Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy cắt plasma

Máy cắt plasma hoạt động như thế nào? Tìm hiểu chi tiết về nguyên lý cơ bản và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt plasma. Cùng LECI khám phá và nắm vững những thông tin này để ứng dụng hiệu quả công nghệ cắt plasma trong công việc của bạn.

Những điều cơ bản của máy cắt plasma

Plasma là gì ?

Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất, nếu mức nhiệt tăng lên một lần nữa, các khí tạo nên hơi nước sẽ trở nên ion hóa và dẫn điện, trở thành plasma. Máy cắt plasma sẽ sử dụng khí dẫn điện này để truyền năng lượng từ nguồn điện sang bất kỳ vật liệu dẫn điện nào, tạo ra quá trình cắt sạch hơn và nhanh hơn so với oxyfuel.

Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất

Sự hình thành hồ quang plasma bắt đầu khi một loại khí (oxy, nitơ, argon hoặc không khí) bị đẩy qua một lỗ nhỏ của vòi phun trong mỏ hàn. Một hồ quang điện từ nguồn điện bên ngoài được đưa vào luồng khí có áp suất cao này, tạo ra "tia plasma" cực nóng (lên đến 40.000°F), nhanh chóng xuyên qua phôi và thổi bay vật liệu nóng chảy.

Xem thêm: Công nghệ cắt plasma kim loại. Ưu và nhược điểm của kỹ thuật này

Các thành phần của hệ thống plasma

Nguồn điện - Nguồn điện plasma chuyển đổi điện áp AC thành DC (200-400V) để duy trì hồ quang plasma. Nó cũng điều chỉnh dòng điện phù hợp với vật liệu và độ dày cần cắt.

Bảng điều khiển khởi động hồ quang - Mạch ASC tạo ra điện áp cao (5.000 VAC, 2 MHz) để tạo tia lửa và hồ quang plasma trong mỏ hàn.

Đèn khò plasma – Giúp căn chỉnh và làm mát cho các vật tư tiêu hao như điện cực, vòng xoáy và vòi phun.  Dùng thêm nắp chắn để cải thiện chất lượng cắt và giữ chặt tất cả các bộ phận với nhau bằng nắp giữ bên trong và bên ngoài.

Đèn khò máy cắt plasma

Khí tạo ra Plasma

Khí tạo plasma (như nitơ, argon, hydro, oxy, không khí nén) cần đảm bảo: tạo dáng hồ quang tốt, bề mặt cắt đẹp, truyền nhiệt hiệu quả, tuổi thọ mỏ cắt cao, bổ sung nhiệt cắt và an toàn, kinh tế. 

• Khí trơ cho bề mặt cắt sạch nhất (cho kim loại màu). 
• Oxy nguyên tử cải thiện truyền năng lượng. 
• Khí chứa oxy hiệu quả năng lượng cao. 
• Không khí nén được dùng nhiều nhất. 

Có thể thêm nước để cải thiện chất lượng cắt thép và tăng tốc độ. Thêm khí cháy để tăng tốc độ cắt đồng và hợp kim đồng, cải thiện chất lượng bề mặt.

Máy cắt plasma hoạt động như thế nào 

Đại đa số các hệ thống cắt plasma hiện nay có thể được phân thành 2 loại là máy cắt plasma cầm tay và máy cắt plasma CNC

Máy cắt plasma vận hành cầm tay

Trong một hệ thống plasma cầm tay điển hình, các bộ phận tiêu hao là điện cực và vòi phun tiếp xúc với nhau bên trong mỏ cắt khi ở trạng thái TẮT. 

Khi bóp cò, nguồn điện tạo ra dòng điện DC chạy qua kết nối này, đồng thời bắt đầu dòng khí plasma. 

Khi khí plasma (khí nén) tích đủ áp suất, điện cực và vòi phun bị đẩy ra xa nhau, tạo ra tia lửa điện chuyển đổi không khí thành tia plasma. 

Dòng điện DC sau đó chuyển từ điện cực sang vòi phun, đến đường dẫn giữa điện cực và phôi. Dòng điện và luồng khí này tiếp tục cho đến khi nhả cò.

Máy cắt plasma vận hành cầm tay

Vận hành Plasma chính xác

Bên trong mỏ cắt plasma chính xác, điện cực và vòi phun không chạm nhau mà được cách ly bởi một vòng xoáy có các lỗ thông hơi nhỏ, biến khí mồi/khí plasma thành một luồng xoáy.
Khi có lệnh khởi động đến nguồn điện, nó tạo ra điện áp mạch hở lên đến 400VDC và bắt đầu dòng khí mồi qua một bộ dây dẫn đến mỏ cắt. Vòi phun tạm thời được kết nối với điện thế dương của nguồn điện thông qua mạch hồ quang dẫn, và điện cực ở điện thế âm.

Tiếp theo, tia lửa tần số cao được tạo ra từ Bảng Điều Khiển Khởi Động Hồ Quang, làm cho khí plasma bị ion hóa và dẫn điện, tạo ra đường dẫn dòng điện từ điện cực đến vòi phun, và một hồ quang plasma dẫn được tạo ra. Dòng khí này buộc tia hồ quang này đi qua lỗ của vòi phun ra ngoài, tạo thành dòng mồi hồ quang (Pilot arc).

Khi hồ quang dẫn tiếp xúc với phôi (được kết nối với đất qua các thanh của bàn cắt), đường dẫn dòng điện chuyển từ điện cực sang phôi, và tần số cao tắt và mạch hồ quang dẫn được mở.

Nguồn điện sau đó tăng dòng điện DC lên cường độ dòng điện cắt được chọn bởi người vận hành và thay thế khí mồi bằng khí plasma tối ưu cho vật liệu được cắt. Khí bảo vệ thứ cấp cũng được sử dụng, chảy bên ngoài vòi phun qua nắp chắn.

Hình dạng của nắp chắn và đường kính lỗ của nó buộc khí bảo vệ thắt chặt thêm hồ quang plasma, dẫn đến vết cắt sạch hơn với góc vát rất nhỏ và khe hẹp hơn.

Những điều cân nhắc khi lựa chọn máy cắt plasma

Loại vật liệu và độ dày 

Tuân thủ độ dày đâm thủng tối đa cho khả năng tối đa của máy của bạn. Bạn có thể thoát khỏi việc vượt quá khuyến nghị nhưng điều đó sẽ làm giảm tuổi thọ của mỏ cắt hoặc vật tư tiêu bạn. 
Ví dụ, Hypertherm 45 XP có độ đâm thủng tối đa là ½ inch với độ cắt tối đa được khuyến nghị là 5/8 inch. Hypertherm Powermax65 có độ đâm thủng tối đa là 5/8 inch và độ cắt tối đa được khuyến nghị là ¾ inch. Hypertherm Powermax85 có độ đâm thủng tối đa là ¾ inch và độ cắt tối đa được khuyến nghị là 1 inch.

Máy cắt plasma Powermax45 XP

Nguồn điện

Hãy đảm bảo vị trí của bạn có thể đáp ứng nhu cầu điện của máy bạn chọn. Nếu mạch tối đa của bạn là 60A và bạn mua Powermax65 hoặc 85, bạn có thể sẽ bị ngắt cầu dao liên tục và tự tạo ra nguy cơ sự cố.

Khí nén

Bạn cần cung cấp khí nén sạch và khô cho máy của mình. Khí càng sạch và khô thì chất lượng cắt càng tốt và tuổi thọ vật tư tiêu hao càng dài. Nhu cầu khí của máy cắt plasma khác nhau nhưng thường được biểu thị bằng SCFH. Ví dụ: Hypertherm Powermax45 XP cần 400 SCFH ở 90 psi hoặc 6,6 SCFM; Powermax105 cần 460 SCFH hoặc 7,6 SCFM mỗi phút ở 85 psi. 

Kết luận

Bài viết trên đã phần nào giải đáp những thắc mắc của các bạn về công nghệ cắt plasma kim loại. Tóm lại, cắt plasma không phức tạp như bạn nghĩ. Miễn là bạn sử dụng máy cắt plasma chất lượng và tuân thủ các hướng dẫn cắt, phương pháp này sẽ cho ra đường cắt chất lượng. Ngoài ra, nếu có bất kỳ thắc mắc về việc sử dụng máy cắt plasma thì hãy liên hệ với chúng tôi, LECI chuyên cung cấp các dòng máy cắt plasma Hypertherm chính hãng cùng với vật liệu tiêu hao luôn sẵn sàng phục vụ và đáp ứng nhu cầu của bạn.

LECI - Đại lý phân phối máy cắt plasma Hypertherm chính hãng

Thông tin chi tiết:

• Văn phòng chính: Phòng 1901, Tòa nhà Saigon Trade Center, số 37 Tôn Đức Thắng, P. Bến Nghé, Q. 1, Tp. HCM, VN
• Chi nhánh: Quận Long Biên, Hà Nội
• Email: sales@leci.vn
• SDT: 0938746286
• WhatsApp: +84 90 1442689
• Website: hypertherm.vn

>> Tham khảo thêm các website của chúng tôi:

Lecilaser.com

Lecitubes.com