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Número Browse:0 Autor:editor do site Publicar Time: 2025-02-22 Origem:alimentado
O corte a arco plasma funciona com os mesmos princípios básicos da soldagem a arco plasma. Uma coluna de plasma ionizado quente sai de um bico constritor em alta velocidade e derrete o metal base. Em seguida, remove o metal fundido para produzir um corte.
Neste artigo, veremos resumidamente os diversos componentes do equipamento de corte a arco plasma, como console de controle, tocha de corte, gás plasma e seleção de gás de proteção. Mais adiante neste artigo, os princípios básicos de operação do PAC são discutidos resumidamente.
A figura 1 abaixo ilustra a terminologia básica associada a uma tocha de arco plasma.
O arco produzido pelo eletrodo fica contraído quando passa por um orifício. Quando o gás do orifício entra em contato com o arco, ele é aquecido rapidamente a uma temperatura elevada. Como resultado, ele se expande para um volume maior. Ao passar pelo bico constritor, ele acelera. Isso é chamado de gás plasma.
A temperatura e a velocidade do gás de plasma dependem da pressão de entrada do gás, da corrente de entrada no eletrodo, da forma e do diâmetro do bocal constritivo. Essas variáveis devem atender aos requisitos da aplicação.
O equipamento para corte a arco plasma é semelhante ao da soldagem plasma arco. Consiste em uma tocha de soldagem, um gás de corte, uma fonte de energia, um sistema de controle e um suprimento de água de resfriamento. O corte por arco de plasma pode ser feito manualmente ou mecanicamente.
A tocha de corte é composta por um porta-eletrodo. A função do suporte é posicionar centralmente o eletrodo em relação ao bocal de constrição. O eletrodo neste processo não é consumível.
As temperaturas atingidas durante o trabalho de corte são muito elevadas. O eletrodo e a tocha precisam, portanto, ser resfriados por um suprimento de água de resfriamento que circula pela tocha.
O gás plasma é introduzido na extremidade superior da tocha e flui no espaço anular entre o eletrodo e o bocal de constrição. À medida que o gás entra em contato com o arco, ele assume a forma de plasma que realiza o trabalho de corte.
O bico constritor vem em vários diâmetros para diferentes tochas e para diferentes aplicações. O diâmetro do orifício depende da corrente fornecida ao eletrodo. Um diâmetro de orifício maior é necessário para correntes mais altas.
O design do bico pode ser do tipo porta única ou multiporta, dependendo do metal a ser cortado. O bocal tipo multiportas possui portas simultâneas para fornecimento de gás de proteção, além do orifício principal. Os bicos multiportas produzem cortes de melhor qualidade do que os bicos de porta única.
O console de controle para corte a arco plasma possui controles necessários para ligar ou desligar o fornecimento de gás e a água de resfriamento. Um interruptor de fluxo de água é fornecido para desligar a operação se o fornecimento de água de resfriamento cair abaixo de um determinado nível.
Além disso, existem medidores de vazão que medem a taxa de fluxo de vários gases de corte através da tocha.
Quando o corte é feito com uma fonte de alta potência, o console de controle também contém recursos de programação para regular alta e baixa corrente e para controlar a taxa de fluxo do gás do orifício.
A tensão de circuito aberto das fontes de energia usadas para corte a arco plasma geralmente varia entre 120 volts e 400 volts. Normalmente, fontes de energia de corrente constante que produzem uma curva característica CV do tipo inclinada são usadas para PAC.
A classificação da fonte de energia deve ser proporcional à espessura e ao tipo de metal base que precisa ser cortado, à velocidade de corte e ao design da tocha de corte.
Quando a espessura do metal base é alta, uma fonte de energia com alta tensão de circuito aberto deve ser usada. Para cortar um metal com 2 polegadas de espessura, a fonte de energia teria um OCV de 400 volts. Para corte de metais mais finos, uma fonte de energia com OCV de 10 volts a 200 volts seria suficiente.
Algumas fontes de energia, embora não todas, possuem até interruptor para aumentar ou diminuir a tensão de circuito aberto conforme desejado pelo operador.
A corrente fornecida pelas fontes de energia para PAC varia de 70 amperes a 1000 amperes. A escolha da fonte de energia neste aspecto depende da espessura do metal base a ser cortado, do tipo de metal base e da velocidade de corte.
A escolha do gás de corte depende do tipo de metal base a ser cortado. O gás de corte também determina a qualidade do corte, portanto a escolha do gás também depende dos requisitos de acabamento da aplicação.
Metais não ferrosos são geralmente cortados usando nitrogênio, ou mistura de nitrogênio-hidrogênio, ou misturas de argônio-hidrogênio como gás de corte. Se for necessário cortar titânio ou zircônio , a escolha do gás é limitada ao argônio. Isso ocorre porque são metais muito reativos; usar um gás reativo pode causar fragilização, então nada menos do que um gás inerte faria isso.
Quando é necessário cortar aços carbono ou aços de baixa liga, utiliza-se ar comprimido (composto por 80% de nitrogênio e 20% de oxigênio por volume). Em alguns sistemas, o nitrogênio é usado como gás de corte. No entanto, o oxigênio é introduzido no plasma posteriormente, a jusante. Isto ajuda a evitar que o eletrodo fique exposto ao oxigênio, evitando assim a sua oxidação e prolongando assim a sua vida útil.
Se for desejada uma alta qualidade de corte, o argônio-hidrogênio é usado como gás de plasma, enquanto o nitrogênio é usado como gás de proteção.
Para o corte de alguns metais não ferrosos, o nitrogênio é usado como gás de corte, enquanto o dióxido de carbono é usado como gás de proteção.
