Malzemelerin plazma işlenmesi

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Plazma işlemenin endüstriye girişi, teknolojik bir atılım ve niteliksel olarak yeni bir üretim düzeyine geçişi işaret etti. Plazmanın faydalı özelliklerinin kapsamı çok geniştir. Her şeyden önce bu, elektronik cihazların ve yarı iletken cihazların üretimidir. Plazma kimyasal aşındırma olmadan, modern yüksek performanslı kişisel bilgisayarlar ışığı pek göremezdi. Ama hepsi bu değil.

İyon-plazma işleme ayrıca optik ve makine mühendisliğinde ürünleri parlatmak, koruyucu kaplamalar uygulamak, metal ve alaşımların yüzeyinin difüzyon doygunluğunun yanı sıra kaynak yapmak ve çelik sac kesmek için kullanılır. Bu yazıda plazma kullanan kaynak ve kesme teknolojilerine odaklanılmaktadır.

Genel hükümler

Okul fizik derslerinden herkes maddenin dört halde var olabileceğini bilir: katı, sıvı, gaz ve plazma. Çoğu soru, son durumu temsil etmeye çalışırken ortaya çıkar. Ama aslında, her şey o kadar zor değil. Plazma da bir gazdır, sadece molekülleri dedikleri gibi iyonizedir (yani elektronlardan ayrılır). Bu durum elde edilebilirbirçok yönden: yüksek sıcaklıklara maruz kalmanın yanı sıra bir vakumda gaz atomlarının elektron bombardımanının bir sonucu olarak.

Böyle bir plazmaya düşük sıcaklık denir. İşlemin bu fiziği, bir vakumda plazma birikiminin (aşındırma, doyma) uygulanmasında kullanılır. Plazma parçacıklarını bir manyetik alana yerleştirerek, onlara yönlendirilmiş hareket verilebilir. Uygulamanın gösterdiği gibi, bu tür işleme, makine mühendisliği teknolojisindeki klasik işlemlerin bir dizi parametresinde (toz ortamda doygunluk, alevle kesme, krom oksit bazlı bir macunla dökme vb.) daha etkilidir.

Plazma tedavisi türleri

Şu anda plazma hemen hemen tüm endüstrilerde ve ulusal ekonomide aktif olarak kullanılmaktadır: tıp, mühendislik, enstrümantasyon, inşaat, bilim vb.

Plazma teknolojisi uygulamasında öncü enstrümantasyon oldu. Plazma işlemenin endüstriyel uygulaması, her türlü malzemeyi püskürtmek ve bunları astarlara uygulamak ve mikro devreler elde etmek için aşındırmak kanallarına uygulamak için iyonize gazın özelliklerinin kullanılmasıyla başladı. Teknolojik tesisat cihazının bazı özelliklerine bağlı olarak, plazma-kimyasal aşındırma, iyon-kimyasal ve iyon-ışın aşındırma ayırt edilir.

Plazmanın gelişimi, teknolojinin gelişimine ve abartısız tüm insanlığın yaşam kalitesinin iyileştirilmesine inanılmaz derecede değerli bir katkıdır. pasaj ilezamanla gaz iyonlarının uygulama alanı genişlemiştir. Ve bugün, plazma işleme (şu veya bu şekilde), etkili metal kesme, kaynaklama, yüzeyleri parlatma ve mikro pürüzlülüğü ortadan kaldırma için özel özelliklere sahip (ısı direnci, yüzey sertliği, korozyon direnci vb.)

Bu liste, plazmanın işlenmiş yüzey üzerindeki etkisine dayalı teknolojilerin kullanımı ile sınırlı değildir. Şu anda, maksimum mekanik ve fiziksel özelliklere ulaşmak için çeşitli malzemeler ve işleme modları kullanılarak plazma püskürtme araçları ve yöntemleri aktif olarak geliştirilmektedir.

