برش پلاسما: تکنولوژی پیشرفته و تفاوت‌ آن با سایر روش‌های برش

برش پلاسما به عنوان یکی از فناوری‌های نوظهور و پیشرفته شناخته می‌شود که تقریباً از سال ۱۹۸۰، با هدف برشکاری دقیق انواع فلزات، مورد استفاده قرار می‌گیرد. برش پلاسما در مقایسه با سایر روش‌های برشکاری فلز مانند لیزر یا واترجت، از کیفیت، دقت و سرعت اجرای بیشتری برخوردار است. این مقاله از آهن صد، با توجه به کاربرد گسترده برش پلاسما در صنایع و پروژه‌های بزرگ کشور، مواردی همچون نحوه عملکرد، قابلیت‌ها، کاربردها، مزایا و معایب آن را بطور کامل مورد بررسی قرار می‌دهد.

برش پلاسما چیست؟

برش پلاسما، به عنوان فرآیندی دقیق، حساس و بسیار پرهزینه محسوب می‌شود که قادر است انواع فلزات را به راحتی و با ظرافت فوق‌العاده، برش دهد. در ادامه، پیرامون ویژگی‌ها و نحوه عملکرد دستگاه برش پلاسما، شناخت بیشتری پیدا خواهید کرد.

تعریف فنی

برش پلاسما در حقیقت یک پروسه فیزیکی – شیمیایی است که با استفاده از قوس الکتریکی و گاز یونیزه شده (پلاسما)، انواع فلز را در طرح‌های گوناگون برش می‌دهد. از نظر علمی، پلاسما یکی از چهار حالت اصلی ماده محسوب می‌شود که قادر است با ایجاد حرارت و نیروی مغناطیسی، فلزات مختلف را به سرعت ذوب کند. معمولاً در پروژه‌های حساس و دقیق مانند تولید چیپ‌های کامپیوتری، استفاده از سیستم برش پلاسما رایج است؛ چرا که توانایی خوبی در ایجاد نقاط و اشکال کوچک روی اجسام فلزی دارد. 

مکانیزم عملکرد برش پلاسما

برش پلاسما، با ایجاد حرارت در گازهای یونیزه شده و ذوب کردن آهن، فرآیند برشکاری را انجام می‌دهد. در ابتدای این فرآیند، یک منبع تغذیه قرار دارد که با ولتاژ بالای برق، قوس الکتریکی ایجاد نموده و نقش اصلی را ایفا می‌کند. وجود قوس الکتریکی در این سیستم، باعث می‌شود گازهای خاصی مانند آرگون یا نیتروژن به پلاسما تبدیل شده و حرارت فوق‌العاده بالایی تولید کنند. در نهایت پلاسمای تولیدی، با فشار و دمای بالا از تورچ یا نازل دستگاه خارج شده و جسم فلزی را ذوب می‌کند. در این فرآیند، جریان گاز پلاسما باید مطابق سطح و قطر نازل تنظیم شود تا قوس دوگانه ایجاد نکند. در صورت افزایش جریان گاز و تشکیل شدن قوس دوگانه، نازل دستگاه بشدت آسیب دیده و ممکن است ‌خطرآفرین باشد. یکی از اقدامات جالب توجه در برش پلاسما، ترمیم و گرد کردن لبه‌های آهن است که بصورت خودکار توسط حرارت پلاسما انجام می‌شود. 

انواع فلزات قابل برش با پلاسما

دستگاه برش پلاسما قادر است محصولات فلزی از جنس آهن، استیل، آلومینیوم، مس، برنج، چدن، فولاد زنگ نزن و دیگر آلیاژها را با شرایط گوناگون برش دهد. از این دستگاه، انواع مختلفی وجود دارد که هر کدام برای فلز یا کاربرد خاصی مناسب بوده و بعضاً محدودیت‌ ابعادی دارند. برخی از دستگاه‌های برش پلاسما، کاربرد صنعتی داشته و می‌توانند فلزات سخت با ضخامت بالا (تا ۱۸۰ میلی‌متر) را به خوبی برش دهند؛ اما دستگاه‌های دیگر مانند برش پلاسما دستی، معمولاً از چنین توانی برخوردار نبوده و برای مصارف جزئی‌ و سبک‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند. 

