برش پلاسما و همه نکات آن؛ در دنیای صنعت، برای برشکاری از روش‌های متعددی استفاده می‌شود. از برش با گیوتین و CNC تا راه‌های پیشرفته دیگر، هرکدام از این روش‌ها کاربردها، مزایا و معایب منحصر به فردی دارند. اما یکی از بهترین روش‌ها برش پلاسما است.
پلاسما چیست؟
پلاسما یک حالت ماده است که در بسیاری از شیوه‌ها و ساختارها نظیر خورشید، ستاره‌ها و شفق قطبی وجود دارد. در پلاسما، ذرات باردار مثبت (یون‌ها) و ذرات باردار منفی (الکترون‌ها) وجود دارند. این ماده بسیار گرم است و درجه حرارت آن به حدی بالا است که الکترون‌ها از اتم‌ها جدا شده و یک گاز یونیزه ایجاد می‌شود. ویژگی‌های خاصی که پلاسما دارد، باعث می‌شود در زمینه‌های متعددی از آن بهره برد.
برش پلاسما چیست؟
این روش یعنی برش پلاسما، با استفاده از پلاسمای داغ و گاز بی اثر، مواد رسانا را برش می‌دهد. گاز با سرعت بالا از نازل خارج شده و در اثر قوس الکتریکی بین گاز و سطح برش، گاز به حالت پلاسما تبدیل می‌شود. در نتیجه فلز ذوب شده و برش می‌خورد. این روش قابلیت برش زنی برای موادی مانند فولاد، مس، آلومینیوم، برنج و فولاد ضد زنگ را دارد. اما برای فولاد ضد زنگ و آلومینیوم، به دلیل نقطه ذوب پایین و انعکاس مشعل، پلاسما توصیه نمی‌شود.
لوازم برش پلاسما
برای بهره‌برداری کامل از اطلاعات در مورد برش پلاسما، نیاز دارید تا با ابزارها و لوازم مورد نیاز برای انجام این فرآیند آشنا شوید. علاوه بر دستگاه برش پلاسما، برخی اجزا و تجهیزات برای انجام برش لازم است. اجزای سیستم برش پلاسما شامل منبع تغذیه، کنسول گاز، کنسول دمیدن و تورچ می‌باشد.
- منبع تغذیه: منبع تغذیه با استفاده از جریان AC از یک یا سه فاز، تغییر مدار کنترلی را به جریان DC ثابت تبدیل می‌کند. این منبع برای تأمین انرژی لازم برای شروع و حفظ قوس پلاسما در زمان برش استفاده می شود. همچنین، سیستم خنک کننده تورچ توسط منبع تغذیه تأمین می شود.
- کنسول گاز: برای استفاده از گازهای محافظ و گاز پلاسما در فرآیندهای جوش و برش، نیاز به یک بلاک کنسول وجود دارد. این کنسول دارای شیرهای برق و شیرهای اندازه گیری است.
- کنسول دمیدن: کنسول دمیدن وظیفه تنظیم دمای گاز پلاسما را بر عهده دارد. با تنظیم دمای مناسب، کنترل کیفیت برش ممکن می شود.
- تورچ: تورچ برشکاری پلاسما به عنوان قسمتی حیاتی از سیستم برش پلاسما، استفاده می شود. این تورچ شامل نازل و الکترود است که در زمان برش، قوس الکتریکی و پلاسما را ایجاد می کند.
کنسول گاز در ارتباط با تمامی اجزای سیستم برش پلاسما ایجاد می‌کند، از جمله منبع تغذیه، کنسول RHF و سایر قطعات مرتبط. بهتر است کنسول گاز در بالای منبع تغذیه نصب شود تا اپراتور در حین کار راحتی بیشتری داشته باشد.
همچنین پیشنهاد می‌شود مقاله تفاوت تیغه های استیل بر با آهن بر را نیز مطالعه نمایید.
کنسول RHF شامل لوله‌کشی‌های آب و گاز است و ارتباط مستقیمی با سایر اجزا و مدارهای کنترلی دستگاه برش پلاسما دارد. این کنسول درون خود، مدارهای راه‌اندازی با فرکانس بالا و ارتباطات از راه دور نصب شده است. فاصله بین منبع تغذیه و مشعل تا 20 فوت می‌تواند باشد.
تورچ یا مشعل به عنوان بخشی بسیار حیاتی در سیستم برش پلاسما محسوب می‌شود، زیرا مولد قوس پلاسما است. تورچ پلاسما، جریان پلاسمای مستقیم را تولید می‌کند و به کارهای متنوعی مانند برش پلاسما، جوش قوس پلاسما، گاززدایی پلاسما و اسپری پلاسما اختصاص دارد.
کاربرد دستگاه برش پلاسما
برش پلاسما برای فلزات غیر آهنی و فولاد با ضخامت کمتر از 2.54 سانتیمتر بسیار مناسب است. در فرآیند برش پلاسما، اپراتور باید به دقت سرعت برش را کنترل کند تا اکسید شدن مواد به درستی رخ دهد. اما نگران نباشید، فرآیند برش پلاسما بسیار ساده تر است و نیازی به دقت بسیار بالا ندارد.
یکی از مزیت‌های بزرگ برش پلاسما در فرآیندهای ظریف مانند تور سیمی است که به راحتی می‌توان از آن استفاده کرد. در حقیقت، برش هوایی در این مورد تقریبا غیر ممکن است. علاوه بر این، برش پلاسما معمولاً سریعتر از برش مکانیکی است و به راحتی می توان از آن در برش های غیر خطی استفاده کرد.
چگونگی عملکرد دستگاه برش پلاسما
در دستگاه برش پلاسما مدل HF هوا، برای آغاز فرآیند، با استفاده از یک جرقه با ولتاژ بالا در ابتدای مشعل یونیزه، قوس الکتریکی ایجاد می‌شود. این روش به منظور کنترل عددی CNC استفاده می‌شود و در زمان شروع کار، تماس بین قطعه کار و تورچ لازم نیست.
اما در دستگاه‌های پیشرفته‌تر برش پلاسما، برای تنظیم ارتفاع مشعل، نیازمند برخی تنظیمات اولیه است. قبل از شروع کار، نوک تورچ باید با قطعه کار تماس داشته باشد و سپس یک فاصله (گپ) تنظیم می‌شود. در دستگاه‌های برش CNC پلاسما، به‌محض اینکه نوک تورچ با قطعه کار تماس برقرار می‌کند، بلافاصله یک فاصله تعیین می‌شود. قسمتی که کنترل جرقه را برعهده دارد، از دو سیستم نزدیک برای تولید پلاسما استفاده می‌کند.
برای جرقه زدن، از یک مدار الکترونیکی با ولتاژ بالا و جریان پایین استفاده می‌شود که در یک زمان، جرقه را در داخل تورچ ایجاد کرده و کمی گاز پلاسما تولید می‌کند. این قوسی که ایجاد می‌شود، قوس هادی نامیده می‌شود و از ابتدای مشعل شروع شده و به سمت ابتدای قطعه کار حرکت می‌کند تا با قوس اصلی پلاسما ادغام شود. (پرس برک هیدرولیکی HS30120)
مزایا برش پلاسما
مزایای برش پلاسما عبارتند از:
- بسته به شرکت سازنده، در دستگاه برش پلاسما، می‌توانید با استفاده از یک منبع تغذیه، یک یا چند تورچ پلاسما را به صورت همزمان استفاده کنید.
- هر ماده‌ای که رسانای الکتریسیته باشد، قابل برشکاری توسط برش پلاسما است.
- با استفاده از یک تورچ پلاسما، به سادگی می‌توانید ضخامت‌های مختلف از فلزات متنوع مانند فولاد و آلومینیوم را بدون هیچ تغییری برش دهید.
- برش پلاسما در ضخامت‌های کم، کیفیت بسیار عالی ارائه می‌دهد.
- می‌توانید عملیات برش فولاد سازه‌ای را بدون نیاز به گرمادهی زیاد انجام دهید.
- سرعت برشکاری پلاسما تقریباً 10 برابر سریعتر از برشکاری با هواگاز است.
- قطعه کار حاصل از برش پلاسما بدون نیاز به سنگ‌زنی، برای مرحله بعدی آماده استفاده می‌شود.
- برشکاری پلاسما بسیار مناسب برای استفاده در دستگاه‌های CNC برشکاری است.
- برشکاری پلاسما در زیر آب، سر و صدا و حرارت کمی ایجاد می‌کند.
رعایت نکات ایمنی در زمان کار با دستگاه برش پلاسما
در برش پلاسما، وجود برق گرفتگی، اشتعال از جرقه‌ها و خطر آتش گرفتن مواد قابل اشتعال، و همچنین خطر آسیب چشم ناشی از شعله قوس پلاسما وجود دارد. بنابراین، بهترین روش این است که همیشه از تجهیزات محافظ مناسب هنگام کار با دستگاه استفاده کنید.
سخن پایانی
فرآیند برشکاری پلاسما در ابتدا ممکن است پیچیده به نظر برسد. حتی اصطلاحات مورد استفاده ممکن است عجیب به نظر برسند. اما خوشبختانه، با اختصاص زمان کوتاهی برای مطالعه و تمرکز بر روی برشکاری پلاسما، متوجه می‌شوید که این فرآیند در واقع به‌طور ساده قابل درک است. با وجود فناوری پیشرفته، استفاده عملی از تجهیزات برش پلاسما بسیار ساده است.