Plazma Kaynağının Özü

İyon-plazma doygunluğu ve püskürtme kurulumlarından farklı olarak, bu durumda, plazma işlemi yüksek sıcaklıklı plazma kullanılarak gerçekleştirilir. Bu yöntemin verimliliği, geleneksel kaynak yöntemlerinin (alev, elektrik arkı, toz altı kaynağı vb.) kullanılmasından daha yüksektir. Çalışan bir gaz karışımı olarak, kural olarak, basınç altında sıradan atmosferik hava kullanılır. Bu nedenle, bu teknik, tüketilebilir gazlar için maliyetlerin olmaması ile karakterize edilir.

Plazma kaynağının avantajları

Geleneksel kaynakla karşılaştırıldığında, plazma kaynak makinesi kullanmak daha güvenlidir. Nedeni oldukça açık - çalışma gazı olarak basınç altında atmosferik oksijenin kullanılması. Şu anda, üretimde güvenlik, mal sahipleri tarafından çok yakından takip edilmektedir.işletmeler, yöneticiler ve düzenleyiciler.

Bir diğer çok önemli avantaj, kaynağın yüksek kalitesidir (minimum sarkma, penetrasyon eksikliği ve diğer kusurlar). Bununla birlikte, bir plazma kaynak makinesinin nasıl ustaca kullanılacağını öğrenmek için aylarca pratik yapmak gerekir. Sadece bu durumda, kaynak ve bağlantılar bir bütün olarak yüksek standartları karşılayacaktır.

Bu teknolojinin bir dizi başka avantajı var. Bunlar arasında: kaynak işleminin yüksek hızı (verimlilik artar), düşük enerji kaynakları tüketimi (elektrik), yüksek bağlantı doğruluğu, deformasyon ve bükülme olmaz.

Plazma kesme ekipmanı

Sürecin kendisi, kullanılan mevcut kaynaklara karşı çok hassastır. Bu nedenle, çıkış voltajının sabitliğini gösteren yalnızca çok kaliteli ve güvenilir transformatörlerin kullanılmasına izin verilir. Düşürücü transformatörler, yüksek giriş gerilimini düşük çıkış gerilimine dönüştürmek için kullanılır. Bu tür ekipmanın maliyeti, elektrik ark kaynağı için geleneksel dönüştürücülerin maliyetinden birkaç kat daha düşüktür. Ayrıca daha ekonomiktirler.

Plazma kesme ekipmanının kullanımı kolaydır. Bu nedenle, en azından asgari düzeyde deneyim ve beceriye sahipseniz, tüm kaynak işlerini kendiniz yapabilirsiniz.

Plazma Kaynak Teknolojisi

Besleme voltajına bağlı olarak, plazma kaynağı mikro kaynağa ayrılır, kaynakorta ve yüksek akım. İşlemin kendisi, bir elektron ve kaynak yapılacak yüzeyler üzerinde yönlendirilmiş yüksek sıcaklıklı plazma akışının hareketine dayanır. Elektrot erir ve kalıcı bir kaynak bağlantısı sağlar.

Plazma kesme

Plazma kesme, bir metalin yönlendirilmiş yüksek sıcaklıktaki plazma akışıyla bileşenlerine ayrıldığı bir işlemdir. Bu teknoloji mükemmel bir eşit kesim hattı sağlar. Plazma kesiciden sonra, ürünlerin (sac malzeme veya boru ürünleri) konturunun ek olarak işlenmesi ihtiyacı ortadan kalkar.

İşlem hem manuel bir kesici ile hem de çelik sac kesmek için bir plazma kesme makinesi ile gerçekleştirilebilir. Plazma, çalışma gazı akışına bir elektrik arkı uygulandığında oluşur. Önemli lokal ısınmanın bir sonucu olarak iyonlaşma meydana gelir (negatif yüklü elektronların pozitif yüklü atomlardan ayrılması).

Plazma kesme uygulamaları

Yüksek sıcaklıktaki plazma jeti çok yüksek bir enerjiye sahiptir. Sıcaklığı o kadar yüksektir ki, birçok metal ve alaşımı kelimenin tam anlamıyla kolaylıkla buharlaştırır. Bu teknoloji esas olarak çelik levhaları, alüminyum levhaları, bronz, pirinç ve hatta titanyumu kesmek için kullanılır. Ayrıca, tabakanın kalınlığı çok farklı olabilir. Bu, kesim çizgisinin kalitesini etkilemeyecektir - mükemmel şekilde pürüzsüz ve eşit, çizgiler olmadan olacaktır.

