تکنیک‌های برش پلاسما
انواع متعددی از تکنیک‌های روش پلاسما با توجه به نوع ماده برش شونده، ضخامت و خروجی منبع تغذیه آن استفاده می‌شود. این تنوع تکنیک‌ها به دلیل تفاوت‌هایی که دارند، عمدتا در طرح مشعل پلاسمای آن‌ها، سیستم خورنده ماده و ماده الکترود آن‌ها نسبت به هم تفاوت دارند.
در ادامه به چند نوع انقباض مشعل‌های برش پلاسما اشاره می‌کنیم:
- برش پلاسما با واسط ثانویه
- برش پلاسما با آب ثانویه
- برش پلاسما با گاز ثانویه
- برش پلاسما با انقباض افزایش یافته
- برش پلاسمای تزریق آب
برش پلاسمای مرسوم
در ماشین این نوع برش، مشعل آن ساده بوده و فقط برای یک گاز، که همان گاز برش است ساخته شده است. این گاز ها شامل نیتروژن، اکسیژن یا مخلوطی از گاز‌های آرگون هیتروژن می‌باشند. تنگ شدن قوس پلاسما فقط با استفاده از یک قطر داخلی نازل انجام شده است. معمولا سطوح برش مورب با این روش تولید می‌شود. حرکت گاز پلاسما به صورت مماس با پیرامون الکترون می‌باشد. مشعل توسط هوا یا آب خنک می‌شود البته این امر به سرعت برش هم بستگی دارد. این سیستم‌های مرسوم جهت برش فلزات توانایی برش فزات تا ضخامت 160 میلی متر را دارند.
برش پلاسما با وسط ثانویه
واسط ثانویه حول قوس پلاسما به معنای ایجاد یگ ویژه حول آن، نعبیه شده می‌باشد. این واسط ها می توانند گاز یا آب باشند.
برش پلاسما با بهره بردن از گاز ثانویه
منقبض شدن بیشتر قوس می تواند با تغذیه یک گاز ثانویه حول قوس پلاسما صورت بگیرید که جو ویژه ای نیز در حول ان به وجود می آورد و به گاز برش را محافظت می کند. علاوه بر این کلاهک را خنک می کند و سبب افزایش تراکم قدرت، کیفیت برش و سرعت برش می شود. برای جلوگیری از صدکه به سیستم ناشی از اتصال کوتاه و تشکیل دو قوس می توان از جایگیری ویژه کلاهک حفاظ کمک گرفت. در نتیجه این امر موجب افازیش طول عمر قطعات می شود. گاز سپر، گاز محلفظ، گاز چرخشی و گاز ثانویه واسطه های ثانویه نام دارند. دستگاه هایی که در این تکنیک استفاده می شوند اکنون توانایی برش ضخامت فلز تا 75 میلی متر را دارند.
برش پلاسمای آب- سپر
برش پلاسمای آب به عنوان حافظ ثانویه نوع دیگری از برش پلاسما با واسط ثانویه می باشد. حلقه چرخشی آب فشرده باعث منقبش شدن قوس شده و آب مانند یک فیلمی نازک اصراف قوس را پر کرده که در نتیجه از تبخیر آنی آن جلوگیری می‌کند. این قرار گرفتن و نشستن آب روی شعله مانند قرار گرفتن روی سطح صاف و یکنواخب می باشد اما با اینحال این روش 15% از آب را تبخیر می کند و 85% از آبی که با قی می ماند از طیق نازل مانند اسپری مخروطی شکل خالی می شود و باعث شکستن قوس پلاسما شده که سطح بالای قطعه کار را خنک کرده و مانع تشکیل اکسید روی سطح ماشینکاری می شود. در صورت استفاده از این اثر کاهش دهنده، هیدروژن تشکیل شده در طول فرآیند موجب تشکیل فلزی براق و صیقلی می شود. در نتیجه برش پلاسما با حفاظت آب ، به صورت یک روش ترجیحی و کاربردی جهت برش آلیومینیوم و فولاد‌های پر آلیاژ تا ضخامت 50 میلی متر است.
برش پلاسما با تزریق آب
این روش برای به وجود آوردن انقباض بیشتر قوس پلاسما از تزریق شجاعی و به صورت یکنواخت به کار برده می‌شود . دما را 30000 درجه ی سیلسیوس افزایش می دهد و علاوه بر این باعث افزایش کیفیت سطح برش آن نیز می شود. این روش به جا گاز پلاسما از گاز نیتروژن استفاده شده و این کار برای افزایش حداکثری کیفیت در برش فلزات انجام می شود به این دلیل که گاز نیتروژن در برابر گاز پلاسما قابلیت بیشتری جهت انتقال گرما از قوس به قطعه کار را داراست. در روش برش پلاسما با تزریق آب، به دلیل وجود یک لایه مرزی که با بخار ایزوله شده از بخاطر بین آب تزریق شده و سپس پلاسما به وجود می آید. در این روش فقط درصد کمی از آب تبخیر می شود و مقدار کمی از آب باقی مانده باعث خنک شدن حداکثری نقاط انقباض قوس و قطعه کار می شود. این لایه مرزی مانند یک حفاظی نازل را از گرمای شدید قوس محافظت کرده و باعث افزایش طول عمر و کارآیی نازل می شود. خنک شدن قطعه کار سبب بالا بردن سرعت برش، برش بدون انحنا و کژی، تشکیل برآمدگی کم می شود. علاوه بر این‌ها باعث افزایش طول عمر و کارآیی قطعات مصرفی می شود.
انواع برش بر اساس نحوه تزریق آب
تزریق شعاعی ( توضیحات در موارد بالا گفته شده است)
- تزریق گردابی
در تزریق گردابی یکی از لبه برش‌ها تقریبا به شکل عمودی بود و لبه دیگر آن با زاویه 5 تا 10 درجه به سمت خارج قرار دارد. در روش گردابی در طرف قوس حلقه هایی از آب ایجاد می شود که کارایی آن مانند تزریق شعاعی مطلوب نیست و دلیل آن محدود بودن میزان انقباض قوس با سرعت چرخشی بالا مورد نیاز برای تزریق حلقه های ثابتی از آب است، این نیرو با فرار از مرکز ایجاد شده با سرعت چرخشی بالا، بر خلاف سوراخ داخلی نازل، باعث پهن شدن فیلم آب می شود.
مزایای روش استفاده از برش پلاسما با تزریق آب :
1- افزایش سرعت برش
2- از فرسایش نازل می کاهد
3- بالا بردن کیفیت سطح برش داده شده ( پس از برش سطح نیازی به پرداخت نیست و کاملا تمیز است)
4- استفاده از یک گاز جهت برش فلزات را ممکن می سازد
5- عدم ایجاد ضایعات در زیر سطح برش در غالب قطعات فولادی
هنگامی که از برشگر پلاسما با تزریق آب استفاده می کنید قرار گرفتن طرف لبه به صورت اریب در طرف ضایعات ماده از اهمیت خاصی برخوردار است. برای پرش پلاسما بیشتر الکترود های تخت ترجیح داده می شوند. این روش به صورت انحصاری با دستگاه های برش زیر آب صورت می گیرد. در استفاده از این تکنیک گفته شده، شما می توانید صفحات فلزی با ضخامتی بین 3 تا 75 میلی متر را نیز برش دهید.
جمع بندی
پلاسما مانند فاز‌های ماده دیگر محسوب می شود و از نظر خواص فیزیکی نیز با فاز گازی هم شباهت دارد. پیشنهاد می شود قبل از خرید دستگاه های برش فلزات حتما با روش‌ها و تکنیک‌های آن اشنا شده و همچنین از قیمت‌های آن اطلاعات کامل کسب کنید و سپس تصمیم گیری کنید. امیدواریم این مقاله برای شما مفید واقع شده باشد.