برشکاری پلاسما

برشکاری پلاسما چیست؟ مزایای برش پلاسما

برشکاری پلاسما چیست ؟

مقدمه

در صنایع مختلف فلزکاری، روش‌های گوناگونی برای برش مواد فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از پیشرفته‌ترین و پرکاربردترین این روش‌ها، برشکاری پلاسما است. در پاسخ به این پرسش که برشکاری پلاسما چیست؟ باید گفت این فناوری به کمک گاز یونیزه‌شده‌ای به نام پلاسما، جریان الکتریکی را به سطح فلز منتقل کرده و آن را با دقت بالا و سرعت زیاد برش می‌دهد. برش پلاسما به دلیل سرعت، دقت، و امکان استفاده برای فلزات رسانای مختلف، محبوبیت زیادی در صنایع جوشکاری، خودرو، کشتی‌سازی، ساختمان‌سازی و حتی هنرهای فلزی یافته است.

برشکاری پلاسما چیست؟

پلاسما، حالت چهارم ماده است که از یونیزه شدن گازهای معمولی تحت دمای بسیار بالا به وجود می‌آید. زمانی که گاز (مانند هوا، نیتروژن یا اکسیژن) در یک میدان الکتریکی شدید قرار گیرد، الکترون‌های آزاد تولید می‌شوند و گاز به پلاسما تبدیل می‌شود. در دستگاه‌های برش پلاسما، این پلاسما با فشار بالا از نازل خارج شده و روی سطح فلز متمرکز می‌شود. حرارت بسیار بالای این جت پلاسما (حدود ۲۰۰۰۰ درجه سانتی‌گراد) باعث ذوب شدن فلز در نقطه تماس و سپس با کمک فشار گاز، فلز مذاب به بیرون رانده می‌شود و در نتیجه یک برش دقیق ایجاد می‌گردد.

اجزای اصلی دستگاه برش پلاسما

  1. منبع تغذیه: ایجاد جریان الکتریکی لازم برای یونیزه کردن گاز.

  2. مشعل یا تورچ پلاسما: جایی که گاز به پلاسما تبدیل شده و از نازل خارج می‌شود.

  3. کنترلر: تنظیمات مختلف مانند شدت جریان، سرعت حرکت و فشار گاز.

  4. منبع گاز: می‌تواند هوا، نیتروژن، آرگون یا مخلوطی از گازها باشد.

نحوه عملکرد برش پلاسما

  • با ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود و سطح فلز، گاز یونیزه می‌شود.

  • پلاسما از نازل با سرعت زیاد به سمت قطعه کار هدایت می‌شود.

  • دمای بالا فلز را ذوب کرده و فشار گاز مذاب را از برش خارج می‌کند.

  • در پایان، یک شکاف باریک و یکنواخت روی سطح فلز باقی می‌ماند.

 

چه فلزاتی را می‌توان با پلاسما برش داد؟

برش پلاسما به‌ویژه برای فلزات رسانا مناسب است. این فلزات شامل:

  • فولاد کربنی

  • فولاد ضد زنگ (استنلس استیل)

  • آلومینیوم

  • برنج

  • مس

  • نیکل و آلیاژهای آن‌ها

مزایای برش پلاسما

  1. سرعت بالا: برش پلاسما در مقایسه با روش‌هایی مانند برش با شعله گاز یا اره مکانیکی، سرعت بیشتری دارد.

  2. دقت بالا: برش‌های تمیز و دقیق، به‌ویژه در فلزات نازک‌تر، از مزایای بارز این روش است.

  3. انعطاف‌پذیری: امکان برش فلزات متنوع با ضخامت‌های مختلف.

  4. کاهش اعوجاج حرارتی: به دلیل سرعت زیاد، منطقه تحت تأثیر حرارت (HAZ) کوچک‌تر است.

  5. قابلیت اتوماسیون: به راحتی قابل اتصال به CNC و سیستم‌های رباتیک است.

  6. عدم نیاز به پیش‌گرمایش: برخلاف برش با شعله، نیاز به گرم‌کردن اولیه قطعه کار نیست.

  7. ایمنی بیشتر: در صورت رعایت نکات ایمنی، خطرات کمتری نسبت به برش اکسی‌استیلن دارد.

انواع برش پلاسما

  • پلاسما دستی (Manual): مناسب برای پروژه‌های کوچک، کارگاه‌های سیار، تعمیرات.

  • پلاسما CNC: برای تولیدات صنعتی با دقت و تکرارپذیری بالا.

  • پلاسما هوا: از هوای فشرده به عنوان گاز مصرفی استفاده می‌کند، اقتصادی و مناسب کارهای سبک.

  • پلاسما با گاز خالص: برای برش‌های تخصصی‌تر از گازهایی مثل نیتروژن یا آرگون استفاده می‌شود.

محدودیت‌های برش پلاسما

  • برای فلزات بسیار ضخیم (بیشتر از 50 میلی‌متر)، روش‌های دیگری مثل برش لیزر یا آب‌جت ممکن است مناسب‌تر باشند.

  • ایجاد دود و گازهای مضر در حین برش که نیاز به تهویه مناسب دارد.

  • نیاز به منبع تغذیه قدرتمند و کمپرسور گاز برای برخی مدل‌ها.

  • ایجاد زبری در کناره‌های برش در برخی فلزات، که نیاز به پرداخت ثانویه دارد.

کاربردهای برش پلاسما در صنایع مختلف

برشکاری پلاسما به دلیل ویژگی‌های خاص خود، در صنایع گوناگونی کاربرد دارد. در ادامه مهم‌ترین موارد استفاده از این فناوری ذکر شده‌اند:

۱. صنایع فلزکاری و ساخت و ساز

در کارخانه‌های تولید قطعات فلزی و سازه‌های فولادی، برش دقیق و سریع امری حیاتی است. پلاسما این امکان را فراهم می‌کند که انواع ورق‌ها، تیرآهن‌ها و پروفیل‌ها به راحتی و با دقت بالا برش داده شوند.

۲. خودروسازی و صنایع سنگین

در تولید خودرو، ماشین‌آلات کشاورزی و صنعتی، شاسی و اجزای فلزی باید با ظرافت خاصی شکل بگیرند. برش پلاسما سرعت تولید را بالا برده و کیفیت برش‌ها را حفظ می‌کند.

۳. کشتی‌سازی و هوافضا

در ساخت بدنه کشتی، قایق، هواپیما یا موشک که از فلزات ضخیم استفاده می‌شود، استفاده از پلاسما (به‌ویژه با گازهای تخصصی) موجب افزایش سرعت ساخت و کاهش هزینه‌ها می‌گردد.

۴. صنایع دفاعی و نظامی

تولید تجهیزات زرهی، ادوات نظامی و زیرساخت‌های دفاعی اغلب نیاز به برش‌های دقیق در فلزات سخت دارند. پلاسما پاسخ مناسبی برای این نیازهاست.

۵. صنایع هنری و تزئینی

فلزکاری تزئینی، ساخت تابلوهای هنری فلزی، گاردهای تزئینی، حفاظ‌ها و سازه‌های هنری با طراحی‌های پیچیده، با کمک برش پلاسما CNC به راحتی قابل انجام است.

مقایسه برش پلاسما با سایر روش‌های برش فلز

اگر بخواهیم برش پلاسما را با سایر روش‌های رایج مثل شعله‌گاز، برش لیزری و آب‌جت مقایسه کنیم، باید به چند فاکتور کلیدی توجه کنیم.

از نظر سرعت، برش پلاسما نسبت به روش شعله‌گاز و آب‌جت بسیار سریع‌تر است. سرعت آن حتی گاهی با برش لیزری رقابت می‌کند، به‌ویژه در ضخامت‌های پایین تا متوسط.

در بحث دقت برش، لیزر هنوز بی‌رقیب است. اما پلاسما نیز دقت قابل‌قبولی دارد، به‌ویژه زمانی که با CNC ترکیب شود. دقت آن بسیار بالاتر از شعله‌گاز و اندکی پایین‌تر از آب‌جت است.

در مورد توانایی در برش فلزات ضخیم، شعله‌گاز همچنان در بالای جدول قرار دارد، به‌ویژه برای فولادهای خیلی ضخیم. با این حال، پلاسما نیز عملکرد خوبی دارد و برش فلزات تا حدود ۵۰ میلی‌متر را به‌خوبی انجام می‌دهد.

از نظر هزینه تجهیزات، برش پلاسما در رده میانی قرار دارد. تجهیزات آن نسبت به لیزر یا آب‌جت ارزان‌تر است، اما گران‌تر از برش شعله‌گاز.

در نهایت، اگر به دنبال تعادلی میان سرعت، دقت، هزینه و کاربرد در شرایط متنوع هستی، برش پلاسما در اغلب موارد انتخاب بهینه‌تری نسبت به سایر روش‌ها خواهد بود.

نکات ایمنی در برش پلاسما

برش پلاسما با وجود اینکه خطر کمتری نسبت به برخی روش‌ها دارد، اما رعایت نکات ایمنی همچنان ضروری است:

  • استفاده از عینک مخصوص برای محافظت از چشم در برابر نور شدید.

  • استفاده از دستکش‌های نسوز و لباس محافظ.

  • تهویه مناسب برای جلوگیری از استنشاق دودهای فلزی.

  • رعایت فاصله مناسب بین کاربر و قطعه‌کار.

  • عدم استفاده از دستگاه در محیط‌های مرطوب یا قابل اشتعال.

 

جمع‌بندی

در پاسخ به این پرسش که برشکاری پلاسما چیست؟ باید گفت که این فناوری، راهکاری سریع، دقیق، و مقرون‌به‌صرفه برای برش فلزات رساناست. از مزایای برش پلاسما می‌توان به سرعت بالا، دقت مناسب، قابلیت استفاده در صنایع مختلف و امکان اتوماسیون کامل اشاره کرد. با توجه به توسعه مداوم تجهیزات CNC و افزایش دقت کنترل در فرایندهای تولید، آینده برش پلاسما نیز روشن‌تر از همیشه به نظر می‌رسد.

 

برشکاری پلاسما چیست ؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *