مقالات

بررسی دستگاه برش پلاسما

بررسی و آشنایی با کاربردهای مهم دستگاه برش پلاسما در صنایع مختلف

ماشین‌آلات برش پلاسما در صنایع مختلف اعم از صنعت جوشکاری، برش مواد و پوشش‌های فلزی کاربرد دارد. 

در این مطلب ماشین بازار به معرفی محصول دستگاه برش پلاسما و نحوه استفاده از این دستگاه خواهیم پرداخت. 

همان طور که سه حالت اول ماده از جمله جامد، مایع و گاز است، برای رایج ترین ماده شناخته شده یعنی آب، این حالت‌ها مانند یخ، آب و بخار وجود دارد. 

با اضافه کردن گرما، یخ از حالت جامد به مایع تبدیل می‌شود و اگر گرمای بیشتری اضافه شود، به گاز (بخار) تبدیل می‌شود.

با گرم کردن بیشتر گاز، گاز به پلاسما تغییر می‌کند، در واقع پلاسما یک گاز رسانای الکتریکی است. یونیزاسیون گازها باعث ایجاد الکترون‌های آزاد و یون‌های مثبت در میان اتم‌های گاز می‌شود. با این اتفاق، گاز‌هادی جریان الکتریکی شده و به پلاسما تبدیل می‌شود. 

یکی از نمونه‌های پلاسما، که در طبیعت دیده می‌شود، رعد و برق است. صاعقه دقیقاً مانند یک پلاسما، جریان برق را از یک مکان به مکان دیگر منتقل می‌کند. 

در صاعقه، گازهای موجود در هوا یونیزه می‌شوند. از آرگون تک اتمی یا گازهای دو اتمی هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن و هوا به عنوان گاز پلاسما استفاده می‌شود. این گازهای پلاسما با انرژی قوس پلاسما یونیزه می‌شوند. در برش پلاسما، با ترکیب مجدد اتم‌ها و مولکول‌های بیرون از نازل کاتدی، انرژی دریافتی به طور ناگهانی آزاد شده و حرارت زیادی توسط پرتو پلاسما بر روی قطعه اعمال می‌شود.

کاربرد اصلی پرتو پلاسمائی 

پرتو پلاسما در صنایع مختلف کاربرد دارد این صنایع عبارت اند از:

• پوشش دهی 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.
• صنعت 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

اصول استفاده از دستگاه برش پلاسما

برش پلاسما توسط یک جت گاز با سرعت و دمای بالا انجام می‌شود. این دمای بالا نتیجه ی تشکیل قوس بین الکترود تنگستن و قطعه است. به وسیله 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 حالی که محافظ بیرونی از سطح برش محافظت می‌کند. (شکل 3)

گازهای آرگون، هلیم، نیتروژن و مخلوط این گازها هم برای هر دو 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 سانتی گراد 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  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.

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 تنظیم کننده فاصله
N.C. = نازل
C.O. = بهبود دهنده 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

سایت ماشین بازار در صدد آن است که از تولیدکنندگان در راستای خرید قسطی محصولات صنعتی حمایت کند. ماشین بازار در معرفی محصولات خود برای تولیدکنندگان دانش بنیان و غیر دانش بنیان در جهت فروش اقساطی محصولات صنعتی خود تنوع را هم در نظر گرفته بنابراین شما تولیدکنندگان می‌توانید ماشین‌آلاتی که مناسب کار و خط تولید خودتان هست را انتخاب کنید.