Плазмено рязане

Плазмен нож

а плазмен нож Това е машина или инструмент, способен да реже метални части от всякакъв вид при високи температури, които могат да достигнат повече от 20.000 XNUMXºC. Ключовете за лесно рязане на метал, дори с висока дебелина, чрез този процес са тази много висока температура, свойствата на плазмата (състоянието, до което газът се довежда чрез електрическа дъга) и поляризацията.

В плазмено състояние, този газ става проводим на йонизираната електроенергия. Ако се прекара през много фина дюза на горелката, тя може да бъде насочена много точно до мястото, където искате да отрежете. С други думи, благодарение на високата температура (произведена от електрическа дъга с постоянен ток) и чрез концентриране на кинетичната енергия на този газ, той може лесно да бъде отрязан с голяма точност.

Обърнете внимание, че има електроди, които прилагат a Поляризация между горелката или горелката и частта, която трябва да се реже. Тъй като те са противоположни полюси, газовите атоми се използват като „снаряд“ в една посока срещу металната повърхност, като успяват да преминат през нея. Хубавото е, че може да се използва всеки газ, въпреки че е вярно, че не трябва да бъде реактивен газ с вида на метала, който се реже ...

Плюс може да избере всеки газ, друго предимство е, че отрязаните ръбове няма да се нуждаят от последващи обработки, за да коригират несъвършенствата, генерирани по време на рязане, и няма риск парчето да се деформира от топлината, когато го концентрира в много специфична точка (за разлика от оксигориво, който загрява по -голяма площ).

Какво е плазма

Плазмата е четвъртото състояние агрегиране От материята, тъй като извън основните материални състояния (твърдо, течно и газово) има още. Всъщност е рядкост тя да не е толкова известна като популярните три, тъй като е най -разпространеното състояние във Вселената.

Ако си спомняте това, което споменах в предишния раздел за поляризацията за насочване на плазмената струя, има смисъл, когато знаете, че плазмата е състояние, подобно на газа, но където частиците са електрически заредени (те са йони)и използвайки полюси, те могат да бъдат пренасяни като струи от атоми / молекули, където пожелаете, подобно на това как електроните пътуват през проводник. Може би по този начин ще разберете по -добре процедурата за рязане ...

За йонизиране, или превръща газ в плазма, трябва да загреете газа или да приложите силни магнитни полета с помощта на лазерен или микровълнов генератор. В случай на плазмено рязане се използва електрическа дъга за нагряването му и затова йонизираният газ се трансформира в плазма.

Преди да продължа, бих искал да обясня, че a Електрическа дъга това е явление, което виждаме в природата, като мълния. Но вие също ще сте го виждали в някои приспособления като плазмени топки или ако сте електронни ще знаете какво се случва в кондензатор, когато диелектрикът се счупи ... Дъгата се постига с два електрода с различни знаци, в които разликата на потенциала се издига много и, въпреки че не са в контакт и са разделени от въздуха (много добър изолатор), въздухът в крайна сметка се „разкъсва“, произвеждайки лъч, който преминава от един електрод към друг. При бури нещо подобно се случва между отрицателно заредени облаци и положително кацане. Въпреки че облаците и сушата са разделени от голям слой изолационен въздух, мълнията скача от едно място на друго ...

Въпреки това, може би се чудите какво е йонЕ, това може да бъде атом или молекула от всеки елемент или съединение, чийто брой електрони е променен. Не забравяйте, че атомите или молекулите обикновено са в електрическо състояние на равновесие, със същото количество положителни (протонни) и отрицателни (електронни) заряди, в допълнение към неутралния (неутрон).

По този начин, ако атом или молекула е йонизиран и има излишък от електрони спрямо неговото стабилно състояние, тогава той ще бъде анион. Докато ако е загубил електрони и положителният му заряд преобладава, тогава това ще бъде катион. Газът, съставен от тези аниони / катиони, ще бъде тази плазма, за която говорим ...

И това, към което искам да отида, е, че ако е в равновесие (нормален газ), тогава, чрез прилагане на отрицателен или положителен заряд през два електрода (един в факела -, а друг в парчето, което трябва да се отреже +) , тези атоми / молекули няма да направят нищо. Но имайки carga Благодарение на тази дъга, която ги йонизира, отрицателен електрод може да привлича катиони и да отблъсква аниони и обратно с положителен електрод. Тоест те могат да бъдат насочени, в този случай срещу повърхността на метала, така че да са като снаряди, и при тези температури да го нарежете, сякаш е масло ...

Между другото, не бъркайте този йонен дисбаланс с радиоактивност, тъй като в този случай това е, когато атомът е нестабилен поради лош баланс между протоните или неутроните на ядрото (електроните са в кората, обикаляща около ядрото, и те са засегнатите в процеса на йонизация). В случай на радиоактивност, когато има дисбаланс между тези протони и неутрони, атомът ще стане нестабилен и ще трябва да освободи излишните неутрони или протони, за да достигне равновесие.

Това излъчване, което се опитва да възстанови баланса, е радиация, като алфа частици (хелий), бета частици (електрони или позитрони) и гама радиация (фотон с висока енергия). Може би това може да доведе до объркване, тъй като тази гама електромагнитна вълна се счита за радиация йонизиращкато рентгенови лъчи, UV или лазери. Следователно, той може да се използва и за производство на йони.

Свойства на плазмата

Плазмата има много интересни имоти, някои от тях са жизненоважни, за да работи плазменото рязане. Например:

• Тиене заредени частици (йони). Поради това те реагират на външни електрически, магнитни и електромагнитни полета.
• Можете провеждат електричество по -добре от газ.
• Съставена от частици в хаотично и силно енергийно състояние, плазмата произвежда своя собствена електромагнитно излъчване.
• В зависимост от температурата и плътността на електроните може да има различни видове плазма. Например, има плазми, заредени с един или друг знак, както видяхте по -рано. Освен това ще намерите това, което наричат ​​студена плазма и гореща плазма:
  • В случай на студена плазма той има ниска електронна плътност и температурата му е студена (обикновено стайна температура). Например този, който се използва във флуоресцентни и неонови тръби за йонизиране на газа вътре и който провежда и произвежда тази луминесценция, когато токът премине.
  • El гореща пасма, се създава, когато газът се нагрява, докато електроните имат достатъчно енергия, за да се освободят от атомите, с висока степен на електронна плътност. Това се случва на Слънцето, използвано от някои учени или в случай на плазмено рязане. По принцип тази, която е йонизирана под 1%, винаги ще се нарича гореща плазма и ако е почти напълно йонизирана, ще бъде гореща ...

Както можете да видите, те са много особени характеристики, които позволяват различни индустриални приложения, като например рязане.

Тип

В рамките на плазменото рязане можем да правим разлика между различни видове различен:

• Ръчно плазмено рязане: плазменото рязане се извършва ръчно с група за плазмено рязане. Операторът ще отговаря за обработката на режещия връх и ще отреже каквото иска, като движи ръката си, за да насочи плазмената струя.
• CNC плазмено рязане: За разлика от ръчната процедура, има и маси или машини с ЦПУ, които извършват рязането автоматично с по -голяма точност и скорост, за по -прецизни разфасовки или индустрии, в които едно движение трябва да се повтори за множество части. Всъщност CNC (Computer Numerical Control) е система, в която разрезите, които трябва да се правят, се програмират от компютър, а машина или робот ще се погрижи за програмираното изрязване.
• Плазмено рязане със сгъстен въздух: За разлика от традиционната суха плазма, през 1963 г. беше възможно да се увеличи скоростта с 25% благодарение на кислорода във въздуха. Този кислород обаче оставя повърхността на рязане силно окислена и електродът бързо ерозира.
• Плазмено рязане с инжектиране на вода: Пет години след въздушното рязане, президентът на Hypertherm Дик Кауч изобретил този друг вид рязане, който използва вода, която се инжектира в зоната на рязане чрез специална радиална дюза. Това води до по -бързо и по -качествено рязане с по -малко шлака.
• Плазмено рязане с инжектиране на кислород: Той е разработен през 1983 г. и вместо азот се използва кислород за рязане и вода на върха на дюзата. Това помага да се намали влошаването на режещия електрод и окисляването на повърхността на рязането.
• Плазмено рязане с двоен поток: е конвенционална или стандартна процедура. Използвайте азотна плазма и защитен газ като въглероден диоксид или кислород в режещата дюза. Точно в центъра на изхода на двата газа ще бъде електродът. Затова се нарича двоен поток.

И дори само от любопитство, проверете технологията на отрязване на вода. Разбира се, че ви е наистина интересно.