Máy cắt plasma hoạt động như thế nào? Ưu điểm & Nhược điểm

Cắt kim loại có thể được phân loại thành hai (cắt cơ học và cắt nhiệt). Cắt plasma là một phương pháp cắt nhiệt trong đó khí ion hóa được sử dụng để cắt kim loại .

Đây là một trong những kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất để cắt các tấm kim loại dày nhưng cũng có sẵn cho tấm kim loại. Trước khi đi sâu vào những ưu điểm và khả năng của cắt plasma, chúng ta nên giải quyết một câu hỏi khác.

Huyết tương là gì?

Bạn chắc chắn đã nghe nói về 3 trạng thái cơ bản của vật chất rắn, lỏng và khí. Nhưng cũng có cái thứ tư . Vâng, đó là plasma.

Có thể tìm thấy plasma trong tự nhiên nhưng chủ yếu ở phần trên của bầu khí quyển Trái đất. Ánh sáng cực nổi tiếng là kết quả của gió mặt trời làm bằng plasma. Ánh sáng và lửa nhiệt độ cao cũng bao gồm plasma. Và cơ thể chúng ta cũng vậy.

Nhìn chung, nó chiếm khoảng 99% vũ trụ hữu hình.

Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta có thể bắt gặp plasma trong TV, đèn huỳnh quang, đèn neon và tất nhiên là cả máy cắt plasma.

Plasma là một chất giống như khí ion hóa dẫn điện . Điều này có nghĩa là một số nguyên tử bị thiếu điện tử và cũng có các điện tử tự do trôi nổi xung quanh.

Một chất khí có thể được biến đổi thành plasma bằng cách nung nóng nó ở cường độ cao. Đó là lý do tại sao plasma thường được gọi là khí ion hóa.

Plasma tương tự như khí vì các nguyên tử không tiếp xúc thường xuyên với nhau. Đồng thời, nó hoạt động tương tự như chất lỏng về khả năng chảy khi chịu tác dụng của điện trường và từ trường.

Máy cắt plasma hoạt động như thế nào?

Quá trình cắt plasma là một phương pháp cắt nhiệt. Điều đó có nghĩa là sử dụng nhiệt để làm nóng chảy kim loại thay vì cắt nó một cách cơ học.

Cơ chế tổng thể của hệ thống luôn giống nhau. Máy cắt plasma sử dụng khí nén hoặc các loại khí khác, chẳng hạn như nitơ. Quá trình ion hóa các khí này diễn ra để tạo ra plasma.

Thông thường, khí nén tiếp xúc với điện cực và sau đó bị ion hóa để tạo thêm áp suất. Khi áp suất tăng lên, một dòng plasma được đẩy về phía đầu cắt.

Đầu cắt hạn chế dòng chảy để tạo ra dòng plasma. Điều này sau đó được đưa vào phôi. Vì plasma dẫn điện nên phôi được nối với đất thông qua bàn cắt.

Khi hồ quang plasma tiếp xúc với kim loại, nhiệt độ cao của nó sẽ làm nó tan chảy. Đồng thời, khí tốc độ cao thổi bay kim loại nóng chảy.

Bắt đầu quá trình cắt

Không phải tất cả các hệ thống đều hoạt động theo cùng một cách. Đầu tiên, có một phiên bản thường có ngân sách thấp hơn được gọi là liên hệ tần số cao . Điều này không khả dụng đối với máy cắt plasma CNC vì tần số cao có thể gây nhiễu cho thiết bị hiện đại và gây ra sự cố.

Phương pháp này sử dụng tia lửa điện áp cao và tần số cao. Việc tạo ra tia lửa diễn ra khi ngọn đuốc plasma chạm vào kim loại. Điều này đóng mạch và tạo ra tia lửa, từ đó tạo ra plasma.

Một lựa chọn khác là phương pháp hồ quang thí điểm . Đầu tiên, tia lửa điện được tạo ra bên trong mỏ hàn bằng mạch điện áp cao và dòng điện thấp. Tia lửa tạo ra hồ quang thí điểm là một lượng nhỏ plasma.

Hồ quang cắt được tạo ra khi hồ quang dẫn hướng tiếp xúc với phôi. Bây giờ người vận hành có thể bắt đầu quá trình cắt.

Cách thứ ba là sử dụng đầu mỏ hàn plasma được nạp lò xo . Việc ấn mỏ hàn vào chi tiết gia công sẽ tạo ra hiện tượng đoản mạch làm cho dòng điện bắt đầu chạy.

Việc giải phóng áp suất sẽ thiết lập hồ quang thí điểm. Sau đây là giống như trong phương pháp trước đó. Đó là đưa hồ quang tiếp xúc với chi tiết gia công.

Ưu điểm & Nhược điểm

Thuận lợi

• Có khả năng cắt tất cả các vật liệu dẫn điện. Cắt bằng ngọn lửa, mặc dù cũng thích hợp để cắt kim loại dày, nhưng chỉ giới hạn ở kim loại đen .
• Chất lượng tuyệt vời cho độ dày lên đến 50 mm.
• Độ dày tối đa lên tới 150 mm.
• Tương đối rẻ cho các vết cắt có độ dày trung bình.
• Cách tốt nhất để cắt thép không gỉ và nhôm có độ dày trung bình.
• Máy CNC có sẵn để cung cấp độ chính xác và độ lặp lại cao.
• Có thể cắt nước, dẫn đến HAZ nhỏ hơn . Cũng làm giảm mức độ tiếng ồn.
• Vết cắt nhỏ hơn so với cắt ngọn lửa.
• Tốc độ cắt nhanh hơn so với oxyfuel.
• Bằng cách thao tác các thông số, cùng một máy có thể được sử dụng để hàn plasma .

Nhược điểm

• HAZ lớn hơn so với cắt laser.
• Chất lượng với tấm mỏng hơn và tấm không tốt bằng cắt laser.
• Dung sai không chính xác như cắt laser.
• Không đạt được độ dày như cắt ngọn lửa hoặc tia nước .
• Để lại HAZ mà tia nước không có.
• Vết cắt rộng hơn so với cắt laser.

Lựa chọn phương pháp cắt

Việc lựa chọn giữa các phương pháp cắt khác nhau phụ thuộc vào vật liệu, độ dày và ứng dụng của các bộ phận.

Độ dày cắt được khuyến nghị để cắt plasma là từ 15…50 mm .

Giới hạn trên được khuyến nghị về độ dày vật liệu cho dịch vụ cắt plasma là khoảng 50 mm đối với carbon và thép không gỉ. Nhôm không được vượt quá 40 mm.

Mọi thứ ở trên đều thuộc lĩnh vực cắt bằng tia nước và ngọn lửa.

Dịch vụ cắt laser nên là lựa chọn ưu tiên cho kim loại tấm và các tấm mỏng hơn vì chất lượng và tốc độ cắt cao hơn. Nhưng giới hạn trên của máy cắt laser là khoảng 25…30 mm.

Ngoài ra, cắt plasma nhanh hơn và do đó rẻ hơn với các tấm bắt đầu từ khoảng 15 mm. Sau đó, một lần nữa, câu hỏi đi xuống chất lượng cần thiết. Tuy nhiên, luôn có thể có được một kết quả đẹp và mượt mà với quá trình xử lý hậu kỳ.