تحقیق برشكاري قوسي پلاسما

برشكاري قوسي پلاسما (PAC) براي برش هر نوع فلزي استفاده مي شود ، برشكاري قوس پلاسما غالباً براي برشكاري فولاد كربني ، آلومينيوم و فولادهاي ضد زنگ بكار مي رود ، اين فلزات از پر مصرف ترين و متداول ترين فلزاتي هستند كه در كارگاه جوشكاري استفاده مي شوند علاوه بر اين فرايند جوشكاري استفاده مي شوند علاوه بر اين فرايند PAC بر روي هر فلز هادي مانند مس برنج ، و برنز ، نيكل و آلياژهاي آن فلز ، زيركونيم بنحو دقيقي موثر واقع مي گردد ، و حتي برشكاري PAC ،براي برش اورانيم نيز بكار مي رود .

دلايل استفاده از PAC

فرايند برشكاري PAC براي برش ورقهاي روي هم انباشته ، پخ زدن ورق ، برشكاري شكل گيري (الگو بري) و سوراخ كاري استفاده مي شود . در حقيقت مشاهده خواهيد كرد كه برشكاري هاي PAC نسبت به شعله اكسي سوخت با ورود حرارت كمتري (با توجه به اينكه پلاسما بسيار داغ تر است ) انجام خواهد گرفت ،چون مشعل پلاسما تا اندازه اي سريع تر از شعله اكسي استيلن كار مي كند وسوختي يا اكسيد شدگي در مسير برشكاري و داخل فلز بوجود نمي آيد ولي عوض ذوب خواهد شد و بعضي مواقع ، فلز داخل شكاف به طور يكنواخت تبخير مي گردد . نتيجتاً مسايل به طور و مشكلات كاري همراه با تغيير شكل و پيچيدگي فلز اصلي وجود دارد . غالباً مشعل هاي PAC در برشكاري شكلي (الگوبري) و در ماشين هاي شيار زني و در آوردن شيارهاي چهار گوش با سرعت زياد بكار مي رود . برشكاري قطعات نسبتاً كوچك به علت وجود جريان برق و OCV زياد كمي پيچيده و قابل بحث مي باشد . سطح صداي جريان شديد گاز پلاسما با سرعت زياد بسيار است و در حين عمل ، بر اثر سوختن و تبخير ذرات فلزي ، مقدار كمي دوده فلزي توليد مي گردد .

صدا و دودهاي حاصل از مشعل دستي با اشكال زياد كنترل مي شود ولي كنترل صدا و دودهاي حاصل از مشعل اتوماتيكي كه بر روي ماشين برشكاري شعله اي مناسب نصب گرديده هيچ مشكلي ندارد .چرا كه دودها و حرارت و صداي حاصل از مشعل پلاسما كه بر روي ماشين برشكاري بزرگ نصب گرديده با گذاشتن ورق  برشكاري بر رويميز پر از آب به راحتي قابل كنترل هستند چون آب درست به ته ورق تماس پيدا مي كند . باعث مي شود دودها و سرباره همانطور كه از ته شكاف بيرون آيد ،/ در همان جا غوطه ور گردد و صداي جريان شديد پلاسما كه در نازل (گلكي)مشعل بوجود آمده با آب خفه شود .

در صورت لزوم مي توانيد از لباسهاي مقاوم صنعتي همانند خفه كن هاي گوش استفاده نمائيد .

سرعت هاي برشكاري

با استفاده از ماشين برشكاري مناسب (ماشيني كه براي فرايند پلاسما ،‌سرعت هاي زياد بدون اتلاف وقت برش و تلرانس بوجود مي آورد) مي توان فلزاتي كه با استفاده از مشعل اكسي سوخت نياز به سرعت هاي 25 IN.MIN تا 20 دارند با سرعت هاي 150 IN. min تا 100 برش داد . برشكاري تعدادي از فلزات نازك از سرعت هاي تا حدود 300 in/min استفاده مي گردد . براي كارگر برشكاري دستي امكان ادامه برشكري با مشعل برشكاري پلاسما با سرعت موثر وجود نخواهد داشت .

چنانچه ضخامت فلز در حدود 3in و از جنس ورق فولاد كربني باشد چنين فلزي با فرايند اكسي استيلن سريعتر از فرايند PAC بريده مي شود ،به هر حال در برشكاري فلزات با ضخامت زير 1in PAC تا پنچ برابر سريعتر از فرايند برشكاري اكسي استيلن موثر مي باشد . تصيميم گيري درباره استفاده از PAC براي فولادهاي كربني كه        مي توان با اكسي استيلن بريد ، بر اساس سودمندي با كارآئي PAC در مقابل هزينه بالاي تجهيزات انجام مي گيرد .

