Một hệ thống cắt Plasma cơ bản bao gồm: một bộ nguồn cung cấp năng lượng, một mạch khởi động hồ quang và đầu cắt. Các thành phần hệ thống cung cấp năng lượng điện, khả năng ion hóa và quy trình điều khiển là cần thiết để cho ra đường cắt chất lượng và năng suất cao trên nhiều loại kim loại khác nhau.
Bộ nguồn cung cấp năng lượng là một nguồn điện một chiều liên tục có điện áp từ 240 đến 400 VDC. Dòng điện ngõ ra của bộ nguồn xác định tốc độ và độ dày vật liệu cần cắt của hệ thống. Chức năng chính của bộ nguồn là để cung cấp năng lượng chính xác để duy trì hồ quang plasma sau khi ion hóa.
Mạch khởi động hồ quang là một bộ phát tần số cao tạo ra một điện áp xoay chiều từ 5000 đến 10000 volt ở tần số 2 triệu Hz (2MHz). Điện áp này được sử dụng để tạo ra một hồ quang cường độ cao bên trong đầu cắt để ion hóa khí, vì thế tạo ra plasma.
Đầu cắt dùng để giữ các chi tiết tiêu hao như vòi phun (béc cắt) và điện cực, cung cấp chất làm mát (khí hoặc nước) đến những bộ phận này. Các vòi phun và điện cực nén và duy trì tia plasma.
Nguyên lý hoạt động của máy cắt Plasma
Hiện nay có 2 loại thiết bị cắt plasma tiêu biểu là máy cắt plasma bằng tay và máy cắt plasma CNC tự động.
1. Đầu tiên khi một tín hiệu khởi động được gửi đến bộ nguồn cung cấp. Điều này đồng thời kích hoạt điện áp và dòng khí đến đầu cắt. Chú ý rằng vòi phun được nối đến cực dương của bộ nguồn thông qua một điện trở và relay, trong khi vật liệu cần cắt được nối trực tiếp đến cực dương. Luồng khí đi qua vòi phun và thoát ra ngoài. Không có tia hồ quang ở thời điểm này, cũng như không có dòng điện chạy qua nguồn DC.
2. Sau khi dòng khí ổn định, mạch khởi động hồ quang bắt đầu làm việc. Với điện áp do mạch này tạo ra khoảng từ 5000 – 10000 VAC ở tần số cao, tia lửa điện sẽ được phóng qua giữa điện cực và vòi phun bên trong đầu cắt, nơi dòng khí phải đi qua để thoát ra ngoài. Năng lượng chuyển từ tia lửa điện với tần số cao qua dòng khí làm cho nó bị ion hóa và trở nên dẫn điện. Dòng khí dẫn điện này tạo thành đường dẫn điện giữa điện cực và vòi phun, và kết quả là hồ quang plasma được hình thành. Dòng khí này buộc tia hồ quang này đi qua lỗ của vòi phun ra ngoài, tạo thành dòng mồi hồ quang (Pilot arc).
3. Khi vòi phun đủ gần với vật liệu cần cắt, dòng hồ quang mồi sẽ đánh vào vật liệu như là đường dẫn dòng điện đến cực dương (của bộ nguồn) mà không bị giới hạn bởi điện trở như vòi phun nối đến cực dương. Dòng điện chảy qua vật liệu được nhận biết bởi bộ nguồn. Khi dòng điện này được phát hiện bộ khởi động hồ quang ngưng làm việc và pilot relay sẽ mở ra. Dòng khí ion hóa được duy trì với năng lượng từ hồ quang của nguồn điện một chiều.
4. Nhiệt độ của hồ quang plasma sẽ làm chảy kim loại, đánh thủng qua tấm phôi và dòng khí với tốc độ cao sẽ thổi bay vật liệu nóng chảy từ phía dưới của đường cắt. Tại thời điểm này đầu cắt bắt đầu di chuyển và quy trình cắt bắt đầu.
Cách sử dụng máy cắt Plasma
Bước 1: Chuẩn bị trước khi vận hành máy cắt dùng plasma
Trước khi dùng máy người vận hành cần kiểm tra thiết bị một cách kỹ lưỡng, kiểm tra mỏ cắt có thẳng và vuông góc góc bàn cắt chưa, các bép cắt với các điện cực có thể sử dụng được hay không. Nếu xảy ra sai sót cần phải có biện pháp khắc phục kịp thời.
Sau khi kiểm tra toàn bộ thiết bị máy cắt bạn cũng cần kiểm tra phần mỏ cắt có được gắn chặt vào giá hay chưa để tránh gặp phải trường hợp mỏ cắt đặt lệch giá làm ảnh hưởng đến chất lượng của bề mặt cắt. Hoàn tất khâu kiểm tra là bạn đã có thể bắt đầu vận hành thiết bị.
Bước 2: Các bước vận hành máy cắt plasma
Lưu ý: Người vận hành cần thiết lập đầy đủ, chính xác những thông số cần thiết trước khi nhấn nút khởi động. Những thông số cần lưu ý bao gồm: vật liệu sử dụng để cắt, chiều dày của vật liệu cắt, hình cắt.
Cách sử dụng may cat plasma như sau:
- Nhấn nút khởi động thiết bị sau khi cắm nguồn, dùng hai tay nắm đầu mỏ cắt chắc chắn, đảm bảo duy trì khoảng cách ổn định giữa đầu mỏ cắt, vật cắt.
- Tiến hành điều chỉnh tốc độ cắt phù hợp tùy vào bề mặt vật liệu,độ dày, độ phức tạp đường cắt để mang lại đường cắt đẹp mắt, tinh xảo nhất. Tốt nhất nên duy trí góc độ khoảng từ 15 đến 20 độ.
Người dùng có thể tiến hành cắt theo ý muốn, tuy nhiên cần lưu ý nếu cắt đường cắt dài cần thực hiện một cách cẩn thận hơn. Đồng thời cũng nên thực hiện một cách liên tục các đường cắt để đảm bảo đường cắt được thực hiện một cách cẩn thận nhất.
Người dùng máy cũng có thể vát mép các vết cắt để đảm bảo được tính thẩm mỹ cho đường cắt. Với bước này nên thực hiện thao tác nghiêng mỏ cắt để có thể cắt theo góc độ vát mép.
Khi gặp trường hợp có tia lửa điện bắn ngược lên trên bề mặt vật liệu cắt có nghĩa rằng người dùng đang di chuyển máy với tốc độ nhanh. Do đó hãy giảm lại tốc độ vận hành máy đến khi không thấy xuất hiện tia lửa bắn ngược trở lại là có thể đặt yêu cầu.
