O que é Usinagem a Arco Plasma? - Peças e Trabalho

O que é Plasma?

O plasma é um dos quatro estados fundamentais da matéria, primeiro estudado sistematicamente por Irving Langmuir na década de 1920. Consiste em um gás de íons átomos ou moléculas que têm um ou mais elétrons orbitais despojados (ou, raramente, um elétron extra ligado) e elétrons livres.

Excluindo a matéria escura e a energia escura ainda mais indescritível, o plasma é a forma mais abundante de matéria comum no universo. O plasma está principalmente associado a estrelas, incluindo o nosso Sol, e estende-se ao meio intracultural rarefeito e possivelmente às regiões intergalácticas.

O plasma pode ser gerado artificialmente aquecendo um gás neutro ou submetendo-o a um forte campo eletromagnético. A presença de partículas de carga livre torna o plasma eletricamente condutor, com a dinâmica das partículas individuais e o movimento macroscópico do plasma governado por campos eletromagnéticos coletivos e muito sensível a campos aplicados externamente.

A resposta do plasma aos campos eletromagnéticos é usada em muitos dispositivos tecnológicos modernos, como televisores de plasma ou gravação de plasma.

O que é Usinagem de Arco de Plasma?

A Usinagem a Arco Plasma é usada para remover material da peça de trabalho. Neste processo, um jato de gás de alta velocidade é usado para fundir e remover o material da peça de trabalho. Essa alta velocidade de gás quente também é conhecida como jato de plasma.

Quando um gás ou ar é aquecido a uma temperatura superior a 5000 ° C, ele começará a ser ionizado em íons positivos, íons negativos e íons neutros. Quando o gás ou ar é ionizado sua temperatura atinge de 11.000 °C a 28.000 °C e esse gás ionizado é chamado de plasma.

O gás ou ar é aquecido com arco e o plasma produzido pelo aquecimento do gás é usado para remover o material da peça de trabalho. Então, todo o processo é chamado de Plasma Arc Machining.

Neste processo, uma alta velocidade de ar em alta temperatura é usada para remover o material da peça de trabalho, derretendo-a.

O gás utilizado na usinagem a arco plasma é escolhido de acordo com o metal utilizado como peça de trabalho.

A usinagem a arco plasma é utilizada para o corte de ligas de aço, aço inoxidável, alumínio, níquel, cobre e ferro fundido.

Trabalho de Usinagem de Arco de Plasma

O princípio básico é que o arco formado entre o eletrodo e a peça de trabalho é limitado por um bico de cobre de furo fino. Isso aumenta a temperatura e a velocidade do plasma que emana do bocal.

A temperatura do plasma é superior a 20.000°C e a velocidade pode se aproximar da velocidade do som. Quando usado para corte, o fluxo de gás de plasma é aumentado para que o jato de plasma profundamente penetrante corte o material e o material fundido seja removido no plasma de efluxo.

A usinagem de arco de plasma consiste em uma pistola de plasma. A pistola de plasma possui um eletrodo composto de tungstênio situado na câmara. Aqui, este eletrodo de tungstênio é conectado ao terminal negativo da fonte de alimentação CC. Assim, o tungstênio atua como um cátodo.

Enquanto o terminal positivo da fonte de alimentação CC estiver conectado ao bico. Assim, o bico da pistola de plasma atua como um ânodo.

À medida que fornecemos energia ao sistema, um arco elétrico se desenvolve entre o eletrodo catódico de tungstênio e um bocal anódico. À medida que o gás entra em contato com o plasma, ocorre uma colisão entre os átomos do gás e os elétrons de um arco elétrico e, como resultado, obtemos um gás ionizado.

Isso significa que obtemos o estado de plasma que desejávamos para a usinagem Plasma Arc. Agora, este plasma é direcionado para a peça de trabalho com alta velocidade e o processo de usinagem é iniciado. Uma coisa a notar é que uma alta diferença de potencial é aplicada para obter o estado do plasma.

Em todo o processo, são necessárias condições de alta temperatura. À medida que os gases quentes saem do bocal, há chances de superaquecimento. Para evitar esse superaquecimento, uma jaqueta de água é usada.

Componentes da Usinagem de Arco Plasma

1. Arma de Plasma

Diferentes gases como nitrogênio, hidrogênio, argônio ou uma mistura desses gases são usados ​​para criar plasma. Esta pistola de plasma tem uma câmara que possui um eletrodo de tungstênio. Este eletrodo de tungstênio é conectado ao terminal negativo e o bico da pistola de plasma é conectado ao terminal positivo da fonte de alimentação CC. A mistura necessária de gás é fornecida à pistola. Um arco forte é produzido entre o ânodo e o cátodo.

Depois disso, há uma colisão entre o elétron do arco e as moléculas do gás e devido a essa colisão, as moléculas do gás se ionizam e o calor é gerado.

2. Fonte de alimentação

A fonte de alimentação DC é usada para desenvolver dois terminais na pistola de plasma. Uma grande diferença de potencial é aplicada entre o cátodo e o ânodo para que o arco produzido seja forte e seja capaz de ionizar a mistura gasosa e convertê-la em plasma.

3. Mecanismo de resfriamento

Um mecanismo de resfriamento é adicionado à pistola de plasma à medida que o calor é produzido nela à medida que os gases quentes saem continuamente do bico.

Uma camisa de água é usada para resfriar o bico. O bocal é cercado por um jato de água.

4. Peça de trabalho

Diferentes materiais podem ser trabalhados usando esta usinagem a arco de plasma. Diferentes metais como alumínio, magnésio, carbono, aço inoxidável e ligas de aço podem ser trabalhados usando este processo.

Aplicações da Usinagem de Arco de Plasma

• É usado para cortar aços de liga, aço inoxidável, ferro fundido, cobre, níquel, titânio, alumínio e ligas de cobre e níquel, etc.
• É usado para corte de perfil.
• É usado com sucesso para torneamento e fresamento de materiais difíceis de usinar.
• Pode ser usado para corte em pilha, corte de forma, perfuração e corte subaquático.
• A pulverização uniforme de filmes finos de materiais refratários em diferentes metais, plásticos e cerâmicas também é feita por arcos de plasma.

Vantagens da Usinagem de Arco de Plasma

• Pode ser usado para cortar qualquer metal.
• A taxa de corte é alta.
• Em comparação com o processo comum de corte por chama, ele pode cortar aço carbono simples quatro vezes mais rápido.
• É usado para torneamento desbaste de materiais muito difíceis.
• Devido à alta velocidade de corte, a deformação da chapa metálica é reduzida enquanto a largura do corte é mínima e a qualidade da superfície é alta.

Desvantagens da Usinagem de Arco de Plasma

• Produz uma superfície cônica.
• A proteção do ruído é necessária.
• O custo do equipamento é alto.
• A proteção dos olhos é necessária para o operador e as pessoas que trabalham nas áreas próximas.
• Oxidação e formação de incrustações ocorrem. Portanto, requer blindagem.
• A superfície de trabalho pode sofrer alterações metalúrgicas.