دانلود پروژه رشته جوشکاری در مورد برشكاری قوسی پلاسما – قسمت اول

دانلود پایان نامه

برشكاری قوسی پلاسما

برشكاری قوسی پلاسما (PAC) برای برش هر نوع فلزی استفاده می شود ، برشكاری قوس پلاسما غالباً برای برشكاری فولاد كربنی ، آلومینیوم و فولادهای ضد زنگ بكار می رود ، این فلزات از پر مصرف ترین و متداول ترین فلزاتی هستند كه در كارگاه جوشكاری استفاده می شوند علاوه بر این فرایند جوشكاری استفاده می شوند علاوه بر این فرایند PAC بر روی هر فلز هادی مانند مس برنج ، و برنز ، نیكل و آلیاژهای آن فلز ، زیركونیم بنحو دقیقی موثر واقع می گردد ، و حتی برشكاری PAC ،برای برش اورانیم نیز بكار می رود .

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

دلایل استفاده از PAC

فرایند برشكاری PAC برای برش ورقهای روی هم انباشته ، پخ زدن ورق ، برشكاری شكل گیری (الگو بری) و سوراخ كاری استفاده می شود . در حقیقت مشاهده خواهید كرد كه برشكاری های PAC نسبت به شعله اكسی سوخت با ورود حرارت كمتری (با توجه به اینكه پلاسما بسیار داغ تر است ) انجام خواهد گرفت ،چون مشعل پلاسما تا اندازه ای سریع تر از شعله اكسی استیلن كار می كند وسوختی یا اكسید شدگی در مسیر برشكاری و داخل فلز بوجود نمی آید ولی عوض ذوب خواهد شد و بعضی مواقع ، فلز داخل شكاف به طور یكنواخت تبخیر می گردد . نتیجتاً مسایل به طور و مشكلات كاری همراه با تغییر شكل و پیچیدگی فلز اصلی وجود دارد . غالباً مشعل های PAC در برشكاری شكلی (الگوبری) و در ماشین های شیار زنی و در آوردن شیارهای چهار گوش با سرعت زیاد بكار می رود . برشكاری قطعات نسبتاً كوچك به علت وجود جریان برق و OCV زیاد كمی پیچیده و قابل بحث می باشد . سطح صدای جریان شدید گاز پلاسما با سرعت زیاد بسیار است و در حین عمل ، بر اثر سوختن و تبخیر ذرات فلزی ، مقدار كمی دوده فلزی تولید می گردد .

صدا و دودهای حاصل از مشعل دستی با اشكال زیاد كنترل می شود ولی كنترل صدا و دودهای حاصل از مشعل اتوماتیكی كه بر روی ماشین برشكاری شعله ای مناسب نصب گردیده هیچ مشكلی ندارد .چرا كه دودها و حرارت و صدای حاصل از مشعل پلاسما كه بر روی ماشین برشكاری بزرگ نصب گردیده با گذاشتن ورق برشكاری بر رویمیز پر از آب به راحتی قابل كنترل هستند چون آب درست به ته ورق تماس پیدا می كند . باعث می شود دودها و سرباره همانطور كه از ته شكاف بیرون آید ،/ در همان جا غوطه ور گردد و صدای جریان شدید پلاسما كه در نازل (گلكی)مشعل بوجود آمده با آب خفه شود .

در صورت لزوم می توانید از لباسهای مقاوم صنعتی همانند خفه كن های گوش استفاده نمائید .

سرعت های برشكاری

با استفاده از ماشین برشكاری مناسب (ماشینی كه برای فرایند پلاسما ،‌سرعت های زیاد بدون اتلاف وقت برش و تلرانس بوجود می آورد) می توان فلزاتی كه با استفاده از مشعل اكسی سوخت نیاز به سرعت های 25 IN.MIN تا 20 دارند با سرعت های 150 IN. min تا 100 برش داد . برشكاری تعدادی از فلزات نازك از سرعت های تا حدود 300 in/min استفاده می گردد . برای كارگر برشكاری دستی امكان ادامه برشكری با مشعل برشكاری پلاسما با سرعت موثر وجود نخواهد داشت .

