مقالات

دستگاه برش پلاسما

1. کاربرد اصلی پرتو پلاسمائی :

• پوشش‌­دهی با استفاده از پرتو پلاسما، به عنوان مثال: پوشش‌­های فلزی و سرامیکی با کیفیت بالا با ضخامت 0.1 میلی متر که مقاومت در برابر خوردگی ، دما و سایش داشته باشد.

• جوشکاری، که از اصلی ترین کاربردهای پلاسما می‌­باشد.

• برش مواد، به عنوان مثال: برش قالب­‌های نازک، برش صفحات آلومینیوم، برش فولادهای با کیفیت تا ضخامت 25 میلی­ متر 

شکل 2 برش پلاسمای شرکت رادوکس

1.  اصول برش پلاسما:

 برش پلاسما توسط یک جت گاز با سرعت و دمای بالا انجام می‌­شود. این دمای بالا نتیجه­‌ی تشکیل قوس بین الکترود تنگستن و قطعه است. بوسیله برش قوس پلاسما می­‌توان برش­‌های دقیقی در فولاد ضد زنگ و فلزات غیر آهنی مانند آلومینیوم ایجاد کرد.

قوس در یک محافظ داخلی که از نظر بار الکتریکی خنثی است، ایجاد می‌­شود، در حالیکه محافظ بیرونی از سطح برش محافظت می‌کند. (شکل 3)

گازهای آرگون، هلیم، نیتروژن و مخلوط این گازها هم برای هردو محافظ داخلی و بیرونی استفاده می‌شوند.

برش قوس پلاسما با سرعت برش شناخته می‌­شود و عمدتا در سیستم‌­های اتوماتیک استفاده می­‌شود.

این برش با صدای زیادی همراه است. البته می‌­توان با کار کردن مشعل در زیر آب این صدا را کاهش داد. پلاسما توسط یک سیستم آبگرد احاطه شده است. دانسیته انرژی پلاسما تا22MW/cm2 بالا می­‌رود . این انرژی توسط نازل به روی قطعه(آند) متمرکز می­‌شود. در داخل قوس پلاسما دما به حدود 30000 درجه سانتی­گراد می­­‌رسد، که نشانگر انرژی جنبشی بالای پرتوی پلاسما است و سرعت بالای برش در مواد رسانای الکتریکی با ضخامت بالا را در پی خواهد داشت. 

حالت مطلوب قوس پلاسما یعنی نگه داشتن پلاسما در شکل مطلوب، ثبات قوس [1]نام دارد.

برای فرآیند برش، اول از همه یک قوس کوچک با ولتاژ بالا بین نازل و کاتد اتفاق می­‌افتد. این قوس کم انرژی با یونیزاسیون، بین مشعل پلاسما و قطعه کار به وجود می‌­آید. هنگامی که این قوس به سطح قطعه می‌رسد، قوس اصلی با افزایش خودکار توان برق آغاز می‌­شود. گرمای قوس فلز را ذوب می‌کند و جت گاز فلز مذاب را از برش خارج می‌کند.

شکل 3 الفبای پلاسما

1. اجزای سازنده مشعل قوس پلاسما:

شکل 4 اجزای سازنده مشعل قوس پلاسما

C.W = سیستم آبگرد، نازل و الکترود ممکن است با آب خنک شوند.

P = گاز پلاسما که با مواد مختلف، متفاوت است.

S.G  =گاز محافظ کمکی، معمولاً آرگون به اضافه 1 تا 15٪ H2

T.E. = الکترود تنگستن 

O.S.R  =محافظ بیرونی سرامیکی 

R  = مقاومت جریان قوس کوچک 

E.S.B. =الکترود تنظیم­‌کننده فاصله

N.C. = نازل

C.O. = بهبوددهنده سرعت با تنظیم دهانه نازل

قطر 2.5 میلی متر ، حداکثر 250 آمپر ،

قطر 3.00 میلی متر ، حداکثر 350 آمپر

S.0  = فاصله ایستایی تقریباً 6 میلی متر

M.P.= قسمتی که به پلاسمای قوس شکل می­‌دهد و امکان افزایش سرعت جوشکاری را فراهم می­‌کند

= H.F. تخلیه با فرکانس بالا، که باعث روشن شدن قوس می­‌شود

N = نازل مسی