برش پلاسما یکی از روشهای پیشرفته برای برش فلزات است که از انرژی حرارتی بالا ناشی از پلاسما برای انجام فرآیند برش استفاده میکند. در این روش، دستگاه برش پلاسما با ایجاد قوس الکتریکی و هدایت گازهای فشرده، پلاسما را تشکیل میدهد. سپس دمای آن به حدی میرسد که قادر است فلزات مختلف را ذوب کرده و برش دهد.
این تکنیک به دلیل سرعت بالا، دقت و توانایی برش فلزات با ضخامتهای مختلف، در صنایع گوناگونی مانند ساخت قطعات فلزی، کشاورزی، تعمیرات و ساخت تجهیزات سنگین کاربرد دارد. از آنجا که برش پلاسما امکان انجام برشهای پیچیده و دقیق را در زمان کوتاه فراهم میآورد، به یکی از روشهای محبوب در صنعت تبدیل شده است.
کار دستگاه برش پلاسما چیست؟
دستگاه برش پلاسما یکی از ابزارهای پیشرفته بوده که برای برش فلزات با استفاده از انرژی بالا طراحی شده است. طرز کار دستگاه برش پلاسما به این صورت است که ابتدا جریان الکتریکی از طریق یک الکترود ایجاد میشود. این جریان الکتریکی گاز فشردهای را که از طریق نازل دستگاه عبور میکند، به حالت یونیزه در میآورد و پلاسما تولید میشود.
پلاسما به سرعت به نقطهای که قرار است برش انجام شود، هدایت میشود و با دمای بسیار بالا، فلز را ذوب کرده و برش میزند. این فرآیند به گونهای است که پلاسما به عنوان یک ابزار برش، با ایجاد حرارت زیاد و انرژی بالا میتواند فلزات مختلف را حتی در ضخامتهای زیاد برش دهد. این فرآیند برای برش انواع فلزات رسانا مانند فولاد، آلومینیوم، مس و برنج کاربرد دارد.
انواع فرآیند برش پلاسما
برش پلاسما یکی از روشهای پیشرفته برش فلزات است که به دلیل سرعت بالا و دقت مناسب، در صنایع مختلف به کار میرود. انواع مختلف فرآیندهای برش پلاسما وجود دارد که هرکدام ویژگیها و کاربردهای خاص خود را دارند. در اینجا به برخی از این فرآیندها پرداخته میشود.
برش با قوس با فرکانس بالا
این فرآیند برای برش فلزات نازک بسیار مناسب است. در برش با قوس با فرکانس بالا، از یک جریان الکتریکی با فرکانس بالا استفاده میشود تا قوس ایجاد شده، توانایی برش دقیقتری را به دستگاه بدهد. این روش به دلیل سرعت بالای برش، در کارهایی که نیاز به برش فلزات نازک دارند، مانند تولید قطعات کوچک یا عملیات دقیق، به کار میرود.
برش با قوس پیوسته
در این نوع از برش، قوس به صورت پیوسته و بدون توقف ایجاد میشود. این فرآیند به کمک جرقهای که به طور مداوم قوس را ایجاد میکند، میتواند برشهای یکنواختی از فلزات ضخیمتر ایجاد کند. برش با قوس پیوسته معمولاً برای تولید قطعات بزرگتر یا برشهای طولانیتر استفاده میشود.
برش پلاسما با نوک فنری
در این فرآیند، اپراتور دستگاه را به سطح فلز فشار میدهد تا جریان الکتریکی ایجاد شود و قوس پلاسما شکل بگیرد. این روش معمولاً در دستگاههای برش ورق پلاسما مورد استفاده قرار میگیرد و برای کارهایی که نیاز به برش دقیق در محلهای مختلف دارند، کاربرد دارد.
کاربرد برش پلاسما
برش پلاسما در صنایع مختلف کاربردهای گستردهای دارد، چرا که این روش میتواند فلزات مختلف را با دقت و سرعت بالا برش دهد.
ساخت قطعات فلزی در صنایع مختلف
یکی از اصلیترین کاربردهای برش پلاسما، ساخت قطعات فلزی است. این روش برای برش فلزات مختلف مانند فولاد ضد زنگ، مس، آلومینیوم و سایر فلزات رسانا به کار میرود. با توجه به توانایی برش فلزات با ضخامتهای مختلف و دقت بالا، برش پلاسما در صنعت خودروسازی، صنایع هوافضا و ساخت تجهیزات صنعتی بسیار مفید است.
تعمیرات و نگهداری در صنایع سنگین
یکی دیگر از کاربردهای مهم، تعمیرات و نگهداری است، به ویژه در صنایع سنگین مانند کشتیسازی و ساخت و ساز. در این صنایع، برش پلاسما برای برش فلزات آسیبدیده یا فرسوده و همچنین تعمیر و بازسازی قطعات بزرگ مورد استفاده قرار میگیرد. این توانایی به تعمیر سریع و کارآمد قطعات فلزی کمک میکند.
ساخت قطعات هنری
برش پلاسما در ساخت قطعات هنری نیز کاربرد دارد. هنرمندان و طراحان میتوانند از این تکنیک برای برش دقیق و پیچیده فلزات استفاده کنند. این قابلیت به آنها اجازه میدهد تا طرحهای هنری و دکوراتیو با جزئیات بالا و خطوط تمیز ایجاد کنند که در پروژههای مختلف معماری و دکوراسیون به کار میرود.
لوازم برش پلاسما
برش پلاسما به دلیل دقت بالا و توانایی برش فلزات ضخیم، در صنایع مختلف کاربرد زیادی دارد. برای اجرای این فرآیند، به لوازم و تجهیزات خاصی نیاز است که هرکدام نقش ویژهای در ایجاد و هدایت پلاسما دارند. در این بخش، به معرفی این لوازم و اهمیت آنها در فرآیند برش پلاسما پرداخته میشود.
لوازم برش پلاسما شامل دستگاه برش، گازهای فشرده و اجزای مختلفی است که برای ایجاد قوس الکتریکی و هدایت پلاسما به کار میروند. دستگاه برش پلاسما معمولاً شامل الکترود، نازل و بخشهایی برای تولید قوس است.
همچنین، گاز برش پلاسما نقش مهمی در فرآیند دارد و شامل گازهایی چون آرگون (H3Ar)، نیتروژن (H3N)، هوا (H3O)، هیدروژن (H3H) و اکسیژن (H3O2) میشود. این گازها با توجه به نوع فلز و نیاز برش انتخاب میشوند، به شکل یونیزه در میآیند تا پلاسما تولید کنند و فرآیند برش انجام شود.
استفاده از گازها برای برش پلاسما
گاز برش پلاسما عامل اصلی در تولید پلاسما و انجام فرآیند برش است. این گازها به سرعت از نازل عبور کرده و در اثر جریان الکتریکی به حالت یونیزه درمیآیند. گازهای مختلفی برای این فرآیند به کار میروند که هرکدام ویژگیهای خاص خود را دارند:
● آرگون (H3Ar):
گازی پایدار که برای برش دقیق و افزایش طول عمر دستگاه برش پلاسما مناسب است. این گاز معمولاً برای برش فلزات حساس به اکسیداسیون مانند آلومینیوم استفاده میشود.
● نیتروژن (H3N):
این گاز برای برش فلزاتی مانند فولاد کربنی به کار میرود. نیتروژن ویژگی پایداری بالا دارد و به حفظ کیفیت برش کمک میکند.
● هوا (H3O):
یکی از ارزانترین و در دسترسترین گازها است که برای برشهای معمولی و فلزات نازکتر به کار میرود.
● هیدروژن (H3H):
این گاز برای ترکیب با سایر گازها جهت افزایش کارایی و سرعت برش استفاده میشود.
● اکسیژن (H3O2):
برای برش فلزات کربنی و افزایش سرعت برش به کار میرود. این گاز در فرآیند برش فلزات ضخیمتر موثر است و میتواند عملکرد دستگاه را بهبود بخشد.
تفاوت برش پلاسما و هواگاز
تفاوت برش پلاسما و هواگاز در روشهای استفادهشده برای تولید حرارت و برش است. برش پلاسما از قوس الکتریکی و گاز یونیزهشده برای برش فلزات استفاده میکند و توانایی برش فلزات ضخیمتر و دقیقتر را دارد. در مقابل، برش هواگاز از ترکیب اکسیژن و گاز سوختی برای تولید حرارت استفاده میکند و معمولاً برای برش فلزات نازکتر و با سرعت بیشتر مناسب است. برش پلاسما دقت بالاتری دارد، در حالی که برش هواگاز ارزانتر بوده و بیشتر در صنایع خاص استفاده میشود.
تفاوت برش پلاسما و لیزر
فرق برش پلاسما و لیزر در روش تولید حرارت و دقت فرآیند است. برش پلاسما از قوس الکتریکی و گاز یونیزهشده برای برش فلزات استفاده میکند و معمولاً برای فلزات ضخیمتر و مواد رسانا مناسب است. این روش سریع و مقرون به صرفه بوده؛ اما دقت کمتری نسبت به لیزر دارد. در مقابل، برش لیزر از یک پرتو نوری متمرکز با دقت بالا برای برش فلزات نازک و پیچیده استفاده میکند و دقت بسیار بیشتری دارد، اما دارای هزینه بالاتری است.
مزایا و معایب برشکاری پلاسما
در این بخش به بررسی مزایا و معایب برشکاری پلاسما میپردازیم:
مزایا:
- سرعت بالا: برش پلاسما سرعت بالایی در انجام فرآیند برش دارد و به سرعت میتواند فلزات مختلف را برش دهد.
- توانایی برش فلزات ضخیم: این روش قادر به برش فلزات با ضخامتهای بالا و مواد رسانا مانند فولاد ضد زنگ و آلومینیوم است.
- دقت بالا: برش پلاسما دقت مناسبی در انجام برشهای پیچیده و تمیز دارد که این ویژگی برای صنایع مختلف بسیار حیاتی است.
معایب:
- تولید گازهای سمی: در فرآیند برش پلاسما، گازهای سمی ناشی از ذوب فلزات تولید میشود که میتواند برای سلامتی خطرناک باشد.
- نیاز به تجهیزات ایمنی خاص: به دلیل تولید حرارت بالا و خطرات ناشی از گازهای سمی، استفاده از تجهیزات ایمنی مناسب مانند ماسک، دستکش و تهویه مناسب ضروری است.
- هزینههای بالاتر: نسبت به روشهای ارزانتری مانند برش هواگاز، برش پلاسما هزینههای بیشتری دارد که ممکن است برای برخی صنایع بهصرفه نباشد.
منبع: