۰۴
مرداد

برش پلاسما

برش CNC پلاسما پروسه‌ای است که در آن فولاد یا سایر فلزات (گاهی اوقات برخی مواد دیگر) در قطرهای مختلف بوسیله یک مشعل (torch) برش داده می‌شود. در این برش یک گاز نجیب (در برخی موارد هوای فشرده) با سرعت بالا از نازل دمیده شده و در همان لحظه یک قوس الکتریکی (Electrical ARC) بین گاز در سر نازل با سطح برش ایجاد می‌گردد و گاز به حالت پلاسما می‌رود.

پلاسما به اندازه کافی گرم است تا فلز را ذوب کند و برش صورت پذیرد. هوای فشرده نیز به اندازه ای فشار دارد که فلز ذوب شده را از مسیر برش دور کند.

تاریخچه

برش پلاسما در سال ۱۹۶۰ از جوش پلاسما منتج گردید و در سال ۱۹۸۰ بعنوان یک راه حل بسیار سازنده برای برش ورق وصفحات فلزی معرفی گردید. مزایای برش پلاسما نسبت به برش فلز با فلز عبارتند از:

  • تراشه فلزی ایجاد نمی‌گردد.
  • دقیق برش می‌دهد.
  • لبه برش آن نسبت به برش هوا گاز صاف‌تر می‌باشد.

برش‌دهنده‌های پلاسما خیلی سریع گسترش یافتند اما آن‌ها تا حدودی کند و گران‌قیمت بودند بنابراین بشتر به کاربردهایی که نیاز به تکرار الگوی برش (در کاربردهای تولید انبوه) بود اختصاص یافتند. همچون سایر ماشین‌های ابزار از سال ۱۹۸۰ تکنولوژی CNC برای ماشین‌های برش پلاسما استفاده گردید و از این طریق انعطاف‌پذیری بیشتری در برابر اشکال مختلف مورد تقاضا از طریق برنامه‌نویسی CNC از خود نشان داد؛ ولی باز هم با وجود کنترلرهای CNC برش پلاسما محدود به برش طرح‌ها والگوها در صفحات و ورقه‌های تخت بوده و فقط دارای دو محور (X,Y) هستند.

اصول بنیادین برش‌دهنده‌های پلاسما

در برش پلاسمای نوع HF بکمک یک جرقه فرکانس بالا – ولتاژ بالا هوا در سر مشعل یونیزه شده و قوس الکتریکی آغاز می‌گردد. در این روش هنگام استارت لزومی به تماس قطعه کار با مشعل (Torch) نیست واین روش برای کاربردهای کنترل عددی (CNC) مناسب می‌باشد. در ماشین‌های پیشرفته تر جهت تنظیم ارتفاع مشعل از سطح قطعه کار لازم است قبل از استارت نوک (Tip) تورچ به قطعه کار خورده سپس یک فاصله (Gap) مناسب (مطابق تنظیم اپراتور) ایجاد گردد. این نوع دستگاه‌های برش پلاسما حساس به تماس نوک مشعل به قطعه کار بوده و بمحض تماس از سطح فاصله می‌گیرد. البته علاوه براین مشعل مجهز به یک سپر یا کلاهک ضدضربه می‌باشد. کنترل‌کننده جرقه از دو سیستم نزدیک بهم برای تولید پلاسما بهره می‌گیرد. ابتدا یک مدار ولتاژ بالا- جریان پایین با فرکانس زیاد استفاده شده تا در یک لحظه آنی یک جرقه با شدت بالا داخل بدنه تورچ ایجاد شده و مقدارکمی (small pocket) گاز پلاسما ایجاد گردد. از این قوس بعنوان قوس هادی نام برده می‌شود. قوس هادی یک مسیر برگشتی به سر مشعل ایجاد می‌کند و خودش را تا نزدیکی قطعه کار یعنی جایی که قوس اصلی پلاسما زده می‌شود نگه می‌دارد. قوس‌های پلاسما بسیار داغ بوده و دمای آن حدود °c25000 می‌باشد.

برش پلاسما با ماشین CNC

برش‌دهنده‌های پلاسما از دو روش برای استارت قوس بهره می‌گیرند:

  • ایجاد قوس از طریق گذاشتن مشعل(Torch) روی قطعه کار وتماس با آن.
  • استفاده از یک مدار ولتاژ بالا- فرکانس بالا برای ایجاد قوس الکتریکی.

معایب روش استفاده از یک مدار ولتاژ بالا- فرکانس بالا

  • خطر برق گرفتگی
  • لزوم حفظ فاصله اسپارک
  • حجم بالای تشعشعات فرکانس‌های رادیویی

برش‌دهنده‌های پلاسما نزدیک تجهیزات حساس الکترونیکی نظیر سخت‌افزار CNC یا رایانه کار می‌کنند. بنابراین برای جلوگیری از نویزپذیری این تجهیزات وآسیب رسیدن به آنها از تجهیزات دیگری برای استارت قوس هادی استفاده می‌شود. این تجهیزات معمولاً روی سیستم جداگانه‌ای که دور از سیستم‌های الکترونیکی حساس بوده و مجموعه کنترل پلاسما نامیده می‌شود قرار می‌گیرید.

کاربرد برش‌دهنده دستی پلاسما

برش پلاسما روی هر نوع فلز رسانا، فولاد نرم، آلومینیوم، استنلس استیل و نظایر آن می‌تواند انجام شود. اما این تکنولوژی برای فولاد ایده‌آل می‌باشد. در مورد فلزات غیرآهنی حداکثر عمق برش یک اینچ می‌باشد.