Plasma – Corte INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁJENNIFFER ORZECHOWSKI E HENRIQUE DAS ALMAS

O que é plasma?

• Uma definição comum de plasma é oquarto estado da matéria.

• A diferença entre os estados da matériaestá ligada aos seus níveis de energia.

• Ao adicionar mais energia ao vapor, estesgases tornam-se ionizados.

• Esse processo de ionização faz com queesses gases se tornem condutores deeletricidade. Este gás, eletricamentecondutor e ionizado, chama-se plasma.

Gás e Plasma

COMO O PLASMA CORTA O METAL

O processo de corte a plasmautiliza o gás eletricamentecondutor para transferirenergia de uma fonte dealimentação elétrica atravésde uma tocha de corte aomaterial que está sendocortado.

Componentes do sistema

• Fornecem a energia elétrica, acapacidade de ionização e ocontrole do processo necessáriospara produzir cortes de altaqualidade e de alta produtividadeem vários materiais diferentes.

• fonte de alimentação,

• circuito de ignição

• circuito de controle de gás

• tocha.

• Conjunto de válvulas

Componentes do Sistema

• Fonte de corrente contínua CC:determina a velocidade e a capacidadede espessura de corte do sistema

• Fonte de alimentação: fornecer aenergia para manter o arco plasmaapós a ionização.

• A tensão de circuito aberto está,normalmente, entre 240 a 400 VCC

• A tocha serve como suporte do bico edo eletrodo consumíveis e fornecerefrigeração (água ou gás) para estaspeças. O bico e o eletrodo constringeme mantêm o jato de plasma.

• O circuito de partida do arco é um circuito gerador de alta frequência que produz tensão CA de 5.000 a 10.000 volts a, aproximadamente, 2 megahertz.

GASES

• Argônio: tem sido o preferido na soldagemcom baixas correntes em função do seumaior potencial de ionização, além depromover uma melhor limpeza das camadasde óxidos de metais reativos e facilita aabertura do arco elétrico.

• Hélio: O He desenvolve maior energia doplasma, porém necessita de umarefrigeração do bocal do orifício maiseficiente.

• Ar + He: garante maior energia de soldagem

• Ar + Hidrogênio: garante maior energia doarco e maior transferência metálica

Devem ser inertes

Para altas correntes, o gás protetordeve ser o mesmo do plasma

O fluxo de gás de proteção correentre o corpo que contém oorifício e uma cobertura exterior.

SELEÇÃO DO GÁS DE PLASMA

SELEÇÃO DO GÁS DE PROTEÇÃO

ELETRODO

• O eletrodo utilizado é de tungstênio(comercialmente puro tungstênio 99,5%), outungstênio dopado com tório ou zircônio,não sendo consumível. Para cortes em altavelocidade tem- se utilizado eletrodo detungstênio dopado com óxido de lantânio,de vida mais longa.

• W + Zircônio ou Tório

Maior durabilidade

Maior resistência com potênciaselevadas

• W + óxido de Cério ou Lantânio

Melhor estabilidade do arco

Maior durabilidade

Variações do processo de corte a plasma

CORTE CONVENCIONAL

• Geralmente este processo usa um único gás(normalmente ar ou nitrogênio), que tantoresfria quanto produz o plasma.

• A maioria destes sistemas está classificadoabaixo de 100 A para cortes de materiais deaté 5/8 pol de espessura.

• Usado principalmente em aplicaçõesportáteis.

CORTE A PLASMA COM DUPLO GÁS • Este processo utiliza dois gases: um para o

plasma e outro como um gás de proteção.

• O gás de proteção é usado para proteger aárea de corte da atmosfera, produzindo umaborda de corte mais limpa.

• Esta é, provavelmente, a variação maisconhecida, pois muitas combinações degases podem ser usadas para produzir amelhor qualidade de corte possível numdado material.

CORTE A PLASMA COM PROTEÇÃO DE

ÁGUA• Esta é uma variação do processo de

duplo gás onde a água é substituídapelo gás de proteção.

• Isso produz um melhor resfriamentodo bico e da peça de trabalho, assimcomo uma melhor qualidade de corteem aço inoxidável.

• Este processo é utilizado apenas emaplicações mecanizadas

CORTE A PLASMA COM INJEÇÃO DE

ÁGUA

• Este processo usa um único gás para oplasma e utiliza água injetadaradialmente ou distribuídadiretamente no arco para melhorarmuito a constrição do arco e,portanto, aumentar a densidade e astemperaturas do arco.

• Este processo é usado de 260 a 750 Apara uma alta qualidade de corte emmuitos materiais e espessuras.

• Apenas em aplicações mecanizadas.

CORTE A PLASMA DE PRECISÃO

• Este processo produz uma qualidade decorte superior em materiais mais finos,menores que 1/2 pol, em velocidades maisbaixas.

• Esta qualidade aprimorada é resultado dasuper constricção do arco, aumentandobastante a densidade da energia.

• As velocidades mais baixas são necessáriaspara permitir que o dispositivo demovimento faça o contorno de forma maisprecisa.

• Apenas em aplicações mecanizadas.

VANTAGENS• Corta todos os metais condutivos de eletricidade

• Corta com boa velocidade, proporcionando ótimaprodutividade

• Cortes de pequena espessura e com grandeprecisão

• Pouca ZTA

• Custo do equipamento, atualmente bastanterazoável

• Consumíveis e acessórios facilmente encontradosno mercado

• Processo de fácil entendimento, proporcionandoum treinamento muito efetivo e rápido para ooperador

• Opções de equipamentos de Corte Automatizados(CNC), proporcionando altíssima precisão noscortes e grande produção

DESVANTAGENS• Não cortar materiais não condutivos de

eletricidade

• Para materiais muito espessos, ainda perdepara processos de corte“oxigênio+combustível”, apesar disto estarsendo rapidamente invertido

• Além do equipamento de corte, anecessidade de um compressor para aprodução do ar comprimido

• Não é tão portátil, principalmente pelanecessidade de um compressor para o arcomprimido

Máquina de corte CNC portátil – Empresa Steelcut

Bibliografia

• http://steelcut.com.br/maquina-de-corte-portatil-cnc/#jp-carousel-196

• https://www.youtube.com/watch?v=e0sx-ZacpEI

• http://www.mecanicaindustrial.com.br/conteudo/512-cortador-do-plasma-e-seu-uso-nas-industrias

• http://guias.oxigenio.com/guia-do-processo-de-corte-por-plasma

• http://www.hypertherm.com/pt/Training_and_education/Intro_to_plasma/What_is_plasma/what_is_plasma.jsp