PROCESSO DE CORTE PLASMA

Introdução

Os 3 primeiros estados da matéria são sólido, líquido e gasoso. Em exemplo, usando uma das mais conhecidas substâncias, a água (H2O), estes estados são: gelo, água e vapor. Quando a energia, como calor, é aplicada ao gelo, o gelo se derrete se tornando água. A água se transforma do estado sólido, gelo, para o estado líquido, água. Quando mais energia é aplicada à água, a água vaporiza tornando-se vapor. A água (H2O) muda do estado líquido, água, para o estado gasoso, vapor (H2 & O2). Finalmente, quando calor é aplicado aos gases, estes gases ionizam. Os gases agora são eletricamente condutores e este estado da matéria é chamado plasma. A figura 6 mostra esquematicamente esta seqüência. O constantemente denominado “4º estado da matéria”

é chamado PLASMA. Este gás ionizado com propriedades é a base fundamental em que todos os sistemas plasma operam.

Definição de Plasma

“Uma coleção de partículas carregadas contendo quase a mesma quantidade de elétrons e íons positivos, e, embora apresente quase todas as características dos seus gases formadores, se difere deles por ser um bom condutor de eletricidade”. A ionização do gás causa a criação de elétrons livres e íons positivos entre os átomos de gás. Quando isso ocorre, o gás em questão torna-se eletricamente condutivo com excelente capacidade para transmissão de corrente elétrica. O melhor exemplo de plasma na natureza é a tempestade de raios. Exatamente como na tocha plasma, os raios movem à eletricidade de um ponto a outro. Para o raio, os gases do ar são os gases ionizados.

Corte Plasma

O corte a Plasma é um processo que utiliza um bico com orifício otimizado para constringir um gás ionizado em altíssima temperatura, tal que possa ser usado para derreter seções de metais condutores. Um gás eletricamente condutivo (plasma) é usado para transferir energia negativa fornecida pela fonte plasma da tocha para o material a ser cortado (obra). A tocha serve de suporte para os consumíveis e fornece um fluído refrigerante para estas peças (gás ou água).

O distribuidor ou difusor de gás é construído de material isolante e tem como principal finalidade de dar sentido rotacional ao gás. O eletrodo conduz a corrente até um inserto de háfnio que emite os elétrons para geração do plasma. O bico constringe o plasma e o guia para o metal a ser cortado. A capa tem como função manter os consumíveis alinhados e isolar a parte elétrica do bocal frontal. O bocal frontal guia o fluxo de jato de ar coaxial. Por ser refrigerado e isolado, o bocal pode ser apoiado à chapa.



Seqüência de Operação

Um sinal de partida (START) é enviado a fonte plasma. Simultaneamente a tensão de arco aberta (OCV) e os gases são transmitidos à tocha. Quando a vazão é estabilizada, a alta freqüência (HF) é ativada. A HF aparece entre o eletrodo e o bico dentro da tocha e o gás se ioniza ao passar pelo arco. Este gás eletricamente condutor cria um caminho para corrente entre o eletrodo e o bico e dele, resulta a formação do arco piloto. Quando o arco piloto consegue contato com

a obra, ele é transferido à obra. O arco plasma funde o metal e o gás em alta velocidade remove o

metal derretido.

Métodos de Partida


Partida por contato:

O eletrodo e bico estão em contato (“curto-circuito”) e conectados a fonte plasma. A pressão de gás faz se distanciarem o bico e o eletrodo, criando um arco. Este arco (piloto) é auto-sustentável (corrente CC); Este tipo de partida é encontrado em muitos sistemas pequenos.


Partida por alta freqüência:

Alta tensão elétrica (de 5 a 10 kVCA) em freqüências altas é usada para gerar o arco piloto. Este

método é utilizado nos sistemas com eletrodo refrigerado por líquido. Apesar de ser utilizado na maioria dos sistemas plasma, oferece o inconvenientes por causar ruídos na rede elétrica requerendo um aterramento eficiente para proteção principalmente de equipamentos eletrônicos instalados próximos ao equipamento ou mesmo nas máquinas de corte.

Fonte: Erasmo G. Lima - Hypertherm

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