فهرست مطالب
- مقدمه: برش پلاسما چیست؟
- اصول کار و فیزیک پلاسما
- اجزای اصلی سیستم برش پلاسما
- انواع دستگاه‌های برش پلاسما
- مزایا و معایب برش پلاسما
- مقایسه برش پلاسما با روش‌های دیگر (لیزر و هواگاز)
- پارامترهای کلیدی در برش پلاسما
- کیفیت برش و عوامل مؤثر
- ایمنی و بهداشت در برش پلاسما
- کاربردها در صنایع مختلف
- انتخاب و خرید دستگاه برش پلاسما
- جمع‌بندی
1) مقدمه: برش پلاسما چیست؟
برش پلاسما (Plasma Cutting) یکی از روش‌های برشکاری حرارتی است که در آن از قوس الکتریکی و جریان سریع گاز یونیزه‌شده (پلاسما) برای ذوب و خارج کردن فلز استفاده می‌شود. این روش برای برش فلزات رسانا مانند فولاد کربنی، فولاد ضدزنگ، آلومینیوم، مس و آلیاژها به کار می‌رود.
2) اصول کار و فیزیک پلاسما
پلاسما چهارمین حالت ماده (پس از جامد، مایع و گاز) است. وقتی یک گاز (مانند هوا، نیتروژن یا آرگون) تحت اثر قوس الکتریکی شدید قرار می‌گیرد، به حالت یونیزه در می‌آید و دمایی بیش از ۲۰٬۰۰۰ درجه سانتی‌گراد تولید می‌کند.
این گاز یونیزه‌شده با سرعت بالا از نازل خارج شده و فلز را ذوب و بیرون می‌داند.
3) اجزای اصلی سیستم برش پلاسما
- منبع تغذیه: تأمین ولتاژ DC برای ایجاد قوس (معمولاً 200–400 ولت).
- مشعل (Torch): شامل نازل و الکترود.
- منبع گاز: هوا، نیتروژن، اکسیژن یا آرگون–هیدروژن بسته به جنس فلز.
- سیستم خنک‌کاری: اغلب آب یا هوا برای جلوگیری از آسیب به تورچ.
- سیستم CNC (در مدل‌های اتوماتیک): کنترل دقیق مسیر برش.
4) انواع دستگاه‌های برش پلاسما
- دستی (Portable): سبک، قابل‌حمل، برای تعمیرات و کارگاه‌های کوچک.
- ماشینی (CNC): نصب‌شده روی میزهای برش CNC با قابلیت برش قطعات پیچیده.
- هوای فشرده (Air Plasma): متداول‌ترین نوع برای کارگاه‌ها.
- پلاسما با گاز محافظ ویژه: برای کیفیت بالاتر برش فولاد ضدزنگ و آلومینیوم.
- پلاسما با آب (Water Injection Plasma): دقت بالاتر و کاهش حرارت اضافی.
5) مزایا و معایب برش پلاسما
مزایا
- سرعت بالاتر نسبت به برش هواگاز.
- توانایی برش آلومینیوم و استیل.
- هزینه کمتر نسبت به لیزر.
- مناسب برای برش‌های نازک تا متوسط.
معایب
- کیفیت سطح و صافی لبه کمتر از لیزر.
- ایجاد منطقهٔ متاثر از حرارت (HAZ) گسترده‌تر.
- محدودیت در ضخامت‌های خیلی بالا (معمولاً تا 50 میلی‌متر).
6) مقایسه با روش‌های دیگر
| ویژگی | پلاسما | لیزر | هواگاز |
|---|---|---|---|
| سرعت | بالا | بسیار بالا | متوسط |
| هزینه | متوسط | زیاد | کم |
| دقت | خوب | عالی | ضعیف |
| مواد قابل‌برش | فلزات رسانا | تقریباً همه مواد | فولاد کربنی ضخیم |
| ضخامت | تا 50 mm | تا 25 mm | >200 mm |
7) پارامترهای کلیدی
- جریان (آمپر): ضخامت بیشتر → آمپر بالاتر.
- نوع گاز: هوا برای فولاد کربنی، نیتروژن/آرگون برای استیل و آلومینیوم.
- سرعت برش: سرعت زیاد → کیفیت پایین؛ سرعت کم → ذوب بیش از حد.
- فاصله تورچ تا قطعه (Stand-off): معمولاً 1–3 میلی‌متر.
8) کیفیت برش و عوامل مؤثر
کیفیت برش وابسته به:
- انتخاب صحیح گاز
- تنظیم ولتاژ و جریان
- سرعت حرکت مناسب
- کیفیت نازل و الکترود
- خنک‌کاری صحیح
عیوب متداول: زبری لبه، سرباره چسبیده، زاویه‌دار بودن برش.
9) ایمنی و بهداشت
- استفاده از ماسک محافظ چشمی در برابر اشعه UV و نور قوس.
- استفاده از دستکش و لباس نسوز.
- تهویهٔ مناسب برای خروج دود و بخارات فلزات.
- رعایت فاصله ایمن از تجهیزات الکتریکی پرقدرت.
10) کاربردها در صنایع مختلف
- صنایع خودروسازی و قطعه‌سازی
- کشتی‌سازی و سازه‌های سنگین
- کارگاه‌های فلزی سبک و سنگین
- تعمیرات صنعتی و ساخت ماشین‌آلات
- برش ورق‌های آلومینیوم و استیل در صنایع ساختمانی
11) انتخاب و خرید دستگاه برش پلاسما
- توان دستگاه (آمپر): بسته به ضخامت کاری.
- نوع کاربرد: دستی یا CNC.
- گاز مصرفی و هزینه نگهداری.
- سازنده و خدمات پس از فروش.
- وجود سیستم خنک‌کاری کارآمد.
12) جمع‌بندی
برش پلاسما یک روش سریع، دقیق و نسبتاً ارزان برای برش فلزات رساناست. این تکنولوژی به دلیل قابلیت برش آلومینیوم و استیل ضدزنگ، سرعت بالا و هزینه مناسب، در صنایع گوناگون پرکاربرد است. انتخاب درست دستگاه و رعایت اصول ایمنی می‌تواند بهره‌وری این روش را به حداکثر برساند.
