Gia công bằng tia Plasma

21-05-2012

Dòng Plasma được phát sinh giữa các điện cực Catod bên trong vòi phun (thường là Tungsten) và anod., là 1 hỗn hợp khí của các electron tự do, các ion dương, nguyên tử và phân tử.

 

Gia công bằng tia Plasma


I. Plasma là gì?
- Hơn 99% vật chất trong vũ trụ tồn tại ở dạng Plasma (vd : mặt trời,các vì sao,..)

Hình 1. Cấu trúc Plasma

- Ta có thể hiểu : Plasma là trạng thái vật chất thứ 4 ngoài rắn, lỏng và khí.Trong đó các chất bị ion hóa mạnh, đại bộ phận phân tử hay nguyên tử chỉ còn lại hạt nhân; các electron chuyển động tương đối tự do giữa các hạt nhân mà không có sự ràng buộc.

II. Nguyên lý hình thành tia Plasma :
- Dòng Plasma được phát sinh giữa các điện cực Catod bên trong vòi phun (thường là Tungsten) và anod., là 1 hỗn hợp khí của các electron tự do, các ion dương, nguyên tử và phân tử. Các loại khí thường dùng để tạo Plasma là Nito, Argon, hidro hay hỗn hợp các khí này.
Video minh họa :

III. Khả năng công nghệ :
 1. Hàn Plasma :
 - Hàn plasma có nhiệt độ hồ quang lên tới 15000-20000oC, không như hồ quang trong hàn thông thường có dạng hình côn, hồ quang trong hàn plasma có dạng hình trụ, do đó nó có khả năng xuyên sâu vào bể hàn, nên có thể hàn vật dày không cần vát mép lớn.
- Hàn bằng hồ quang plasma có thể nối các kim loại đen và mầu khác nhau: Nhôm và hợp kim titan, thép cacbon thấp và thép không gỉ, đồng, đồng thau, niken và các vật liệu không đồng dạng với chúng.

2. Cắt bằng Plasma:
- 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 chảy và thổi kim loại khỏi rãnh cắt.
- Thông thường sử dụng hỗn hợp khí:       65% Ar + 35%H2; 80%N2+20%H2

Hình 2. Gia công cắt bằng tia Plasma

3. Xử lý bề mặt bằng Plasma :
– Phủ bề mặt chi tiết : Người ta đưa bột vật liệu phủ vào dòng plasma (3000 – 30.000 độ C) được tạo thành giữa anot và katot (được làm nguội bằng nước trong súng phun). Khi dẫn luồng khí (Ar, He) có áp suất cao đi qua, bột chất phủ nóng chảy được phun vào bề mặt kim loại.
- Đánh bóng :  Chi tiết cần gia công được đưa vào dung dịch đặc biệt. Dưới tác dụng của dòng điện cao áp, ở bề mặt của các điện cực xuất hiện rất nhiều dòng microplasma phóng điện, kết quả là xảy ra sự đốt nóng và nung chảy các điểm nhọn nhô ra và bề mặt được làm nhẵn.
IV. Tổng kết :
1. Ưu điểm :
- Có thể gia công bất cứ kim loại nào, các loại vật liệu rất khó gia công với các phương pháp khác : thép không gỉ, hợp kim nhôm..
- Dễ dàng kết hợp với các máy tự động.
- Vùng Plasma trong cột hồ quang rất nhỏ, tăng khả năng gia công chính xác.
- Gia công các kim loại đặc biệt với tốc độ cao, không gây biến dạng vật liệu, vùng cắt ít bị cứng.
2. Nhược điểm :
- Đường cắt có thể bị nghiêng ( <10 độ) tùy theo chất lượng máy, có thể ảnh hưởng khi cắt kim loại dày.
- Bề mặt bị nhám.
- Thiết bị phức tạp đắt tiền.
- Hệ điều khiển số phức tạp.

 

NhanTech@Meslab  ( Biên soạn)
Nguồn: meslab.vn