DE2640506C3

DE2640506C3 - Gas mixture for the production of beard-free separating cuts during plasma cutting

Info

Publication number: DE2640506C3
Application number: DE19762640506
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 4000 Duesseldorf Baumgaertner; Herbert Dipl.-Ing. 6370 Oberursel Flasskamp
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1976-09-09
Filing date: 1976-09-09
Publication date: 1981-01-22
Also published as: FR2364088A1; DE2640506A1; FR2364088B1; NL7709588A; AT369305B; ATA540677A; ES461629A1; CH637559A5; DE2640506B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gasgemisch zur Herstellung von bartfreien Trennschnitten beim Plasmaschneiden von niedriglegierten, kohlenstoffarmen Stählen (Baustahl).The present invention relates to a gas mixture for producing beard-free separating cuts in plasma cutting of low-alloy, low-carbon steels (structural steel).

Beim Plasmaschneiden von Baustählen unter Verwendung der bisher üblichen Plasmaschneidgasgemische wie Argon, Argon Wasserstoff-Gemisch, Luft sowie Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch (s. DE-PS 12 31 093) etc. zeigt die Praxis, daß bartfreie Trennschnitte nicht beliebig oft reproduzierbar sind. Bei den meisten Plasmaschnitten dieser Art haftet an der Unterseite der Schnittkante geschmolzenes Material an, welches nur mittels eines zusätzlichen Bearbeitungsvorgangs (Schleifen, Hobeln etc.) entfernt werden kann. Dadurch wird jedoch das Plasmaschneiden von Baustählen unwirtschaftlich.When plasma cutting structural steels using the previously customary plasma cutting gas mixtures such as argon, argon-hydrogen mixture, air and nitrogen-hydrogen mixture (see DE-PS 12 31 093) etc. shows in practice that beard-free separating cuts cannot be reproduced as often as desired. Most plasma cuts of this type stick to the Molten material on the underside of the cutting edge, which only by means of an additional machining process (Grinding, planing, etc.) can be removed. However, this makes the plasma cutting of Structural steels are uneconomical.

Um bartfreie Trennschnitte mittels eines Plasmaschneidbogens zu erreichen, ist es beispielsweise durch die US-PS 36 41308 sowie die DE-OS 2130 394 bekannt, den Plasmaschneidstrahl mit einem Wasserstabilisierungsmantel zu umgeben, wozu jedoch zusätzliche, kostenverursachende Einrichtungen notwendig sind.In order to achieve beard-free separating cuts by means of a plasma cutting arc, it is, for example, through US-PS 36 41 308 and DE-OS 2130 394 known to surround the plasma cutting beam with a water stabilization jacket, but for which additional, cost-generating facilities are necessary.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Plasmaschneidgasgemisch zu schaffen, mit dem ohne zusätzliche, den Plasmastrahl beeinflussende Medien bartfreie Trennschnitte erreichbar sind. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Plasmaschneidgasgemisch mit folgender Zusammensetzung vorgeschlagen:The object of the present invention is to create a plasma cutting gas mixture with which without additional media influencing the plasma jet beard-free separating cuts can be achieved. To the solution According to the invention, this object is a plasma cutting gas mixture with the following composition suggested:

80-35 VoL-% Stickstoff
15-50 Vol.-% Neon
5-19VoI.-o/oHelium80-35% by volume nitrogen
15-50% by volume neon
5-19VoI.-o / oHelium

Mit diesem Plasmaschneidgasgemisch werden überraschenderweise barifreie Trennschnitte auch bei niedriglegierten, kohlenstoffarmen Stählen (Baustahl) erreicht, so daß zusätzliche Einrichtungen, wie es beim Plasmaschneiden mit Wasserstabilisierungsmantel der Fall ist, nicht mehr notwendig sind.With this plasma cutting gas mixture, surprisingly, barifree cuts are also made with Low-alloy, low-carbon steels (structural steel) achieved, so that additional facilities, as it is at Plasma cutting with a water stabilization jacket is no longer necessary.

In Weiterbildung der Erfindung hat sich ein Gasgemisch als bevorzugt herausgestellt, welches zusätzlich !— 5 Vol.-% Wasserstoff enthält. Untersuchungen haben ergeben, daß besonders vorteilhafte Schneidergebnisse in bezug auf die Bartfreiheit und die Schneidgeschwindigkeit erreicht werden, wenn der Stickstoffgehalt im Gasgemisch im Bereich von 60% bis 80% liegt, wobei dann der Neonanteil zwischen 15 und 30% und der Heliumantei! 5 bis 10% beträgt.In a further development of the invention, a gas mixture has been found to be preferred which additionally! - contains 5% by volume of hydrogen. Studies have shown that particularly advantageous Cutting results in terms of beard freedom and cutting speed can be achieved when the The nitrogen content in the gas mixture is in the range from 60% to 80%, with the neon content then between 15 and 30% and the helium content! 5 to 10%.

