دو نوع اساسی مشعل پلاسما: شیرجه عمیق به سیستم های برش پلاسما با کیفیت بالا معمولی

مقدمه

فناوری برش پلاسما با ارائه یک جایگزین سریعتر و دقیق تر برای برش سنتی شعله ، ساخت فلزی را متحول کرد. در قلب این نوآوری ، مشعل پلاسما قرار دارد - ابزاری پیچیده که گاز یونیزه شده را برای برش از طریق مواد رسانا مهار می کند. در حالی که مشعل های پلاسما در تنظیمات مختلفی قرار می گیرند ، آنها اساساً در  دو دسته اصلی قرار می گیرند :  مشعل های معمولی پلاسما  و  مشعل پلاسما با کیفیت بالا  (همچنین به عنوان مشعل پلاسما دقیق شناخته می شوند).

---

علم برش پلاسما

1.1 چگونه برش پلاسما کار می کند

برش پلاسما به گاز یونیزه شده (پلاسما) متکی است تا 30،000 درجه فارنهایت (16.600 درجه سانتیگراد) گرم شود تا فلز ذوب و بیرون بیاید. این روند شامل:

• یونیزاسیون گاز : گاز فشرده شده (هوا ، اکسیژن ، نیتروژن) از یک نازل عبور می کند ، جایی که یک قوس الکتریکی آن را به پلاسما می رساند.

• شکل گیری قوس : یک قوس خلبانی بین الکترود و نازل شروع می شود و برای ایجاد یک قوس برش به قطعه کار منتقل می شود.

• حذف مواد : جت پلاسما با سرعت بالا فلز را ذوب می کند ، در حالی که جریان گاز مواد مذاب را از بین می برد.

1.2 اجزای کلیدی یک مشعل پلاسما

• الکترود : ساخته شده از Hafnium یا تنگستن ، قوس را تولید می کند.

• نازل : قوس پلاسما را برای انرژی متمرکز محدود می کند.

• حلقه چرخش : جریان گاز گرداب را برای پایداری قوس ایجاد می کند.

• CAP SHIELD : مواد مصرفی را از پراکنده محافظت می کند.

---

مشعل پلاسما معمولی

2.1 طراحی و بهره برداری

متعارف مشعل های پلاسما ، که در دهه 1960 توسعه یافته است ، کارگاه های صنعت هستند. آنها با  تراکم انرژی کمتری کار می کنند  و از  سیستم های تک گاز  (به طور معمول هوای فشرده شده) استفاده می کنند.

ویژگی های کلیدی :

• دامنه فعلی : 15-200 آمپر

• ضخامت برش : تا 38 میلی متر (1.5 اینچ) روی فولاد

• سرعت برش : 100-500 اینچ در دقیقه (IPM)

• عرض کروف : 2-4 میلی متر

2.2 نقاط قوت

• مقرون به صرفه : هزینه های پیش فرض را برای تجهیزات و مواد مصرفی کاهش می دهد.

• سادگی : حداقل نیازهای گاز (اغلب فقط هوای فشرده شده).

• دوام : طراحی قوی برای محیط های صنعتی سخت.

• قابلیت حمل : ایده آل برای عملیات دستی و تعمیرات میدانی.

2.3 محدودیت

• دقت پایین : لبه های برش وسیع تر و زاویه ای.

• سازند Dross : برای لبه های تمیز نیاز به سنگ زنی پس از برش دارد.

• سازگاری مواد محدود : مبارزات با فلزات بازتابنده (به عنوان مثال ، آلومینیوم).

2.4 برنامه

• ساخت کلی : برش فولاد ، لوله ها و صفحات ساختاری.

• تعمیر خودرو : سیستم های اگزوز ، پانل های بدنه.

• کشاورزی : ​​تعمیر ماشین آلات سنگین.

---

مشعل پلاسما با کیفیت بالا

3.1 طراحی و بهره برداری

با کیفیت بالا (HD) مشعل های پلاسما در دهه 1990 پدیدار شد و از دینامیک گاز پیشرفته و  فناوری دو گاز استفاده کرد  (به عنوان مثال ، اکسیژن برای برش ، نیتروژن برای محافظ). آنها  به چگالی انرژی بالاتر می رسند. برای دقت شبیه لیزر

ویژگی های کلیدی :

• دامنه فعلی : 40-400+ آمپر

• ضخامت برش : تا 160 میلی متر (6.3 اینچ) روی فولاد

• سرعت برش : 200-1،200 IPM

• عرض کرف : 0.8-1.5 میلی متر

• دقت زاویه ای : 1 درجه یا بهتر

3.2 نوآوری های فناوری

• سیستم های گاز دوگانه : اکسیژن باعث کاهش کیفیت فولاد می شود. سپرهای نیتروژن برای ضد زنگ/آلومینیوم.

• حفره های نازل ریز : محدودیت قوس محکم تر را امکان پذیر می کند.

• خنک کننده پیشرفته : مشعل های خنک شده مایع برای عملکرد پایدار آمپر.

• ادغام CNC : کنترل ارتفاع خودکار و برش Bevel.

3.3 نقاط قوت

• دقت لیزر مانند : برش های حداقل و تقریباً عمودی.

• سرعت : 2-3 برابر سریعتر از پلاسما معمولی روی مواد نازک.

• تطبیق پذیری : از فولاد ضد زنگ ، آلومینیوم و فلزات روکش شده استفاده می کند.

• اتوماسیون آماده : ادغام یکپارچه با جداول CNC و روباتیک.

3.4 محدودیت

• هزینه های بالاتر : مواد مصرفی گران قیمت و نیاز به گاز.

• تعمیر و نگهداری پیچیده : نیاز به تکنسین های ماهر دارد.

• نیازهای برق : نیاز به منبع تغذیه درجه صنعتی دارد.

3.5 برنامه

• هوافضا : برش اجزای موتور تیتانیوم.

• کشتی سازی : برش دقیق صفحات فولادی ضخیم.

• فلزات هنری : طرح های پیچیده روی ورق های نازک.

---

مقایسه جانبی

4.1 مشخصات فنی

پارامتر	پلاسما با	کیفیت بالا پلاسما معمولی
دقت برش	0.5 میلی متر	0.1 میلی متر
کیفیت	زاویه ای ، نیاز به پاکسازی دارد	تقریباً عمودی ، حداقل dross
هزینه عملیاتی	5-10 دلار در ساعت	15-30 دلار در ساعت
ضخامت حداکثر (فولاد)	38 میلی متر	160 میلی متر
بهترین برای	برش خشن ، کار میدانی	ساخت دقیق ، CNC

4.2 ملاحظات اقتصادی

• ROI برای معمولی : ایده آل برای مغازه های کوچک با نیازهای برش مخلوط.

• ROI برای HD : توجیه شده در تولید با حجم بالا با تحمل های محکم.

---

انتخاب مشعل پلاسما مناسب

5.1 الزامات مواد

• فولاد <1/2 اینچ : پلاسما معمولی.

• ضد زنگ/آلومینیوم : HD پلاسما با محافظ نیتروژن.

• ورق های نازک هنری : پلاسما HD برای لبه های تمیز.

5.2 حجم تولید

• حجم کم : سیستم های معمولی (هزینه های پیش رو).

• حجم بالا : سیستم های HD (سرعت سریعتر هزینه های نیروی کار را کاهش می دهد).

5.3 نیازهای ادغام

• عملیات دستی : مشعل های معمولی (انعطاف پذیری دستی).

• اتوماسیون CNC : مشعل HD (سازگاری نرم افزار).

---

نگهداری و بهینه سازی

6.1 مدیریت مصرفی

• متعارف : نازل ها را هر 500-1000 سوراخ جایگزین کنید.

• HD : سایش الکترود را با سنسورهای IoT مانیتور کنید.

6.2 بهترین روش های سیستم گاز

• از تله های رطوبت برای هوای فشرده استفاده کنید.

• حفظ خلوص گاز (99.95 ٪ برای سیستم های HD).

6.3 ابزار نرم افزاری

• نرم افزار لانه سازی برای به حداقل رساندن زباله های مواد.

• الگوریتم های نگهداری پیش بینی.

---

روند صنعت طراحی مشعل پلاسما

• سیستم های ترکیبی : ترکیب پلاسما با برش لیزر یا واترجت.

• پلاسما سبز : مخلوط های گازی مبتنی بر هیدروژن برای کاهش ردپای کربن.

• مشعل های AI محور : یادگیری ماشین برای پارامترهای برش تطبیقی.

---

پایان

انتخاب بین مشعل های پلاسما با کیفیت معمولی و با کیفیت بالا به اولویت های عملیاتی شما وابسته است:  راندمان هزینه  در مقابل  دقت و سرعت . در حالی که سیستم های معمولی برای کارهای ناهموار و با هدف کلی ضروری هستند ، مشعل های پلاسما HD در حال تعریف مجدد تولید مدرن با توانایی خود در ارائه کیفیت نزدیک به لیزر با قیمت پلاسما هستند.

از آنجا که صنعت 4.0 شتاب می گیرد ، انتظار داشته باشید که سیستم های پلاسما باهوش تر و سبزتر بر کارگاههای آموزشی حاکم باشند - قدرت برش خام را با دقت دیجیتال. برای سازندگان ، ماندن در پیش رو به معنای درک نه تنها دو نوع مشعل بلکه چگونگی تحول آنها برای برآورده کردن چالش های فردا است.