Pemprosesan plasma bahan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Pengenalan pemprosesan plasma ke dalam industri menandakan satu kejayaan teknologi dan peralihan kepada tahap pengeluaran baharu secara kualitatif. Skop sifat berguna plasma adalah sangat luas. Pertama sekali, ini adalah pengeluaran peranti elektronik dan peranti semikonduktor. Tanpa etsa kimia plasma, komputer peribadi berprestasi tinggi moden hampir tidak dapat melihat cahaya. Tetapi bukan itu sahaja.

Pemprosesan ion-plasma juga digunakan dalam optik dan kejuruteraan mekanikal untuk menggilap produk, menggunakan salutan pelindung, ketepuan resapan permukaan logam dan aloi, serta untuk mengimpal dan memotong keluli lembaran. Dalam kertas kerja ini, tumpuan diberikan kepada teknologi kimpalan dan pemotongan menggunakan plasma.

Peruntukan am

Dari pelajaran fizik sekolah semua orang tahu bahawa jirim boleh wujud dalam empat keadaan: pepejal, cecair, gas dan plasma. Kebanyakan persoalan timbul apabila cuba mewakili negeri terakhir. Tetapi sebenarnya, semuanya tidak begitu sukar. Plasma juga merupakan gas, hanya molekulnya, seperti yang mereka katakan, terion (iaitu, dipisahkan daripada elektron). Keadaan ini boleh dicapaidalam banyak cara: akibat pendedahan kepada suhu tinggi, serta akibat pengeboman elektron atom gas dalam vakum.

Plasma sedemikian dipanggil suhu rendah. Fizik proses ini digunakan dalam pelaksanaan pemendapan plasma (etsa, tepu) dalam vakum. Dengan meletakkan zarah plasma dalam medan magnet, ia boleh diberikan gerakan terarah. Seperti yang ditunjukkan oleh amalan, pemprosesan sedemikian lebih berkesan dalam beberapa parameter operasi klasik dalam teknologi kejuruteraan mekanikal (ketepuan dalam media serbuk, pemotongan api, menuang dengan pes berasaskan kromium oksida, dan sebagainya).

Jenis rawatan plasma

Pada masa ini, plasma digunakan secara aktif dalam hampir semua industri dan ekonomi negara: perubatan, kejuruteraan, instrumentasi, pembinaan, sains dan sebagainya.

Perintis dalam aplikasi teknologi plasma ialah instrumentasi. Aplikasi industri pemprosesan plasma bermula dengan penggunaan sifat-sifat gas terion untuk menyembur semua jenis bahan dan menggunakannya pada lapisan, serta untuk mengetsa saluran untuk mendapatkan litar mikro. Bergantung pada beberapa ciri peranti pemasangan teknologi, goresan kimia plasma, kimia ion dan pancaran ion dibezakan.

Pembangunan plasma adalah sumbangan yang sangat berharga kepada pembangunan teknologi dan peningkatan, tanpa keterlaluan, kualiti hidup semua manusia. Dengan laluan itumasa, bidang penggunaan ion gas telah berkembang. Dan hari ini, pemprosesan plasma (dalam satu bentuk atau yang lain) digunakan untuk mencipta bahan dengan sifat khas (rintangan haba, kekerasan permukaan, rintangan kakisan, dan sebagainya), untuk pemotongan logam yang berkesan, untuk kimpalan, untuk menggilap permukaan dan menghapuskan kekasaran mikro.

Senarai ini tidak terhad kepada penggunaan teknologi berdasarkan kesan plasma pada permukaan yang dirawat. Pada masa ini, cara dan kaedah penyemburan plasma sedang giat dibangunkan menggunakan pelbagai bahan dan mod pemprosesan untuk mencapai sifat mekanikal dan fizikal maksimum.

Intipati Kimpalan Plasma

Tidak seperti pemasangan tepu ion-plasma dan sputtering, dalam kes ini, rawatan plasma dijalankan menggunakan plasma suhu tinggi. Kecekapan kaedah ini lebih tinggi daripada apabila menggunakan kaedah kimpalan tradisional (api, arka elektrik, kimpalan arka terendam, dan sebagainya). Sebagai campuran gas yang berfungsi, sebagai peraturan, udara atmosfera biasa di bawah tekanan digunakan. Oleh itu, teknik ini dicirikan oleh ketiadaan kos untuk gas boleh guna.

Kelebihan kimpalan plasma

Berbanding dengan kimpalan tradisional, menggunakan mesin kimpalan plasma adalah lebih selamat. Alasannya agak jelas - penggunaan oksigen atmosfera di bawah tekanan sebagai gas yang berfungsi. Pada masa ini, keselamatan dalam pengeluaran diberi perhatian yang sangat rapi oleh pemilikperniagaan, eksekutif dan pengawal selia.

Satu lagi kelebihan yang sangat penting ialah kualiti kimpalan yang tinggi (kendur minimum, kekurangan penembusan dan kecacatan lain). Walaupun, untuk mempelajari cara menggunakan mesin kimpalan plasma dengan mahir, latihan selama berbulan-bulan diperlukan. Hanya dalam kes ini, kimpalan dan penyambung secara keseluruhan akan memenuhi standard yang tinggi.

Teknologi ini mempunyai beberapa kelebihan lain. Antaranya: kelajuan tinggi proses kimpalan (produktiviti meningkat), penggunaan sumber tenaga yang rendah (elektrik), ketepatan sambungan yang tinggi, tiada ubah bentuk dan meledingkan.

Peralatan memotong plasma

Proses itu sendiri sangat sensitif terhadap sumber semasa yang digunakan. Oleh itu, hanya dibenarkan menggunakan transformer yang sangat berkualiti tinggi dan boleh dipercayai yang menunjukkan ketekalan voltan keluaran. Transformer injak turun digunakan untuk menukar voltan masukan tinggi kepada voltan keluaran rendah. Kos peralatan tersebut adalah beberapa kali lebih rendah daripada kos penukar tradisional untuk kimpalan arka elektrik. Ia juga lebih menjimatkan.

Peralatan pemotong plasma mudah digunakan. Oleh itu, jika anda mempunyai sekurang-kurangnya pengalaman dan kemahiran yang minimum, anda boleh melakukan semua kerja mengimpal sendiri.

Teknologi Kimpalan Plasma

Bergantung pada voltan bekalan, kimpalan plasma dibahagikan kepada kimpalan mikro, kimpalan kepadaarus sederhana dan tinggi. Proses itu sendiri adalah berdasarkan tindakan aliran terarah plasma suhu tinggi pada elektron dan pada permukaan yang akan dikimpal. Elektrod cair, menghasilkan sambungan kimpalan kekal.

Pemotongan plasma

Pemotongan plasma ialah proses di mana logam dipotong ke bahagian komponennya melalui aliran terarah plasma suhu tinggi. Teknologi ini menyediakan garisan yang sekata sempurna. Selepas pemotong plasma, keperluan untuk pemprosesan tambahan kontur produk (sama ada bahan kepingan atau produk paip) dihapuskan.

Proses ini boleh dilakukan dengan pemotong manual dan dengan mesin pemotong plasma untuk memotong keluli lembaran. Plasma terbentuk apabila arka elektrik digunakan pada aliran gas kerja. Hasil daripada pemanasan tempatan yang ketara, pengionan berlaku (pemisahan elektron bercas negatif daripada atom bercas positif).

Aplikasi pemotongan plasma

Pancaran plasma suhu tinggi mempunyai tenaga yang sangat tinggi. Suhunya sangat tinggi sehingga ia benar-benar menyejat banyak logam dan aloi dengan mudah. Teknologi ini digunakan terutamanya untuk memotong kepingan keluli, kepingan aluminium, gangsa, loyang dan juga titanium. Selain itu, ketebalan helaian boleh sangat berbeza. Ini tidak akan menjejaskan kualiti garisan potong - ia akan menjadi sangat licin dan sekata, tanpa coretan.

Namun, perlu diingatkan bahawa untuk mendapatkan kualiti yang tinggi dan sekatadipotong apabila bekerja dengan bahan berdinding tebal, anda mesti menggunakan mesin pemotong plasma. Kuasa obor pegang tangan tidak akan mencukupi untuk memotong logam dengan ketebalan 5 hingga 30 milimeter.

Pemotongan gas atau pemotongan plasma?

Apakah jenis pemotongan dan pemotongan logam yang harus diutamakan? Mana yang lebih baik: pemotongan bahan api oksi atau teknologi pemotongan plasma? Pilihan kedua mungkin lebih serba boleh, kerana ia sesuai untuk hampir semua bahan (walaupun yang terdedah kepada pengoksidaan pada suhu tinggi). Di samping itu, pemotongan plasma dilakukan menggunakan udara atmosfera biasa, yang bermaksud bahawa ia tidak memerlukan pembelian bahan habis pakai yang mahal. Dan garisan potong adalah sekata sempurna dan tidak memerlukan penghalusan. Semua ini digabungkan dengan ketara mengurangkan kos produk dan menjadikan produk lebih berdaya saing.

Bahan pemotongan plasma

Perlu diambil kira hakikat bahawa ketebalan maksimum logam atau aloi yang diproses bergantung pada bahan itu sendiri atau grednya. Berdasarkan pengalaman bertahun-tahun pengeluaran dan pengalaman penyelidikan makmal, pakar memberikan cadangan berikut mengenai ketebalan bahan yang diproses: besi tuang - tidak lebih daripada sembilan sentimeter, keluli (tanpa mengira komposisi kimia dan kehadiran unsur pengaloian) - tidak lebih daripada lima sentimeter, tembaga dan aloi berdasarkannya - tidak lebih daripada lapan sentimeter, aluminium dan aloinya - tidak lebih daripada 12 sentimeter.

Semua nilai yang disenaraikan adalah tipikal untuk manualpemprosesan. Contoh unit yang dihasilkan dalam negara ialah alat plasma Gorynych. Ia jauh lebih murah daripada analog asing, sementara ia sama sekali tidak lebih rendah, dan mungkin lebih tinggi daripada mereka dalam kualiti. Pelbagai peranti dari pengeluar ini dibentangkan di pasaran, yang direka untuk melaksanakan pelbagai kerja (kimpalan domestik, pemotongan dan kimpalan logam pelbagai ketebalan, termasuk). Helaian yang lebih tebal hanya boleh diproses pada mesin berkuasa tinggi.

Kaedah pemotongan plasma sedia ada

Semua kaedah pemotongan plasma sedia ada boleh dibahagikan kepada jet dan arka. Selain itu, tidak kira sama ada pemotong tangan atau mesin pemotong dan pemotong plasma CNC digunakan. Dalam kes pertama, semua syarat yang diperlukan untuk pengionan gas dilaksanakan dalam pemotong itu sendiri. Peranti sedemikian boleh memproses hampir semua bahan (logam dan bukan logam). Dalam kes kedua, bahan yang diproses mesti mempunyai kekonduksian elektrik (jika tidak, arka elektrik tidak akan berlaku dan pengionan gas akan berlaku).

Selain daripada perbezaan dalam cara plasma terbentuk, pemprosesan plasma juga boleh dikelaskan mengikut ciri teknologi pemotongan menjadi mudah (tanpa menggunakan bahan tambahan), pemprosesan dengan air dan pemprosesan dalam persekitaran gas pelindung. Dua kaedah terakhir membolehkan anda meningkatkan kelajuan pemotongan dengan ketara dan pada masa yang sama tidak takut dengan pengoksidaan logam.