چنانچه ضخامت فلز در حدود 3in و از جنس ورق فولاد كربنی باشد چنین فلزی با فرایند اكسی استیلن سریعتر از فرایند PAC بریده می شود ،به هر حال در برشكاری فلزات با ضخامت زیر 1in PAC تا پنچ برابر سریعتر از فرایند برشكاری اكسی استیلن موثر می باشد . تصیمیم گیری درباره استفاده از PAC برای فولادهای كربنی كه       می توان با اكسی استیلن برید ، بر اساس سودمندی با كارآئی PAC در مقابل هزینه بالای تجهیزات انجام می گیرد .

بكار گیری سرعت زیاد در مقابل هزینه بالای تجهیزات بگونه ای است كه اغلب تجهیزات PAC كه بر اساس ماشین های برشكاری شعله ای با سرعت زیاد طراحی گردیده برای مقادیر زیادی از برشكاری شكلی بكار می رود . سرعت و سودمندی تجهیزات به سازنده كمك می كند كه در این زمینه سرمایه گذاری زیادی بنماید . در زمان استفاده از PAC می توران تجهیزاتی بر روی ماشین برشكاری هماره با مشعل های اكسی سوخت ، نصب كرد و به سازنده قطعات حجیم اجازه داد كه متناسب با برش ورقهای آهنی یا غیرآهنی مواد ضخیم یا نازك از اكسی سوخت به پلاسما یا پلاسما به سوخت استفاده نماید .

مزایای اقتصادی و صرفه جوئی PAC نشان خواهد داد كه اغلب برشهای طویل و مداوم بر روی تعداد زیادی از قطعات كار اجرا گردد . این نوع برشكاری حجیم غالباً در محوطه های كشتی سازی ، كارخانجات مخزن سازی ،كارگاههای ساخت پل های فولادی و مركز تهیه فولاد مشاهده گردیده است .

تجهیزات قوسی پلاسما

در این مورد استفاده از میله لخت لازم و ضروری است و PAC نیازمند برشكاری است كه مثل مشعل جوشكاری پلاسما كار كند و علاوه بر این به منبع برق رسانی مناسب و آبرسانی تمیزی نیاز دارد .

مشعل پلاسما

مشعل PAC قبل از انبر الكترودی است كه نوك الكترود د رداخل و مركز سوراخ نازل پلاسمای متمركز آن قرار می گیرد . الكترود ونازل با آب خنك می شوند و گاز پلاسما از طریق مدخل مشعل به اطراف الكترود تزریق گردیده و از طریق سوراخ مختلف برای هر مدل مشعل قابل استفاده هستند .قطر سوراخ به جریان برشكاری بستگی دارد . هر چه قطر سوراخ بزرگتر باشد ،جریان زیادتری نیازدارد . طرح نازل به كاربرد نوع مشعل PAC و فلز برش بستگی دارد .

برای PAC از هر دو نازل تك دریچه و چند دریچه ای می توان استفاده كرد . نازل های چند دریچه ای ، دریچه هایی برای ورود گاز محافظ كمكی به اطراف سوراخ گاز پلاسمای اصلی دارند .

تمام گاز یونیزه از طریق سوراخ اصلی با همان سرعت جریان گاز پلاسما در هر واحد سطح عبور می كند . سرعت گاز پلاسما باندازه ای زیاد است كه بیش از حد معمولی بوده و این دلیلی برای كاربرد بسیار زیاد فرایند پلاسما خواهد بود . نازل های چند دریچه ای نسبت به نازل های تك دریچه ای با حركت در سرعت های مساوی برش هایی با كیفیت برش همانند فرایند اكسی استیلن با افزایش سرعت حركت كاهش می یابد .

