Thứ Tư, 28 tháng 10, 2015

Phương pháp thổi bằng Plasma

1. Lịch sử của phương pháp thổi Plasma.
    Một số lượng lớn xe tải đổ và các thiết bị hạng nặng khác được dùng trong ngành khai thác mỏ đồng luôn luôn phải liên tục di chuyển hàng trăm nghìn tấn vật liệu mỗi ngày. Điều này dẫn đến việc sửa chữa, bảo trì luôn được tiến hành một cách khẩn trương. Và thường công việc của đội bảo trì là thổi các mối hàn cũ, bước đầu tiên cần thiết trước khi họ có thể bắt đầu 1 công việc sửa chữa một chiếc thùng xe tải hoặc thay thế một bản lót khuôn trên một xe ủi. Trước kia chúng ta thường sử dụng điện cực cacbon để thổi nhưng ngày nay các chuyên gia sử dụng plasma để làm công việc sửa chữa tốt hơn mà lại tiêu tốn ít thời gian.
Việc thay đổi thành plasma thật sự không phải là một kế hoạch. Nó được đưa ra sau khi một nhà cung cấp khẳng định khi thực hiện quá trình này. Một giám sát viên cấp cao giải thích phản ứng đầu tiên của mình," Tôi nghĩ rằng họ đã lãng phí thời gian của tôi bởi vì
plasma không thể dùng để thổi", ông nhớ lại. "Vâng, chúng tôi đã sai. Bạn có thể thổi bằng plasma. Chúng tôi sử dụng nó trong mọi ứng dụng mà trước đó đã sử dụng bằng điện cực cacbon".
    Nhiều thợ hàn đã nhận ra rằng lợi ích từ việc thổi bằng plasma. Nó dễ dàng để hiểu tại sao. Thổi bằng plasma nhanh, dễ dàng, an toàn và yên tĩnh hơn so với các phương pháp thổi khác- lợi ích này đã tiết kiệm một khoản tiền khá lớn cho các nhà điều hành.
Một công ty tên Rockland Marine Corp., đã đi tiên phong trong công nghệ thổi plasma, là công ty chuyên về chế tạo, sửa chữa và dịch vụ trên các thuyền khác nhau. Đây là nỗ lực đầu tiên của việc thổi plasma được bắt đầu từ hơn 14 năm về trước với một máy cắt plasma Hypertherm MAX100.
Theo một thợ hàn Francis Dennison có giải thích:" Với 90% công việc được làm tại ngoài trời nên có rất nhiều lớp gỉ và lớp sơn kim loại và plasma có thể cắt xuyên qua chúng". Việc thổi khi đó chỉ là một lợi ích bổ sung. Bây giờ nó là một điều cần thiết.
"Plasma nhanh hơn nhiều so với điện cực cacbon và mài. Kim loại được thổi đi nhanh hơn, nó tốn ít thời gian và việc làm sạch dễ dàng hơn" Dennison nói tiếp.
Những lời giải thích của ông được thực hiện lại bởi Miller-St.Nazianz, một công ty chuyên chế tạo và sản xuất các thiết bị nông nghiệp phun ứng dụng. Brian Schad, người lãnh đạo một đội dự án đặc biệt của Miller St.Nazianz, đã cho sử dụng plasma để cắt và thổi hàng ngày. "Plasma sạch hơn, nhanh hơn và gần như không ồn", ông đồng ý với quan điểm này.
So sánh 2 phương pháp cắt bằng khí và cắt bằng plasma
Hiện nay có khá nhiều phương pháp cắt: cắt bằng khí oxy khí cháy, cắt bằng que thổi than, cắt bằng plasma... Có 2 phương pháp phổ biến nhất là cắt bằng oxy khí cháy và cắt bằng plasma. Vậy nên chọn phương pháp nào? Hãy xem bài viết dưới đây để có được sự lựa chọn hợp lý nhất!
Tổng quan về kỹ thuật cắt plasma
Hình ảnh cắt bằng plasma
Cắt bằng plasma
 1. Giới thiệu về công nghệ cắt plasma
 Hiện nay công nghệ cắt plasma với máy cắt plasma được sử dụng khá phổ biến trong ngành công nghiệp chế tạo cơ khí. Công nghệ cắt Plasma được phát minh cách đây khoảng hơn 50 năm, trong thời kỳ đỉnh cao của thế chiến thứ 2. Trong một nổ lực để cải thiện các mối nối của máy bay chiến đấu, một phương pháp hàn đã được phát triển mà dùng một hàng rào khí trơ để bảo vệ chung quanh tia hồ quang điện để bảo vệ mối hàn khỏi quá trình oxy hóa.
Một vài thập kỷ sau, người ta phát hiện rằng việc giới hạn độ mở của đường khí trơ đi qua tia hồ quang điện tạo ra một loại vật chất thứ tư (khác với 3 loại vật chất cơ bản là rắn, lỏng và khí) gọi là plasma, và nó tạo ra một nhiệt lượng vô cùng lớn khoảng 10.000 - 15.000 °C. Cùng lúc đó độ mở nhỏ hơn làm tăng tốc độ của dòng khí thoát ra, nó có khả năng thổi bay tất cả các loại kim loại mà nó đi qua. Từ đó, công nghệ này được dùng để cắt kim loại, nhưng với quy mô rất lớn vì khi đó chi phí cắt cũng rất cao.
Nguyên lý hoạt động của máy cắt plasma
Công ty TNHH SX TM DV VIETMACH
Cắt plasma

Càng ngày với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị cắt plasma ngày càng có chi phí thấp hơn và được thương mại hóa cách đây khoảng hơn 10 năm. Tuy nhiên, do tia plasma phát ra có hình dạng như giọt nước nên đường cắt hơi bị nghiêng khoảng từ 3 - 10 ° tùy theo chất lượng của nguồn cắt plasma.
2. Nguyên lý cắt plasma
- Các phương pháp cắt thông thường(cắt oxy, cắt hồ quang điện) chỉ cho phépcắt thép cacbon thấp và thếp hợp kim thấp không thể cắt dược gang ,thép hợp kim cao, nhôm đồng và các hợp kim của chúng.
- Nguyên lý cắt plasma dựa trên sự tận dụng nhiệt độ rất cao và tốc độ truyển động lớn của khí từ miệng phun của đầu plasmatron để làm nóng chy và thổi kim loại khỏi rãnh cắt.
- Thông thường sử dụng hỗn hợp khí 65% Ar+ 35%H2; 80%N2+20%H2. Khi ứng dụng chế độ thích hợp mép cắt phẳng không sần sùi, để tạo mép cắt vuông góc cần gim tốc độ cắt.
- Chất lượng cắt pasma phụ thuộc vào cường độ dòng điện , khí sử dụng , tốc độ cắt và khoảng cách từ vật tới plasmatron.
- Do tốc độ của plasma lớn khó khống chế khá chính xác khoảng cách cắt nên ít khi dùng tay để cắt plasma. Khi cắt tự động phải gá plasmatron lên xe với tốc độ di chuyển của xe bằng tốc độ cắt plasma
3. Các kỹ thuật cắt plasma
1. Trước khi bạn thực hiện cắt. Sử dụng cánh tay không cầm súng hỗ trợ cho tay cầm súng điều này giúp giữ vững tay cầm súng cũng như giúp duy trì khoảng cách của đầu súng với vật cắt. Bạn cần lưu ý rằng hầu hết mọi người đều cảm thấy dễ dàng khi di chuyển súng cắt về phía mình hơn là đưa súng ra xa.
Những điều cần lưu ý khi mua máy cắt plasma
Công ty TNHH SX TM DV VIETMACH
Công nghệ cắt plasma
2. Trước khi thực hiện cắt công nhân cắt cần chú ý đến đường cắt, với đường cắt dài cần phải thử thao tác di chuyển tay cắt để chắc chắc mức độ thuần thục của tay cắt khi thực hiện cắt thực tế. Dừng tay cắt hoặc bắt đầu lại trong quá trình cắt thực tế tại điểm dừng sẽ là rất khó khăn và có thể gây ra ảnh hưởng xấu đến chất lượng đường cắt.
3. Công nhân kỹ thuật cần phải đảm bảo rằng bạn sử dụng đúng dòng cắt và tốc độ cắt, cần phải cắt thử trên cùng một loại vật liệu mà bạn sẽ thực hiện trên thực tế.
4. Nếu xuất hiện các tia lửa plasma trên bề mặt vật cắt, điều đó có nghĩa là bạn đã di chuyển tay cắt quá nhanh. với một tốc độ cắt phù hợp hồ quang plasma nên duy trì ở góc 15 đến 20 độ so với hướng di chuyển.
5. Đối với vật liệu dày, đoạn cuối đường cắt có thể không được như ý nếu bạn không thực hiện cẩn thận. Để có được một đường cắt có kết thúc tốt bạn nên tạm dừng di chuyển tay cắt trong một thời gian ngắn để có thể cắt hoàn toàn phần kim loại còn lại trên đường cắt.
6. Khi cắt vật dày xỉ cắt plasma có thể đọng cứng bên dưới đường cắt, bạn không cần phải lo lắng vì nó có thể dễ dạng loại bỏ bởi búa gõ xỉ, hoặc bằng cọ kim loại.
7. Với vật cắt mỏng, hồ quang plasma dễ dàng cắt thủng kim loại, đối với vật hàn dày hơn để đảm bảo chất lượng đường cắt cũng như vòng đời sử dụng của của vật được gia công bạn nên bắt đầu với một góc cắt nghiêng 45 độ sau đó chuyển từ từ sang góc cắt thẳng để xuyên thủng kim loại.
8. Plasma có thể sử dụng để cắt một lỗ tròn dễ dàng hơn việc sử dụng thiết bị khoan, khi sử dụng plasma đơn giản là cắt kim loại theo một đường tròn kín. Chú ý máy cắt plasma có thể xuyên thủng một kim loại với độ dày nhỏ hơn hoặc bằng một nửa với độ dày có thể cắt của thiết bị đó.
9. Cắt plasma cũng có thể dễ dàng được sử dụng để vát mép các tấm kim loại dày, bạn chỉ cần nghiêng mỏ cắt theo độ vát và thực hiện cắt như thông thường.
Hi vọng những điều chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp ích cho các bạn- những kỹ sư cơ khí, người thợ hàn cắt có thể hiểu thêm về kỹ thuật cắt plasma để ứng dụng trong sản xuất chế tạo cơ khí.
Đặc điểm của cắt bằng oxy khí cháy:
- Thiết bị đơn giản, dễ sử dụng,
- Vật liệu có giá thành rẻ,
- Chỉ cắt được các kim loại có tính oxy hóa, không cắt được gang, inox...
- Tốc độ cắt không cao, không cắt được những vật quá dày.
Đặc điểm của phương pháp cắt plasma:
- Thiết bị có giá thành khá đắt,
- Năng suất cắt cao,
- Cắt được hầu hết các kim loại và hợp kim...
- Cắt được những tấm có độ dày lớn,
- Biến dạng cắt mịn, đẹp, ít bavia, vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ,