A figura a seguir ilustra os componentes básicos do circuito de corte a arco plasma.
O corte a arco plasma utiliza corrente contínua, com o eletrodo conectado ao terminal negativo e a peça de trabalho ao terminal positivo (ou seja, polaridade DCEN). A coluna ionizada quente de plasma sai do bico constritor em alta velocidade. No modo de arco transferido, o arco é formado entre o eletrodo colocado dentro do bico e a peça de trabalho.
No entanto, o arco é possibilitado por um arco piloto que é atingido primeiro entre o eletrodo e o bocal de constrição. O bico é conectado ao terminal terra e o arco piloto é iniciado por um gerador de alta frequência conectado ao eletrodo. Este arco é mantido por um tempo, até que o gás do orifício sopre através do orifício e estabeleça um caminho de baixa resistência para formar o arco entre o eletrodo e a peça de trabalho.
Quando o arco principal é iniciado, os controles do sistema abrem o relé do arco piloto para evitar o aquecimento desnecessário do bocal de constrição.
Temperaturas muito altas da ordem de 18.000°F a 25.000°F (10.000°C a 14.000°C) são geradas durante a operação de corte a arco plasma. Portanto, um suprimento ativo de água de resfriamento precisa circular no bocal. O bico é feito de liga de cobre. Isto permite o resfriamento rápido.
Os mais recentes desenvolvimentos em corte a plasma permitem diversas variações do processo para atender a diferentes aplicações. Algumas das variações são discutidas abaixo:
Nesta variação, uma manta de gás de proteção é fornecida ao redor do plasma. Este gás é fornecido através do bocal de gás de proteção que fica do lado de fora do bocal de constrição.
O gás fornecido através do orifício do bocal de constrição é geralmente nitrogênio. A escolha do gás de proteção secundário depende do material a ser cortado. Para o alumínio é uma mistura de argônio-hidrogênio, enquanto para aços macios e aço inoxidável pode ser usado gás dióxido de carbono.
O uso do gás de proteção secundário permite velocidades ligeiramente mais altas para aço-carbono. No entanto, para alguns metais, a qualidade do corte não está à altura.
Esta variação é igual ao corte a arco plasma de fluxo duplo descrito acima, exceto que água é usada em vez do gás de proteção. Isto melhora a vida útil do bico, porém a nitidez e a velocidade do corte não apresentam muita melhoria.
Nesta variação do corte por arco de plasma, um jato de água simétrico incide simultaneamente com o arco principal ao redor do bocal de constrição. A manta de água fornece proteção ao plasma contra os gases atmosféricos e restringe ainda mais o fluxo de plasma.
A extremidade do bico além da manta de água é feita de material cerâmico, para que não seja formado um arco duplo.
Este plasma constrito com água produz um corte estreito e bem definido. Podem ser implementadas velocidades mais altas do que o corte convencional por arco de plasma.
Quando o gás do orifício e a água de proteção são injetados tangentemente, o gás plasma que emerge do bocal apresenta um movimento giratório. Isto produz um canto agudo em uma das peças e um chanfro na outra. Este tipo de comportamento às vezes é vantajoso, quando se deseja um chanfro em uma das peças.
Quando é necessária alta corrente, a tocha é montada em um carro acionado mecanicamente, em vez de ser segurada manualmente. Quando são utilizadas correntes elevadas, um spray de água ao redor do plasma desempenha a função de reduzir a fumaça e o ruído provenientes da operação de corte.
Às vezes, também são utilizadas mesas de trabalho que tenham água em contato com a parte inferior do metal. A água na parte inferior reduz a fumaça e o ruído.
O corte a arco plasma pode ser usado para cortar metais em todas as posições. A tocha utilizada no processo, conforme descrito nos parágrafos acima, não tem o mesmo design que a tocha de soldagem a arco de plasma, mas tem um design diferente. O PAC também pode ser usado para fazer furos e para arrancar metal.
Os metais geralmente cortados com corte a arco plasma são alumínio e aço inoxidável, embora também possa ser usado para cortar ligas de cobre, aço carbono e ligas de níquel.
O console de controle vem equipado com controles especiais para regular a vazão do gás plasma e a vazão do gás de proteção. Um interruptor de fluxo de água é fornecido para controlar o nível de água de resfriamento em circulação. Se o nível cair abaixo de um determinado nível, a chave desliga a operação.
Em operação automática, a tocha PAC cabe dentro de uma máquina automática de corte por chama que orienta o movimento da tocha.
A ação de corte gera uma boa quantidade de gases. Portanto o trabalho de corte deve ser feito em local com ventilação adequada. Além disso, muito ruído é gerado durante o corte. Portanto, deve-se usar proteção auricular, especialmente ao trabalhar com equipamentos que utilizam alta potência elétrica.
O operador de corte deve usar proteção auditiva. As roupas de proteção normais também devem ser usadas para proteger o operador das faíscas. Outros equipamentos de proteção pessoal, como capacete e luvas, também são necessários para segurança. O vidro do filtro usado no capacete deve ser de tonalidade 9.
O corte por arco de plasma produz cortes nítidos de alta qualidade. Geralmente é usado para corte de aço inoxidável, alumínio e aço carbono. As operações de corte tanto para o trabalho de produção como para o trabalho de manutenção podem ser realizadas com o PAC. É usado para chanfrar uma placa em preparação para encaixe em uma junta de soldagem, ou para corte de pilha, para corte de forma, ou para perfuração de furos, goivagem de plasma , etc.
O corte da pilha feito com uma tocha de corte a arco de plasma é mais eficiente do que com uma tocha de oxiacetileno.
Então, resumidamente, tratava-se de corte a arco de plasma. Por favor, deixe sua opinião na seção de comentários abaixo.
