Lavorazioni al plasma, appunti

Appunto inviato da patim
/5

Breve descrizione dei processi di lavorazione al plasma: spruzzatura, taglio e saldatura (3 pagine formato doc)

LAVORAZIONI AL PLASMA

Il plasma. Generalità - Se un gas neutro viene riscaldato sino a raggiungere una temperatura che ne aumenti l’energia cinetica oltre un livello “critico”, gli atomi e le molecole di tale gas, urtandosi, liberano elettroni che si muovono per un breve tempo completamente svincolati dalle orbite descritte abitualmente attorno al nucleo di appartenenza.

Le molecole e gli atomi privati di tali elettroni si caricano di elettricità positiva e vengono detti per questo ioni. In tali condizioni si genera il plasma.

Cos'è il plasma

TAGLIO AL PLASMA: TEMPERATURA

Applicazioni - Il plasma è ottimo conduttore di energia elettrica e termica per via della grande energia elettrica posseduta dagli elettroni liberi.

Viene realizzato artificialmente ai fini produttivi per saldatura, taglio, spruzzatura a caldo ad una temperatura di 5000/50000 K.

Formazione - Da un elettrodo in tungsteno avente funzione di catodo (D), scocca l’arco elettrico che si dirige verso l’anodo rappresentato dal pezzo (F). La tensione caratterizzante questo arco è piuttosto bassa (30/150 V); viceversa la corrente continua è decisamente elevata (200/4000A). Torcia (C) ed elettrodo in fusibile (D) sono raffreddati da acqua posta in circolazione in canali ricavati al loro interno. Superiormente un gas (A) viene introdotto ad una pressione di circa o,3 Mpa e costretto a passare in un anello di rame (E), con foro calibrato di 2/5 mm, insieme all’arco voltaico diretto sull’anodo (F). A causa sia della tensione esistente, sia del riscaldamento dovuto all’arco, il gas aumenta di volume ma non potendosi espandere liberamente, viene proiettato fuori dall’anello in rame a velocità ultrasonica. In questo breve spazio contiguo alla torcia:
- i gas biatomici si scindono in atomi e successivamente vengono dissociati in ioni positivi ed elettroni;
- i gas monoatomici si trasformano completamente in ioni positivi ed elettroni.

Plasma, quarto stato della materia: scoperta, funzione, struttura e dove si forma

LAVORAZIONE TAGLIO AL PLASMA

Quando atomi, ioni positivi ed elettroni raggiungono l’anodo:
- gli atomi dei gas biatomici si riuniscono ricomponendo le molecole iniziali, cedendo così notevole energia termica;
- gli elettroni liberi si uniscono agli ioni positivi, ricomponendo così gli originari atomi dei gas monoatomici.
Tutto ciò si traduce nella liberazione di un’enorme quantità di energia e in una temperatura del getto di plasma sull’anodo di circa 10000/30000 K.
In quasi tutti i casi è presente un arco ausiliario generato da una corrente ad alta frequenza, finalizzato alla guida e stabilizzazione dell’arco principale in ogni istante e condizione di funzionamento. Costruttivamente si utilizza un gas in pressione che viene fatto convergere sul getto di plasma al fine di contenerlo e concentrarlo.

Tipologie di arco-plasma
L’arco può essere fatto scoccare in 2 modi:
- arco trasferito, tra elettrodo in tungsteno e materiale del pezzo e viene usato in saldatura e taglio;
- arco non trasferito, tra elettrodo e parte esterna dell’ugello in rame e viene usato per saldare piccoli spessori e per la spruzzatura a caldo.