Pemrosesan bahan plasma

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Pengenalan pengolahan plasma ke dalam industri menandai terobosan teknologi dan transisi ke tingkat produksi yang baru secara kualitatif. Cakupan sifat yang berguna dari plasma sangat luas. Pertama-tama, ini adalah produksi perangkat elektronik dan perangkat semikonduktor. Tanpa etsa plasma-kimia, komputer pribadi modern berperforma tinggi tidak akan melihat cahaya. Tapi bukan itu saja.

Pemrosesan plasma ion juga digunakan dalam optik dan teknik mesin untuk memoles produk, menerapkan lapisan pelindung, saturasi difusi permukaan logam dan paduan, serta untuk pengelasan dan pemotongan baja lembaran. Dalam tulisan ini, fokusnya adalah pada teknologi pengelasan dan pemotongan menggunakan plasma.

Ketentuan Umum

Dari pelajaran fisika sekolah, semua orang tahu bahwa materi dapat eksis dalam empat wujud: padat, cair, gas, dan plasma. Sebagian besar pertanyaan muncul ketika mencoba untuk mewakili keadaan terakhir. Tetapi pada kenyataannya, semuanya tidak begitu sulit. Plasma juga merupakan gas, hanya molekulnya, seperti yang mereka katakan, terionisasi (yaitu, terpisah dari elektron). Keadaan ini dapat dicapaidalam banyak hal: sebagai akibat dari paparan suhu tinggi, serta sebagai akibat dari penembakan elektron atom gas dalam ruang hampa.

Plasma seperti itu disebut bersuhu rendah. Fisika proses ini digunakan dalam implementasi deposisi plasma (etsa, saturasi) dalam ruang hampa. Dengan menempatkan partikel plasma dalam medan magnet, mereka dapat diberikan gerakan terarah. Seperti yang telah ditunjukkan oleh praktik, pemrosesan seperti itu lebih efektif dalam sejumlah parameter operasi klasik dalam teknologi teknik mesin (jenuh dalam media bubuk, pemotongan api, penuangan dengan pasta berdasarkan kromium oksida, dan sebagainya).

Jenis pengobatan plasma

Saat ini plasma digunakan secara aktif di hampir semua industri dan perekonomian nasional: kedokteran, teknik, instrumentasi, konstruksi, sains, dan sebagainya.

Pelopor dalam penerapan teknologi plasma adalah instrumentasi. Aplikasi industri pemrosesan plasma dimulai dengan penggunaan sifat-sifat gas terionisasi untuk menyemprotkan semua jenis bahan dan menerapkannya ke lapisan, serta saluran etsa untuk mendapatkan sirkuit mikro. Tergantung pada beberapa fitur perangkat instalasi teknologi, etsa plasma-kimia, ion-kimia, dan etsa berkas ion dibedakan.

Pengembangan plasma merupakan kontribusi yang sangat berharga bagi pengembangan teknologi dan peningkatan, tanpa berlebihan, kualitas hidup seluruh umat manusia. Dengan berlalunyawaktu, bidang penerapan ion gas telah berkembang. Dan hari ini, pemrosesan plasma (dalam satu atau lain bentuk) digunakan untuk membuat bahan dengan sifat khusus (tahan panas, kekerasan permukaan, ketahanan korosi, dan sebagainya), untuk pemotongan logam yang efektif, untuk pengelasan, untuk memoles permukaan dan menghilangkan kekasaran mikro.

Daftar ini tidak terbatas pada penggunaan teknologi berdasarkan efek plasma pada permukaan yang dirawat. Saat ini, cara dan metode penyemprotan plasma sedang dikembangkan secara aktif menggunakan berbagai bahan dan mode pemrosesan untuk mencapai sifat mekanik dan fisik yang maksimal.

Inti dari Pengelasan Plasma

Tidak seperti instalasi saturasi ion-plasma dan sputtering, dalam hal ini, perawatan plasma dilakukan dengan menggunakan plasma suhu tinggi. Efisiensi metode ini lebih tinggi daripada saat menggunakan metode pengelasan tradisional (api, busur listrik, pengelasan busur terendam, dan sebagainya). Sebagai campuran gas yang berfungsi, sebagai aturan, udara atmosfer biasa di bawah tekanan digunakan. Dengan demikian, teknik ini ditandai dengan tidak adanya biaya untuk gas habis pakai.

Keuntungan dari pengelasan plasma

Dibandingkan dengan pengelasan tradisional, menggunakan mesin las plasma lebih aman. Alasannya cukup jelas - penggunaan oksigen atmosfer di bawah tekanan sebagai gas yang bekerja. Saat ini, keselamatan dalam produksi sangat diperhatikan oleh pemilikbisnis, eksekutif dan regulator.

Keuntungan lain yang sangat penting adalah kualitas las yang tinggi (kendur minimum, kurangnya penetrasi dan cacat lainnya). Meskipun, untuk mempelajari cara menggunakan mesin las plasma dengan terampil, diperlukan latihan berbulan-bulan. Hanya dalam kasus ini, las dan sambungan secara keseluruhan akan memenuhi standar tinggi.

Teknologi ini memiliki sejumlah keunggulan lainnya. Diantaranya: kecepatan proses pengelasan yang tinggi (peningkatan produktivitas), konsumsi sumber energi (listrik) yang rendah, akurasi penyambungan yang tinggi, tidak ada deformasi dan warping.

Peralatan pemotong plasma

Proses itu sendiri sangat sensitif terhadap sumber yang digunakan saat ini. Oleh karena itu, hanya diperbolehkan menggunakan transformator berkualitas tinggi dan andal yang menunjukkan keteguhan tegangan keluaran. Trafo step-down digunakan untuk mengubah tegangan input tinggi menjadi tegangan output rendah. Biaya peralatan tersebut beberapa kali lebih murah daripada biaya konverter tradisional untuk pengelasan busur listrik. Mereka juga lebih hemat.

Peralatan pemotong plasma mudah digunakan. Oleh karena itu, jika Anda memiliki setidaknya sedikit pengalaman dan keterampilan, Anda dapat melakukan semua pekerjaan pengelasan sendiri.

Teknologi Pengelasan Plasma

Bergantung pada tegangan suplai, pengelasan plasma dibagi menjadi pengelasan mikro, pengelasan menjadiarus sedang dan tinggi. Proses itu sendiri didasarkan pada aksi aliran plasma suhu tinggi yang diarahkan pada elektron dan pada permukaan yang akan dilas. Elektroda meleleh, menghasilkan sambungan las permanen.

Pemotongan plasma

Pemotongan plasma adalah proses di mana logam dipotong menjadi bagian-bagian komponennya oleh aliran plasma suhu tinggi yang diarahkan. Teknologi ini memberikan garis potong yang rata sempurna. Setelah pemotong plasma, kebutuhan untuk pemrosesan tambahan kontur produk (apakah bahan lembaran atau produk pipa) dihilangkan.

Proses dapat dilakukan baik dengan pemotong manual maupun dengan mesin pemotong plasma untuk memotong baja lembaran. Plasma terbentuk ketika busur listrik diterapkan pada aliran gas yang bekerja. Sebagai hasil dari pemanasan lokal yang signifikan, ionisasi terjadi (pemisahan elektron bermuatan negatif dari atom bermuatan positif).

Aplikasi pemotongan plasma

Pancaran plasma bersuhu tinggi memiliki energi yang sangat tinggi. Temperaturnya sangat tinggi sehingga menguapkan banyak logam dan paduan dengan mudah. Teknologi ini terutama digunakan untuk memotong lembaran baja, lembaran aluminium, perunggu, kuningan dan bahkan titanium. Selain itu, ketebalan lembaran bisa sangat berbeda. Ini tidak akan mempengaruhi kualitas garis potong - garis akan benar-benar mulus dan rata, tanpa goresan.

Namun, perlu diperhatikan bahwa untuk mendapatkan hasil yang berkualitas tinggi dan meratapotong saat bekerja dengan bahan berdinding tebal, Anda harus menggunakan mesin pemotong plasma. Kekuatan obor genggam tidak akan cukup untuk memotong logam setebal 5 hingga 30 milimeter.

Pemotongan gas atau pemotongan plasma?

Jenis pemotongan dan pemotongan logam apa yang sebaiknya dipilih? Mana yang lebih baik: pemotongan oxy-fuel atau teknologi pemotongan plasma? Pilihan kedua mungkin lebih fleksibel, karena cocok untuk hampir semua bahan (bahkan yang rentan terhadap oksidasi pada suhu tinggi). Selain itu, pemotongan plasma dilakukan menggunakan udara atmosfer biasa, yang berarti tidak memerlukan pembelian bahan habis pakai yang mahal. Dan garis potongnya sangat rata dan tidak memerlukan penyempurnaan. Semua ini dalam kombinasi secara signifikan mengurangi biaya produk dan membuat produk lebih kompetitif.

Bahan pemotong plasma

Harus diperhitungkan fakta bahwa ketebalan maksimum yang diizinkan dari logam atau paduan yang diproses tergantung pada bahan itu sendiri atau tingkatannya. Berdasarkan pengalaman produksi dan penelitian laboratorium selama bertahun-tahun, para ahli memberikan rekomendasi berikut tentang ketebalan bahan yang diproses: besi tuang - tidak lebih dari sembilan sentimeter, baja (terlepas dari komposisi kimia dan keberadaan elemen paduan) - tidak lebih dari lima sentimeter, tembaga dan paduan berdasarkan itu - tidak lebih dari delapan sentimeter, aluminium dan paduannya - tidak lebih dari 12 sentimeter.

Semua nilai yang tercantum adalah tipikal untuk manualpengolahan. Contoh unit yang diproduksi di dalam negeri adalah peralatan plasma Gorynych. Ini jauh lebih murah daripada analog asing, sementara itu sama sekali tidak lebih rendah, dan bahkan mungkin lebih unggul dari mereka dalam kualitas. Berbagai perangkat dari pabrikan ini disajikan di pasaran, yang dirancang untuk melakukan berbagai pekerjaan (pengelasan domestik, pemotongan dan pengelasan logam dengan berbagai ketebalan, inklusif). Lembaran yang lebih tebal hanya dapat diproses pada mesin berdaya tinggi.

Metode pemotongan plasma yang ada

Semua metode pemotongan plasma yang ada dapat dibagi menjadi jet dan busur. Selain itu, sama sekali tidak masalah apakah pemotong tangan atau mesin pemotong dan pemotong plasma CNC digunakan. Dalam kasus pertama, semua kondisi yang diperlukan untuk ionisasi gas diimplementasikan dalam pemotong itu sendiri. Perangkat semacam itu dapat memproses hampir semua bahan (logam dan non-logam). Dalam kasus kedua, bahan yang diproses harus memiliki konduktivitas listrik (jika tidak, tidak akan terjadi busur listrik dan ionisasi gas akan terjadi).

Selain perbedaan dalam cara plasma terbentuk, pemrosesan plasma juga dapat diklasifikasikan menurut fitur teknologi pemotongan menjadi sederhana (tanpa menggunakan zat tambahan), pemrosesan dengan air dan pemrosesan dalam lingkungan gas pelindung. Dua metode terakhir memungkinkan Anda untuk meningkatkan kecepatan potong secara signifikan dan pada saat yang sama tidak takut dengan oksidasi logam.