Κοπή με πλάσμα: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Η '''κοπή με πλάσμα''' είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται για την κοπή [[Χάλυβας|χάλυβα]] και άλλων [[Μέταλλο|μετάλλων]] (και μερικές φορές άλλων υλικών). Σε αυτή τη διαδικασία ένα [[αδρανές αέριο]] (σε ορισμένες περιπτώσεις πεπιεσμένος αέρας) εκτοξεύεται με μεγάλη ταχύτητα από μια μικρή οπή που βρίσκεται σε ένα ακροφύσιο. Ταυτόχρονα διαμέσω του αερίου δημιουργείται ένα [[βολταϊκό τόξο|ηλεκτρικό]] τόξο ανάμεσα σε ένα ηλεκτρόδιο που βρίσκεται μέσα στο ακροφύσιο και την επιφάνεια που πρόκειται να κοπεί. Αυτό το τόξο μετατρέπει ένα μέρος αυτού του αερίου σε [[Πλάσμα (Φυσική)|πλάσμα]]. Το πλάσμα είναι αρκετά θερμό, [[Πλάσμα (Φυσική)|ώστε]] να λιώσει το μέταλλο στο σημείο στο οποίο προσπίπτει. Ταυτόχρονα λόγω της ταχύτητας που έχει απομακρύνει το λιωμένο μέταλλο (φυσώντας το) μακριά από το σημείο κοπής. Συνηθισμένα  υλικά που κόβονται με πλάσμα είναι ο [[Χάλυβας|χάλυβ]]<nowiki/>ας, ο [[Ανοξείδωτος χάλυβας|ανοξείδωτο]]ς χάλυβας, το αλουμίνιο, ο [[Ορείχαλκος|ορείχαλκο]]ς, ο [[Χαλκός|χαλκό]]ς καθώς επίσης και άλλα αγώγιμα μέταλλα. H κοπή πλάσματος χρησιμοποιείται συχνά σε εργαστήρια που κάνουν διάφορες κατασκευές, επισκευές αυτοκινήτων, βιομηχανικές κατασκευές καθώς επίσης και εργασίες διάλυσης διαφόρων μεταλλικών κατασκευών. Λόγω της υψηλής ταχύτητας και ακρίβειας κοπής,  σε συνδυασμό με το χαμηλό κόστος, η κοπή πλάσματος χρησιμοποιείται από μεγάλης κλίμακας βιομηχανικές εφαρμογές  [[Computerized Numerical Control|CNC]] μέχρι μικρές εφαρμογές από ερασιτέχνες.

Η διαδικασία κοπής με πλάσμα περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός ηλεκτρικού κανάλιουκαναλιού υπέρθερμου ηλεκτρικά ιονισμένου αέριου, δηλαδή [[Πλάσμα (φυσική)|πλάσμ]]<nowiki/>ατος,  από την ίδια τη συσκευή κοπής με πλάσμα. Αυτό επιτυγχάνεται ως εξής: Αρχικά διοχετεύεται με μεγάλη ταχύτητα μέσα από  μία μικρή οπή που βρίσκεται σε ένα ακροφύσιο (nozzle) ένα συμπιεσμένο αέριο (οξυγόνο, αέρας, αδρανή και άλλα αέρια ανάλογα με το υλικό που θαπρόκειται να κοπεί) προς το κομμάτι που θα κοπεί. Στη συνέχεια μέσα σ' αυτό το αέριο δημιουργείται ένα ηλεκτρικό τόξο, συνήθως μεταξύ ενός ηλεκτροδίου ενσωματωμένου στο ακροφύσιο και το κομμάτι εργασίας.  Δηλ. το κύκλωμα κλείνει ανάμεσα στο ηλεκτρόδιο που βρίσκεται μέσα στο ακροφύσιο και το κομμάτι που πρόκειται να κοπεί, μέσω του σφιγκτήρα γείωσης. Το ηλεκτρικό αυτό  τόξο ιονίζει τα παραπάνω αέρια διασπώντας τα άτομα του αερίου σε θετικά φορτισμένα ιόντα και ηλεκτρόνια (τα οποία ως γνωστό είναι αρνητικά φορτισμένα)  μετατρέποντας τα σε πλάσμα. Δημιουργείται έτσι (λόγω της ύπαρξης ελεύθερων ηλεκτρικών φορτίων) μία ηλεκτρικά αγώγιμη διαδρομή μέσα από το αέριο. Το ηλεκτρικό ρεύμα, που ρέει στη συνέχεια μέσα από το πλάσμα, ανεβάζει τη θερμοκρασία του σε θερμοκρασίες πάνω από 20000 βαθμούς Κελσίου. Η στενή αυτή υπέρθερμη δέσμη πλάσματος, που εξέρχεται με ταχύτητα από την οπή του ακροφυσίου, κτυπάει  πάνω στο μέταλλο, το λιώνει και ταυτόχρονα το απομακρύνει από τη σχισμή φυσώντας το μακρυά. Η κοπή πλάσματος είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος κοπής τόσο λεπτών, όσο και παχέων υλικών. Χειροκίνητοι δαυλοί μπορούν συνήθως να κόψουν χάλυβα πάχους μέχρι και 38mm, ενώ ισχυρότεροι δαυλοί με έλεγχο από υπολογιστή, μπορούν να κόψουν χάλυβα πάχους έως και 150mm .<ref name=":0">{{Cite web|url=https://www.manufacturingnetwork.com/knowledgebase/view/36|title=What is CNC Plasma Cutting?|website=www.manufacturingnetwork.com|accessdate=2015-11-17}}</ref> Επειδή οι κόπτες πλάσματος παράγουν ένα πολύ θερμό και πολύ εντοπισμένο "κώνο" κοπής, είναι εξαιρετικά χρήσιμοι για την κοπή μεταλλικών φύλλων σε καμπύλα σχήματα ή για την κοπή γωνιών.

Το ηλεκτρόδιο και το ακροφύσιο του δαυλού του πλάσματος είναι αναλώσιμα και πρέπει να αντικαθίστανται μετά από κάποιες ώρες λειτουργίας. Τις πληροφορίες αυτές συνήθως τις παρέχει ο κατασκευαστής. Η διάρκεια ζωής των αναλωσίμων εξαρτάται από τις συνθήκες κοπής, από το εάν η κοπή γίνεται με το χέρι ή με μηχανή (CNC) και είναι μικρότερη, εάν η κοπή γίνεται με το χέρι. Έτσι π.χ. η διάρκεαιδιάρκεια ζωής μπορεί να είναι 3 περίπου ώρες για κοπή με το χέρι και 4 με 5 ώρες, εάν η κοπή γίνεται με μηχανή. Επίσης εξαρτάται από το πλήθος των διατρήσεων. Κατά την διάτρηση το πρόβλημα είναι το λιωμένο μέταλλο που πετάγεται προς τα πίσω, μέχρι να ολοκληρωθεί η διάτρηση. Το μέταλλο αυτό μπορεί να βραχυκυκλώσει το ακροφύσιο με το κομμάτι εργασίας, με αποτέλεσμα να περάσει μέσα από αυτό μεγάλο ρεύμα καταστρέφοντάς το. Για το λόγο αυτό, όπου είναι δυνατό, η κοπή ξεκινά από το άκρο του τεμαχίου. Διαφορετικά μετά το άναμμα του τόξου ο δαυλός ανυψώνεται σε ένα ύψος μεγαλύτερο από το ύψος του κατά την διάρκεια της κοπής, που λέγεται ''ύψος διάτρησης'' και μετά την διάτρηση κατεβαίνει στο ''ύψος κοπής''. Συνήθως το ύψους διάτρησης μπορεί να είναι από 150% έως και το 400% του ύψους κοπής. Έτσι εάν π.χ. το ύψος κοπής είναι 1mm, το ύψος διάτρησης μπορεί να είναι από 1,5mm έως και 4mm και είναι τόσο μεγαλύτερο,όσο μεγαλύτερο είναι το πάχος του μεταλλικού φύλλου.

== Ταχύτητα κοπής ==
Η ταχύτητα κίνησης του δαυλού εξαρτάται από το ρεύμα του τόξου, το πάχος του μεταλλικού φύλλου, το χρησιμοποιούμενο αέριο, αλλά και από το είδος του υλικού. Έτσι π.χ στο χαλκό που έχει μεγάλη θερμική αγωγιμότητα, με αποτέλεσμα να διαχέεται εύκολα η θερμότητα του τόξου, η ταχύτητα μετακίνησης του δαυλού κατά την κοπή είναι μικρότερη.