پلاسما یا هواگاز؟ مقایسه دقیق دستگاه‌های برش فلز

مقدمه

در صنعت فلزکاری، برش یکی از بنیادی‌ترین عملیات‌هاست. کیفیت نهایی محصول، سرعت تولید و حتی هزینه تمام‌شده پروژه، همگی ارتباط مستقیمی با روش انتخابی برای برش دارند. از میان روش‌های گوناگون، برش پلاسما و برش هواگاز دو گزینه اصلی به شمار می‌روند. هر یک ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارند و انتخاب میان آن‌ها برای بسیاری از فعالان این حوزه به پرسشی مهم تبدیل شده است. در این مقاله تلاش می‌کنیم با مقایسه برش پلاسما و هواگاز، تصویری جامع از مزایا، معایب، کاربردها و شرایط استفاده هر کدام ارائه دهیم تا تصمیم‌گیری آسان‌تر شود.

تاریخچه‌ای کوتاه از دو فناوری

پیش از ورود به مقایسه فنی، نگاهی گذرا به تاریخچه این دو روش خالی از لطف نیست. برش هواگاز قدمتی بیش از یک قرن دارد و از همان ابتدا به دلیل سادگی تجهیزات و توانایی برش ضخامت‌های بالا به سرعت در صنایع جا افتاد. در مقابل، برش پلاسما نسبتاً جدیدتر است و در دهه‌های میانی قرن بیستم معرفی شد. این فناوری با استفاده از قوس الکتریکی و گاز یونیزه‌شده، برشی سریع‌تر و دقیق‌تر فراهم کرد و به همین دلیل خیلی زود جایگاه ویژه‌ای در صنایع پیشرفته پیدا کرد.

اساس کار برش پلاسما

در این روش، قوس الکتریکی بین الکترود و سطح فلز ایجاد می‌شود. گاز عبوری از این قوس، به حالت پلاسما با دمای بسیار بالا (گاهی تا ۲۵ هزار درجه سانتی‌گراد) تبدیل می‌گردد. چنین حرارتی به راحتی فلز را ذوب کرده و جریان پرسرعت پلاسما فلز ذوب‌شده را از محل برش خارج می‌کند. نتیجه، یک برش تمیز و باریک است که در بسیاری از موارد نیازی به پرداخت اضافه ندارد.

ویژگی مهم پلاسما تمرکز بالای انرژی است. این ویژگی باعث می‌شود لبه‌های ایجادشده دقت بالایی داشته باشند. همچنین امکان برش فلزات مختلف از جمله فولاد، استیل ضدزنگ، آلومینیوم و حتی مس با این فناوری وجود دارد.

اساس کار برش هواگاز

در برش هواگاز، ابتدا شعله‌ای حاصل از ترکیب یک گاز سوختنی (مانند استیلن یا پروپان) و اکسیژن به سطح فلز حرارت می‌دهد. پس از آن، جریان اکسیژن خالص با فشار بالا به فلز داغ برخورد می‌کند و باعث سوختن و جدا شدن آن می‌شود.
این فرآیند بیشتر برای فولادهای کربنی کاربرد دارد، زیرا آلیاژهای ضدزنگ یا فلزات غیرآهنی در این روش به‌خوبی برش نمی‌خورند. نقطه قوت اصلی هواگاز توانایی برش قطعات بسیار ضخیم است. درواقع اگر ضخامت فلز بیش از ۱۰۰ میلی‌متر باشد، این روش یکی از بهترین انتخاب‌ها محسوب می‌شود.

مقایسه برش پلاسما و هواگاز از نظر سرعت

سرعت برش یکی از معیارهای کلیدی در انتخاب روش است. در این زمینه، پلاسما تقریباً همیشه برنده است. روی ورق‌های نازک و متوسط، پلاسما چند برابر سریع‌تر از هواگاز عمل می‌کند. این موضوع به صنایع خودروسازی و کارگاه‌هایی که تیراژ بالا دارند کمک می‌کند تا بهره‌وری خود را افزایش دهند.
در مقابل، وقتی ضخامت زیاد می‌شود، برتری پلاسما کاهش پیدا می‌کند. هواگاز با وجود سرعت کمتر، همچنان قادر است فلزات ضخیم را با موفقیت برش دهد.

مقایسه برش پلاسما و هواگاز از نظر کیفیت

دقت و کیفیت سطح برش برای بسیاری از صنایع حیاتی است. پلاسما در این زمینه کیفیتی به‌مراتب بالاتر ارائه می‌دهد. لبه‌های صاف، عرض برش باریک و اعوجاج حرارتی کم از ویژگی‌های اصلی آن است.
برش هواگاز اگرچه قادر است ضخامت‌های بالا را برش دهد، اما کیفیت لبه‌ها پایین‌تر است و معمولاً نیاز به عملیات پرداخت ثانویه مثل سنگ‌زنی دارد.

مقایسه برش پلاسما و هواگاز از نظر هزینه

هزینه همیشه یکی از عوامل تعیین‌کننده است. دستگاه‌های پلاسما معمولاً گران‌تر هستند و نیاز به برق سه‌فاز و قطعات مصرفی مانند نازل دارند. این موضوع باعث می‌شود هزینه اولیه و نگهداری آن بالاتر باشد.
در مقابل، تجهیزات هواگاز بسیار ساده‌تر و ارزان‌ترند. تنها نیاز اصلی سیلندرهای اکسیژن و گاز سوختنی است. به همین دلیل کارگاه‌های کوچک یا پروژه‌های کوتاه‌مدت معمولاً سراغ هواگاز می‌روند.