Maquinação por Arco de Plasma (PAM): Como Funciona e Aplicações Industriais

Hoje, vamos aprender sobre Maquinação por Arco de Plasma (PAM), o seu funcionamento, aplicações, vantagens, desvantagens. Então, o que está à espera? Vamos começar.

O que é Plasma?

Sempre que ouvimos a palavra Maquinação por Arco de Plasma, pensamos primeiro no que é plasma? Então, vamos dar uma olhada atenta ao que é plasma?

Quando um gás ou ar é aquecido a altas temperaturas, o número de colisões entre átomos aumenta. Quando aquece o gás acima de 5500ºC, ioniza-se parcialmente em iões positivos, negativos e neutros. Quando aquece ainda mais o gás acima de 11000ºC, ioniza-se completamente. Tal gás completamente ionizado chama-se Plasma. Estado de Plasma situa-se entre temperaturas 11.000ºC a 28.000ºC.

O que é Maquinação por Arco de Plasma?

Basicamente, Maquinação por Arco de Plasma (PAM) é um processo de corte de metal onde metais são cortados com arco de plasma, arco de tungsténio-gás inerte ou tocha. É maioritariamente usado para metais que não podem ser cortados por tocha oxiacetilénica. Sabe quando o PAM foi introduzido? Bem, PAM foi introduzido nas indústrias em 1964 como método que ajudaria na soldadura por arco e que requereria menos fornecimento de corrente. Maquinação por Arco de Plasma também é referida como PAM. Na PAM, diferentes gases são usados conforme diferentes materiais. Diferente material significa peça de trabalho. A sua peça pode ser de alumínio, ferro ou aço. Por exemplo, para alumínio usa-se nitrogénio, para argão usa-se hidrogénio. Na maioria dos casos, nitrogénio e hidrogénio são usados. Soldadura por Arco de Plasma emprega jato de alta velocidade de gás de alta temperatura para fundir e deslocar material no seu caminho.

Leia Também:

• Maquinação por Jato de Água – Princípio de Funcionamento, Vantagens e Desvantagens com Aplicação
• Como Funciona o Processo de Maquinação por Feixe de Elétrons?
• O que é Maquinação por Descarga Elétrica (EDM) e Como Funciona?

Construção

A maquinação por arco de plasma consiste numa pistola de plasma. A pistola tem um elétrodo de tungsténio situado na câmara. Aqui, este elétrodo de tungsténio está ligado ao terminal negativo da fonte de alimentação DC. Assim, o tungsténio atua como cátodo. Enquanto o terminal positivo da fonte DC está ligado ao bocal. Assim, o bocal da pistola de plasma atua como ânodo.

Funcionamento da Maquinação por Arco de Plasma

Ao dar alimentação ao sistema, desenvolve-se arco elétrico entre o elétrodo de tungsténio catódico e bocal anódico. À medida que o gás entra em contacto com o plasma, há colisão entre átomos de gás e eletrões do arco elétrico e como resultado, obtemos gás ionizado. Isso significa que obtemos o estado de plasma que queríamos para maquinação por arco de plasma. Agora, este plasma é direcionado para a peça com alta velocidade e o processo de maquinação começa. Uma coisa a notar é que alta diferença de potencial é aplicada para obter o estado de plasma.

Em todo o processo, condições de alta temperatura são requeridas. Como gases quentes saem do bocal, há chances de sobreaquecimento. Para prevenir este sobreaquecimento, usa-se camisa de água.

Seguem alguns dos parâmetros envolvidos na PAM que deve considerar:

• Corrente: Até 500A
• Tensão: 30-250V
• Velocidade de corte: 0,1-7,5 m/min.
• Espessura da chapa: Até 200mm
• Potência requerida: 2 a 200 KW
• Taxa de remoção de material: 150 cm³/min
• Velocidade do Plasma: 500m/seg
• Material da peça: Como dito anteriormente, pode usar qualquer metal como material da peça. Por exemplo, alumínio e aço inoxidável são altamente recomendados para este processo.

Leia Também:

• Maquinação Eletroquímica (ECM) – Princípio, Equipamento, Vantagens e Desvantagens com Aplicação
• Maquinação Ultrassónica (USM) – Partes Principais, Princípio de Funcionamento, Vantagens e Desvantagens com Aplicação
• Maquinação por Feixe Laser – Partes Principais, Princípio, Funcionamento com Aplicação

Vantagens

Seguem as vantagens da PAM que deve conhecer:

• Na Maquinação por Arco de Plasma, metais duros e quebradiços podem ser facilmente maquinados.
• Pode ser aplicada a quase todos os tipos de metais.
• A melhor parte deste processo é que obtemos alta taxa de corte.
• Obtemos melhor precisão dimensional no caso de maquinação de pequenas cavidades.
• É processo simples de realizar e muito eficiente.
• Desempenha grande papel na reparação automática de pás de motor a jato.

Desvantagens

Além das vantagens da Maquinação por Arco de Plasma, vamos discutir algumas das desvantagens:

• PAM envolve vários equipamentos mas o custo deste equipamento é muito alto.
• Este processo de maquinação inteiro consome grande quantidade de gases inertes.
• Produção de superfícies mais estreitas ocorre o que é desnecessário.
• A parte mais prejudicial da PAM é que mudanças metalúrgicas ocorrem na superfície.
• O operador ou pessoa a lidar com o processo deve tomar precauções adequadas. Este processo pode afetar olhos humanos então óculos ou capacete adequados devem ser usados pelo operador.

Aplicações

• É maioritariamente usada para ligas resistentes à corrosão a alta temperatura e criogénicas.
• Também é usada no caso de chapa de titânio até 8mm de espessura.
• PAM é usada em sistema de tubos de submarino nuclear e para soldar caixa de motor de foguete de aço.
• PAM é proeminente para aplicações relacionadas com tubos de aço inoxidável e fábricas de tubos.

Nesta soldadura de alta tecnologia, a Maquinação por Arco de Plasma tem enorme significado. Embora tenha algumas desvantagens, é altamente benéfica em todas as suas aplicações.

Então, hoje aprendemos sobre Maquinação por Arco de Plasma. Se obteve algum conhecimento valioso após ler este artigo, partilhe este artigo porque Partilhar é Cuidar!