دستگاه برش پلاسما چیست و چگونه کار میکند؟

برش پلاسما یا Plasma نوعی برش است که با استفاده از بردن ماده به حالت پلاسما ، اقدام به برش فلزات و سایر جامدات میکنند. این نوع برش با استفاده از دستگاههای پلاسما صورت میگیرد. در ادامه به بررسی برش پلاسما و دستگاههای برش پلاسما می پردازیم.

دستگاه برش پلاسما

دستگاه برش پلاسما با فراهم اوردن جریان بالا ، قادر به جوشکاری می باشد و از مهم ترین و پر کاربرد ترین ، دستگاه های مورد استفاده در جوشکاری و برشکاری است . برش پلاسما فرایندی است که در ان ، مواد رسانای الکتریکی ، با استفاده از جت شتاب دهنده پلاسمای داغ برش داده می شود . مواد معمولی که با یک مشعل پلاسما قابل برش هستند عبارتند از : فولاد ، فولاد ضد رنگ ، الومینیوم ، برنج ، مس و سایر فلزات رسانا .
برش پلاسما فرایندی است که که در ان فولاد یا سایر فلزات ( و گاهی اوقات موارد دیگر) در قطر های مختلف توسط یک مشعل ( (torchبرش داده میشود . در این برش یک گاز (در برخی موارد هوای فشرده ) با سرعت بالا از نازل دمیده شده و در همان لحظه یک قوس الکترونیکی (Electrical ARC) بین گاز در سر نازل با سطح برش ایجاد میشود و گاز به حالت پلاسما می رود . پلاسما به اندازه کافی گرم میباشد تا فلز را ذوب کند و برش صورت بگیرد . هوای فشرده نیز به اندازه ای فشار دارد که فلز ذوب شده را از مسیر برش دور نماید.

تاریخچه برش CNC پلاسما

در سال 1960 برش پلاسما از جوش پلاسما به وجود امد و بیست سال بعد برش پلاسما به عنوان یک روش بسیار عالی برای برش ورق و فلزات استفاده شد . برش پلاسما مزیت های زیادی نسبت به برش فلز دارد که شامل موارد زیر است :
دستگاه برش پلاسما برای زمان هایی که نیاز به تکرار الگوی برش وجود دارد بسیار مفید میباشد . برای مثال ، برای تولید بسیار زیاد از یک نمونه از برش پلاسما استفاده می شد .
از روش CNC برای دستگاهای برش پلاسما در سال 1980 استفاده شد . و این امر باعث شد انعطاف بیشتری برای تولیدات مورد نیاز بازار به وجود بیاید . برش پلاسما هنوز دارای محور های x و y فقط بود و تنها قادر به برش الگو های تخت و صاف بود .

قوس (Arc) برش پلاسما

پلاسما هادی جریان الکتریسیته می باشد . با وارد کردن انرژی الکتریکی از طریق یک الکترود (عنصر فلزی یا تنگستن ) گاز حالت خود را از دست می دهد و هادی الکتریسیته می گردد.

با افزایش مقدار انرژی قوس پلاسمای داغ شکل می گیرد .

ماشین برش پلاسما با جمع کردن (منقبض کردن ) قوس ایجاد شده و فشردن ان از طریق یک محیط متمرکز ( یعنی نازل ) این انرژی نیرومند را کنترل می نماید .

با افزایش فشار هوا و افزایش شدت ولتاژ ، قوس داغ تر شده و قابلیت بریدن فلزات ضخیم تر با حداقل تمیزکاری لازم را پیدا میکند .
با یک منبع نیرو ، ترچ یا مشعل پلاسما ، هوای فشرده ، نیروی الکتریکی و الکترود های مناسب ، ماشین های پلاسما توانایی برش سریع و دقیق هرگونه فلز مانند آلومینیوم ، فولاد ضد زنگ ، برنج و مس را با ضخامت بیش از 5 سانتیمتر دارا می باشد .

در برش پلاسما نیاز به گرم کردن اولیه قطعه وجود ندارد . پلاسما عرض برش باریکی را ایجاد می نماید . در برش پلاسما ناحیه کوچکی از قطعه تحت تاثیر حرارت قرار میگیرد که این از تابیدن قطعه جلوگیری می کند . برش پلاسما بیشتر برای قطعات فلزی با ضخامت کم ( تا 2 اینچ ) استفاده میشود .

اصول بنیادین برش دهنده های پلاسما

در برش پلاسما نوع HF به کمک یک جرقه ، فرکانس بالا، ولتاژ بالا هوا در سر مشعل یونیزه شده و قوس الکتریکی اغاز می گردد .

در این روش هنگام استارت لزومی به تماس قطعه کار با مشعل (Torch)نیست و این روش برای کاربرد های کنترل عددی CNC مناسب می باشد .

در ماشین های پیشرفته تر جهت تنظیم ارتفاع مشعل از سطح قطعه کار لازم است قبل از استارت نوک tip تورچ به قطعه کار خود سپس یک فاصله ی مناسب ، مطابق تنظیم اپراتور ایجاد گردد.

این نوع دستگاه های برش پلاسما حساس به تماس نوک مشعل به قطعه کار بوده و به محض تماس از سطح فاصله میگیرد

. البته علاوه بر این مشعل مجهز به یک سپر با کلاهک ضد ظربه می باشد .کنترل کننده ای جرقه از دو سیستم نزدیک به هم برای تولید پلاسما بهره میگیرد .

ابتدا یک مدار ولتاژ بالا ، جریان پایین با فرکانس زیاد استفاده شده است تا در یک لحظه انی یک جرقه با شدت بالا داخل بدنه نورچ ایجاد شده و مقدار کمی گاز پلاسما ایجاد می گردد .
از این قوس به عنوان قوس هادی نام برده می شود . قوس هادی یک مسیر برگشتی به سر مشعل ایجاد میکند و خودش را تا نزدیکی قطعه کار یعنی جایی که قوس اصلی پلاسما زده میشود نگه میدارد

. قوس های پلاسما بسیار داغ بوده و دمای ان حدود c25000 می باشد.

برش دهنده های پلاسما چگونه کار میکنند

برش دهنده های پلاسما از دو روش برای استارت قوس بهره میگیرند.
1.ایجاد قوس از طریق گذاشتن مشعل Torch روی قطعه کار و تماس با ان .
2.استفاده از یک مدار ولتاژ بالا ، فرکانس بالا برای ایجاد قوس الکتریکی .
البته این دو روش دارای معایبی چون :

خطر برق گرفتگی ، لازم به حفظ فاصله اسپارک و حجم بالای تشعشعات فرکانس های رادیویی می باشد .

برش دهنده های پلاسما نزدیک تجهیزات حساس الکترونیکی نظیر سخت افزار CNC یا رایانه کار میکنند .

بنابراین برای جلوگیری از نویزپذیری این تجهیزات و اسیب رسیدن به ان ها از تجهیزات دیگری برای استارت قوس هادی استفاده میشود .

این تجهیزات معمولا روی سیستم جداگانه ای که دور از سیستم های الکترونیکی حساس بوده و مجموعه کنترل پلاسما نامیده میشود .

کاربرد تکنولوژی جدید در برش پلاسما

برش پلاسما روی هر نوع فلز رسانا ، فولاد نرم ، الومینیوم ، استنلس استیل و غیره می تواند انجام شود .

اما این تکنولوژی برای فولاد ایده ال نمی باشد . در مورد فلزات غیر اهنی حد اکثر عمق برش یک اینچ می باشد.

ایا استفاده از دستگاه برش پلاسما خطرناک است ؟

قوس برش پلاسما فلز داغ و جرقه ها را بیرون می کشد مخصوصا در سوراخ کردن اولیه فلز ، همچنین قطعه کار و مشعل برش را داغ میکند که همگی می توانند باعث اتش سوزی و سوختگی شوند .

برای استفاده از دستگاه برش پلاسما بهتر است از برخی تجهیزات ایمنی مورد نیاز استفاده کنید :
1.استفاده از دستکش مخصوص جوشکاری
2.استفاده از ماسک یا عینک مخصوص برشکاری پلاسما برای محافظت از چشم و صورت
3. استفاده از شلوار جین و یا چرمی برای پوشش پاها
4. کپسول اتشنشانی
5.استفاده از کفش کار (با پوشش فلزی روی انگشتان)
6.استفاده از کلاه برای محافظت از موها در برابر جرقه ها .
7.دستکش چرمی جوشکاری .

مزایای برش پلاسما

1 . برش پلاسما روی هر نوع فلز رسانا ، فولاد نرم ، آلومینیوم ، استنلس استیل وغیره می تواند انجام گردد .
2. می توان برای رفع مشکل دقت دستگاه های هوابرش از برش پلاسما CNC استفاده نمود . در مورد فلزات غیر اهنی حداکثر عمق برش یک اینچ است .
3.از دیگر مزایای این روش می توان به عدم نیاز به مهارت اپراتور اشاره کرد ( نسبت به هوابرش ).
4. در هوابرش اگر سرعت پیشروی مناسب انتخاب نگردد ممکن می باشد که باعث اکسید شدن قطعه کار شود .
5. اما در مورد CNC برش پلاسما انتخاب پیشروی نامناسب تاثیر کمتری روی قطعه کار دارد . مزیت دیگر کیفیت لبه های برش در CNC برش پلاسما می باشد که در بعضی موارد با این روش می توان دیوارها ی براق و با کیفیت سطح بالا را بدست اورد .
6.برش فولاد و الومینیوم با آلیاژ بالا در ضخامت زیاد .
7. برش پلاسما ، در زیر اب امکان قرار گرفتن در معرض حرارت بسیار کم و میزان سروصدای کم در محل انجام کار را فراهم می کند .

معایت برش پلاسما

1. برش پلاسما CNC بسیار گران و پر هزینه می باشد و نیاز به مصرف برق بالایی دارد .
2. محدودیت عمق برش نیز در این روش بیشتر از هوابرش می باشد .
3. برش پلاسما برای فولاد ایده آل نمی باشد .
4. به دلیل رفع مشکل حرارت و دمای بالایی که بر روی نازل برش هست ، در صنعت CNC برش پلاسمای زیر اب وارد صنعت شد . در این تیپ دستگاه ها به دلیل وجود گاز های واکنشی در زیر اب و عدم انفجار ، اب سیستم به طور مستمر در جریان می باشد تا گاز های واکنشی ازاد شوند و خطر انفجار به حداقل خود برسد .
5.مصرف انرژی بالایی دارد .
6.در برش خشک سروصدای زیادی ایجاد میکند .
7.محدودیت استفاده حداکثر 160 میلی متر برای برش خشک و 120 میلی متر برای برش در زیر اب .

نکات ضروری در خصوص برش پلاسما

پلاسما ، گازی بسیار سمی تولید میکند . بنابر این الزامی می باشد که به روشی بهینه این گاز از محیط خارج شود . یک روش استفاده از میز های مکنده دود می باشد .

این میز ها به چند قسمت تقسیم می شود و دستگاه در هر قسمت که کار میکند دریچه های ان قسمت باز میگردد و دود با استفاده از فن های مکنده خارج می شود .

روش دیگر استفاده از یک هود در بالای دستگاه یا بالای تورچ برش می باشد . حتما باید از عینک محافظ چشم استفاده شود .
-در برش پلاسما به ویژه در ضخامت های بالا انتهای پایین برش هلالی می شود .
-برش پلاسما بسیار الوده می باشد .( به دلیل ایجاد بخارات فلز و گاز ازت ).
-برای خرید دستگاه های که ضخامت بالا را برش بزنند سرمایه اولیه بسیار بالایی نیاز می باشد .
-نیاز به تعمیرات و نگهداری بالایی دارد .
-ایجاد امواج زیر صوت که برای انسان خطرناک می باشد .

منبع : https://tasisatkade.ir/plasma-cutter/

این پست را به اشتراک بگذارید : https://b2n.ir/j59142https://plink.ir/OK9luhttps://opizo.com/pLkWyThttps://rebrand.ly/5q3wym9

تاسیسات کده (tasisatkade.ir) ، مرجع تخصصی معرفی خدمات و دستگاههای تاسیساتی و صنعتی می باشد.

Get the Medium app

A button that says 'Download on the App Store', and if clicked it will lead you to the iOS App store
A button that says 'Get it on, Google Play', and if clicked it will lead you to the Google Play store