کاربردهای برش پلاسما در صنایع مختلف

برش پلاسما به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود از قبیل سرعت، ظرافت و کیفیت بالا در برشکاری، همیشه انتخاب بسیاری از پروژه‌های صنعتی و عمرانی بزرگ است. از تولید قطعات و ماشین‌آلات صنعتی گرفته تا صنایع بزرگ مانند فولاد و کشتی‌سازی، به دستگاه برش فلز با دقتی مشابه برش پلاسما نیاز دارند. همچنین در صنایعی نظیر خودروسازی یا پروژه‌های عمرانی مانند ساخت سوله، که فرآیندهای برش در آن‌ها باید به سرعت انجام شود، برش پلاسما بهترین گزینه خواهد بود.

مزایای برشکاری پلاسما

برش پلاسما، در مقایسه با دیگر روش‌های برشکاری مانند هواگاز، واترجت و لیزر، مزیت‌های متعددی دارد که کاربران را به استفاده از آن ترغیب می‌کنند. مهم‌ترین مزایا و نقاط قوت در برشکاری با استفاده از پلاسما، به شرح زیر است:

• کیفیت برش مطلوب: دستگاه برش پلاسما، معمولاً نسبت به دیگر روش‌های برشکاری، از کیفیت اجرای بالاتری برخوردار است؛ بطوری‌ که کمترین آسیب ممکن را به جسم فلزی وارد نموده و تغییر چندانی در ظاهر یا عملکرد آن ایجاد نمی‌کند. علاوه بر این موارد، دستگاه برش پلاسما از هدر رفت و اسقاط شدن فلز هم به میزان قابل توجهی جلوگیری می‌کند.

• سرعت عملکرد بالا: یکی از ملاک‌ها و موضوعات جدی در پروژه‌های صنعتی، معمولاً سرعت انجام کار و زمان‌بندی آن است. برش پلاسما، جزء سریع‌ترین روش‌های برش فلز محسوب می‌شود که استفاده از آن موجب بهره‌وری در زمان و هزینه‌های پروژه خواهد شد. البته دستگاه برش پلاسما با وجود سرعت بالای اجرا، در کیفیت عملکرد خود خللی ایجاد نمی‌کند.

• دقت و ظرافت: فرآیند برش پلاسما، معمولاً با حساسیت و محاسبات زیادی انجام می‌گیرد؛ بطوری که می‌تواند جزئی‌ترین طرح‌ها و مدل‌ها را روی فلز پیاده نموده و خروجی مطلوبی داشته باشد. از آنجا که نازل و تورچ دستگاه پلاسما بسیار باریک است، فلز را با ظرافت بالا و دقیقاً مطابق الگو برش می‌دهد.

• تنوع در قابلیت‌ها: برش پلاسما، توانایی برش انواع فلزات را بر اساس مدل‌های گوناگون دارد. این دستگاه، اقدامات مختلف از برشکاری اجسام فلزی تا قطعه قطعه کردن ورق‌های فولادی و پیاده‌سازی نقش و نگار روی آن‌ها را به بهترین نحو اجرا می‌کند. 

معایب برش پلاسما

برش پلاسما، علی‌رغم مزیت‌های مهم خود، می‌تواند برای یک پروژه، مشکلات یا محدودیت‌هایی ایجاد کند. انتشار گازهای سمی، محدودیت ضخامت و گران بودن دستگاه، از جمله معایب برشکاری پلاسما هستند که در ادامه مورد بررسی قرار می‌گیرند.

• تولید دود و گازهای مضر: دستگاه برش پلاسما، به دلیل ذوب کردن فلزات و استفاده از گازهای خاص، معمولاً دود غلیظی ایجاد می‌کند که برای انسان آزاردهنده‌ است. همچنین ممکن است در فرآیند برش برخی فلزها، گازهای سمی تولید شوند‌ که بسیار خطرناک است؛ در این مواقع استفاده از وسایل و تجهیزات ایمنی بسیار ضروری خواهد بود.

• محدودیت در ضخامت: برش پلاسما برای همه اجسام فلزی مناسب نیست؛ زیرا نمی‌تواند مقاطع آهنی یا آلیاژ‌های خیلی ضخیم را به خوبی برش دهد. این دستگاه قابلیت‌های زیادی نسبت به سایر روش‌های برشکاری دارد، اما محصولاتی که با آن برش داده می‌شوند، باید ضخامتی کمتر از ۱۸۰ میلی‌متر داشته باشند.

