Plasma Boog Bewerking Uitgelegd: Onderdelen, Proces en Toepassingen

Wat is Plasma?

Plasma is een van de vier fundamentele toestanden van materie, eerst systematisch bestudeerd door Irving Langmuir in de jaren 1920. Het bestaat uit een gas van ionen atomen of moleculen die één of meer orbitale elektronen hebben verloren (of, zelden, een extra elektron hebben gekregen), en vrije elektronen.

Uitgesloten donkere materie en de nog onstuitbaardere donkere energie, is plasma de meest voorkomende vorm van gewone materie in het universum. Plasma wordt meestal geassocieerd met sterren, inclusief onze Zon, en strekt zich uit tot het verzadigde intraculturele medium en mogelijk tot intergalactische regio's.

Plasma kan kunstmatig gegenereerd worden door een neutraal gas op te warmen of het aan een sterk elektromagnetisch veld te blootstellen. De aanwezigheid van vrije geladen deeltjes maakt plasma elektrisch geleidend, met de dynamica van individuele deeltjes en macroscopische plasmabeweging bepaald door collectieve elektromagnetische velden en zeer gevoelig voor extern toegepaste velden.

De reactie van plasma op elektromagnetische velden wordt gebruikt in veel moderne technologische apparaten, zoals plasma televisies of plasma etching.

Wat is Plasma Boog Bewerking?

Plasma Boog Bewerking wordt gebruikt om materiaal van het werkstuk te verwijderen. In dit proces wordt een hoge-snelheids straal van hoog-temperatuur gas gebruikt om materiaal van het werkstuk te smelten en te verwijderen. Deze hoge snelheid van heet gas staat ook bekend als een plasma straal.

Wanneer een gas of lucht verwarmd wordt tot een temperatuur van meer dan 5000 °C, dan begint het geïoniseerd te raken in positieve ionen, negatieve ionen, en neutrale ionen. Wanneer het gas of lucht geïoniseerd is, bereikt zijn temperatuur 11000 °C tot 28000 °C en wordt deze geïoniseerde gas plasma genoemd.

Het gas of de lucht wordt met een boog verwarmd en de plasma die geproduceerd wordt door het gas te verwarmen, wordt gebruikt om materiaal van het werkstuk te verwijderen. Dus het hele proces heet Plasma Boog Bewerking.

In dit proces wordt een hoge snelheid van hoog-temperatuur lucht gebruikt om materiaal van het werkstuk te verwijderen door het te smelten.

Het gas dat gebruikt wordt in plasma boog bewerking wordt gekozen volgens het metaal dat als werkstuk gebruikt wordt.

De plasma boog bewerking wordt gebruikt voor het snijden van legeringsstalen, roestvrij staal, aluminium, nikkel, koper, en gietijzer.

Werking van Plasma Boog Bewerking

Het basisprincipe is dat de boog gevormd tussen de elektrode en het werkstuk wordt ingeperkt door een fijn geboord, koperen mondstuk. Dit verhoogt de temperatuur en snelheid van de plasma die uit het mondstuk uitkomt.

De temperatuur van de plasma is in overmaat van 20.000°C en de snelheid kan de snelheid van het geluid benaderen. Wanneer gebruikt voor snijden, wordt de plasma gasstroom verhoogd zodat de diep penetrerende plasma straal door het materiaal snijdt en gesmolten materiaal in de efflux plasma wordt verwijderd.

Plasma boog bewerking bestaat uit een Plasma pistool. De plasma pistool heeft een elektrode van wolfram gesitueerd in de kamer. Hier is deze wolfram elektrode verbonden met de negatieve pool van de DC voeding. Dus, de wolfram fungeert als een kathode.

Terwijl de positieve pool van de DC voeding verbonden is met het mondstuk. Dus, het mondstuk van de plasma pistool fungeert als een anode.

Zolang we de voeding aan het systeem geven, ontstaat een elektrische boog tussen de kathodische wolfram elektrode en een anodisch mondstuk. Als het gas in contact komt met de plasma, is er een botsing tussen de atomen van het gas en elektronen van een elektrische boog en als resultaat krijgen we een geïoniseerd gas.

Dat betekent dat we de plasma toestand krijgen die we wilden voor Plasma Boog bewerking. Nu wordt deze plasma gericht naar het werkstuk met een hoge snelheid en begint het bewerkingsproces. Een ding om te noteren is dat een hoog potentiaalverschil toegepast wordt om de plasma toestand te krijgen.

In het hele proces zijn hoge-temperatuur condities vereist. Omdat hete gassen uit het mondstuk komen, zijn er kansen op oververhitting. Om deze oververhitting te voorkomen, wordt een waterjas gebruikt.

Componenten van Plasma Boog Bewerking

1. Plasma Pistool

Verschillende gassen zoals stikstof, waterstof, argon of een mengeling van deze gassen worden gebruikt om plasma te creëren. Deze plasma pistool heeft een kamer die een wolfram elektrode heeft. Deze wolfram elektrode is verbonden met de negatieve pool en het mondstuk van de plasma pistool is verbonden met de positieve pool van de DC voeding. De vereiste mengeling van gas wordt aan de pistool toegevoerd. Een sterke boog wordt geproduceerd tussen de anode en de kathode.

Daarna is er een botsing tussen het elektron van de boog en de moleculen van het gas en door deze botsing raken de gasmoleculen geïoniseerd en wordt hitte gegenereerd.

2. Voeding

DC Voeding wordt gebruikt om twee polen in de plasma pistool te ontwikkelen. Een zwaar potentiaalverschil wordt aangelegd over kathode en anode zodat de geproduceerde boog sterk is en in staat is om de gasmengeling te ioniseren en om te zetten in plasma.

3. Koelmechanisme

Een koelmechanisme wordt aan de plasma pistool toegevoegd omdat hitte in het geproduceerd wordt doordat hete gassen continu uit het mondstuk uitkomen.

Een waterjas wordt gebruikt om het mondstuk te koelen. Het mondstuk wordt omringd door een waterstraal.

4. Werkstuk

Verschillende materialen kunnen bewerkt worden met deze plasma boog bewerking. Verschillende metalen zoals aluminium, magnesium, koolstof, roestvrij staal, en legeringsstalen kunnen bewerkt worden met dit proces.

Toepassingen van Plasma Boog Bewerking

• Het wordt gebruikt voor het snijden van legeringsstalen, roestvrij staal, gietijzer, koper, nikkel, titanium, aluminium, en legering van koper en nikkel, etc.
• Het wordt gebruikt voor profielsnijden.
• Het wordt met succes gebruikt voor draaien en frezen van moeilijk te bewerken materialen.
• Het kan gebruikt worden voor stack snijden, vorm snijden, boren, en onderwater snijden.
• Uniforme dunne film spuit van refractaire materialen op verschillende metalen, kunststoffen, keramieken worden ook gedaan door plasma bogen.

Voordelen Van Plasma Boog Bewerking

• Het kan gebruikt worden om elk metaal te snijden.
• De snijsnelheid is hoog.
• Vergeleken met het gewone vlam snijproces, kan het gewoon koolstofstaal vier keer sneller snijden.
• Het wordt gebruikt voor ruw draaien van zeer moeilijke materialen.
• Vanwege de hoge snijsnelheid, is de vervorming van bladmetaal verminderd terwijl de breedte van de snede minimaal is en de oppervlaktekwaliteit hoog is.

Nadelen van Plasma Boog Bewerking

• Het produceert een getaperd oppervlak.
• Bescherming tegen geluid is noodzakelijk.
• De apparatuurkosten zijn hoog.
• Oogbescherming is noodzakelijk voor de operator en personen die in de buurt werken.
• Oxidatie en schilvorming treedt op. Dus, het vereist afscherming.
• Het werkoppervlak kan metallurgische veranderingen ondergaan.