Corte de plasma

máquina de corte de plasma

Cortador de plasma

um cortador de plasma É uma máquina ou ferramenta capaz de cortar peças metálicas de todos os tipos em altas temperaturas que podem chegar a mais de 20.000ºC. As chaves para cortar metal facilmente, mesmo em espessuras altas, por esse processo são a temperatura muito alta, as propriedades do plasma (o estado para o qual o gás é levado por um arco elétrico) e a polarização.

No estado de plasma, aquele gás se torna condutor de eletricidade a ser ionizada. Se for passado por um bico de tocha muito fino, pode ser direcionado com muita precisão para onde você deseja cortar. Ou seja, graças à alta temperatura (produzida por um arco elétrico de corrente contínua) e ao concentrar a energia cinética desse gás, ele pode ser cortado facilmente com grande precisão.

máquina de corte plasma

Observe que existem eletrodos que aplicam um Polarização entre a tocha ou tocha e a peça a ser cortada. Por serem pólos opostos, os átomos de gás são usados ​​como "projéteis" em uma direção contra a superfície metálica, conseguindo passar por ela. O bom é que qualquer gás pode ser utilizado, embora seja verdade que não deva ser um gás reativo com o tipo de metal que está sendo cortado ...

Mais ser capaz de escolher qualquer gás, outra vantagem é que as arestas de corte não necessitarão de tratamentos posteriores para corrigir as imperfeições geradas durante o corte, e não há risco de que a peça seja deformada pelo calor ao concentrá-la em um ponto muito específico (ao contrário do corte de chama, que aquece uma área maior).

O que é plasma

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O plasma é o quarto estado agregação Da matéria, pois além dos estados básicos da matéria (sólido, líquido e gasoso), existem mais. Na verdade, é raro que não seja tão conhecido como o popular três, pois é o estado mais abundante do universo.

Se você se lembra do que mencionei na seção anterior sobre polarização para direcionar o jato de plasma, faz sentido quando você sabe que o plasma é um estado semelhante ao gás, mas onde as partículas estão eletricamente carregados (são íons), e usando pólos, eles podem ser jatos de átomos / moléculas onde você quiser, semelhante a como os elétrons viajam através de um condutor. Talvez assim você compreenda melhor o procedimento de corte ...

Para ionizar, ou transformar um gás em plasma, você precisa aquecer o gás ou aplicar campos magnéticos fortes usando um gerador de laser ou micro-ondas. No caso do corte a plasma, o que se utiliza é um arco elétrico para aquecê-lo, por isso o gás ionizado se transforma em plasma.

Antes de continuar, gostaria de explicar que um Arco eletrico é um fenômeno que vemos na natureza, como um raio. Mas você também deve ter visto em alguns gadgets como bolas de plasma, ou se você for eletrônico saberá o que acontece em um capacitor quando o dielétrico quebra ... O arco é obtido por dois eletrodos de sinais diferentes nos quais a diferença de potencial sobe muito e, embora não estejam em contato e sejam separados pelo ar (um isolante muito bom), o ar acaba se “quebrando”, produzindo um feixe que vai de um eletrodo a outro. Nas tempestades, algo semelhante acontece entre nuvens carregadas negativamente e terra positivamente. Embora as nuvens e a terra sejam separadas por uma grande camada de ar isolante, os raios saltam de um lugar para outro ...

Com isso dito, você pode estar se perguntando o que é um íonBem, pode ser um átomo ou molécula de qualquer elemento ou composto cujo número de elétrons foi alterado. Lembre-se de que átomos ou moléculas geralmente estão em estado de equilíbrio elétrico, com a mesma quantidade de cargas positivas (prótons) e negativas (elétrons), além das neutras (nêutrons).

Explicação do plasma, ânions, cátions e cargas elétricas

Assim, se um átomo ou molécula foi ionizada e tem um excesso de elétrons versus seu estado estacionário, então será um ânion. Ao passo que se ele perdeu elétrons e sua carga positiva predomina, então ele será um cátion. O gás formado por esses ânions / cátions será aquele plasma de que estamos falando ...

E o que eu quero ir com isso é que se estiver em equilíbrio (gás normal), então, ao aplicar uma carga negativa ou positiva através de dois eletrodos (um na tocha - e outro na peça a ser cortada +), esses átomos / moléculas não farão nada. Mas tendo carregar Graças a este arco que os ioniza, um eletrodo negativo pode atrair cátions e repelir ânions, e vice-versa com um eletrodo positivo. Ou seja, podem ser direcionados, neste caso contra a superfície do metal para que fiquem como projéteis, e nessas temperaturas, cortá-lo como se fosse manteiga ...

By the way, não confunda esse desequilíbrio de íons com radioatividade, pois nesse caso é quando um átomo está instável devido a um mau equilíbrio entre os prótons ou nêutrons do núcleo (os elétrons estão na crosta orbitando ao redor do núcleo, e são eles os afetados no processo de ionização). No caso da radioatividade, quando há um desequilíbrio entre esses prótons e nêutrons, o átomo ficará instável e precisará liberar o excesso de nêutrons ou prótons para atingir o equilíbrio.

Essa emissão para tentar restaurar o equilíbrio é a radiação, como partículas alfa (hélio), partículas beta (elétrons ou pósitrons) e radiação gama (fótons de alta energia). Talvez isso possa causar confusão, porque esta onda eletromagnética gama é considerada radiação ionizante, como raios X, UV ou lasers. Portanto, ele também pode ser usado para produzir íons.

Propriedades do plasma

Plasma tem propriedades muito interessantes, alguns deles são vitais para o funcionamento do corte a plasma. Por exemplo:

  • Você tem partículas carregadas (íons). Por causa disso, eles respondem a campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos externos.
  • Lata conduzir eletricidade melhor do que gás.
  • Por ser composto de partículas em um estado caótico e altamente energético, o plasma produz seu próprio radiação eletromagnética.
  • Dependendo da temperatura e da densidade do elétron, pode haver vários tipos de plasma. Por exemplo, existem plasmas carregados com um sinal ou outro, como você viu antes. E você também encontrará o que eles chamam de plasma frio e plasma quente:
    • No caso de plasma frio tem uma densidade de elétrons baixa e sua temperatura é fria (geralmente temperatura ambiente). Por exemplo, aquele usado em tubos fluorescentes e neon para ionizar o gás interno e para conduzir e produzir essa luminescência quando a corrente passa.
    • El pasma quente, é criado quando o gás é aquecido até que os elétrons tenham energia suficiente para se libertarem dos átomos, com alto grau de densidade eletrônica. É o que acontece no Sol, o que alguns cientistas usam, ou no caso do corte a plasma. Em geral, plasma quente será sempre denominado aquele que está ionizado abaixo de 1% e se estiver quase completamente ionizado será quente ...

Como você pode ver, são características muito peculiares que permitem diversas aplicações industriais, como o corte.

Tipo

tipos de corte plasma

Dentro do corte a plasma, podemos diferenciar entre Vários tipos diferente:

  • Corte plasma manual: é o corte a plasma que é feito manualmente, com um grupo de corte a plasma. O operador ficará encarregado de manusear a ponta de corte e cortar o que quiser movendo a mão para direcionar o jato de plasma.
  • Corte plasma CNC: Ao contrário do procedimento manual, também existem mesas ou máquinas CNC que realizam o corte automaticamente com maior precisão e velocidade, para cortes mais precisos ou indústrias em que um movimento deve ser repetido para várias peças. De facto, CNC (Computer Numerical Control) é um sistema em que os cortes a efectuar são programados por computador, cabendo a uma máquina ou robô efectuar o corte programado.
  • Corte de plasma por ar comprimido: Ao contrário do plasma seco tradicional, em 1963 era possível aumentar a velocidade em 25% graças ao oxigênio do ar. No entanto, esse oxigênio deixa a superfície de corte altamente oxidada e o eletrodo sofre erosão rapidamente.
  • Corte de plasma por injeção de água: Cinco anos após o corte a ar, o presidente da Hypertherm, Dick Couch, inventou esse outro tipo de corte, que usa água que é injetada na área de corte por meio de um bico especial radialmente. Isso resulta em um corte mais rápido e de melhor qualidade com menos escória.
  • Corte de plasma com injeção de oxigênio: Foi desenvolvido em 1983 e, em vez de nitrogênio, oxigênio gasoso é usado para corte e água na ponta do bico. Isso ajuda a reduzir a deterioração do eletrodo de corte e a oxidação da superfície de corte.
  • Corte de plasma de fluxo duplo: é o procedimento convencional ou padrão. Use plasma de gás nitrogênio e um gás de proteção, como dióxido de carbono ou oxigênio no bico de corte. Bem no centro da saída dos dois gases estará o eletrodo. É por isso que é chamado de fluxo duplo.

E mesmo apenas por curiosidade, verifique a tecnologia do corte de água. Claro que você acha isso muito interessante.