در این مقاله می خواهیم یکی از روش های برش لیزری فلزات را برای شما تشریح کنیم: پلاسما یک گاز رسانای الکتریکی می‌باشد که محتوی ذرات باردار مثبت و منفی  و همچنین تحریک شده و مولکل ها و اتم های خنثی می باشد که دمای بسیار زیادی دارد. بین فرآیند‌های تفکیک، یونیزه شدن و باز ترکیب که در حالت پلاسما اتفاق می‌افتد، تعادل دینامیکی وجود دارد. در نتیجه پلاسما از نظر الکتریکی عملی خنثی دارد. پلاسما در فیزیک حالت چهارم ماده را شامل می‌شود. این ماده در اثر دمای بالا در خورشید و ستارگان پدید می‌آید. یکی از اشکال طبیعی پلایما روشنایی است که با کمک شدت میدان الکتریکی ناشی می‌شود.

تولید پلاسمای تکینیکی چگونه است ؟

برای این کار، یک منبع گاز را تحت میدان الکتریکی قرار می‌دهند یا به شدت گرم می‌کنند تا به حالت یونیزه تبدیل شود.

اصول برش پلاسما چیست ؟

دستگاه ‌های برش دهنده پلاسما در اشکال و ساختمان‌های مختلفی ساخته می‌ شوند. در حاضر در کارخانه ها بازو های روباتی با اندازه های عظیم و کوچک وجود دارد که می توانند برش های کوچک و بسیار دقیقی ایجاد کنند. بدون در نظر گرفتن اندازه آن ها بی شک می‌ توان گفت همه آن ها ظاهر خشن و ناهمواری دارند. به فرآیند برش گرمایی که در آن یک قوس پلاسما با یک نازه منقبض ی شود برش پلاسما گفته می‌ شود.

روش انتقالی چیست ؟

رایج برای ترین شکل استفاده پلاسما به صورتی است که برای مواد رسانای الکتریکی از قوس انتقالی استفاده می شود که این قوس انتقالی از الکترود غیر ذوبی یا همان کاتد به قطعه کار یا همان آند رخ می دهد.

روش غیر انتقالی چیست ؟

قوس بین الکترود و ناز در شکل غیر انتقالی اتفاق می افتد. اثر گرمای قوس پلاسما موقع استفاده از یک گاز برشی که شامل اکسیژن می شود، چیرگی دارد.
روش غیر انتقالی به عنوان روش فرآیند سوخت اکسی و جایگزین روش برش ذوبی در نظر گرفته نمی شود.

برش دهنده های پلاسما چگونه کار می کنند ؟

برش دهنده های پلاسما از طریق ارسال گازی پر فشار همچون نیتروژن، آرگون و اکسیژن به داخل یک محفظه کار می کنند. در مرکز این کانال الکترودی با بار منفی یافت می شود. هنگامی که نوک نازل را روی فلز بگذارید و تغذیه را به الکترود منفی وصل کنید، یک مدار بسته تشکیل می شود.

گاز های پلاسما

این گاز ها درون قوس به صورت جزئی تفکیک و یونیزه شده اند و به وسیله این عمل رسانای الکتریکی نیز می‌ شوند. بین الکترود و فلز یک جرقه قوی ایجاد می شود. پلاسما به وسیله چگالی بالای انرژی منبسط می شود. این واکنش سبب ایجاد جریانی از پلاسما می شود که دارای 16.649 سانتی گراد دما می باشد که به سمت قطعه کار با سرعت صوت سه برابر حرکت کرده و حالت گدااخته فلز را صورت نیم سوخته تبدیل می کند.

این حالت توسط باز ترکیب اتم ها و مولکول ها روی سطح قطعه کار انرژِ جذب می شوند و با سرعت آزاد شده که اثر حرارتی باعث تشدید قوس پلاسما روی قطعه کار می شود. پلاسما نیز به خودی خود قابلیت هدایت الکتریسیته را دارد و تا زمانی که منبع جریان و قوص الکتریکی وصل باشد، عمل برش و ذوب کردن فلز ادامه دارد. پلاسما به دلیل طبیعت غیر قابل پیش بینی ای که دارد، احتمال اکسید شدن نازل و پایین آمدن بازه دستگاه بسیار بالا می رود. از این رو دومین قسمت در این دستگاه نازل می باشد. به علاوه در محل اتصال آن مقداری گاز محافظ قرار دارد.

جالب است بدانید در قوس پلاسما دما های تا 30.000 کلوین تولید می شود. انرژی جنبشی بالای گاز پلاسما با این دما ها، سرعت بالای برش مواد رسانای الکتریکی را با توجه به ضخامت مواد مجاز می کنند.

فرآیند برش به چه شکل است ؟

برای شروع این فرآیند، اول پیلوت قوس بی الکترود و نازل توسط اعمال  ولتاژ بالا روشن می باشد. فضای بین مشعل پلاسما و قطعه کار قوس کم انرژی وجود دارد که با ایجاد یونیزاسیون جزئی فراهم می کند. زمانی که قوس پلاسما به قطعه کار می رسد، افزایش خودکار قدرت باعث روشن شدن قوس پلاسمای اصلی می شود.

مواد فلزی مذاب

این مواد تا حدی در اثر انرژی حرارتی قوس و گاز پلاسما تبخیر شده و به وسیله انرژی جنبسی گاز پلاسما به بیرون می رود. بر خلاف آن برش سوخت اکسی، 70% انرژی  حرارتی  آن توسط احتراق آهن به وجود می آید. در برش گداخت پلاسما انرژی مورد نیاز پلاسما برای ذوب کردن ماده در بردگی فقط به صورت الکتریکی تولید می شود.

در برش کدام گاز پلاسما استفاده می شود؟

برای جواب این سوال باید بگوییم که به ماده ای در حال برش است بستگی دارد، به عنوان مثلا گاز تک اتمی آرگون و گاز های چند اتمی، نظیر هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن و ترکیبات آن ها و هوای خالص برای گاز پلاسما و گاز برش نیز استفاده می شود.

مشعل پلاسما چگونه خنک می شود؟

مشغل پلاسما توسط آب یا گاز خنک می شود. فرآیند های برش پلاسما با توجه به محل استفاده آن ها مانند بیرون، روی آب یا داخل آب از کار می افتد.

برش پلاسما چه محدودیت هایی دارد ؟

دستگاه های برش پلاسما معمولا هزینه بر تر از اکسی سوخت هستند. اکسی سوخت به انرژی الکتریگی و هوای فشرده نیازی ندارد که به همین دلیل امکان استفاده آن برای برخی از کربران بیشتر است. هوا برش قادر به برش های ضخیمتر به عنوان مثال بالاتر از 2.54 سانتی متر فولاد را سریع تر از پلاسما انجام می دهد.

هنگام خرید دستگاه برش پلاسما چه چیزی اهمیت دارد ؟

بعد از بررسی تمام جهات و اطلاعات درمورد دستگاه برش پلاسما، اگر برای کارتان این دستگاه را انتخاب کرده اید، باید موارید زیر را بررسی کنید:

1- مشخص کردن ضخامت فلزی که آن را برش می دهید.

2- انتخاب کردن سرعت بهینه برش

3-  بررسی امکان روش جایگزین راه اندازی فرکانس بالا

4- مقایسه هزینه مصرفی با عمر مصرفی

5- آزمایش ماشین و سنجش کیفیت برش

6- تبدیل قوس پیلوت به برش و برش به قوس پیلوت

7- بررسی دید ماشین در زمان کار

8- بررسی قابلیت حمل مناسب

9- سنجیدن استحکام دستگاه

10- بررسی سادگی و راحتی کار با ماشین

11- یافتن خصوصیات ایمنی

منبع : پارسا لیزر