بكار گيري سرعت زياد در مقابل هزينه بالاي تجهيزات بگونه اي است كه اغلب تجهيزات PAC كه بر اساس ماشين هاي برشكاري شعله اي با سرعت زياد طراحي گرديده براي مقادير زيادي از برشكاري شكلي بكار مي رود . سرعت و سودمندي تجهيزات به سازنده كمك مي كند كه در اين زمينه سرمايه گذاري زيادي بنمايد . در زمان استفاده از PAC مي توران تجهيزاتي بر روي ماشين برشكاري هماره با مشعل هاي اكسي سوخت ، نصب كرد و به سازنده قطعات حجيم اجازه داد كه متناسب با برش ورقهاي آهني يا غيرآهني مواد ضخيم يا نازك از اكسي سوخت به پلاسما يا پلاسما به سوخت استفاده نمايد .

مزاياي اقتصادي و صرفه جوئي PAC نشان خواهد داد كه اغلب برشهاي طويل و مداوم بر روي تعداد زيادي از قطعات كار اجرا گردد . اين نوع برشكاري حجيم غالباً در محوطه هاي كشتي سازي ، كارخانجات مخزن سازي ،كارگاههاي ساخت پل هاي فولادي و مركز تهيه فولاد مشاهده گرديده است .

تجهيزات قوسي پلاسما

در اين مورد استفاده از ميله لخت لازم و ضروري است و PAC نيازمند برشكاري است كه مثل مشعل جوشكاري پلاسما كار كند و علاوه بر اين  به منبع برق رساني مناسب و آبرساني تميزي نياز دارد .

مشعل پلاسما

مشعل PAC قبل از انبر الكترودي است كه نوك الكترود د رداخل و مركز سوراخ نازل پلاسماي متمركز آن قرار مي گيرد . الكترود ونازل با آب خنك مي شوند و گاز پلاسما از طريق مدخل مشعل به اطراف الكترود تزريق گرديده و از طريق سوراخ مختلف براي هر مدل مشعل قابل استفاده هستند .قطر سوراخ به جريان برشكاري بستگي دارد . هر چه قطر سوراخ بزرگتر باشد ،جريان زيادتري نيازدارد . طرح نازل به كاربرد نوع مشعل PAC و فلز برش بستگي دارد .

براي PAC از هر دو نازل تك دريچه و چند دريچه اي مي توان استفاده كرد . نازل هاي چند دريچه اي ، دريچه هايي براي ورود گاز محافظ كمكي به اطراف سوراخ گاز پلاسماي اصلي دارند .

تمام  گاز يونيزه از طريق سوراخ اصلي با همان سرعت جريان گاز پلاسما در هر واحد سطح عبور مي كند . سرعت گاز پلاسما باندازه اي زياد است كه بيش از حد معمولي بوده و اين دليلي براي كاربرد بسيار زياد فرايند پلاسما خواهد بود . نازل هاي چند دريچه اي نسبت به نازل هاي تك دريچه اي با حركت در سرعت هاي مساوي برش هايي با كيفيت برش همانند فرايند اكسي استيلن با افزايش سرعت حركت كاهش مي يابد .

كنترل كننده هاي برشكاري پلاسما

پايه و اساس كنترل PAC شامل والوهاي سولونوئيد ميعني بوده كه آب سرد كننده و گازهاي حفاظتي را به جريان مي اندازد يا متوقف مي كند . دستگاه برشكاري قوسي پلاسما براي مصرف انواع گازهاي مختلف محافظتي و برشكاري ، فلومترهائي دارد و چنانچه جريان آب سرد كننده از حد ايمني افت پيدا كرد ، سوئيچ جريان آب براي توقف عمليات وارد عمل مي گردد . كنترل كننده هاي PAC اتوماتيك با توان بالا همچنين شامل ويژگيهاي برنامه ريزي خواهد بود كه براي تنظيم نوسانات بالا و پايين جريان برق بر اساس جريان گاز داخل سوراخ نازل بكار مي رود .

منابع قدرت برشكاري پلاسما

منابع برق براي PAC از دستگاههاي ويژه با OCV در حد 1400V تا 120  طراحي گرديده اند . منبع قدرت بر اساس كاربرد مشعل PAC نوع و ضخامت قطعه برش و حد سرع برشكاري انتخاب مي گردد .