Ancak, yüksek kaliteli ve hattakalın cidarlı malzeme ile çalışırken mutlaka plazma kesim makinesi kullanmalısınız. El fenerinin gücü, 5 ila 30 milimetre kalınlığındaki metalleri kesmek için yeterli olmayacaktır.

Gazla kesme mi, plazmayla kesme mi?

Metalde ne tür kesim ve kesim tercih edilmelidir? Hangisi daha iyi: oksi yakıtlı kesme mi yoksa plazma kesme teknolojisi mi? İkinci seçenek, hemen hemen her malzeme için (yüksek sıcaklıklarda oksidasyona eğilimli olanlar bile) uygun olduğu için belki daha çok yönlüdür. Ek olarak, plazma kesimi sıradan atmosferik hava kullanılarak gerçekleştirilir, bu da pahalı sarf malzemelerinin satın alınmasını gerektirmediği anlamına gelir. Ve kesim çizgisi mükemmel bir şekilde eşittir ve iyileştirme gerektirmez. Tüm bunların birleşimi, ürünün maliyetini önemli ölçüde az altır ve ürünleri daha rekabetçi hale getirir.

Plazma kesme malzemeleri

İşlenmiş metal veya alaşımın izin verilen maksimum kalınlığının malzemenin kendisine veya derecesine bağlı olduğu gerçeği dikkate alınmalıdır. Uzun yıllara dayanan üretim tecrübesine ve laboratuvar araştırma tecrübesine dayanarak, uzmanlar işlenmiş malzemelerin kalınlığı hakkında aşağıdaki tavsiyelerde bulunur: dökme demir - en fazla dokuz santimetre, çelik (kimyasal bileşim ve alaşım elementlerinin varlığından bağımsız olarak) - hayır beş santimetreden fazla, bakır ve buna dayalı alaşımlar - sekiz santimetreden fazla değil, alüminyum ve alaşımları - 12 santimetreden fazla değil.

Listelenen tüm değerler manuel için tipiktirişleme. Yerli olarak üretilen böyle bir ünitenin bir örneği, Gorynych plazma aparatıdır. Yabancı analoglardan çok daha ucuzdur, ancak hiçbir şekilde daha düşük ve hatta belki de onlardan üstün değildir. Piyasada, çeşitli işleri (yerli kaynak, çeşitli kalınlıklarda metallerin kesilmesi ve kaynaklanması dahil) gerçekleştirmek için tasarlanmış bu üreticiden geniş bir cihaz yelpazesi sunulmaktadır. Daha kalın saclar yalnızca yüksek güçlü makinelerde işlenebilir.

Mevcut plazma kesme yöntemleri

Mevcut tüm plazma kesme yöntemleri, jet ve ark olarak ayrılabilir. Üstelik el testeresi veya CNC plazma kesme ve kesme makinesi kullanılması hiç fark etmez. İlk durumda, gaz iyonizasyonu için gerekli tüm koşullar kesicinin kendisinde uygulanır. Böyle bir cihaz hemen hemen her türlü malzemeyi (metaller ve metal olmayanlar) işleyebilir. İkinci durumda işlenen malzemenin elektriksel iletkenliği olmalıdır (aksi takdirde elektrik arkı oluşmaz ve gaz iyonlaşması meydana gelir).

Plazmanın oluşturulma şeklindeki farklılıklara ek olarak, plazma işleme, basit (yardımcı maddeler kullanılmadan) kesme, suyla işleme ve koruyucu gaz ortamında işleme gibi teknolojik özelliklerine göre de sınıflandırılabilir.. Son iki yöntem, kesme hızını önemli ölçüde artırmanıza ve aynı zamanda metal oksidasyonundan korkmamanıza olanak tanır.