برش پلاسما چیست + کاربرد ها، مزایا و معایب

برش پلاسما یک روش بسیار دقیقی است که برای بریدن انواع فلزات و مواد غیر فلزی کاربرد دارد. با این روش می توان فلزات مختلف و متنوعی مانند فلزات نرم، فلزات نازک، فلزات ضخیم، فلزات رسانا و … را به راحتی برش داد. قطعاتی که با این روش، بریده می شوند می توانند برای پروژه های مهمی مانند برش زاویه دار و ایجاد منحنی روی ورق های فلزی استفاده شوند. در این مطلب قصد داریم تا اطلاعات جامعی را درباره اینکه برش پلاسما چیست و چه کاربردهایی دارد؟ صحبت کنیم و مطالب مفیدی را در مورد مزایا و معایب استفاده از این روش برش را در اختیار شما قرار دهیم.

تفاوت هایی بین برش پلاسما و برش هواگاز وجود دارد و البته لوازمی به صورت ابزار و تجهیزات ضروری برای این نوع برش ها وجود دارند که در ادامه تمامی آن ها را به صورت کامل مورد بررسی قرار می دهیم. اطلاعات در نظر گرفته شده در این مطلب می تواند به درک بهتر و بیشتر شما از جوشکاری پلاسما و انواع دستگاه جوش و اینورتر جوشکاری کمک کند.

برش پلاسما چیست؟

به فرآیندی که با استفاده از پلاسمای داغ، مواد رسانا برش داده می شوند، برش پلاسما گفته می شود. در این روش برش، از یک گاز بی اثر استفاده می شود که با سرعت بالایی از نازل به بیرون دمیده می شود. در این زمان بین گاز و سطح برش یک قوس الکتریکی به وجود می آید و گاز در حالت پلاسما ایجاد می شود. در نتیجه فلز ذوب شده و برش می خورد.

موادی که در این روش قابل برش زنی هستند فولاد، مس، آلومینیوم، برنج، فولاد ضد زنگ و بسیاری دیگر از مواد رسانای الکتریکی می باشند. یک نکته درباره این برش قابل توجه است؛ از آن جایی که آلومینیوم و فولاد ضد زنگ نقطه ذوب پایینی دارند و همچنین به دلیل انعکاس مشعل این روش برش، توصیه می شود که برای بریدن فولاد ضد زنگ و آلومینیوم از پلاسما استفاده نشود. اما سؤال مهم این است که پلاسما چیست؟

پلاسما یکی از حالت های ماده است که بسیاری از مواد و ساختارها مانند خورشید، ستاره ها و شفق های قطبی از آن تشکیل شده اند. پلاسما دارای ذرات باردار مثبت که همان یون ها هستند و ذرات باردار منفی یعنی الکترون ها می باشد. این ماده بسیار داغ است، به حدی که الکترون ها از اتم ها جدا شده و در نتیجه یک گاز یونیزه ایجاد می شود. ویژگی های خاصی که پلاسما دارد، سبب شده است تا بتواند در موارد مختلفی از آن بهره مند شد.

کاربرد برش پلاسما

به کار بردن پلاسما در طرح های مختلفی مانند انواع پروژه های صنعتی، ساخت و تعمیر وسایل نقلیه، عملیات نجات و سقوط تجهیزات و مصالح، تعمیر وسایل و تجهیزات کشاورزی، کارهای عمرانی و ساختمان سازی، عملیات برش فلزات در حوادثی مانند سیل و زلزله و ریزش ساختمان، تابلوهای نئونی، جوشکاری، کشتی سازی، نیروگاه ها، کاربردهای مختلف CNC صنعتی، ساخت چیپ های کامپیوتری، دستگاه های حذف خطرات زیستی، ساخت تجهیزات درمان جراحات، پاکسازی و تصفیه محیط زیست و بسیاری دیگر از دستگاه ها و برنامه های کاربردی و مفید رایج است.

طرز کار دستگاه برش پلاسما

دستگاه های مورد استفاده برای این برش در انواع و شکل های مختلفی وجود دارند که می توانند برش هایی در سایزهای متفاوت ایجاد کنند. طرز کار دستگاه برش پلاسما به این شکل است که جرقه ای تشکیل شده و هوا در ابتدای مشعل، یونیزه می شود.

گاز به کار برده شده در برش زنی به دمای بسیار بالای ۲۰ هزار سانتی گراد می رسد که سرعت آن در حدود سرعت صوت می شود. با افزایش درجه حرارت و تا زمان وصل ماندن جریان برق به دستگاه و الکترود، ذوب شدن و برش خوردن مواد انجام می شود.

به طور خلاصه می توان گفت در برش پلاسما بین قطعه کار و الکترود تنگستن، قوس الکتریکی ایجاد می شود. گازی که در این فرآیند استفاده می شود، با بار الکتریکی یونیزه شده و دما افزایش می یابد. افزایش دما باعث ذوب شدن مواد شده و قطعه بریده و جدا می شود.

استفاده از دستگاه های برش پلاسما CNC و دستگاه های پیشرفته تر به این روش است که در دستگاه های CNC برش پلاسما نیازی نیست تا تورچ با فلز تماس داشته باشد؛ اما در دستگاه های پیشرفته تر ابتدا باید تورچ به قطعه کار تماس پیدا کند و سپس یک فاصله به میزان مورد نظر در هر پروژه، ایجاد شود تا ارتفاع تورچ تنظیم شود.

مزایا برش پلاسما چیست؟

برش پلاسما به دلیل ویژگی های مثبت زیادی که دارد، کاربردهای متنوعی پیدا کرده است و در پروژه های مختلفی قابلیت به کارگیری را دارد. در این قسمت به بررسی برخی از مهم ترین مزایای این نوع برش زنی پرداختیم.

– برش تمامی مواد رسانا با دستگاه های برش پلاسما امکانپذیر است. سازگاری با طیف وسیعی از مواد، یکی دیگر از مزایای آن به شمار می رود.

– دقت این نوع برش برای فلزاتی که ضخامت خیلی زیادی نداشته باشند، بالاست.

– برش فلزات ضخیم تا ۵ سانتی متر با برش پلاسما می تواند به طور دقیق و با کیفیت بسیار بالا انجام شود.

– برش فلزات حداکثر تا ۱۵ سانتی متر انجام می شود که کیفیت برش پایین تر می آید.

– استفاده از این روش برشکاری هزینه نسبتاً پایینی دارد.

– می توان با دستگاه برش پلاسما انواع مواد رسانای الکتریکی را با سرعت بالا برش داد. این روش برشکاری زمانی در حدود یک چهارم زمان مورد نیاز برای برش زنی با بسیاری دیگر از تکنیک ها خواهد داشت.

– دسته ای از دستگاه های CNC که دقت بسیار زیاد و تکرارپذیری بالا در عملیات برش زنی دارند از نوع برش پلاسما هستند.

– برش پلاسما می تواند در آب و حتی زیر آب هم فلزات را برش بزند؛ در نتیجه میزان تغییرات خواص مواد بر اثر حرارت زیاد، کاهش می یابد.

– برش هایی که با دستگاه های پلاسما انجام می شوند، در مقایسه با برش حرارتی سایز کوچک تری دارند.

– با تغییرات در تنظیمات دستگاه های پلاسما می توان هم به عنوان دستگاه برش و هم به عنوان دستگاه برش پلاسما استفاده کرد.

– نگهداری از تجهیزات آن ساده است و به ندرت به تعمیر و تعویض نیاز پیدا خواهند کرد.

– ابعاد مختلفی از دستگاه های برش پلاسما وجود دارند که استفاده از آن را در کارها و عملیات های مختلف امکانپذیر کرده است. برخی از این دستگاه ها، دستی، کوچک و قابل حمل هستند.

– برش پلاسما با گازهای خنثی و بی اثر انجام می شود؛ در نتیجه نسبت به برش با گاز اکسیژن که ممکن است دچار انفجار و یا آتش سوزی شود، ایمن تر می باشد.

– یادگیری و استفاده از برش پلاسما بسیار ساده است.

بیشتر بخوانید: موتور برق مناسب جوشکاری 

معایب برش پلاسما چیست؟

برش پلاسما اشکالاتی نیز دارد که در این بخش به آن ها اشاره کرده ایم. آگاهی از ایرادات برش پلاسما کمک می کند تا در زمان انتخاب روش برش زنی، بهترین روش متناسب با نیاز خود را انجام دهید.

– بریدن قطعات و مواد با روش برش پلاسما نسبت به برش واترجت دقت پایین تری دارد.

– دقت کمتر برش پلاسما ممکن است موجب شود تا پس از برش، نیاز باشد قسمت های برش خورده را پردازش کنید تا صاف تر شوند.

– ورق ها و صفحاتی که نازک هستند در مقایسه با برش لیزری کیفیت پایین تری دارند.

– برای انجام کارهای مختلف باید تنظیمات دستگاه پلاسما را تغییر داد.

– این احتمال وجود دارد که نازل دستگاه اکسیده شود؛ در نتیجه بازدهی دستگاه پایین خواهد آمد.

– برش موادی که ضخامت های زیاد دارند، با برش پلاسما امکانپذیر نیست. برای بریدن بلوک ها و ستون های غول پیکر باید از روش های دیگری استفاده شود.

– قابلیت برش زدن در اشکال مختلف، متقاطع، نامتعارف و غیر عادی با برش پلاسما ممکن است. کنترل دستی یا کامپیوتری ماشین های برش پلاسما کمک می کند تا به راحتی هر طرح و نقشی قابلیت اجرا شدن داشته باشد.

– برش پلاسما دود و سر و صدای زیادی ایجاد می کند. از برش پلاسما باید در فضای باز و با تهویه مناسب استفاده شود.

– در زمان برش زنی با پلاسما، نور شدید و زیادی تولید می شود. آگاهی از نکات ایمنی کار با دستگاه برش پلاسما برای همه افرادی که در محدوده برش پلاسما حضور دارند، الزامی است و باید حتماً از محافظ چشم مناسب استفاده نمایند.

– احتمال برق گرفتگی در فرآیند برش پلاسما وجود دارد؛ بنابراین باید از لباس مناسب استفاده شود.

– تعمیر دستگاه برش پلاسما و تأمین تجهیزات مورد نیاز آن مانند گاز مورد نیاز و الکترود مناسب هزینه بالایی دارند.

– ساخت مخلوط پلاسما به تجهیزات تخصصی نیاز دارد که در صورت عدم موجودی آن ها، شاید نتوان مخلوط مناسبی از پلاسمای مورد نیاز تهیه کرد.

لوازم برش پلاسما

برای اینکه بتوانید اطلاعات کاملی در مورد برش پلاسما چیست به دست بیاورید، باید با ابزار و لوازم مورد نیاز برای انجام اینکار نیز آشنایی کاملی داشته باشید. برای بریدن قطعات باید علاوه بر دستگاه برش پلاسما، برخی لوازم مورد نیاز نیز وجود داشته باشند تا بتوان برشکاری را با موفقیت انجام داد. اجزای سیستم برشکاری پلاسما: منبع تغذیه، کنسول گاز، کنسول RHF و تورچ می باشد.

منبع تغذیه دستگاه: مدار کنترل در منبع تغذیه با استفاده از برق یک یا سه فاز، جریان AC را به DC ثابت تبدیل می کند. این منبع، انرژی لازم را برای به کار انداختن فرآیند برشکاری تأمین و قوس پلاسما را در زمان برش زدن، حفظ می کند. علاوه بر این، سیستم خنک کننده تورچ توسط منبع تغذیه کار می کند.

کنسول گاز: برای استفاده از گازهای محافظ و گاز پلاسما در زمان جوش و برش باید یک محفظه وجود داشته باشد. این کنسول پلاسما دارای شیر برق و شیر اندازه گیری می باشد.

کنسول گاز با تمام بخش های منبع تغذیه، کنسول RHF و سایر قسمت های مربوط به برش پلاسما ارتباط دارد. بهتر است کنسول گاز در بالای منبع تغذیه نصب شود تا اپراتور در حین کار راحت باشد.

کنسول RHF: دستگاه برش پلاسما صنعتی دارای لوله کشی های آب و گاز است که با دیگر بخش های کنترل دستگاه و همچنین مدار راه اندازی از راه دور با فرکانس بالا، درون کنسول RHF قرار می گیرند. منبع تغذیه می تواند تا ۲۰ فوت از مشعل فاصله داشته باشد.

تورچ یا همان مشعل: تورچ مهم ترین جزء سیستم برش پلاسما به شمار می رود، زیرا مولد قوس پلاسما است. تورچ پلاسما جریان مستقیم پلاسما را تولید می کند و کاربردهای مختلفی مانند برش پلاسما، جوش قوس پلاسما، گاززدایی پلاسما و همچنین اسپری پلاسما دارد.

احتمالاً الان به این موضوع فکر می کنید که تورچ جوشکاری همان تورچ برش پلاسماست یا خیر؟ در صورتی که علاقمندید درباره تورچ جوشکاری چیست؟ بیشتر بدانید، می توانید مطلبی را که درباره ترچ جوشکاری در سایت نوشته شده است، مطالعه کنید.

همانطور که گفتیم علاوه بر اجزای اصلی سیستم برش پلاسما، لوازم برش پلاسما برای استفاده از دستگاه الزامی هستند. برخی از ابزار مورد نیاز برای برش پلاسما شامل نازل الکترود پلاسما، الکترود برش پلاسما آب خنک و الکترود برش پلاسما هواخنک، انواع تورچ پلاسما آب خنک، انواع تورچ پلاسما هواخنک، دسته تورچ پلاسما، شاسی پلاسما، گپ پلاسما، فنر گپ پلاسما، انواع گردنه برش پلاسما، قرقره پلاسما و پرگار برش پلاسما می باشند.

فرآیند قوس برش پلاسما

پس از ورود برق به الکترودهای دستگاه و ایجاد جرقه، قوس الکتریکی بین الکترود و فلز رسانا ایجاد می شود. الکترود به عنوان کاتد و فلز به عنوان آند عمل می کند و قوس برش پلاسما شکل می گیرد.

برای برش پلاسمای بهتر توصیه می شود تا از دستگاه های برش پلاسمایی استفاده شود که قوس فشرده تر و متمرکزتری ایجاد کند تا برش هایی دقیق تر و قوی تری ایجاد شود. برای اطمینان از اینکه کدام دستگاه قوس بهتری ایجاد می کند، در زمان برش زنی با پلاسما، مشعل را نگاه کنید. ببینید تورچ تا چه فاصله ای می تواند قوس الکتریکی را حفظ کند. هر چه قوس برش بلندتر باشد، نشان دهنده ولتاژ بیشتر است و در نتیجه به دلیل داشتن قدرت بیشتر می تواند برای برشکاری صفحات ضخیم تر استفاده شود.

برش هواگاز بهتر است یا پلاسما؟

از هر دو روش برش از طریق پلاسما و برش هواگاز برای بریدن فلزات استفاده می شود. با توجه به مزایا و معایبی که هر یک از این روش ها دارند، می توان از آن ها در پروژه های مختلف استفاده کرد.

برش پلاسما

برش پلاسما در واقع برش با قوس الکتریکی است که در مقایسه با روش های برش زنی دیگر از جمله برش هواگاز سرعت بسیار بالایی دارد. علاوه بر سرعت بالا، دقت برش با پلاسما نسبت به هواگاز نیز بیشتر است. از دیگر ویژگی های این روش در مقایسه با برش هوا گاز می توان به فاصله برش کمتر برش پلاسما اشاره کرد.

برش هواگاز

برش هوا گاز به صورت عمودی برش می زند. این روش برای برش زدن آهن و همچنین شمش های فولادی ضخیم در حد ۲ و نیم متری، استفاده می شود. تهیه دستگاه و لوازم مورد نیاز برای برش هواگاز با سرمایه کم امکانپذیر و روش های نگهداری و تعمیرات آن نیز ساده است.

تبدیل دستگاه جوش به برش پلاسما امکانپذیر است؟

استفاده از اینورتر جوشکاری و تبدیل دستگاه جوش به برش پلاسما برای بریدن ورق های فلزی با ضخامت کم مانند آلومینیوم نازک امکانپذیر است. در صورتی که از اینورتر جوشکاری برای برش فلزات ضخیمی مانند فولاد استفاده شود، باید به میزان بیشتری سنگ زنی انجام شود تا لبه کار آماده شود.

می توان گفت کیفیت کار و برش پلاسما با اینورتر جوشکاری به اندازه برش زنی پلاسما نخواهد بود.

کلام آروا:

تا اینجا درباره برشکاری پلاسما توضیحات کامل و جامعی را در اختیار شما قرار دادیم. در صورتی که به دنبال آگاهی از تمام مطالب مربوط به جوش پلاسما هم هستید، توصیه می کنیم صفر تا صد جوشکاری پلاسما را نیز مطالعه کنید. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره دستگاه برش پلاسمای آروا می توانید در ساعات اداری با واحد فروش شرکت آروا تماس بگیرید و از مشاوره رایگان کارشناسان ما استفاده نمایید.  

---

سوالت متداول شما در مورد برش پلاسما چیست؟

معایب برش پلاسما چیست؟

از معایب برش پلاسما می توان به هزینه بالا، افزایش بیش از حد دما در سر نازل دستگاه، بزرگ بودن ناحیه تحت تأثیر حرارت، عدم امکان برش مواد با ضخامت زیاد، بالا بودن میزان مصرف برق اشاره کرد و همچنین قابلیت استفاده از این روش برای برش فولاد وجود ندارد.

برش هواگاز بهتر است یا پلاسما؟

برش های هواگاز و پلاسما ویژگی های مختلفی دارند. برش هواگاز قابلیت استفاده برای برش فولاد و آهن با ضخامت زیاد را دارد و برش عمودی با این روش ممکن است. هزینه تهیه اولیه، نگهداری و تعمیر آن ساده است. در صورتی که برش پلاسما برش های دقیق تر و سریع تری ایجاد می کند. استفاده از هر یک از روش های برش هوا گاز و پلاسما، باید با توجه به ویژگی هر کدام انتخاب شود.