برش پلاسمایی چگونه کار می کند ؟ – مزایا و معایب برش پلاسمایی

برش پلاسما

برش فلز را می توان به دو دسته برش مکانیکی و حرارتی تقسیم نمود. برش پلاسما یک روش برش حرارتی است که در آن از گاز یونیزه شده برای برش فلز استفاده می شود.

این نوع برش یکی از رایج‌ترین تکنیک ها برای برش صفحات فلزی ضخیم است، با اینحال برای برش صفحات فلزی نازک نیز کاربرد دارد.

پلاسما چیست؟

قطعاً درباره 3 حالت اساسی ماده “جامد، مایع و گاز” شنیده اید. اما یک مورد چهارم نیز وجود دارد: “پلاسما”

امکان یافتن پلاسما در طبیعت وجود دارد اما عمدتاً در قسمت های بالایی جو زمین می باشد. شفق‌های قطبی معروف نتیجه بادهای خورشیدی ساخته شده از پلاسما هستند. روشنایی و آتش با دمای بالا نیز شامل پلاسما می باشد و همچنین، بدن ما.

در مجموع، پلاسما چیزی حدود 99 درصد از جهان مرئی را تشکیل می دهد.

در زندگی روزمره ما می توانیم با پلاسما در تلویزیون ها، لامپ های فلورسنت، تابلوهای نئون و البته برش های پلاسما مواجه شویم.

پلاسما یک ماده گاز مانند یونیزه شده و رسانای الکتریکی است. به این معنی که برخی از اتم ها الکترون از دست داده‌اند و الکترون های آزاد نیز در اطراف شناور هستند.

با قرار دادن گاز در دمای بسیار بالا می توان پلاسما تولید کرد. به همین دلیل است که پلاسما را اغلب گاز یونیزه می نامند.

پلاسما شبیه گاز است زیرا اتم ها در تماس دائمی با یکدیگر نیستند. در عین حال، از نظر توانایی جریان در هنگام قرار گرفتن در معرض میدان الکتریکی و مغناطیسی، مانند مایعات رفتار می کند.

پلاسما کاتر (برش‌دهنده پلاسما) چگونه کار می کند؟

برش لیزری

فرآیند برش پلاسما یک روش برش حرارتی است. به این معنی که به جای برش مکانیکی فلز از گرما برای ذوب فلز استفاده می گردد.

مکانیزم کلی سیستم همیشه یکسان است. برش های پلاسما از هوای فشرده یا گازهای دیگر مانند نیتروژن استفاده می کنند. برای ایجاد پلاسما در گازهای مذکور، یونیزاسیون صورت می گیرد.

به طور معمول، گازهای فشرده شده با الکترود تماس پیدا می کنند و سپس برای ایجاد فشار بیشتر یونیزه می شوند. هنگامی که فشار افزایش می یابد، جریانی از پلاسما به سمت سر برش‌دهنده رانده می شود.

نوک برش‌دهنده، جریان رانده شده خروجی را محدود می کند تا جریانی ثابت از پلاسما ایجاد کند. سپس بر روی قطعه کار قرار می گیرد. از آنجایی که پلاسما رسانای الکتریکی است، قطعه کار از طریق میز برش به زمین متصل می گردد.

همانطورکه قوس پلاسما با فلز تماس می گیرد، دمای بالای آن، فلز را ذوب می کند. در همین حین، گازهای با سرعت بالا، فلز مذاب را از کنار می زنند.

شروع فرآیند برش

همه سیستم ها یکسان کار نمی کنند. یک روش کلی کم‌ هزینه به نام تماس با فرکانس بالا وجود دارد. این روش برای برش های پلاسما  CNCدر دسترس نیست زیرا فرکانس بالا می تواند با تجهیزات مدرن تداخل داشته و مشکلاتی ایجاد نماید.

برش لیزری

در این روش از جرقه با ولتاژ و فرکانس بالا استفاده می شود. ایجاد جرقه زمانی اتفاق می افتد که مشعل پلاسما فلز را لمس کند. این باعث بسته شدن مدار و ایجاد جرقه می شود که به نوبه خود پلاسما را ایجاد می کند.

گزینه دیگر روش قوس پایلوت است. ابتدا جرقه در داخل مشعل توسط مدار ولتاژ بالا و جریان کم ایجاد می شود. جرقه، قوس پایلوت را که مقدار کمی پلاسما است ایجاد می کند.

قوس برش زمانی ایجاد می شود که قوس پایلوت با قطعه کار تماس پیدا می کند. اپراتور اکنون می تواند فرآیند برش را شروع کند.

روش سوم استفاده از سر مشعل پلاسمایی فنری است. با فشار دادن مشعل بر روی قطعه کار، یک اتصال کوتاه ایجاد می گردد که باعث می شود جریان شروع به جاری شدن نماید.

آزاد کردن فشار، قوس پایلوت را ایجاد می کند. این روش مانند روش قبلی است. یعنی تماس قوس با قطعه کار.

مزایا و معایب

مزایا

  • قابلیت برش تمام مواد رسانا (برش شعله، اگرچه برای برش فلزات ضخیم نیز مناسب است اما فقط به فلزات آهنی محدود می شود.)
  • کیفیت عالی برای ضخامت تا 50 میلی متر.
  • حداکثر ضخامت 150 میلی متر.
  • هزینه نسبتا کم برای برش های ضخامت متوسط.
  • بهترین راه برای برش فولاد ضد زنگ و آلومینیوم با ضخامت متوسط.
  • در دسترس بودن ماشین های CNC برای ارائه دقت و تکرارپذیری بالا.
  • توانایی و امکان برش در آب و در نتیجه HAZ (ناحیه متاثر از گرما) کوچکتر، همچنین کاهش سطح نویز.
  • برش نازکتر در مقایسه با برش شعله.

معایب

  • HAZ بزرگتر در مقایسه با برش لیزر.
  • کیفیت کمتر ورق ها و صفحات نازک تر در مقایسه با برش لیزر.
  • دقیق نبودن تلرانس‌ها در مقایسه با برش لیزر.
  • عدم برش ضخامت هایی که می توان با واترجت یا برش شعله انجام داد.
  • بر جای گذاشتن HAZ (در روش واترجت HAZ بر جای نمی‌ماند.)
  • پهن‌تر از برش لیزر.

انتخاب روش برش

انتخاب بین روش های مختلف برش به مواد، ضخامت آن و کاربرد قطعات بستگی دارد.ضخامت برش توصیه شده برای برش پلاسما بین 15 تا 50 میلی متر است.حد بالای توصیه شده ضخامت مواد برای سرویس برش پلاسما حدود 50 میلی متر برای کربن و فولاد ضد زنگ است. آلومینیوم نیز نباید از 40 میلی متر بیشتر باشد.هر ضخامتی بالاتر از ضخامت‌های مذکور در حوزه کاری واترجت و برش شعله می باشد.خدمات برش لیزری به دلیل کیفیت و سرعت برش بیشتر باید گزینه ارجح برای ورق های فلزی (Sheet Metal) و صفحات نازک تر باشد. اما حد بالای برش لیزری چیزی در حدود 25 تا 30 میلی متر است.همچنین، برش پلاسما با صفحاتی که از حدود 15 میلی‌متر شروع می‌شوند، سریع‌تر و در نتیجه ارزان‌تر است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.