Cắt Plasma hoạt động như thế nào? Ưu điểm & Nhược điểm

Cắt kim loại có thể được phân loại thành hai loại – cắt cơ khí 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 kim loại tấm. Trước khi đi sâu vào những ưu điểm và khả năng của cắt plasma, chúng ta nên giải quyết một câu hỏi khác.

Plasma là gì?

Xem thêm: Nghiên cứu điển hình – Nhóm JLC

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

Có thể tìm thấy plasma trong tự nhiên nhưng chủ yếu ở phần trên của khí quyển Trái đất. Các đèn 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 tạo nên khoảng 99% vũ trụ có thể nhìn thấy được.

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

Plasma là một chất giống như khí được ion hóa dẫn điện. Điều này có nghĩa là một số nguyên tử đang thiếu electron và cũng có những electron tự do lơ lửng xung quanh.

Một chất khí có thể được biến đổi thành plasma bằng cách cho nó tiếp xúc với nhiệt 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 liên tục với nhau. Đồng thời, nó hoạt động tương tự như chất lỏng về khả năng chảy khi chịu tác động của điện trường và từ trường.

Máy cắt Plasma hoạt động như thế nào?

Xem thêm: Sheet Metal – Materials, Standard Sizes & Forming Processes

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 ion hóa để tạo ra áp suất lớn hơn. Khi áp suất tăng lên, một dòng plasma được đẩy về phía đầu cắt.

Đầu cắt làm co lại dòng chảy để tạo ra dòng plasma. Sau đó điều này sẽ được đưa vào phôi. Vì plasma dẫn điện, 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 tan chảy nó. Đồng thời, các 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. Thứ nhất, có một phiên bản ngân sách thường thấp hơn được gọi là liên lạc tần số cao. Điều này không khả dụng đối với máy cắt plasma CNC vì tần số cao có thể gây nhiễu thiết bị hiện đại và gây ra sự cố.

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

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

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

Cách thứ ba là sử dụng đầu đuốc plasma nạp lò xo. Ấn mỏ hàn vào chi tiết gia công sẽ tạo ra ngắn mạch làm cho dòng điện bắt đầu chạy.

Việc giải phóng áp suất sẽ thiết lập hồ quang hoa tiêu. Cách sau giống như trong phương pháp trước. Đó là đưa vòng cung tiếp xúc với phần công việc.

Ưu điểm & Nhược điểm

Ưu điểm

• Có khả năng cắt tất cả các vật liệu dẫn điện. Cắt bằng ngọn lửa, mặc dù cũng thích hợp để cắt các 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 đến 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 trong nước, dẫn đến HAZ nhỏ hơn. Đồng thời làm giảm mức độ tiếng ồn.
• Cắt nhỏ hơn kerf so với cắt ngọn lửa.
• Tốc độ cắt nhanh hơn oxyfuel.

Nhược điểm

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

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.

Các độ dày cắt khuyến nghị cho cắt plasma là từ 15… 50 mm.

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

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

Dịch vụ cắt laser nên là lựa chọn ưu tiên cho kim loại tấm và tấm mỏng hơn vì chất lượng và tốc độ cắt cao hơn. Nhưng giới hạn trên của 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 luôn có thể có được một kết quả tốt đẹp và suôn sẻ với quá trình xử lý bài đăng.