Besonders vorteilhafte Schneidergebnisse in bezug auf die Beschaffenheit der Schnittkanten sowie in bezug auf die Arbeitsspannung haben s^;ch bei einem Gasgemisch mit folgender Zusammensetzung herausgestellt: S ^; ch for a gas mixture with the following composition:

75VoI.-% Stickstoff (N₂)
16,8VoI.-% Neon (Ne)
5,6Vol.-% Helium (He)
2.5Vol.-% Wasserstoff(H₂)75VoI .-% nitrogen (N ₂ )
16.8 Vol .-% neon (Ne)
5.6% by volume helium (He)
2.5% by volume hydrogen (H ₂ )

[Argon (Ar)
Rest \ Sauerstoff (O₂)[Argon (Ar)
Rest \ oxygen (O ₂ )

I Kohlendioxid (CO₂)I carbon dioxide (CO ₂ )

Dabei liegt der Sauerstoffanteil im Gemisch bevorzugt unter 100 vpm. Mit einem derartigen Gasgemisch, werden insbesondere in bezug auf die Arbeitsspannung sehr günstige Ergebnisse erreicht So wurde beispielsweise festgestellt, daß bei dem Schneiden von einem 10 mm dicken Baustahlblech (ST 37-2, ungeprimert) mitThe oxygen content in the mixture is preferred below 100 vpm. With such a gas mixture, in particular with regard to the working voltage very favorable results achieved For example, it was found that when cutting one 10 mm thick mild steel sheet (ST 37-2, unprimed) with

■to einer Geschwindigkeit von 1000 mm/min unter Verwendung einer von der Anmelderin unter der Bezeichnung PC 250-1 vertriebenen Plasmaanlage und einem unter der Bezeichnung PMC 250 von der Anmelderin vertriebenen Plasmaschneidbrenner, sowie einem Schneidstrom von 240 A die Arbeitsspannung nur 80 V betragen hat, gegenüber den sonst üblicherweise auftretenden 140 Volt. Damit wird durch das erfindungsgemäße Gasgemisch die Arbeitsspannung wesentlich herabgesetzt, was insbesondere im Hinblick■ to a speed of 1000 mm / min using one of the applicant under the Designation PC 250-1 sold plasma system and one under the designation PMC 250 by the Applicant sold plasma cutting torch, as well as a cutting current of 240 A the working voltage only 80 V, compared to the 140 volts that usually occur. Thus, by the invention Gas mixture significantly reduces the working voltage, which is particularly important

Ό auf die gültige Schutzbestimmung gegen zufällige Berührung besonders vorteilhaft ist Durch das Gasgemisch wird somit das gesamte Plasmaschncidverfahren in bezug auf die Berührungsgefahr sicherer. Darüber hinaus wird durch die Spannungsreduzierung gleichzeitig auch die erforderliche Schneidenergie herabgesetzt, so daß auf Grund des erfindungsgemäßen Plasmaschneidgasgemisches die erforderliche Energie zum Schneiden gegenüber bisher geringer ist.Ό on the valid protection against accidental Contact is particularly advantageous. The gas mixture thus makes the entire plasma cutting process safer in terms of the risk of contact. In addition, by reducing the tension at the same time the required cutting energy is reduced, so that due to the inventive Plasma cutting gas mixture the energy required for cutting is lower than before.

Claims

Claims;

1. Gas mixture for producing beard-free separating cuts during plasma cutting of low-alloy, low-carbon steels (structural steel), characterized by the following composition:

80-35 volume percent nitrogen
15-50% by volume neon
5-19% helium

2. Gas mixture according to claim 1, characterized in that that the gas mixture contains 1-5% by volume of hydrogen

3. Gas mixture according to claim 1 and 2, characterized by the following composition:

75Vol.- ° / o nitrogen (N ₂ )
16.8 Vol .-% neon (Ne)
5.6Vc! .-% helium (He)
2 ^ vol-% hydrogen (H ₂ )

[Argon (Ar)
Remainder <oxygen (O ₂ )

I carbon dioxide (CO ₂ )