كنترل كننده های برشكاری پلاسما

پایه و اساس كنترل PAC شامل والوهای سولونوئید میعنی بوده كه آب سرد كننده و گازهای حفاظتی را به جریان می اندازد یا متوقف می كند . دستگاه برشكاری قوسی پلاسما برای مصرف انواع گازهای مختلف محافظتی و برشكاری ، فلومترهائی دارد و چنانچه جریان آب سرد كننده از حد ایمنی افت پیدا كرد ، سوئیچ جریان آب برای توقف عملیات وارد عمل می گردد . كنترل كننده های PAC اتوماتیك با توان بالا همچنین شامل ویژگیهای برنامه ریزی خواهد بود كه برای تنظیم نوسانات بالا و پایین جریان برق بر اساس جریان گاز داخل سوراخ نازل بكار می رود .

منابع قدرت برشكاری پلاسما

منابع برق برای PAC از دستگاههای ویژه با OCV در حد 1400V تا 120 طراحی گردیده اند . منبع قدرت بر اساس كاربرد مشعل PAC نوع و ضخامت قطعه برش و حد سرع برشكاری انتخاب می گردد .

در برشكاری پلاسما از ماشین های DC با مشخصه Drooping Voltage ولتاژ افت كننده و جریان ثابت استفاده می شود .

فرایند برشكاری پلاسما بر اساس DCSP با قوس انتقالی متمركز كار می كند . برشكاری قطعات ضخیم به دستگاه OCV در حد 400 V نیاز دارد و برای سوراخ كاری مواد با همان ضخامت بكار می رود . تجهیزات برشكاری پلاسمای دستی با جریان برق كم از OCV كمتر از 120V تا 200 استفاده می كند . تعدادی از منابع برق جهت برشكاری شیار زنی با اتصالات مجهز گردیده اند كه از آنها برای تغییر یا تعویض OCV با مدار لازم برای اجرای كارهای ویژه استفاده می گردد .

سازندگان بسیاری از تجهیزات جوشكاری نسبتاً تجهیزات دستی نمی سازند چون كه مسایل ایمنی در نگهداری OCV حل گردیده و ایمنی انها به اندازه دو برابر بیش از ایمنی دستگاههای جوشكاری قوسی می باشد .

جریان خروجی حاصل از منبع قوس پلاسما در حدود 70 تا 100A است و انتخاب جریان مواد برشی به ضخامت آن و سرعت برشكاری بستگی دارد . این منابع برق همچنین مدارهایی برای قدرت پیلوت و منبع برق HF جهت شروع قوس خواهند داشت .


عملیات قوس پلاسما

در روش قوس انتقالی قوس در بین الكترود داخل مشعل و قطعه كار روشن می گردد . قوس اصلی با قوس پیلوت بین الكترود و نازل متمركز شروع خواهد شد . نازل از طریق مقاومت محدود كننده جریان و رله قوس پلیوت بوسیله مولد HF متصل به الكترود و نازل برق دارد می گردد . منبع برق برای ابقاء و نگهداری این قوس جریان كم در داخل مشعل طراحی گردیده است . گاز یونیزه از قوس پلیوت به داخل سوراخ نازل متمركز وزیده شده و مسیری با مقاومت كم برای روشن شدن قوس اصلی در بین الكترود و قطعه كار تشكیل می دهد . وقتی كه قوس اصلی روشن شد رله قوس پلیوت به صورت اتوماتیك باز شده تا از گرم كردن غیر لازم نازل متمركز جلوگیری گردد .

چون نازل متمركز پلاسما در معرض درجه حارت زیاد قرار دارد ، نازل باید از مس سرد شونده آبی ساخته شود . علاوه بر این مشعل باید به صورتی طراحی شده باشد تا مرزی از لایه گاز بین پلاسما ونازل تولید كند . در غیر این صورت درجه حارت فوق العاده زیاد پلاسما جداره های نازل و همچنین شكاف قطعه كار را ذوب خواهد كرد .

تغییرات یا اصلاحات فرایند پلاسما

برای اصلاح كیفیت برشها ، تغییرات زیادی در فرایند PAC داده اند . این تغییرات یا اصلاحات كلاً برای مواد یا قطعات به ضخامت 1/8 in تا 1/2in   قابل استفاده هستند. از محافظ كمكی به شكل گاز یا آب همچنین برای اصلاح كیفیت برش استفاده می شود .

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment