プラズマ切断

プラズマ切断機

プラズマカッター

A プラズマカッター 20.000℃以上の高温であらゆる種類の金属部品を切断できる機械または工具です。 このプロセスで金属を簡単に切断するための鍵は、非常に高い温度、プラズマの特性(電気アークによってガスがもたらされる状態)、および分極です。

プラズマ状態では、 そのガスは導電性になります イオン化される電気の。 非常に細いトーチノズルを通過すると、切断したい場所に非常に正確に向けることができます。 言い換えれば、高温(直流電流アークによって生成される)のおかげで、そしてこのガスの運動エネルギーを集中させることによって、それは非常に正確に簡単に切断することができます。

プラズマカッター

適用する電極があることに注意してください ポラリザシオン トーチまたはトーチと切断する部分の間。 それらは反対の極であるため、ガス原子は金属表面に対して一方向の「発射体」として使用され、金属表面を通過することができます。 良いことは、どんなガスでも使用できるということですが、金属の種類が切断されている反応性ガスであってはならないのは事実です...

プラス 任意のガスを選択できる、別の利点は、切断中に発生した欠陥を修正するために切断エッジを後続の処理する必要がなく、非常に特定のポイントに集中するときにピースが熱によって変形するリスクがないことです( 酸素燃焼、より広い領域を加熱します)。

プラズマとは

プラズマ、科学とは

プラズマはXNUMX番目の状態です 集約 問題の、物質の基本状態(固体、液体、気体)を超えて、さらに多くの状態があります。 実際、宇宙で最も豊富な州であるため、人気のあるXNUMXつほどよく知られていないことはまれです。

プラズマジェットを方向付けるための分極に関する前のセクションで述べたことを覚えているなら、プラズマがガスに似た状態であるが、粒子がどこにあるかを知っているとき、それは理にかなっています。 帯電している(それらはイオンです)、および極を使用すると、電子が導体を通過する方法と同様に、好きな場所で原子/分子のジェットにすることができます。 たぶんこのようにして、あなたは切断手順をよりよく理解するでしょう...

イオン化する、または ガスをプラズマに変換する、レーザーまたはマイクロ波発生器を使用して、ガスを加熱するか、強い磁場をかける必要があります。 プラズマ切断の場合、それを加熱するために使用されるのは電気アークであり、それがイオン化されたガスがプラズマに変換される理由です。

続ける前に、私はそれを説明したいと思います 電気アーク それは、稲妻のように、私たちが自然界で目にする現象です。 しかし、プラズマボールなどの一部のガジェットでも見られるでしょう。または、電子機器の場合は、誘電体が壊れたときにコンデンサで何が起こるかがわかります。アークは、電位差が異なる符号のXNUMXつの電極によって実現されます。大きく上昇し、それらは接触しておらず、空気によって分離されていますが(非常に優れた絶縁体)、空気は最終的に「破壊」され、ある電極から別の電極に向かうビームを生成します。 嵐では、負に帯電した雲と正に着地する雲の間で同様のことが起こります。 雲と土地は断熱空気の大きな層によって隔てられていますが、雷はある場所から別の場所にジャンプします...

そうは言っても、あなたは疑問に思うかもしれません イオンとはええと、それは電子の数が変更された任意の元素または化合物の原子または分子である可能性があります。 原子または分子は一般に電気平衡状態にあり、中性(中性子)に加えて、同じ量の正(陽子)と負(電子)の電荷があることを忘れないでください。

プラズマ、陰イオン、陽イオン、電荷の説明

したがって、原子または分子がイオン化されており、 電子 定常状態に対して、それは陰イオンになります。 一方、電子を失い、その正電荷が優勢である場合、それは陽イオンになります。 これらの陰イオン/陽イオンで構成されるガスは、私たちが話しているプラ​​ズマになります...

そして、これで行きたいのは、平衡状態(通常のガス)の場合、XNUMXつの電極(XNUMXつはトーチに-、もうXNUMXつは切断されるピースに+)を介して負または正の電荷を適用することです。 、それらの原子/分子は何もしません。 しかし、持っている ロード それらをイオン化するこのアークのおかげで、負の電極は陽イオンを引き付け、陰イオンをはじくことができ、正の電極ではその逆も可能です。 つまり、これらは、この場合は金属の表面に対して発射体のように向けることができ、それらの温度では、バターのように切断します...

ちなみに イオンの不均衡と放射能を混同しないでくださいなぜなら、その場合、原子核の陽子または中性子のバランスが悪いために原子が不安定になるためです(電子は原子核の周りを周回する地殻にあり、イオン化プロセスで影響を受けるものです)。 放射能の場合、これらの陽子と中性子の間に不均衡があると、原子は不安定になり、平衡に達するために過剰な中性子または陽子を放出する必要があります。

バランスを取り戻そうとする放出は、アルファ粒子(ヘリウム)、ベータ粒子(電子または陽電子)、ガンマ線(高エネルギー光子)などの放射線です。 このガンマ電磁波は放射と見なされるため、おそらく混乱を招く可能性があります 電離、X線、UV、またはレーザーのように。 したがって、イオンの生成にも使用できます。

プラズマ特性

プラズマは持っています 非常に興味深いプロパティ、 それらのいくつかは、プラズマ切断が機能するために不可欠です。 例えば:

  • あなたが持っている 荷電粒子 (イオン)。 そのため、それらは外部の電磁界に反応します。
  • 電気を通す ガスよりも優れています。
  • プラズマは混沌とした非常にエネルギーの高い状態の粒子で構成されているため、独自の粒子を生成します 電磁放射.
  • 温度や電子密度によっては、 さまざまな種類のプラズマ。 たとえば、前に見​​たように、何らかの兆候で帯電したプラズマがあります。 そして、あなたは彼らがコールドプラズマとホットプラズマと呼ぶものも見つけるでしょう:
    • の場合 コールドプラズマ 電子密度が低く、温度が低い(通常は室温)。 たとえば、蛍光灯やネオン管で内部のガスをイオン化するために使用され、電流が流れるとその発光を伝導して生成します。
    • El ホットパスマは、電子が原子から解放されるのに十分なエネルギーを持ち、電子密度が高くなるまでガスを加熱すると生成されます。 これは、一部の科学者が使用する太陽、またはプラズマ切断の場合に起こることです。 一般に、1%未満でイオン化されたものは常にホットプラズマと呼ばれ、ほぼ完全にイオン化されている場合は高温になります...

ご覧のとおり、切削などのさまざまな産業用途を可能にする非常に独特な特性です。

種類

プラズマ切断の種類

プラズマ切断では、 さまざまなタイプ 異なる:

  • 手動プラズマ切断:プラズマ切断グループを使用して手動で行われるのはプラズマ切断です。 オペレーターは、切断チップの取り扱いと、プラズマジェットを向けるために手を動かして必要なものを切断することを担当します。
  • CNCプラズマ切断:手動の手順とは異なり、より正確なカットや複数の部品に対して動きを繰り返す必要がある業界向けに、より高い精度と速度で自動的にカットを実行するテーブルやCNCマシンもあります。 実際、CNC(Computer Numerical Control)は、行われるカットがコンピューターによってプログラムされ、機械またはロボットがプログラムされたカットを処理するシステムです。
  • 圧縮空気によるプラズマ切断: 従来のドライプラズマとは異なり、1963年には、空気中の酸素のおかげで速度を25%上げることができました。 しかし、この酸素は切断面を高度に酸化したままにし、電極は急速に侵食されます。
  • 水噴射プラズマ切断:エアカットからXNUMX年後、ハイパーサームのディックカウチ社長は、特殊なノズルから放射状に切断領域に注入される水を使用する、この別のタイプのカットを発明しました。 これにより、ドロスが少なく、より速く、より高品質のカットが実現します。
  • 酸素注入によるプラズマ切断:1983年に開発され、ノズル先端の切断と水には窒素の代わりに酸素ガスが使用されています。 これにより、切削電極の劣化や切削面の酸化を低減できます。
  • デュアルフロープラズマ切断:は、従来の手順または標準的な手順です。 切断ノズルには、窒素ガスプラズマと二酸化炭素や酸素などのシールドガスを使用してください。 XNUMXつのガスの出口の真ん中に電極があります。 それがデュアルフローと呼ばれる理由です。

そして、好奇心からでも、の技術をチェックしてください ウォーターカット。 確かにそれは本当に面白いと思います。