Cắt Plasma là gì? Ưu và nhược điểm cắt Plasma Kim Loại

Cắt Plasma

Cắt Plasma là gì? Ưu và nhược điểm cắt Plasma Kim Loại

Tin tức & Sự kiện

Cắt Plasma là gì? Ưu và nhược điểm cắt Plasma Kim Loại



Độ chính xác, tốc độ và tính linh hoạt của phương pháp cắt Plasma là vô song, mang lại cho các nhà sản xuất lợi thế cạnh tranh trong một thị trường ngày càng khắt khe.

Khi quy trình sản xuất trở nên phức tạp hơn, việc cắt plasma trở nên quan trọng. Với khả năng cắt xuyên qua nhiều vật liệu khác nhau một cách hiệu quả, quy trình cắt Plasma đóng một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô, xây dựng và hàng không vũ trụ.
 

Cắt Plasma hoạt động như thế nào?

Cắt plasma giống như sử dụng tia sét siêu nóng để cắt xuyên qua kim loại. Quá trình này bắt đầu với một cỗ máy gọi là máy cắt plasma, tạo ra “tia sét” này. Trái tim của cỗ máy này là một điện cực, tạo ra tia lửa cực mạnh khi bật nguồn.

Tia lửa này rất cần thiết vì nó làm nóng không khí bị đẩy ra khỏi vòi của máy cắt, biến nó thành plasma. Giờ đây, plasma không chỉ là không khí nóng – nó còn là không khí rất nóng và tràn đầy năng lượng. Nó hoạt động giống chất lỏng hoặc chất rắn hơn và có thể dẫn điện.

Hãy tưởng tượng plasma này giống như một dòng điện chạy từ máy cắt plasma xuống miếng kim loại. Dòng chảy này tạo thành một mạch hoàn chỉnh, giống như nối hai đầu pin.

Hiện nay, plasma cực kỳ nóng – khoảng 20.000 độ C – đủ nóng để làm tan chảy kim loại khi tiếp xúc. Và vì plasma cũng chuyển động rất nhanh nên nó làm tan chảy kim loại và thổi bay phần nóng chảy đi. Kết quả là một đường cắt kim loại chính xác và rõ ràng. Vì vậy, tóm lại, cắt plasma giống như sử dụng một luồng không khí siêu nóng, nhiễm điện để làm tan chảy và thổi bay kim loại, đạt được đường cắt mịn.
 

Cắt Plasma

 

Những loại quy trình Cắt Plasma hiệu quả hiện nay

Dưới đây là phương pháp cắt Plasma được sử dụng phổ biến trong gia công cơ khí:
 

– Cắt Plasma thông thường

Đây là hình thức lâu đời nhất của quy trình cắt Plasma và sử dụng không khí trong xưởng làm khí plasma. Hồ quang điện được hình thành giữa điện cực (bên trong mỏ hàn) và phôi. Hồ quang năng lượng cao làm ion hóa khí, biến nó thành plasma, sau đó được sử dụng để cắt xuyên qua kim loại. Mặc dù phương pháp cắt dựa trên Plasma thông thường tiết kiệm và có thể cắt nhiều loại vật liệu nhưng nó có thể không mang lại mức độ chính xác như các loại khác do rãnh cắt rộng hơn (chiều rộng của vết cắt) và lượng xỉ lớn hơn (xỉ dư) .
 

– Cắt Plasma độ nét cao

Cắt plasma độ nét cao là một dạng quy trình tiên tiến hơn và mang lại chất lượng cắt cao hơn. Phương pháp này sử dụng hồ quang tập trung chặt chẽ và dòng plasma nhanh hơn, áp suất cao hơn. Ngoài ra, nó thường sử dụng hỗn hợp khí, chẳng hạn như argon và hydro hoặc nitơ và oxy, thay vì chỉ không khí. Máy cắt plasma độ phân giải cao thường được điều khiển bằng máy tính và có đường cắt hẹp hơn nhiều cũng như ít cặn hơn, dẫn đến đường cắt mịn hơn, chính xác hơn.
 

– Cắt Plasma CNC

Máy cắt plasma CNC đưa quy trình cắt plasma lên mức độ chính xác và tự động hóa cao hơn. Hệ thống CNC, hay Điều khiển số máy tính, điều phối chuyển động của mỏ cắt dựa trên các kiểu cắt được lập trình. Điều khiển nâng cao này giúp cho việc tạo ra các đường cắt đặc biệt chính xác trở nên khả thi, ngay cả đối với các hình dạng phức tạp hoặc các mẫu phức tạp.

