto e i gas plasma ad aria hanno un intervallo relativamente senza bava sull’acciaio al carbonio mentre il plasma a ossigeno ha un intervallo più ampio senza bava. Il gas plasma a ossigeno reagisce con l’acciaio al carbonio per produrre uno spruzzo di metallo fuso e ciascuna goccia ha una tensione superficiale. Questo spruzzo fuso viene espulso più facilmente attraverso larghezza del taglio.
L’intervallo senza bava è anche influenzato dal tipo di materiale. Ad esempio gli acciai laminati a freddo presentano un taglio più pulito rispetto a quelli laminati a caldo e gli acciai decapati presentano un taglio più pulito rispetto a quelli non decapati.
Per valutare la velocità di taglio ottimale:
- Metodo 1: Realizzare una serie di tagli di prova a diverse velocità di taglio e scegliere la velocità che produce il taglio più pulito. Le linee di ritardo (piccole creste sulla superficie del taglio) sono un buon indicatore della velocità di taglio. Le basse velocità di taglio producono linee di ritardo verticali che sono perpendicolari al piano della lamiera. Le alte velocità di taglio creano linee di ritardo inclinate a S parallele alla lamiera lungo il bordo inferiore. Esaminando le linee di ritardo l’operatore può stabilire se è necessario un aumento o una diminuzione della velocità per trovare l’intervallo senza bava. Molti operatori tendono a rallentare la macchina alla prima comparsa di bava ma spesso è necessario un aumento della velocità.
- Metodo 2: Osservare l’arco (indossando occhiali da saldatura idonei) durante il taglio e cambiare la velocità in maniera dinamica per produrre l’arco con le caratteristiche ottimali. Per farlo, osservare l’angolo dell’arco appena esso esce da sotto al pezzo in lavorazione. Se si taglia con gas plasma ad aria, l’arco deve essere verticale appena esce dal lato inferiore del taglio. Con azoto o argon/idrogeno, la miglior soluzione è un arco leggermente posteriore, e con il gas plasma a ossigeno la velocità di taglio migliore è quella che dà un arco leggermente anteriore.