اصول فناوری برش پلاسمایی

[soheiiil 24251]

اصول فناوری برش پلاسمایی و برش شش تایی پلاسمایی

 

چکیده : برش پلاسما فناوری پویا و جالب توجهی است. در این برش، ازاثرات حرارتی و دینامیکی باریکه پلاسما بهره گرفته می شود. برش صاف و دقیق است. این مقاله به کارگیری عملی پلاسما در فرایندهای صنعتی را بررسی می کند و ارائه دهنده فناوری جدید در برش پلاسمایی است.

معرفی

پلاسما از لحاظ دما بسیار داغ است و از لحاظ الکتریکی رسانا است، و از یون های مثبت و منفی، الکترون ها، اتم های خنثی و برانگیخته و مولکول ها تشکیل شده است. در فیزیک اغلب به عنوان چهارمین حالت تجمع ذرات (ماده) از آن یاد می شود.

گازهای تک اتمی مانند آرگون یا دو اتمی مانند هیدروژن گازی، نیتروژن، اکسیژن و هوا به عنوان گاز پلاسمایی استفاده شده اند. این گازهای پلاسمایی توسط انرژی قوس پلاسما یونیزه و تفکیک می شوند. با ادغام مجدد اتم ها و مولکول ها، خارج از سیستم نازل کاتودی انرژی دریافت شده به طور ناگهانی آزاد می شود واثر گرمایی باریکه پلاسما را بر قطعه تحت برش تشدید می کند.

2- حوزه های اصلی کاربرد باریکه پلاسما

· کاربرد در پوشش ها با باریکه پلاسمایی، برای مثال : پوشش های فلزی و سرامیکی با کیفیت بالا و ضخامت 1/. میلیمتر که دربرابر زنگ زدگی، دما و خوردگی مقاومند.

· جوشکاری، که حوزه وسیعی از کاربردهای پلاسما را پوشش می دهد.

· برش و جداسازی مواد، برای مثال: برش قوطی های نازک، برش صفحات آلومینیومی، برش استیل کیفیت بالا با ضخامتی تا حد 25 میلیمتر.

· خمش به وسیله باریکه پلاسما به عنوان گرماده محلی ماده، قبل از برش تراشه

 

3- اصول برش پلاسمایی

پلاسما با یک نازل آبی سرد کننده همراه می شود. داخل پلاسما انرژی با چگالی تا حد 2×106W/cm2 در قابل دستیابی است. به علت دمای بالا پلاسما منبسط می شود و با سرعت فراصوتی به سمت قطعه (آند) جریان می یابد. درون قوس پلاسما دما می تواند تا حد 30000 درجه سانتیگراد بالا رود که با توجه به انرژی جنبشی باریکه پلاسما و ضخامت ماده، در تمام مواد رسانای الکتریکی، برش با سرعت های بالا امکان پذیر است.

بجای اصطلاح حالت مناسب قوس پلاسما، پایداری قوس نیز بکار می رود. پایداری قوس جت پلاسما را در شکل مناسب نگاه می دارد. این عمل می تواند با روش زیر انجام شود

 

· شکل مشعل پلاسما

· جت جاری

· آب

ماباید پارامترهای زیر را تحت نظر قرار دهیم:

· دما و رسانش الکتریکی

· چگالی جت پلاسما

· قطر باریکه پلاسما

· درجه باریکه متمرکز پلاسما از خروجی نازل

برای فرایند برش، اول از همه یک جرقه قوسی آزمایشی به وسیله ولتاژ بالا میان نازل و کاتد به وقوع می پوندد. این قوس آزمایشی کم انرژی به وسیله یونیزه کردن در بخش هایی در میانه راه مشعل پلاسما و قطعه کار آماده می شود. وقتی قوس آزمایشی بر قطعه کار شعله ور می شود (برش پروازی، سوراخکاری پروازی)، قوس اصلی به وسیله افزایش خودکار قدرت شروع خواهد شد (8).

4- دستگاه برش شش تایی پلاسما

در گارگاه برش، برش نواری علاوه بر انواع دیگر عملیات های برش، برای ساخت تریلر مورد نیاز است. صفحه های به طول 12 متر از فولاد ساختمانی(تیرآهن) st-52 با ضخامتی در بازه 6 تا 30 میلیمتر، به طور مطلوب بین 8 تا 15 میلیمتر، باید به 5 نوار جدا شوند. برای این منظور یک روش برش به صرفه وکارا مورد نیاز است. خصوصیات این ماده به خوبی برای برش پلاسمایی تعریف می شود. راه حل نصب دستگاه شش تایی برش پلاسمایی شامل شش تک دستگاه برش پلاسما PA-S47CNC (مدل قبلی FineFocus 450) با مشعل های پیچش گازی، نصب شده روی ماشین برش عمودی با میز برش فشار گاز به سمت پایین، می باشد.

با این پیکربندی در یک حرکت، تا شش برش می تواند انجام شود. طول کل دسته شیلنگ ها 30 متر است و اجازه می دهد که مشعل های پلاسما در طول برش با انعطاف حرکت کنند. بخش جرقه زنی کارآمدی برای تضمین جرقه قوس ایجاد شده است. برای فرایند برش گازهای زیر انتخاب شده اند: نیتروژن برای جرقه زنی، اکسیژن برای فرایند برش و هوا برای گاز پیچشی. قبل از اینکه مواد مصرفی بالا تمام شوند چهار ساعت می توان برش مداوم انجام داد.

 

 

6- جمع بندی

برش پلاسما از نظر روش کار، دقت، سرعت و صرفه اقتصادی برای تولید قطعه،جالب توجه است. تولید کنندگان ابتدا باید با فرایند آشنا شوند و سپس تصمیم بگیرند که آیا روشی موثرتری برای تولید قطعه وجود دارد یا خیر.

با توجه به مزیت های پلاسما، برای مثال: سرعت بالای برش، قابلیت برش تمام مواد، کیفیت برش، این فناوری عمدتا در مهندسی مکانیک مورد استفاده قرار می گیرد.

با وجود گرایش گسترده به ساخت با کمک کامپیوتر، دانش جدید و روش های نو باز هم متوجه فناوری های در حال پیشرفت است و بنابرین تلاش برای حل مشکلات در برداشتن موانع از سر راه این فناوری ها بسیار است.

[soheiiil 24251]

به زبان ساده برش پلاسما عبارتست از استفاده از جت یون های گاز که از یک اوریفیس بسیار نازک با سرعت زیاد پرتاب می شوند. برخورد این یون ها با قطعه کار تولید گرمای بسیار زیادی می کند که باعث ذوب شدن محل برخورد میشود و چون این یون ها دارای سرعت زیادی هستند بطور خودکار مذاب از سطح جدا می شود.

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

اما این تکنولوژی برای فولاد ایده آل میباشد.در مورد فلزات غیر آهنی حد اکثر عمق برش یک اینچ میباشد.

از دیگر مزایای این روش می توان به عدم نیاز به مهارت اوپراتور اشاره کرد( نسبت به هوا برش) . بطوری که در هوابرش اگر سرعت پیشروی اوپراتور مناسب انتخاب نشود ممکن است باعث اکسید شدن قطعه کار شود اما در مورد برش پلاسما انتخاب پیشروی نا مناسب تاثیر کمتری روی قطعه کار دارد.

مزیت دیگر کیفیت دیواره ها در برش پلاسما است که در بعضی موارد با این روش میتوان دیواره ی براق و با کیفیت سطح بالا بدست آورد.

معایب : برش پلاسما بسیار گران و پر هزینه است همچنین نیاز به مصرف برق بالایی دارد.محدودیت عمق برش نیز در این روش بیشتر از هوا برش است.

لینکهای مفید پلاسمایی :

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام