مقاله بررسی برشكاري

دسته بندي : فنی و مهندسی » صنایع
مقاله بررسي برشكاري در 11 صفحه ورد قابل ويرايش

برشكاري قوسي پلاسما

برشكاري قوسي پلاسما (PAC) براي برش هر نوع فلزي استفاده مي شود ، برشكاري قوس پلاسما غالباً براي برشكاري فولاد كربني ، آلومينيوم و فولادهاي ضد زنگ بكار مي رود ، اين فلزات از پر مصرف ترين و متداول ترين فلزاتي هستند كه در كارگاه جوشكاري استفاده مي شوند علاوه بر اين فرايند جوشكاري استفاده مي شوند علاوه بر اين فرايند PAC بر روي هر فلز هادي مانند مس برنج ، و برنز ، نيكل و آلياژهاي آن فلز ، زيركونيم بنحو دقيقي موثر واقع مي گردد ، و حتي برشكاري PAC ،براي برش اورانيم نيز بكار مي رود .

دلايل استفاده از PAC

فرايند برشكاري PAC براي برش ورقهاي روي هم انباشته ، پخ زدن ورق ، برشكاري شكل گيري (الگو بري) و سوراخ كاري استفاده مي شود . در حقيقت مشاهده خواهيد كرد كه برشكاري هاي PAC نسبت به شعله اكسي سوخت با ورود حرارت كمتري (با توجه به اينكه پلاسما بسيار داغ تر است ) انجام خواهد گرفت ،چون مشعل پلاسما تا اندازه اي سريع تر از شعله اكسي استيلن كار مي كند وسوختي يا اكسيد شدگي در مسير برشكاري و داخل فلز بوجود نمي آيد ولي عوض ذوب خواهد شد و بعضي مواقع ، فلز داخل شكاف به طور يكنواخت تبخير مي گردد . نتيجتاً مسايل به طور و مشكلات كاري همراه با تغيير شكل و پيچيدگي فلز اصلي وجود دارد . غالباً مشعل هاي PAC در برشكاري شكلي (الگوبري) و در ماشين هاي شيار زني و در آوردن شيارهاي چهار گوش با سرعت زياد بكار مي رود . برشكاري قطعات نسبتاً كوچك به علت وجود جريان برق و OCV زياد كمي پيچيده و قابل بحث مي باشد . سطح صداي جريان شديد گاز پلاسما با سرعت زياد بسيار است و در حين عمل ، بر اثر سوختن و تبخير ذرات فلزي ، مقدار كمي دوده فلزي توليد مي گردد .

صدا و دودهاي حاصل از مشعل دستي با اشكال زياد كنترل مي شود ولي كنترل صدا و دودهاي حاصل از مشعل اتوماتيكي كه بر روي ماشين برشكاري شعله اي مناسب نصب گرديده هيچ مشكلي ندارد .چرا كه دودها و حرارت و صداي حاصل از مشعل پلاسما كه بر روي ماشين برشكاري بزرگ نصب گرديده با گذاشتن ورق برشكاري بر رويميز پر از آب به راحتي قابل كنترل هستند چون آب درست به ته ورق تماس پيدا مي كند . باعث مي شود دودها و سرباره همانطور كه از ته شكاف بيرون آيد ،/ در همان جا غوطه ور گردد و صداي جريان شديد پلاسما كه در نازل (گلكي)مشعل بوجود آمده با آب خفه شود .

در صورت لزوم مي توانيد از لباسهاي مقاوم صنعتي همانند خفه كن هاي گوش استفاده نمائيد .





سرعت هاي برشكاري

با استفاده از ماشين برشكاري مناسب (ماشيني كه براي فرايند پلاسما ،‌سرعت هاي زياد بدون اتلاف وقت برش و تلرانس بوجود مي آورد) مي توان فلزاتي كه با استفاده از مشعل اكسي سوخت نياز به سرعت هاي 25 IN.MIN تا 20 دارند با سرعت هاي 150 IN. min تا 100 برش داد . برشكاري تعدادي از فلزات نازك از سرعت هاي تا حدود 300 in/min استفاده مي گردد . براي كارگر برشكاري دستي امكان ادامه برشكري با مشعل برشكاري پلاسما با سرعت موثر وجود نخواهد داشت .

چنانچه ضخامت فلز در حدود 3in و از جنس ورق فولاد كربني باشد چنين فلزي با فرايند اكسي استيلن سريعتر از فرايند PAC بريده مي شود ،به هر حال در برشكاري فلزات با ضخامت زير 1in PAC تا پنچ برابر سريعتر از فرايند برشكاري اكسي استيلن موثر مي باشد . تصيميم گيري درباره استفاده از PAC براي فولادهاي كربني كه مي توان با اكسي استيلن بريد ، بر اساس سودمندي با كارآئي PAC در مقابل هزينه بالاي تجهيزات انجام مي گيرد .

بكار گيري سرعت زياد در مقابل هزينه بالاي تجهيزات بگونه اي است كه اغلب تجهيزات PAC كه بر اساس ماشين هاي برشكاري شعله اي با سرعت زياد طراحي گرديده براي مقادير زيادي از برشكاري شكلي بكار مي رود . سرعت و سودمندي تجهيزات به سازنده كمك مي كند كه در اين زمينه سرمايه گذاري زيادي بنمايد . در زمان استفاده از PAC مي توران تجهيزاتي بر روي ماشين برشكاري هماره با مشعل هاي اكسي سوخت ، نصب كرد و به سازنده قطعات حجيم اجازه داد كه متناسب با برش ورقهاي آهني يا غيرآهني مواد ضخيم يا نازك از اكسي سوخت به پلاسما يا پلاسما به سوخت استفاده نمايد .

برشكاري پلاسما با دوبله جريان گاز

برشكاري پلاسما با دوبله جريان گاز پوشش گاز ثانويه اي در اطراف قوس پلاسما فراهم مي كند .همانند شكل







گاز خروجي معمولاً گاز نيتروژن است . گاز محافظت كننده براي محافظت برش انتخاب مي شود . براي فولاد نرم گاز محافظ نوع گاز كربنيك يا هوا بوده و سرعت هاي برشكاري تا اندازه اي از سرعت هائي كه براي PAC قراردادي در نظر گرفته شده زياد تر است اما كيفيت برش در بسياري موارد گازكربنيك براي محافظت فولادهاي ضد زنگ استفاده مي شود . مخلوط گاز محافظ آرگون - هيدروژن براي آلومينيم استفاده مي گردد .

برشكاري پلاسما با محافظ آب

اين فن مشابه برشكاري پلاسما با دوبله جريان است و از آب بجاي گاز محافظت كننده كمكي استفاده مي شود . با استفاده از آب بجاي گاز محافظت كننده كمكي ظاهر برش و طول عمر نازل اصلاح مي گردد . چهار گوش و يكنواختي خط برش و سرعت برشكاري كه در موقع استفاده از PAC قراردادي اصلاح گرديده در اين روش از اهميت خاصي برخوردار نمي باشد.

برشكاري پلاسما با تزريق آب

بر اساس اصلاحاتي كهدر PAC انجام گرفته از برخورد قرينه جريان شديد آب در نزديك سوراخ نازل به هم فشرده براي به هم فشردگي بيشتر پلاسما استفاده مي گردد.

ترتيب كار ان در شكل نشان داده شده است . قوس پلاسما بر اثر فشار شديد آب در مقابل مخلوط متلاطم محيط اطراف محافظت مي گردد . انتهاي نازل از جنس سراميك ساخته شده به طوري كه از برقراري قوس دوبله جلوگيري گردد . در زماني قوس دوبله حاصل مي گردد كه قوس از الكترود به نازل و سپس به قطعه كار برش پيدا كند ، در چنين مواقعي معمولاً نازل خراب و معيوب مي باشد . برشكاري پلاسما با اب متمركز در سرعتهاي بيش بيش از سرعت هاي قراردادي PAC برشي باريك با لبه تيز ودقيق توليد ميكند . چون قسمت اعظم آب از طريق نازل به صورت اسپري مايع خارج گرديده و لبه شكاف را سرد كرده و گوشه تيزي توليد مي كند .

زماني كه گاز و آب خروجي به صورت مماسي تزريق گردد گاز پلاسما همانطور كه از نازل و جريان شديد آب خارج گرديد گردابي مي شود . با اين عمل سطح برش عمودي با كيفيت زياد در يك طرف شكاف بوجود مي آيد و طرف ديگر شكاف پخ مي خورد . در اجراء برشكاري شكلي مسير حركت مشعل بايد براي توليد برش عمومي در قطعه و برش اريبي در آهن قراضه انتخاب گردد .

گازهاي تشكيل دهنده پلاسما

گازهاي تشكيل دهنده پلاسما بر اساس جنس قطعه مورد برش و ايجاد سطح برش با كيفيت مطلوب انتخاب مي شود . اغلب فلزات غير آهني با استفاده از نيتروژن يا مخلوط نيتروژن -هيدروژن يا آرگون - هيدروژن بريده مي شوند . فلزات تيتانيم و زيركونيم با پلاسماي آرگون خالص بريده مي شوند چون اين فلزات با گازهاي غير فعال مخصوصاً هيدروژن نسبت به تردي فوق العاده حساس پذير هستند .

فولادهاي كربني با استفاده از هواي فشرده يا نيتروژن خالص بريده مي شوند در روش تزريق آب نيتروژن استفاده مي گردد . در تعدادي از سيستم هاي برشكاري از گاز نيتروژن براي تشكيل گاز پلاسما و از تزريق اكسيژن براي جريان رو به پايين الكترود استفاده مي شود . با اين ترتيب طول عمر الكترود با اينكه در معرض اكسيژن قرار مي گيرد طولاني مي شود . در تعدادي از برشكاري هاي فلزات غير آهني با سيستم دوبله جريان از گاز نيتروژن براي تشكيل گاز پلاسما از گاز كربنيك براي گاز محافظتي استفاده مي شود .

ايمني

تكنسين هاي PAC و اشخاصي كه در مجاور برشكاري استاده اند بايد از نور خيره كننده پرتاب جرقه ها و دودهاي حاصل از قوس محافظت شوند . روشهاي اجراء ايمني بسيار شبيه انهايي است كه براي جوشكاري قوسي در نظر گرفته شده است . شيشه هاي صافي داخل ماشك ها و عينكهاي حفاظتي بايد از نوع تيره ترين انتخاب گردد .