• هزینه بالا: یکی از مهم‌ترین عیوب برش پلاسما، گران بودن دستگاه و تجهیزات آن است؛ به همین دلیل است که استفاده از آن در همه پروژه‌ها صرفه اقتصادی ندارد. خرید این دستگاه، به همراه تجهیزاتی مانند نازل یا تورچ و تعمیرات احتمالی آن‌ها، بودجه بسیار زیادی لازم دارد که فقط صنایع بزرگ قادر به تهیه آن هستند؛ از این رو پروژه‌ها و صنایع کوچکی که به برش پلاسما نیاز دارند، معمولاً برون‌سپاری می‌کنند.

مقایسه برش پلاسما با روش‌های دیگر

بطور کلی، برش پلاسما در مقایسه با سایر روش‌های برش فلز، مانند هواگاز (اکسی‌استیلن)، واترجت یا لیزر، از دقت و کیفیت بیشتری برخوردار است؛ اما ممکن است استفاده از این دستگاه در برخی پروژه‌ها، گزینه مناسبی به نظر نرسد‌ یا حتی غیرممکن‌ باشد. در جدول زیر، برش پلاسما از جنبه‌های مختلف با سایر روش‌های برشکاری مقایسه شده تا نسبت هر یک از آن‌ها را با نیاز پروژه خود پیدا کنید.

ویژگی / دستگاه	هواگاز	لیزر	واترجت	پلاسما
کیفیت برش	پایین	بالا	متوسط	بالا
دقت و ظرافت	کم	بالا	کم	بسیار بالا
سرعت عملکرد	متوسط	بالا	خیلی کم	بسیار بالا
هزینه استفاده	کم	زیاد	زیاد	خیلی زیاد
مصرف انرژی	کم	زیاد	زیاد	خیلی زیاد
ضخامت قابل برش	۰/۵ الی ۲۵۰ میلی‌متر	کمتر از ۱۲ میلی متر	۰/۵ میلی‌متر تا ۱۷۰ میلی‌متر	۰/۵ الی ۱۸۰ میلی‌متر

انواع دستگاه برش پلاسما

برش پلاسما، فناوری پیشرفته‌ای است که به وسیله دستگاه‌ها و تجهیزات مختلف اجرا می‌شود. هر یک از این دستگاه‌ها، بسته به نوع پروژه و شرایط آن مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه، با انواع دستگاه‌های برش پلاسما و نحوه عملکرد هر کدام، آشنا خواهید شد.

دستگاه برش پلاسما اتوماتیک و CNC

در کارگاه‌ها و کارخانه‌هایی که نیاز به برشکاری فلزات با حجم و تیراژ بالا وجود دارد، معمولاً از دستگاه برش پلاسما اتوماتیک یا CNC استفاده می‌شود. از مهم‌ترین مزیت‌های دستگاه برش پلاسما اتوماتیک، می‌توان به قابلیت برنامه‌ریزی و برش خودکار آن اشاره کرد. ‌‌‌بطوری که صرفاً مدل یا طرح مناسب به آن داده شده و ضخامت لازم برای برشکاری تعیین می‌شود؛ سپس دستگاه در تیراژ دلخواه، برش را بصورت‌ خودکار انجام می‌دهد.

دستگاه برش پلاسما دستی

دستگاه برش پلاسما دستی، معمولاً در پروژه‌های کوچک یا برای مصارف خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه، کوچک‌تر از CNC بوده و استفاده یا حمل آن بسیار راحت است. عملکرد دستگاه برش پلاسما دستی به گونه‌ای است که اپراتور آن، بصورت دستی می‌تواند روی فلزات مختلف برش انجام دهد و میزان حرارت یا فشار پلاسما را تنظیم کند.

تفاوت نوع گاز مصرفی

برخی از دستگاه‌های برش پلاسما، با تبدیل هوا به گازهای یونیزه، حرارت آن را بالا می‌برند و برش فلز را انجام می‌دهند که به عنوان هواپلاسما شناخته می‌شوند. اما نوع خاصی از این دستگاه‌ها وجود دارد که می‌تواند گازهای خاص مانند آرگون، نیتروژن و هیدروژن را به پلاسما تبدیل و انواع فلزات را برش دهد. این که استفاده از چه گازی در این دستگاه مناسب‌ خواهد بود، به نوع فلز مصرفی و میزان برش دلخواه بستگی دارد.

راهنمای خرید و استفاده از دستگاه برش پلاسما

از آنجا که دستگاه برش پلاسما پیچیدگی‌های خاصی دارد، هنگام خرید یا استفاده از آن باید به نکات مهمی توجه کنید تا عملکرد آن در پروژه، کاملاً مؤثر و قابل قبول باشد. در ادامه، موارد ضروری و کاربردی هنگام خرید، نگهداری یا استفاده از این محصول، با جزئیات مورد بررسی قرار می‌گیرند.

