O corte a plasma é um método de usinagem que usa o calor de um arco de plasma de alta temperatura para fazer com que o metal no corte da peça de trabalho derreta e evapore parcialmente, e com o impulso do plasma de alta velocidade, o metal fundido é expelido para formar um corte.
Como depende de reações de fusão e não de oxidação para cortar materiais, sua faixa de aplicação é muito mais ampla do que o corte por oxicombustível. Ele pode cortar praticamente todos os metais, não metais, materiais multicamadas e compósitos.
Os cortes são estreitos, com boa qualidade superficial, rápida velocidade de corte e podem atingir espessura de 160 mm.
Além disso, devido à alta temperatura e alta velocidade do arco plasma, não há deformação ao cortar chapas finas.
Especialmente ao cortar aço inoxidável, ligas de titânio e materiais metálicos não ferrosos, é possível obter uma excelente qualidade de corte.
Portanto, o corte a plasma é amplamente utilizado em indústrias como automóveis, vasos de pressão, máquinas químicas, indústria nuclear, máquinas em geral, máquinas de construção e estruturas de aço.
1. Princípio de operação da máquina de corte a plasma
Um cortador de plasma ioniza gases mistos através de um arco elétrico de alta frequência, fazendo com que alguns gases se “decomponham” ou ionizem em partículas atômicas básicas, gerando assim “plasma”.
Quando o arco atinge a peça de trabalho, o gás de alta pressão sopra o plasma para fora do bocal da tocha a uma velocidade de saída de 800-1000 m/s (cerca de 3 Mach).
A temperatura da coluna do arco de plasma é extremamente alta, atingindo 10.000°C a 30.000°C, excedendo em muito o ponto de fusão de todos os materiais metálicos ou não metálicos.
Isso faz com que a peça cortada derreta rapidamente e o metal fundido seja expelido pela corrente de ar de alta pressão ejetada.
Portanto, são necessários equipamentos de extração de fumaça e remoção de escória. O corte a plasma combinado com diferentes gases de trabalho pode cortar vários metais difíceis de cortar com corte oxicorte, especialmente metais não ferrosos (aço inoxidável, alumínio, cobre, titânio, níquel) com melhores efeitos de corte.
Suas principais vantagens são que ao cortar materiais metálicos com espessura não muito grande, o corte a plasma é rápido, especialmente ao cortar chapas finas de aço carbono comum, a velocidade pode chegar de 5 a 6 vezes a do corte oxicombustível com superfície de corte lisa, mínimo deformação térmica e praticamente nenhuma zona afetada pelo calor.
Com o desenvolvimento do corte a plasma, o gás de trabalho utilizado (o gás de trabalho é o meio condutor do arco de plasma e é o transportador de calor e também expele o metal fundido do corte) tem um efeito significativo nas características de corte do corte. arco plasma, bem como a qualidade e velocidade de corte.
Os gases de trabalho de arco de plasma comumente usados incluem argônio, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, ar, vapor e certos gases mistos.
2. Padrões para avaliação da qualidade do corte por arco plasma
(1) Largura do corte
É uma das características mais importantes para avaliar a qualidade da operação de uma fresa e reflete o raio mínimo que a fresa pode manusear. É medido em seu ponto mais largo, com a maioria dos cortadores de plasma produzindo uma largura de corte entre 0,15 e 6,0 mm.
Os fatores de influência incluem: a. Cortes excessivamente largos não apenas desperdiçam material, mas também reduzem a velocidade de corte e aumentam o consumo de energia. b. A largura do corte está principalmente relacionada à abertura do bico, sendo normalmente 10% a 40% maior que ela. c.
À medida que a espessura de corte aumenta, muitas vezes é necessária uma abertura de bico maior, o que por sua vez alarga o corte. d. Uma largura de corte aumentada pode levar a uma maior deformação da peça a ser cortada.
(2) Rugosidade superficial
Isto descreve a aparência da superfície de corte e determina se é necessário processamento adicional após o corte. É também uma medida do valor Ra em dois terços da profundidade de corte.
A rugosidade se deve principalmente às vibrações longitudinais causadas pelo fluxo de ar de corte na direção do corte, que resultam em ondulações no corte.
O requisito geral para a rugosidade da superfície após o corte com oxiacetileno é: Classe 1 Ra≤30μm, Classe 2 Ra≤50μm, Classe 3 Ra≤100μm.
O corte a arco de plasma normalmente produz um valor de Ra maior que o corte com chama, mas menor que o corte a laser (menos de 50 μm).
(3) Quadratura da aresta de corte
Este é outro parâmetro importante que reflete a qualidade do corte e está relacionado ao grau de usinagem adicional necessário após o corte. Este índice é frequentemente representado pela verticalidade U ou tolerância angular.
Para corte a arco de plasma, o valor U está intimamente relacionado à espessura da placa e aos parâmetros do processo, geralmente U≤(1%~4%)δ (δ sendo a espessura da placa).
(4) Largura da zona afetada pelo calor
Essa métrica é crucial para aços de baixa liga ou aços-liga endurecíveis ou tratáveis termicamente, pois uma ampla zona afetada pelo calor pode alterar significativamente as propriedades próximas ao corte.
O corte por arco de plasma a ar tem uma largura de zona afetada pelo calor de cerca de 0,3 mm, que pode ser mais estreita no corte por arco de plasma subaquático.
(5) Quantidade de escória
Isto descreve a quantidade de escória oxidada ou material recristalizado aderido à borda inferior do corte após o corte térmico. O grau de escória é geralmente determinado por inspeção visual, muitas vezes descrita como nenhuma, leve, moderada ou grave.
Além disso, deve haver requisitos específicos para linearidade de corte, fusão da borda superior e entalhes.
