Pelajaran 6.3MemotongBab 6 · Pemotongan dan permesinan non-tradisional

Pemotongan plasma

Semburan gas super panas melelehkan menembus pelat konduktif

Pemotongan plasma mengiris pelat logam dengan busur listrik yang diperas menjadi semburan tipis gas super panas. Ini andalan untuk pelat baja setebal sekitar 3 hingga 50 mm: rangka trailer, alas mesin, braket, dan pekerjaan perbaikan. Unit genggam muat di bagasi mobil; meja plasma CNC memotong komponen dari selembar pelat penuh.

Foto: Devaes, CC BY-SA 3.0, melalui Wikimedia Commons

Obor plasma dipotong terbuka di atas pelat, potongan samping sepanjang potonganGambar adalah potongan samping sepanjang potongan, dengan obor terbelah; obor bergerak ke kiri. Angka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah.

Cara kerjanya

Tutup sirkuit. Klem menghubungkan pelat ke sisi positif catu daya DC (arus searah, seperti baterai). Elektrode di dalam obor adalah sisi negatif.
Mulai dengan pilot arc. Udara bertekanan, atau gas lain, berputar melalui obor. Pilot arc kecil (percikan awal) antara elektrode dan nosel mengubah sebagian gas menjadi plasma, gas yang menghantarkan listrik.
Peras busur. Lubang sempit nosel memeras busur dan gas menjadi semburan tipis yang sangat cepat, sekitar 20.000 °C di intinya.
Jangkau pelat. Saat semburan menyentuh pelat, busur melompat ke logam dan arus potong penuh mengalir melaluinya, sering puluhan hingga ratusan ampere. Logam meleleh menembus ketebalannya.
Tiup keluar. Semburan meniup logam cair keluar dari dasar potongan sebagai percikan, biasanya ke meja air yang juga menangkap asap. Sebagian logam menempel di tepi bawah sebagai dross (manik yang membeku kembali).
Ikuti jalur. Gantri CNC menggerakkan obor sepanjang kontur dan menjaga ketinggiannya konstan; dengan obor genggam, seseorang yang mengarahkannya.

Fakta kunci

Material: Logam apa pun yang menghantarkan listrik: baja lunak dan baja tahan karat, aluminium, tembaga, kuningan
Komponen khas: Braket, pelat dasar, flensa, gusset, komponen rangka, pemotongan skrap dan pembongkaran
Ukuran komponen: Pelat biasanya setebal 1 hingga sekitar 50 mm; meja CNC sering 1,5 × 3 m dan jauh lebih besar
Presisi: Biasanya sekitar ±0,5 mm; obor fine-arc (high-definition) lebih baik
Hasil permukaan: Lebih kasar daripada laser, dengan sedikit kemiringan (bevel), dross di tepi bawah, dan zona terpengaruh panas yang lebih lebar (pita yang berubah akibat panas)
Ukuran batch yang cocok: Perbaikan satuan hingga seri komponen pelat pada meja CNC
Biaya perkakas dan mesin: Tanpa perkakas, tetapi elektrode dan nosel aus; unit genggam dari beberapa ratus dolar, meja CNC dari puluhan ribu
Kecepatan: Beberapa meter per menit pada baja 6 hingga 12 mm, lebih cepat daripada laser pada pelat tebal

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Cepat dan murah pada pelat baja menengah dan tebal
Mesin berbiaya rendah, termasuk unit genggam portabel
Memotong baja tahan karat dan aluminium, yang tidak bisa dipotong nyala oxy-fuel
Kepala bevel memotong tepi miring yang siap dilas

Batasan

Hanya logam konduktif listrik
Kerf lebih lebar (1,5 hingga 4 mm) dan kurang presisi daripada laser atau waterjet
Tepi sedikit miring dan dross yang harus dipahat atau digerinda
Busur yang terang, asap, dan kebisingan butuh layar pelindung dan penyedot

Di mana dipakai

Fabrikasi bajaPelat dasar, gusset, braket untuk gedung dan jembatan
Alat berat dan pertanianPelat sasis, bucket, rangka traktor dan trailer
Galangan kapalPelat dan penguat lambung, sering dengan kepala bevel
HVAC dan saluran udaraFitting saluran udara yang dipotong dari lembaran galvanis tipis
Perbaikan, skrap, dan pembongkaranPemotongan genggam di lokasi, membongkar struktur baja

Cara mengenalinya

Tepi potong yang sedikit tidak siku, sering lebih siku di satu sisi potongan daripada sisi lainnya.
Manik dross, logam yang membeku kembali, di sepanjang tepi bawah, atau bekas gerinda tempat dross dibuang.
Garis seret melengkung pada permukaan potong yang tertinggal ke arah bawah, dan pita biru atau kuning jerami di samping potongan.
Lubang yang sedikit meruncing atau dengan lekukan kecil tempat potongan dimulai (titik tusuk).

Bandingkan dengan

Pemotongan laser6.2tepi lebih tajam dan lebih presisi dan kerf lebih sempit, tetapi lebih lambat dan lebih mahal pada pelat tebal.Pemotongan waterjet6.4tanpa panas dan memotong material apa pun, tetapi jauh lebih lambat dan lebih mahal per meter potongan.Pengelasan busur7.1jenis daya dan busur yang sama, dipakai untuk menyambung logam, bukan memotongnya.

Tonton

Messer Cutting · Busur, gas, dan obor, dijelaskan dengan sederhana

Hypertherm EMEIA · Kapan plasma mengalahkan nyala gas, dan kapan tidak

Westermans International · Pemotongan CNC high-definition dan kualitas tepinya dari dekat

Bueno's Handyworks · Obor genggam memotong di bengkel kecil

Lihat foto asli

Wikipedia: Plasma cutting — prinsip, obor genggam dan CNC, pemotongan bevel dan tabung, sejarah
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Busur yang diperas nosel kecil mengubah gas menjadi semburan plasma yang melelehkan dan meniup keluar logam.
Pelat adalah bagian dari sirkuit listrik, sehingga plasma hanya memotong logam konduktif.
Nilai terbaik pada pelat baja setebal beberapa milimeter hingga beberapa sentimeter; lebih kasar daripada laser.