Với máy cắt plasma CNC, cả công nghệ cắt dựa trên Plasma truyền thống và độ phân giải cao đều có thể được sử dụng, tùy thuộc vào chất lượng cắt và mức độ chính xác cần thiết. Tính linh hoạt này là một phần tạo nên sự hấp dẫn của công nghệ. Trọng tâm của quá trình vận hành là hồ quang plasma – một loại khí bị ion hóa điện, quá nhiệt – thực hiện quá trình cắt thực sự.

Quy trình cắt plasma CNC hoàn toàn phù hợp với các ngành đòi hỏi sản xuất số lượng lớn bên cạnh việc kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt. Nó mang lại kết quả nhất quán, chất lượng cao, khiến nó trở thành tài sản vô giá trong lĩnh vực sản xuất chính xác.
 

Cắt Plasma

 

Các loại Khí được sử dụng trong Cắt Plasma

Việc lựa chọn khí để cắt plasma ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả của quy trình, chất lượng cắt và chi phí vận hành tổng thể. Dưới đây là tổng quan về ảnh hưởng của các loại khí khác nhau đến quá trình cắt plasma:
 

– Khí nén:

Sử dụng khí nén là một lựa chọn tiết kiệm chi phí. Nó có sẵn và hoạt động tốt để cắt thép nhẹ, thép không gỉ và nhôm. Tuy nhiên, nó có thể gây ra quá trình oxy hóa ở các cạnh cắt, có khả năng ảnh hưởng đến hình thức và độ bền của thành phẩm.
 

– Oxy:

Oxy mang lại vết cắt sạch và nâng cao tốc độ cắt, đặc biệt đối với thép nhẹ. Tuy nhiên, nó đắt hơn không khí và có thể gây ra quá trình oxy hóa ở các cạnh cắt. Tốc độ cắt nhanh hơn với oxy cũng dẫn đến năng suất cao hơn.
 

– Nitơ:

Nitơ là lựa chọn phổ biến để cắt thép và nhôm hợp kim cao. Nó mang lại chất lượng cắt tuyệt vời và giúp ngăn chặn quá trình oxy hóa trên các cạnh cắt. Tuy nhiên, so với không khí, nó có thể đắt hơn và có thể không cung cấp tốc độ cắt cao.
 

– Hỗn hợp Argon-Hydrogen:

Sự kết hợp này thường được sử dụng để cắt thép không gỉ và nhôm dày. Hydro làm tăng nhiệt độ cắt, dẫn đến tốc độ cắt nhanh hơn và chất lượng cắt tốt. Hỗn hợp này thường đắt hơn các lựa chọn khác, nhưng nó mang lại lợi ích về tốc độ và chất lượng cắt có thể cao hơn chi phí trong một số ứng dụng.
 

– Carbon Dioxide (CO2):

Mặc dù ít được sử dụng hơn do sự phát triển của các lựa chọn khí hiệu quả hơn, CO2 cung cấp hồ quang nóng hơn, hẹp hơn và là một lựa chọn khả thi cho một số ứng dụng cắt plasma. Hồ quang nóng hơn có thể dẫn đến tốc độ cắt nhanh hơn và dẫn đến hao mòn vật liệu nhanh hơn.
 

Những vật liệu thường dùng trong gia công cắt Plasma

Một trong những ưu điểm của cắt Plasma là tính linh hoạt trong việc xử lý các vật liệu khác nhau. Chủ yếu, nó được sử dụng để cắt các kim loại dẫn điện, bao gồm thép, thép không gỉ, nhôm, đồng thau và đồng. Tuy nhiên, với thiết lập và thiết bị phù hợp, cắt plasma có thể được sử dụng để cắt nhiều loại vật liệu hơn. Điều quan trọng cần cân nhắc ở đây là độ dày vật liệu, vì cắt plasma đặc biệt hiệu quả đối với vật liệu từ trung bình đến dày.
 

– Cắt Plasma Nhôm

Nhẹ và chống ăn mòn, nhôm là một vật liệu thường được cắt. Trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ô tô, các bộ phận bằng nhôm thường được tạo ra bằng cách cắt plasma. Quá trình này cắt nhôm nhanh chóng và sạch sẽ, khiến nó trở thành sự lựa chọn thiết thực cho kim loại mềm hơn này. Do tính chất mềm hơn, nhôm có thể được cắt tới độ dày 3cm bằng máy cắt plasma thông thường. Hệ thống gia công Plasma độ nét cao có thể xử lý nhôm dày tới 5cm trở lên.
 

Cắt Plasma Nhôm

 

– Cắt plasma thép

Là một hợp kim sắt-cacbon, thép là lựa chọn phổ biến để cắt plasma do được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, ô tô và nhiều ngành công nghiệp khác. Quá trình cắt plasma nhanh chóng và hiệu quả vượt trội trong việc tạo ra các vết cắt chính xác, rõ ràng trên thép, ngay cả khi xử lý các độ dày đáng kể. 
 

– Cắt Plasma Inox

Nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn, thép không gỉ (Inox) là lựa chọn hàng đầu để cắt plasma, đặc biệt là trong các lĩnh vực coi trọng độ bền và hình thức, chẳng hạn như dịch vụ thực phẩm và công nghiệp y tế. Cắt plasma mang lại những đường cắt chính xác trên thép không gỉ với sự thay đổi màu sắc do nhiệt gây ra ở mức tối thiểu. Độ dày tối đa có thể dao động tùy theo loại hợp kim thép không gỉ khác nhau được sử dụng.
 

Cắt Plasma Thép

 

– Cắt plasma đồng

Đồng, mặc dù không được cắt thường xuyên như thép hoặc nhôm, nhưng vẫn là ứng cử viên khả thi cho việc cắt plasma. Vật liệu dẫn điện cao này thường được sử dụng để sản xuất các linh kiện điện và hệ thống dây điện. Cắt plasma có thể cắt xuyên đồng một cách hiệu quả, ngay cả những lớp dày, nhưng phải đặc biệt cẩn thận do tính phản xạ và độ dẫn nhiệt cao của kim loại. Máy cắt plasma thông thường có thể xử lý đồng dày tới 1,27 cm, trong khi các máy cắt plasma tiên tiến hơn của chúng có thể xử lý đồng dày tới 2,5cm
 

– Cắt Plasma đồng thau

Đồng thau, một hợp kim bao gồm đồng và kẽm, là một vật liệu khác rất phù hợp để cắt plasma. Các biện pháp phòng ngừa tương tự như với đồng cần được áp dụng do tính chất phản chiếu của nó. Bất chấp những thách thức này, nó có thể được cắt giảm một cách hiệu quả. Máy cắt plasma thông thường có thể xử lý đồng thau dày tới 1,5cm, trong khi các hệ thống phức tạp hơn có thể xử lý độ dày lên tới 2,5cm
 

Ưu điểm cắt vật liệu kim loại bằng Plasma

Cắt plasma mang lại nhiều lợi ích khiến nó trở thành sự lựa chọn hấp dẫn cho nhiều ứng dụng. Dưới đây là một số ưu điểm chính:
 

– Tốc độ

Cắt plasma nhanh hơn đáng kể so với nhiều kiểu cắt khác, đặc biệt là khi xử lý các vật liệu dày hơn. Tốc độ này có thể nâng cao năng suất đáng kể, khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời cho môi trường sản xuất khối lượng lớn.
 

– Chất lượng cắt

Cắt plasma mang lại chất lượng cắt cao với ít xỉ (xỉ dư) hơn nhiều quy trình khác. Nó mang lại một cạnh sạch hơn và thường đòi hỏi ít công đoạn hoàn thiện thứ cấp hơn, tiết kiệm cả thời gian và tài nguyên.
 

– Tính linh hoạt

Cắt plasma có thể được sử dụng trên nhiều vật liệu dẫn điện khác nhau, bao gồm thép, thép không gỉ, nhôm, đồng thau và đồng. Tính linh hoạt này làm cho nó trở thành một công cụ có giá trị trong nhiều ngành công nghiệp và ứng dụng khác nhau.
 

– Độ chính xác

Đặc biệt khi kết hợp với công nghệ Computer Numerical Control (CNC ), cắt plasma có thể đạt được độ chính xác cao. Điều này giúp có thể tạo ra các hình dạng và thiết kế phức tạp mà khó có thể đạt được bằng các phương pháp cắt khác.
 

– Hiệu quả chi phí

Thiết bị cắt plasma có giá thành tương đối phải chăng so với các thiết bị cắt công nghiệp khác. Hơn nữa, tốc độ cao và độ chính xác của việc cắt plasma có thể giảm lãng phí và nâng cao hiệu quả, dẫn đến chi phí tổng thể thấp hơn.
 

– Sự an toàn

Hệ thống cắt plasma sử dụng khí trơ, giảm đáng kể nguy cơ xảy ra tai nạn do khí dễ cháy. Hơn nữa, hoạt động không yêu cầu bất kỳ tiếp xúc trực tiếp nào giữa dụng cụ và phôi, giảm thiểu nguy cơ chấn thương cho người vận hành.
 

– Không cong vênh

Quá trình cắt plasma tạo ra ít nhiệt hơn so với các quá trình cắt khác, giúp giảm khả năng cong vênh, đặc biệt khi xử lý các vật liệu mỏng. Điều này có nghĩa là nó có thể mang lại kết quả chất lượng cao trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của vật liệu gốc.
 

Nhược điểm gia công cắt Plasma kim loại

Mặc dù cắt plasma mang lại nhiều ưu điểm nhưng cũng có một số nhược điểm cần xem xét. Dưới đây là một số trong những cái chính:
 

– Độ chính xác kém hơn đối với đồ mỏng :

Khi xử lý các vật liệu dễ vỡ, cắt plasma có thể không chính xác bằng các phương pháp khác như cắt laser. Điều này có thể có nghĩa là các cạnh ít sắc hơn và dải vật liệu rộng hơn sẽ bị loại bỏ trong quá trình cắt.
 

– Âm thanh lớn và có khói :

Quá trình cắt plasma có thể phát ra âm thanh khá lớn, tạo ra khói và ánh sáng chói. Vì vậy, bạn sẽ cần sử dụng biện pháp bảo vệ tai và đảm bảo luồng không khí lưu thông tốt ở nơi bạn đang làm việc.
 

– Sử dụng nhiều điện năng:

Máy cắt plasma, đặc biệt là những máy cỡ lớn, có thể sử dụng rất nhiều điện năng. Điều này có thể có nghĩa là hóa đơn tiền điện sẽ cao hơn nếu bạn cắt giảm nhiều.
 

– Có thể làm cho vật liệu cứng hơn:

Nhiệt từ quá trình cắt plasma có thể khiến một số vật liệu cứng hơn dọc theo mép cắt. Điều này có thể khiến bạn khó thực hiện bất cứ điều gì khác với mảnh cắt của mình.
 

– Chỉ hoạt động trên một số vật liệu nhất định:

Cắt plasma chỉ hoạt động trên những vật liệu mà dòng điện có thể chạy qua. Vì vậy, bạn không thể sử dụng nó để cắt những thứ như thủy tinh, nhựa hoặc gỗ.
 

– Chi phí trả trước cao

Mặc dù nó có thể giúp bạn tiết kiệm tiền theo thời gian, nhưng việc mua một hệ thống cắt plasma có thể khá tốn kém khi bắt đầu. Điều này đặc biệt đúng đối với các hệ thống thực sự cao cấp.
 

So sánh cắt Plasma và các phương pháp cắt khác

Dựa trên kinh nghiệm của chúng tôi, cắt plasma được so sánh với các phương pháp tiêu chuẩn khác. Xin lưu ý rằng hiệu suất cụ thể sẽ khác nhau tùy thuộc vào kiểu máy cụ thể, vật liệu được cắt và kỹ năng của người vận hành. Bảng này cung cấp một cái nhìn tổng quan.
 

 
Phương pháp cắt Độ dày vật liệu Độ chính xác Tốc độ Chi phí
Cắt Plasma Lên đến 7,6cm (thép) Cao Nhanh Vừa phải
Cắt Laser Lên đến 2,5cm Rất cao Nhanh Cao
Cắt tia nước Lên đến 15,2cm Cao Trung Bình Rất cao
Cắt nhiên liệu oxy Lên đến 15,2cm (thép) Thấp Chậm Thấp

 

  • Độ dày vật liệu : Điều này cho biết độ dày tối đa của vật liệu mà phương pháp cắt thường có thể xử lý.
  • Độ chính xác: Điều này mô tả độ chính xác điển hình của vết cắt, với độ chính xác cao hơn cho biết vết cắt sạch hơn, chính xác hơn.
  • Tốc độ : Điều này thể hiện tốc độ mà phương pháp cắt có thể hoàn thành việc cắt của nó.
  • Chi phí : Đây là ước tính chung về chi phí tổng thể, bao gồm chi phí thiết bị, bảo trì và vận hành. Lưu ý rằng chi phí thực tế có thể khác nhau tùy theo từng trường hợp cụ thể.

 

Kết luận

Cắt plasma cung cấp một cách thành thạo để cắt xuyên qua các kim loại dẫn điện. Điểm mạnh chính của nó nằm ở việc tăng cường năng suất, đảm bảo hoạt động linh hoạt, mang lại độ chính xác cao và mang lại chất lượng bề mặt hàng đầu.

Bài viết liên quan:

  • So sánh phương pháp cắt Laser, cắt tia nước và cắt Plasma
  • Cắt Plasma và Cắt Laser – Lựa chọn nào phù hợp nhất?

Tags
phuong phap cat cat kim loai Plasma phuong phap gia cong gia cong cnc co khi

Tin tức khác

  • Sự khác biệt Độ nhám bề mặt và độ hoàn thiện bề mặt trong gia công cơ khí

  • Gia công Magie: Hướng dẫn gia công chi tiết

  • Gia công Trục Xoay là gì? Các phương pháp sản xuất trục xoay phổ biến

  • Hướng dẫn cơ bản về gia công các bộ phận và linh kiện


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *