برش پلاسما چیست؟ انواع مختلف برش پلاسما

شما قطعا نام سه وضعیت حالت ماده یعنی جامد , مایع و گاز را شنیده‌اید .

اما یک حالت چهارم به نام پلاسما نیز وجود دارد .

در زندگی روزمره ما می‌توانیم پلاسما را در تلویزیون ، چراغ‌های فلورسنت ، تابلوهای نئون روبه‌رو پیدا کنیم. پلاسما یک ماده شبیه گاز یونیزه همراه با رسانایی الکتریکی است.

این بدان معناست که برخی از اتم ها الکترون را از دست داده و الکترون های آزاد در اطراف شناور می شوند.

گاز با قرار گرقتن در معرض حرارت شدید، به پلاسما تبدیل شود.

به همین دلیل است که پلاسما اغلب گاز یونیزه نامیده می‌شود .

برش پلاسما یکی از معمولی ترین روش‌ها برای تولید محصولات فلزی است. در حالی که این تکنیک رایج ترین روش در صنعت فلز کاری است، بسیاری از مردم دقیقا نمی‌دانند که برش پلاسما چیست و یا چگونه کار می‌کنند .

در این مقاله ، ما اصول اولیه برش پلاسما و متریال هایی که شما می‌توانید برش دهید را به طور مختصر توضیح می دهیم .

به طور کلی هزینه برش پلاسما در مقایسه با دیگر فرآیندهای برش مانند برش لیزر یا واتر جت کم‌تر است.

ولی دقت و کیفیت لازم برای برش فلزات را ندارد .

پلاسما چگونه کار می کند ؟

فرآیند برش پلاسما روش برش حرارتی است . به این معنی است که برای برش فلزات به جای برش مکانیکی از گرما استفاده می‌شود .

مکانیزم کلی این سیستم همیشه یک‌سان است . برش پلاسما از هوای فشرده یا گازهای دیگر مثل نیتروژن استفاده می‌کند.

به طور معمول ، گازهای فشرده‌شده در تماس با الکترود قرار می‌گیرند و سپس برای ایجاد فشار بیشتر تلاش می‌کنند .

هنگامی که فشار ایجاد می‌شود ، جریانی از پلاسما به سمت نازل هل داده می‌شود .

با تماس پلاسما به فلز دمای بالای آن ذوب می‌شود و در همان زمان ،گازها با سرعت بالا  فلز را برش می دهند.

انواع روش های برش پلاسما

• آب سرد (Water Cooled) :
•  یکی از روش‌های مرسوم برای برش پلاسما است . این برش از گاز برای هل دادن و ایجاد پلاسما با دمای بالا برای برش استفاده می‌کنند در حالی که از آب برای خنک کردن استفاده می‌کنند .
• پلاسما هوا (Air Plasma) :
• بسیار شبیه برش پلاسما با آب سرد می باشد . برش پلاسما برای خنک کردن خود از هوای فشرده استفاده می‌کنند . این روش عمدتا ً برای دستگاه های برش قابل‌حمل یا دستی استفاده می‌شود
• گاز دوگانه (Dual Gas) :
• گاز دوگانه نیز بسیار شبیه روش‌های مرسوم است . اما به جای آن که هوا یا آب به عنوان خنک‌کننده عمل کند , از گاز ثانویه استفاده می‌کنند . این گاز بسته به نوع فلز متفاوت می باشد. این روش چند مزیت نسبت به برش سنتی پلاسما دارد ولی احتمال وقوع ” جرقه دوگانه ” نیز می باشد .

جرقه دو گانه زمان قوس الکتریکی ثانویه ظاهر می‌شود و کانال الکتریکی اولیه را جابجا می‌کند. این امر می‌تواند منجر به بی‌ثباتی در پلاسما شده و باعث آسیب به قطعه کاری شما شود و یا در مواردی به اپراتور آسیب می رساند .

• تزریق آب (Water Injection) :
• تزریق آب به دلیل مقرون به صرفه بودن و افزایش حرارت زیاد بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد . این روش کیفیت و سرعت برش را بهبود می بخشد و فرسایش نازل را کاهش می دهد.
• دفن در آب (Water Shroud) :
• دفن در آب شبیه تزریق آب است ، با این حال از آب به جای تشدید حرارت در اطراف پلاسما استفاده می شود.
• دفن در آب باعث کاهش دود و سطح سر و صدا شده و عمر نازل را نیز بهبود می بخشد. به عنوان یک مزیت اضافی ، این روش برای قطعات کار که تا 75 میلی متر زیر سطح آب غوطه ور شده اند مناسب است.
• پلاسما با توان بالا (High Tolerance Plasma) :
•  دستگاه های برش پلاسما با توان بالا با مجبور کردن پلاسما به چرخش در هنگام تزریق به نازل عمل می کنند ، همچنین معمولاً با جریان ثانویه گاز ترکیب می شود تا چرخش را حفظ کند. این روش کیفیت برش پلاسما را بهبود می بخشد و آن را از بیشتر دستگاه های برش پلاسما سنتی به سطح تقریبا برش های لیزری می رساند. با این حال ، برش پلاسما با تحمل بالا به طور کلی کندتر از هر یک از این روش ها است گاهی اوقات تا %80 کندتر از برش لیزر.

مزایا :

توانایی برش تمام مواد رسانا برای برش های ضخامت متوسط نسبتاً ارزان است.

شیار برش کوچکتر در مقایسه با برش شعله ای.

معایب :

منطقه متاثر از حرارت (HAZ) بزرگ تر نسبت به برش لیزری کیفیت در ورق های نازک پایین تر از برش لیزری تلورانس به اندازه برش لیزری دقیق نیست ، شیار برش بزرگ تر نسبت در مقایسه با برش لیزر