Paslanmaz Cnc Plazma Kesim


CNC PLAZMA KESİM NEDİR?

Madde gaz halinde iken doğru koşullar altında maddeye enerji verilmeye devam edilmesi, maddenin ya da metalin plazma haline geçmesine yol açar. Enerjinin kaynağı elektrik olabileceği gibi, plazma kesimde bu kaynak ısıl veya ışın kökenli de olabilir.

Plazma safhasını gaz safhasından ayıran en önemli farklılığı elektriği iletmesi, çok yüksek sıcaklıkta olması ve ışık yaymasıdır. Maddenin plazma hali, serbest halde gezinen elektronlardan ve elektronlarını kaybetmiş atomlardan (iyonlardan) oluşmasıdır. Günümüzde plazma kesim  teknolojik olarak evrimleşerek imalat ve sanayide, tıpta, ışıklandırmada, televizyonlarda, enerji üretiminde (nükleer) ve daha birçok teknolojide kullanılmaktadır. Plazma oluşumunda eşit miktarda pozitif ve negatif yük içerir. Elektriği ileten tüm maddelere uygulanan prensiplerin çoğu plazmalar için de geçerlidir. Plazma gibi plazma kesim de elektrik alandan ve manyetizmadan etkilenir. Plazma sıcaklıklarına  göre ve hacimlerindeki yüklü parçacıklarına göre sınıflandırılırlar. Floresan lambalarındaki ışıldama, kaynak sırasında görülen mavi ışık yıldırım ve şimşek de birer plazmadır. Güneşin içerisinde farklı türlerde plazmalar vardır. Kutuplarda görünen auroralar da bir çeşit plazmadırlar. Sonuçta metallerin kesiminde de kullanılmasına olanak vardır.

CNC PLAZMA-OKSİJEN KESİM NASIL GERÇEKLEŞİR?

Bu plazma kesimi termal bir testere yardımıyla yapmaktayız. Plazma -oksijen kesim basit olarak torç içerisinde akan gaza enerji verilerek kısmen iyonlaştırılması yani plazma haline dönüştürülmesi, oluşan yüksek sıcaklıktaki plazmanın da gaz akışı etkisiyle nozul ağzından, pozitif kutup olan malzemeye metal saca yönelmesi, malzemeyi yani metali ergitmesi ve ergiyen malzemenin akan gazın jet etkisiyle uzaklaştırılması ile gerçekleştirilir. En yaygın olarak, sektörde yapılan plazma ile sac kesim işleminde 1-80 mm (optimum 1-32mm)kalınlık aralığında olan metal sacların kesimi gerçekleştirilir. En çok plazma kesimden faydalanan sanayi kısımları, demiryolları, vagon sanayi, gemi inşaat sanayi, (tersaneciler), makinaciler, basınçlı kap imalatçıları (degazör, su depoları, sıcak su kazanları emprenye, kalorifer kazanları) dır.

 CNC PLAZMA İLE SAC KESME SİSTEMİ:

Genel olarak otomasyona yönelik bir plazma ile sac kesimi sisteminde şu unsurlar olmalıdır:
• Güç kaynağı: Bir doğru akım kaynağıdır. Yüksek gerilimde sabit doğru akım sağlar. İşlem içerisinde vazifesi iyonizasyon  sonrası plazmanın devamlılığını sağlamak için gerekli enerjiyi sağlar.
Yüksek frekans ateşleme devresi:2MHz de 5000 ile 10000 volt arası alternatif akım oluşturan devredir. Taşıyıcı gazın iyonlaşması için gerekli pilot arkı ateşler.
• Gaz konsolu: Taşıyıcı(plazma) ve koruyucu gazın akışını hızlarını, karışım oranlarını ayarlamak ve plazma gazlarını seçmek için kullanılır. Günümüz plazma kesim makinaları elektronik kontrollüdür.
• Torç: İçinde plazma gazı ve koruma gazının aktığı nozül, elektrot lüle, nozül dış kapağı, koruyucu kafa ve kapağını bir arada tutan parçadır. Plazmayı oluşturmak ve odaklamak için tasarlanmıştır. Koruyucu gaz ve koruyucu gaz ve soğutma sıvısı akışını da sağlar. Gövde için özel tasarlanmış kanallar ve  elektrik bağlantıları vardır. Taşıyıcı sistem ve kontrol sistemi torç hareketini ve tüm sistemin kontrolünü sağlar. Soğutma sistemi de soğutucu sıvının sistem içerisinde dolaşmasını sağlar. Aspiratör sistemi de plazma kesim esnasında ortaya çıkan gazı ve dumanı çalışma alanından uzaklaştırır. Plazma kesim işleminin başlaması, güç kaynağından gelen bir sinyal eş zamanlı olarak açık devre gerilimini  açar ve plazma kesim makinasının torçuna gaz akışı başlar. Sistemde nozül ve malzeme güç kaynağının pozitif kutbuna, elektrot ise negatif kutbuna bağlıdır. Taşıyıcı gaz nozül ve elektrot  arasında arasındaki boşluktan geçerek nozül ağzından akamaya başlar. Bu esnada yüksek frekans ateşleme devresi, nozül ile elektrot arasında yüksek frekansta arklar oluşturur.
Taşıyıcı gaz bu arklardan gelen enerji ile kısmen iyonize olur. Yüksek akış hızındaki gaz itme etkisiyle bu akım yolunun pozitif kutbunu dışarıya (nozülden plazma ile kesimi yapılan metal yüzeye) doğru yöneltir. Pozitif kutuptaki malzeme ile artık akım devresi tamamlanmış olur ve yüksek frekans devresi kapanır. Gazın sürekli olarak iyonizasyonu sonucu plazma oluşumu doğru akım devresinden gelen enerji ile sağlanır. Bu şekilde elde edilen plazma metoduna taşına ark metodu denir. Plazma kesim işlemi, plazmanın yüksek sıcaklığı nedeniyle metal yüzeyi lokal olarak ergitmesi ve yüksek akış hızındaki taşıyıcı gazın ergimiş metali püskürterek malzemede bir delik açması ile başlar. Bu esnada torç taşıyıcı sistem ile arkın sürekliliğini kaybetmeyecek bir hızda hareket ettirerek kesme işlemini gerçekleştirir. Plazma kesim işlemi genel itibarı ile taşınan ark metodu ile gerçekleşmektedir.

TAŞINMAYAN ARK METODU:

 Diğer bir plazma kesim metodu ise taşınmayan ark metodudur. Bu teknolojide torç teknolojisi farklıdır. Plazma arkı malzemeye yani kesimi ya da delimi yapılacak metale transfer edilmeden nozul ile elektrot arasında başlar ve akan gaz etkisi ile sürekliliğini kaybetmeyecek şekilde plazma torç ucunda alev şeklinde çıkar. Genel olarak bu metod metal gibi olamayan malzemelerde kullanılır.  Yüzey kaplama işleminde kullanılması uygundur. CNC Plazma kesim işleminde kesimini yapabildiğimiz malzemeler: Alaşımlı çelik, paslanmaz çelik, karbon çeliği, alüminyum alaşımları, titanyum ve bakır ve alaşımları kesilmektedir. Nikel Titanyum ve alaşımları olan metal sac ve  borular ancak talaşlı işlemden önce malzemeyi kesip hazırlamak için uygun olabilir. Bu metal malzemelerin plazma ile kesiminde kesme ağzı ve yüzeyinde pürüz ve renk değişimi görünmektedir. Metallerin plazma kesimi esnasında plazma gazı kombinasyonları, gazların akış hızları ve metal malzemenin kalınlığı  kesim kalitesini etkiler. CNC Plazma kesim sistemlerinde iyi bir kesim kalitesi elde etek için taşıyıcı ve koruyucu gaz olarak çeşitli gazlar ve karışımları kullanılmaktadır. Kullanılacak plazma kesim gazlarının arasındaki iyonlaşma enerjileri termal iletkenlik ve reaktiflik özelliğine bağlıdır.

Azot, oksijen, ve argon -hidrojen  gazları en çok kullanılan gazlardır. CNN plazma kesimde kaliteyi belirleyen standartlar ISO9013, DIN 2310 gibi termal kesme standartlarıdır. Kesme yüzeyi açısı (diklik) ve pürüzsüzlük ve ayrıca kesme kenarı yuvarlaklığı, sakal oluşumu, üst serpinti ve yarık aralığı ölçüsü de CNN plazma kesimde kaliteyi belirleyen kriterlerden en önemlileridir. CNC plazma kesim işleminde kesme yüzeyi açısı, kesme yüzeyinde oluşan eğim miktarıdır. Genel olarak diklik değeri ile belirlenir. Pratik değerler vermek gerekirse CNC plazma kesimdeki eğim malzeme tarafında 1-3 derece atıl malzeme tarafında 3-8 derece arasında değişir. Düz akış içeren torçlarda ise 4-8 derece arasında kesim açısı ortaya çıkması normal kabul edilir.


• Pürüzsüzlük: Kesilen yüzeyin üst ya da alt yüzeyinde standartlarda tanınmış mesafe ve aralıklarda ölçülür. Genel olarak bu değeri kesme hızı, gaz akış hızı, torç hareketleri belirler ve etkiler,
• Kesme hattı çizgileri: Kesilen sac malzeme kesme yüzeyi boyunca oluşan dalgalanmadır. Kullanılan gaz, güç kaynağı çıkışındaki süreklilik, torç yapısı, mekanik sistemdeki sarsılma (titreşim) tamamen bu konudaki kaliteyi etkiler.
• Üst kesme kenarı yuvarlaklığı: Plazma kesimde karakteristik bir özellik olup malzemenin üst yüzeyinin plazma arkı ile daha uzun süre etkileşimi yüzünden oluşur. Bu yuvarlaklık ince yani düşük kalınlıktaki yüzeylerde daha çok kendisini gösterir. CNC plazma da bu etki en az düzeyde görünür.
• Çapak: Plazma kesim esnasında plazmanın keserek erittiği metalin eriyerek kesimi yapılan yüzeyin arka yüzeyine yoğuşarak yapışmasından oluşur. Kesme hızına, gaz seçimine, akım şiddetine ve malzeme türüne göre çapaklanma azalır yada çoğalır.
• Kesme aralığı:CNC Plazma kesim esnasında plazmanın metali keserken oluşturduğu açıklıktır. Nozül ağzı açıklığının bir ya da iki katı kadar bir kesme aralığı oluşması normal olup daha fazla olması durumu tersine çevirir. Torç ile kesimi yapılan metal kısım arasındaki açıklık da önemlidir. Akım şiddeti kesme hızı da plazma kesimde kaliteyi belirler birer unsur olur. Plazma kesimi anlatırken son kalite belirleyen etmen üst serpintidir. Üst yüzeydeki oluşan çapaklanmadır. Kesimi yapılan sac yüzeyle torç arasındaki uzaklık çapak oluşumunda ve üst serpinti oluşmasında en başta gelen etmendir. Çok yavaş ilerleme hızıyla yapılan kesimlerde görüldüğü gibi aşınmış nozül nedeni ile de ortaya çıkması mümkündür.