نکات خرید

در صورتی که قصد خرید دستگاه برش پلاسما را دارید، پیش از هر اقدامی باید نیاز پروژه خود را تشخیص داده و شرایط آن را بررسی کنید. عدم شناخت نیازهای پروژه می‌تواند به خرید اشتباه یا ایجاد ضرر در پروژه منجر شود. برای انتخاب دستگاه برش پلاسما، سعی کنید شرایط و امکانات پروژه یا محصول خود را در نظر بگیرید؛ این که فلز شما چه جنس و ضخامتی دارد، ‌تأثیر مهمی در انتخاب دستگاه و استفاده از آن خواهد داشت. توصیه می‌شود برای خرید دستگاه به فروشندگان یا برندهای معتبر رجوع کرده و حتماً دستگاه خریداری شده را تست و ارزیابی کنید.

ایمنی در استفاده

هنگام استفاده از دستگاه برش پلاسما، باید پیش از هر اقدامی به ایمنی خود و پروژه توجه داشته باشید؛ چرا که فعالیت این دستگاه فیزیکی – شیمیایی، برای انسان و محیط پروژه بشدت آسیب‌زا و ‌خطرآفرین است. اگر با پلاسما دستی برش انجام می‌دهید، حتماً از تجهیزات ایمنی شامل ماسک، دستکش و دستگاه تهویه هوا برای تنفس استفاده کنید. هنگام استفاده از هر دو دستگاه اتوماتیک یا دستی، احتمال ایجاد جرقه، دود، برق گرفتگی و خطرات ناشی از آن‌ها وجود دارد.

نگهداری از دستگاه

از آنجا که قیمت دستگاه برش پلاسما فوق‌العاده گران است، برای حفظ و نگهداری از آن، لازم است اقداماتی را بصورت مستمر انجام دهید. دستگاهی که خریداری کرده‌اید باید در محیطی دور از رطوبت قرار بگیرد؛ چرا که ممکن است رطوبت در اتصالات برق آن مشکل ایجاد کند یا باعث زنگ‌زدگی دستگاه شود. مهم‌ترین نکته این است که بعد از استفاده، حتماً نازل‌های دستگاه را تمیز نموده و از آن‌ها در مقابل رطوبت یا ضربه محافظت کنید؛ بخش مهمی از خرابی‌ها و اشکالات در ‌فرآیند برش پلاسما، به نازل‌های آن بر می‌گردد.

خدمات برش پلاسما در آهن صد

آهن صد به عنوان یکی مجموعه‌های شناخته شده در بازار فولاد کشور، خدمات مختلف از جمله برشکاری ورق‌های فولادی را با بهترین کیفیت و هزینه بسیار مناسب ارائه می‌دهد. خدمات این مجموعه، شامل برشکاری ورق با روش‌ها و تجهیزات مختلف، از جمله دستگاه برش پلاسما ‌است که بصورت اتوماتیک فعالیت می‌کند. دستگاه برش پلاسمای موجود در آهن صد، از به‌روزترین تکنولوژی دنیا و توان مکانیکی بالایی برخوردار است؛ این دستگاه قادر است ورق‌های فولادی تا ضخامت ۱۰ میلی‌متر را در کمترین زمان ممکن برش دهد. برای استفاده از خدمات آهن صد و مشاوره در رابطه با برش پلاسما، می‌توانید با کارشناسان این مجموعه تماس بگیرید.

جمع‌بندی

برش پلاسما یکی از روش‌های پیشرفته جهت برشکاری فلز است که با استفاده از قوس الکتریکی و گازهای یونیزه‌ شده، فلزات مختلف را با دقت و سرعت بالا برش می‌دهد. این فناوری نسبت به روش‌هایی مانند هواگاز، واترجت و لیزر، از کیفیت، ظرافت و سرعت بیشتری برخوردار است و توانایی برش فلزاتی مانند فولاد، استیل، آلومینیوم، مس و چدن را دارد. مزیت‌های اصلی دستگاه برش پلاسما، شامل کیفیت مطلوب، سرعت اجرای بالا، دقت زیاد و تنوع در کاربردهای آن است. برش پلاسما برای پروژه‌های صنعتی و عمرانی مانند خودروسازی یا ساخت سوله که به برش‌های دقیق و سریع نیاز دارند، مناسب است.

---

سؤالات متداول درباره برش پلاسما: