I. Giới thiệu về công nghệ cắt plasma
Hiện nay công nghệ cắt plasma với máy cắt plasma được sử dụng khá phổ biến trong ngành công nghiệp chế tạo cơ khí. Công nghệ cắt Plasma được phát minh cách đây khoảng hơn 50 năm, trong thời kỳ đỉnh cao của thế chiến thứ 2. Trong một nổ lực để cải thiện các mối nối của máy bay chiến đấu, một phương pháp hàn đã được phát triển mà dùng một hàng rào khí trơ để bảo vệ chung quanh tia hồ quang điện để bảo vệ mối hàn khỏi quá trình oxy hóa.
Một vài thập kỷ sau, người ta phát hiện rằng việc giới hạn độ mở của đường khí trơ đi qua tia hồ quang điện tạo ra một loại vật chất thứ tư (khác với 3 loại vật chất cơ bản là rắn, lỏng và khí) gọi là plasma, và nó tạo ra một nhiệt lượng vô cùng lớn khoảng 10.000 – 15.000 °C. Cùng lúc đó độ mở nhỏ hơn làm tăng tốc độ của dòng khí thoát ra, nó có khả năng thổi bay tất cả các loại kim loại mà nó đi qua. Từ đó, công nghệ này được dùng để cắt kim loại, nhưng với quy mô rất lớn vì khi đó chi phí cắt cũng rất cao.
Càng ngày với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị cắt plasma ngày càng có chi phí thấp hơn và được thương mại hóa cách đây khoảng hơn 10 năm. Tuy nhiên, do tia plasma phát ra có hình dạng như giọt nước nên đường cắt hơi bị nghiêng khoảng từ 3 – 10 độ tùy theo chất lượng của nguồn cắt plasma.
II. Nguyên lý cắt plasma
– Các phương pháp cắt thông thường (cắt oxy, cắt hồ quang điện) chỉ cho phép cắt thép cacbon thấp và thếp hợp kim thấp không thể cắt dược gang, thép hợp kim cao, nhôm đồng và các hợp kim của chúng.
– Nguyên lý của may cat plasma dựa trên sự tận dụng nhiệt độ rất cao và tốc độ truyển động lớn của khí từ miệng phun của đầu plasmatron để làm nóng chy và thổi kim loại khỏi rãnh cắt.
– Thông thường sử dụng hỗn hợp khí 65% Ar+ 35%H2; 80%N2 + 20% H2. Khi ứng dụng chế độ thích hợp mép cắt phẳng không sần sùi, để tạo mép cắt vuông góc cần gim tốc độ cắt.
– Chất lượng cắt plasma phụ thuộc vào cường độ dòng điện, khí sử dụng, tốc độ cắt và khoảng cách từ vật tới plasmatron.
– Do tốc độ của plasma lớn khó khống chế khá chính xác khoảng cách cắt nên ít khi dùng tay để cắt plasma. Khi cắt tự động phải gá plasma lên xe với tốc độ di chuyển của xe bằng tốc độ cắt plasma.
III. Các kỹ thuật cắt plasma
1. Trước khi bạn thực hiện cắt. Sử dụng cánh tay không cầm súng hỗ trợ cho tay cầm súng điều này giúp giữ vững tay cầm súng cũng như giúp duy trì khoảng cách của đầu súng với vật cắt. Bạn cần lưu ý rằng hầu hết mọi người đều cảm thấy dễ dàng khi di chuyển súng cắt về phía mình hơn là đưa súng ra xa.
2. Trước khi thực hiện cắt công nhân cắt cần chú ý đến đường cắt, với đường cắt dài cần phải thử thao tác di chuyển tay cắt để chắc chắc mức độ thuần thục của tay cắt khi thực hiện cắt thực tế. Dừng tay cắt hoặc bắt đầu lại trong quá trình cắt thực tế tại điểm dừng sẽ là rất khó khăn và có thể gây ra ảnh hưởng xấu đến chất lượng đường cắt.
3. Công nhân kỹ thuật cần phải đảm bảo rằng bạn sử dụng đúng dòng cắt và tốc độ cắt, cần phải cắt thử trên cùng một loại vật liệu mà bạn sẽ thực hiện trên thực tế.
4. Nếu xuất hiện các tia lửa plasma trên bề mặt vật cắt, điều đó có nghĩa là bạn đã di chuyển tay cắt quá nhanh. với một tốc độ cắt phù hợp hồ quang plasma nên duy trì ở góc 15 đến 20 độ so với hướng di chuyển.
5. Đối với vật liệu dày, đoạn cuối đường cắt có thể không được như ý nếu bạn không thực hiện cẩn thận. Để có được một đường cắt có kết thúc tốt bạn nên tạm dừng di chuyển tay cắt trong một thời gian ngắn để có thể cắt hoàn toàn phần kim loại còn lại trên đường cắt.
6. Khi cắt vật dày xỉ cắt plasma có thể đọng cứng bên dưới đường cắt, bạn không cần phải lo lắng vì nó có thể dễ dạng loại bỏ bởi búa gõ xỉ, hoặc bằng cọ kim loại.
7. Với vật cắt mỏng, hồ quang plasma dễ dàng cắt thủng kim loại, đối với vật hàn dày hơn để đảm bảo chất lượng đường cắt cũng như vòng đời sử dụng của của vật được gia công bạn nên bắt đầu với một góc cắt nghiêng 45 độ sau đó chuyển từ từ sang góc cắt thẳng để xuyên thủng kim loại.
8. Plasma có thể sử dụng để cắt một lỗ tròn dễ dàng hơn việc sử dụng thiết bị khoan, khi sử dụng plasma đơn giản là cắt kim loại theo một đường tròn kín. Chú ý máy cắt plasma có thể xuyên thủng một kim loại với độ dày nhỏ hơn hoặc bằng một nửa với độ dày có thể cắt của thiết bị đó.
9. Cắt plasma cũng có thể dễ dàng được sử dụng để vát mép các tấm kim loại dày, bạn chỉ cần nghiêng mỏ cắt theo độ vát và thực hiện cắt như thông thường.
Hi vọng những điều chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp ích cho các bạn- những kỹ sư cơ khí, người thợ hàn cắt có thể hiểu thêm về kỹ thuật cắt plasma để ứng dụng trong sản xuất chế tạo cơ khí.
(Nguồn: Sunrise)