Các phơng pháp cắt hiện nay trên thế giới

Do sự phát triển của nghành công nghiệp gắn liền với quy trình tìm kiếm các loại vật liệu mới, các vật liệu đợc đặc trng bởi các tính chất sau:

_ Khả năng trống chịu mài mòn cao.

_ Độ cứng và độ bền cao.

_ Làm việc ổn định trong các môi trờng hoá chất.

V dí ụ: các loại vật liệu đang đợc sử dụng phổ biến: thép titan; thép không rỉ;

hợp kim cứng; vật liệu gốm, kính, composit…

Với những tính năng trên các phơng pháp cắt uyền thống gặp nhiềutr khó khăn, không gia công đợc hoặc gia công không đạt yêu cầu. Vì vậy trên thế giới đã nghiên cứu một loạt các phơng pháp cắt mới:

_ Cắt siêu âm.

_ Cắt điện hoá.

_ Cắt bằng chùm tia laze.

_ Cắt bằng tia nớc.

_ Cắt bằng tia nớc có hạt mài.

_ Cắt bằng tia lửa điện.

_ Cắt bằng tia plasma.

2.3. ứng dụng plasma để cắt kim loại.

o Plasma đợc hiểu là khí bị ion hoá (chỉ chứa các điện tử và ion hoá)và có khả năng dẫn điện. Hồ quang điện có thể tạo ra từ chất khí.

Trong trạng thái này các khí sẽ trở nên dẫn điện do kết quả của sự ion hoá của các nguyên tử khí. Để đa đến trạng thái ion hoá của các khí cần phải có một nguồn năng lợng thích hợp nhất đó là nhiệt của hồ quang điện.

Bởi vậy có thể coi plasma là một dạng hồ quang đặc biệt mà nhiệt độ của nó có thể lên rất cao. Nhiệt độ chùm plasma phụ thuộc vào khí đa vào vùng trạng thái plasma, các khí này có các tính chất vật lý khác nhau, điện thế ion hoá khác nhau. Hiện nay ngời ta dùng các loại khí:

o Để tạo ra tia Plasma, ngời ta thực hiện nh sau :

- Tạo ra sự phóng điện giữa 2 bản cực mang điện tích trái dấu nhau ( Hồ quang điện)

- Đa khí có động năng lớn vào luồng hồ quang điện

- Các phân tử khí có động năng lớn va chạm với các hạt e trong hồ quang

điện sẽ tạo ra nguồn năng lợng lớn.

Khí Đạt nhiệt độ

Hydro 8000°k

Nitơ 7500°k

Argon 15000°k

Hêli 20000°k

Không khí

o Để ứng dụng tia Plasma vào việc cắt kim loại, ngời ta thực hiện nh sau:

- Cho 1 bản kim loại (điện cực) tích các hạt e. Bao bọc bên ngoài là vỏ

đồng (mỏ khí)

- Chi tiết cần cắt tích điện dơng

- Thực hiện sự phóng tia Plasma giữa điện cực và chi tiết cần cắt

Không khí sau khi đợc nén dới áp suất nhất định ở máy nén, sẽ đợc dẫn

đến mỏ khí. Tại đây khí nén đi qua luồng hồ quang, các phân tử khí va chạm với các hạt electron trong hồ quang tạo ra tia plasma, các tia plasma tập trung tạo thành nguồn năng lợng lớn phóng xuống cắt chi tiết.

_ Dòng plasma cho nhiệt độ cao có thể làm nóng chảy kim loại và do tốc độ lớn nó rễ ràng loại bỏ kim loại ra khỏi rãnh cắt mà không cần có khí bảo vệ. (Cho nên cắt plasma cho chất lợng cắt cao hơn nhiều so với cắt oxy)

o Sơ đồ nguyên lý cắt

o Phạm vi ứng dụng của tia plasma:

Để làm rõ phạm vi ứng dụng của tia plasma, chúng ta hãy xét độ chính xác chế tạo chi tiết cũng nh chiều dày cắt đợc của chi tiết nh hình dới đây qua các thời kỳ khác nhau- khi mà độ chính xác của cắt Plasma ngày càng đợc cải thiện :

- Những năm 1970 ngời ta thực hiện các nguyên công

 Cắt phôi ban đầu bằng tia Plasma (phôi chữ nhật)

 Thực hiện tiện bao

 Khoan các lỗ

- Những năm 1980 ngời ta thực hiện các nguyên công

 Cắt phôi ban đầu bằng tia Plasma (phôi tròn)

 Thực hiện tiện bao

 Khoan các lỗ

φ φ φ φ φ 300 φφφφφ150 4 trous φφφφφ12 à sur φ φ φ φ φ 230

1

94235 BRID BON POUR

EXECUTION Quantité : 200

- Những năm 1995 đến nay, ngời ta thực hiện các nguyên công

 Cắt đạt sản phẩm bằng tia Plasma

Với sụ phát triển của khoa học kỹ thuật và sự trợ giúp của máy tính, ứng dụng tia Plasma vào công nghiệp ngày càng đạt đợc độ chính xác cao hơn o Chiều dày thực hiện của tia plasma.

Đê làm rõ khả năng cắt của tia Plasma, chúng ta hãy so sánh khả năng cắt của tia Plasma với các phơng pháp cắt khác: Laser, Hạt mài(abrasif), Ngọn lửa Oxy… đợc thống kê theo biểu đồ dới đây:

- Vật liệu là thép cácbon

- Vật liệu là Inox

- Vật liệu là Nhôm

o Các lĩnh vực sử dụng tia plasma.

Plasma đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hàn và cắt kim loại

 Trong lĩnh vục hàn: Plasma đợc dùng để hàn các kết cấu cơ khí bằng thép, hàn bảng mạch điện tử;

Hàn bản mạch điện tử, chân IC

 Trong lĩnh vực cắt kim loại:

Cắt plasma có thể đợc dùng cho mọi kim loại và hợp kim, phơng pháp này có tính linh hoạt cao, chất lợng ổn định và cao hơn, tiết kiệm điện năng và chi phí.

Đây là quy trình đợc sử dụng nhiều trong đóng tầu, kĩ thật hạt nhân, điện tử, không gian và nhiều lĩnh vực công nghiệp khác. Nó cho phép ứng dụng trong các lĩnh vực: ống thép không rỉ và ống titan; Hệ tống chịu nhiệt và chịu áp lực cao; ống làm việc ở nhiệt độ tháp và áp lực cao; Nghành đóng tàu, ôtô, chế tạo máy…

.