- Dễ sử dụng và an toàn...

2. Các quá trình thổi.
    Có 4 phương pháp thổi thường được hay sử dụng đó là: thổi cơ khí, khí oxy, điện cực cacbon và plasma. Các quá trình mài cơ khí thường tốn thời gian, ồn và nguy hiểm. Theo một số báo cáo thì chấn thương về mắt là một thương tích phổ biến nhất trong ngành công nghiệp đường ống khi sử dụng phương pháp này.
Phương pháp tiếp theo đó là thổi bằng khí oxy bằng cách sử dụng khí oxy để làm nóng thép tới nhiệt độ nóng chảy, và lượng kim loại nóng chảy này sẽ được thổi đi bằng phản lực từ vòi phun khí oxy. Phương pháp này thì nhanh hơn và đỡ ồn hơn so với phương pháp thổi cơ khí nhưng khó kiểm soát. Ngoài ra thì việc sử dụng phương pháp này thì chỉ giới hạn đối với thép Cacbon.
   Trong quá trình thổi bằng điện cực Cacbon, một hồ quang điện được tạo ra từ đầu của điện cực và phôi kim loại. Sau đó các tia khí được định hướng xung quanh đầu điện cực để loại bỏ kim loại nóng chảy từ khu vực này tạo một rãnh vát. Quá trình này thì linh hoạt hơn thổi bằng khí oxy, và làm việc được trên nhiều loại kim loại khác nhau như: thép Cacbon trung bình, gang, hợp kim Ni, đồng và nhôm.
Vấn đề đối với thổi bằng điện cực Cacbon cũng giống như thổi cơ khí đó là ồn. Thêm vào đó nó tạo ra rất nhiều khói và cũng giống với thổi bằng khí oxy thì nó khó kiêm soát. Một vấn đề khác nữa đó là thổi bằng điện cực Cacbon rất tốn thời gian và tẻ nhạt bởi vì trong quá trình thổi phải liên tục phải dừng lại để thay que thổi.
Một lợi ích khác như quá trình cắt plasma, quá trình thổi có thể làm việc được trên hầu hết các kim loại bao gồm cả thép cacbon trung bình, thép không gỉ, nhôm, đồng và nhiều hơn nữa. Dennison đã nói với Rockland Marine rằng nếu kim loại có thể dẫn điện thì chúng ta có thể thổi nó. Chúng ta không thể thổi thép không gỉ hiệu quả mà không sử dụng plasma".
3. Phương pháp thổi plasma
    Quá trình thổi bằng plasma làm việc gần giống với quá trình cắt. Khi cắt bằng plasma, một hồ quang plasma được hình thành giữa điện cực được nối âm bên trong chụp khí và vật làm việc được nối dương. Nhiệt được chuyển hóa làm nóng chảy kim loại rất nhanh và một dòng khí mạnh thổi bay phần kim loại đã nóng chảy này đi. Đối với quá trình cắt plasma thì phần kim loại nóng chảy được thổi đi hoàn toàn còn với quá trình thổi thì chỉ thổi một phần của nó. Điều này đạt được bằng cách giữ chụp khí nghiêng một góc và sử dụng vật liệu thổi tạo ra hồ quang rộng hơn và êm hơn. Ngoài ra nhiều hệ thống plasma có chế độ dành riêng cho thổi cho phép hồ quang kéo dài mà không đi ra ngoài. Một số nhà sản xuất thậm chí còn bổ sung vật liệu thổi trong bộ khởi động mà đi kèm với máy mới.
   Thiết bị dùng cho quá trình thổi plasma cũng tương đương khi dùng trong quá trình cắt. Đối với thổi bằng tay, hệ thống này bao gồm nguồn, khí bổ sung, chụp khí và đầu dẫn. Ngoài ra thì nhiều nhà sản xuất còn bổ sung thêm các phụ kiện đặc biệt kèm theo như tấm chắn nhiệt bằng kim loại bảo vệ tay thợ thổi... Đặc biệt hướng dẫn trong sách hướng dẫn của nhà sản xuất có giải thích thông số hoạt động, chế độ an toàn của quá trình thổi.
Một số khí bảo vệ dùng trong quá trình thổi: không khí, khí Nito, oxy, hỗn hợp Ar/H2 và một vài sự kết hợp khác. Có một số nguyên tắc khi quyết định chọn khí sử dụng kèm theo:
- Khí plasma cung cấp giá vận hành thấp và chất lượng đạt được đối với thép cacbon trung bình, thép không gỉ và nhôm.
- Hỗn hợp khí Ar/H2 cho bề mặt thổi sạch, sáng, phẳng trên nhôm và thép không gỉ.
- Khí Nito sử dụng tốt khi bạn muốn kéo dài tuổi thọ của vật liệu thổi.
Trong quá khứ thì mọi chụp khí được thiết kế nghiêng 75° or 90°. Ngày nay, các mỏ này được thiết kế ở dạng thẳng.


         Nguồn : www.tools.vn

CÔNG TY TNHH TOOLS
  
  Phòng 3S2, 33-35 Phan Huy Ích, P15, Q.Tân Bình
  
  Điện thoại: 08 6268 1065
  
  Fax:          08 6268 1067
  Giấy ĐKKD số:  0313784722 tại TP HCM