Nguyên lý hoạt động của một máy cắt plasma

Máy cắt Plasma và hoạt động bên trong

Máy cắt Plasma là một thiết bị cắt được dùng trong công nghiệp, sử dụng nguyên lý tạo Plasma để cắt các kim loại cho phép.

Trạng thái Plasma là gì? Trong Webster, nó như một sự hội tụ các hạt tích điện, với số lượng cân bằng của các ion dương và các electron, và thể hiện một số các tính chất của chất khí, tuy nhiên nó khác ở chỗ là một dòng dẫn điện tốt.  Bạn cũng có thể nghĩ về nó như một dòng khí làm nóng bằng điện. Tôi thích nghĩ về nó như là một trạng thái mà tất cả các electron đang chảy từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, thay vì chuyển động loanh quanh trong từng nguyên tử. Dù có điều gì phức tạp xảy ra ở bên trong một dòng Plasma, thì cách để cắt vật kim loại bằng nó là khá đơn giản. Chất khí có thể cho dòng điện chạy qua và thắt lại thông qua một lỗ nhỏ. Lúc này, dòng Plasma thực sự dày đặc và chuyển động rất nhanh. Và kết quả, dòng Plasma có thể làm nóng chảy và thổi qua hầu hết tất cả các loại kim loại một cách tương đối dễ dàng. Và đó chính là hoạt động của mỏ cắt Plasma.

Luồng cắt Plasma thường sử dụng một vòi phun bằng đồng, thắt dòng khí với hồ quang chảy qua nó. Hồ quang này chuyển từ một điện cực trong mỏ đến điện cực khác – thường là các vật liệu kim loại bị cắt. Đó là một “hồ quang được chuyển giao”. Có một vài các hệ thống sử dụng “hồ quang không chuyển đổi”, lúc đó, nó nhảy từ điện cực trở lại vòi phun, nhưng cái đó không thường xuyên được dùng cho các phương pháp cắt. Điều đó cũng có nghĩa là, cắt Plasma chỉ sử dụng cho các vật liệu kim loại, chủ yếu là thép nhẹ, thép không gỉ và nhôm. Nhưng có nhiều kim loại và hợp kim khác cũng dẫn điện, ví dụ như là đồng, đồng thau, Titan, gang … Vấn đề là nhiệt độ nóng chảy của một số loại kim loại nào đó sẽ không phù hợp và sẽ có những khó khăn nhất định trong việc tiến hành cắt và chất lượng của cạnh cắt.

Các điện cực thông thường được làm bằng đồng, nhưng với một kim loại phụ ở điểm mà hồ quang bám dính. Đó là vì đồng sẽ nóng chảy rất nhanh nếu hồ quang được bám dính trực tiếp vào nó. Cực Vonfram dùng làm vật liệu điện cực rất tốt, vì vậy rất nhiều các điện cực có kim loại phụ Vonfram. Một số mỏ nhỏ hơn dùng điện cực kiểu “bút chì” được làm hoàn toàn bằng Vonfram với một điểm cuối mài nhọn. Một vấn đề với Vonfram là nó sẽ cháy lên nếu có mặt của Oxy. Vì vậy, khi sử dụng Oxy hoặc không khí nén như là một khí cắt, kim loại phụ được làm bằng một loại vật liệu được gọi là Hafni. Hafni kéo dài lâu hơn rất nhiều trong sự hiện diện của Oxy, nhưng nó vẫn sử dụng một chút với mỗi lần khởi động của hồ quang.

Vậy tại sao lại dùng khí Oxy trong mỏ máy cắt Plasma? Cũng giống với lý do bạn sử dụng Oxy trong mỏ Axetylen – Oxy trong dòng Plasma phản ứng lại với thép nhẹ. Đó là lý do tại sao Oxy tinh khiết chỉ được sử dụng khi cắt thép nhẹ, hoặc ‘thép Carbon’.  Đó là phản ứng hóa học giữa Oxy trong khí Plasma với các kim loại cơ bản giúp tăng tốc độ quá trình cắt và nâng cao chất lượng cạnh được cắt. Nhưng bởi vì Oxy không có phản ứng tương tự với thép không gỉ hoặc nhôm, các khí không đắt tiền có thể được dùng cho những kim loại đó, như khí Nito hoặc khí nén (mà chủ yếu là Nito).

Các loại khí hiếm khác đôi khi được dùng với những mục đích khác. Khí Argon được dùng cắt Plasma chấm điểm (thuộc chủ đề khác). Một hỗn hợp gồm khí Argon và Hydro thường được sử dụng khi cắt các thép không gỉ dày hoặc nhôm. Một số người cũng dùng hỗn hợp của Hydro và Nito, hoặc Metan và Nito khi cắt các loại thép không gỉ mỏng hơn. Mỗi hỗn hợp đều có từng lợi thế (chất lượng cắt) và nhược điểm riêng của nó (giá và vận dụng).

Đó là một số trong những vấn đề cơ bản của cắt Plasma – một hồ quang được mang đến trong một dòng khí từ một điện cực thông qua một lỗ ống và sau đó các vật liệu kim loại được cắt. Có rất nhiều chú ý khác nhau mà chúng tôi sẽ  nói đến sau đây, ví dụ như là điều chỉnh khí, đường cưa, kiểm soát chiều cao, khởi động hồ quang … Tuy nhiên, cho dù  nó là cắt tay hay gắn trên máy CNC, thì nền tảng cơ bản để làm việc trong nguyên lý máy cắt Plasma là hoàn toàn giống nhau.

Để tìm hiểu thêm các nội dung hữu ích khác, bạn đọc vui lòng xem thêm và cập nhật liên tục tại Website của chúng tôi. Mọi thắc mắc khác liên quan đến các model máy cắt các bạn cũng có thể liên hệ để được tư vấn và hỗ trợ 0916.870.166