جوشکاری پلاسما

جوشکاری پلاسما یکی از روش‌های جوشکاری است که در آن با کاربرد گازهای خنثی درجه حرارت به بالای ۲۰۰۰۰ هزار درجه سانتیگراد می‌رسد و و انرژی قوس بسیار متمرکزتر و پایدار تر از روش جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی TIG است.
پلاسما به معنی گاز یونیزه شده می‌باشد. به دلیل اینکه این گاز در این درجه حرارت و حالت از قانون گازها پیروی نمی‌کند، حالت چهارم وجود ماده به آن گفته می‌شود (جامد، مایع، گاز، پلاسما) چنانچه هوا یا گاز در قوس الکتریکی شرایط گذار به حالت پلاسما را بیابد قوس مربوط دارای انرژی حرارتی بسیار زیادی خواهد شد.
مزایا و معایب : از معایب جوشکاری پلاسما اشعه آن می‌باشد که اگر جوشکار از لباس و عینک مخصوص ضد اشعه استفاده نکند بیماریهایی مثل کوری ریزش مو می باشد مواردی چون سرطان پوست نیز با احتمال خیلی ضعیف گزارش شده است.

در فصل 6 فرآیند جوشکاری پلاسما به همراه جزئیاتی راجع به روش سوراخ کلید و انتقال انرژی قوس به قطعه کار ارائه شد. در این قسمت تنها به یادآوری مختصری در رابطه با گاز محافظ کمکی که وظیفه آن محافظت از پلاسمای قوس می باشد می پردازیم، این گاز کمکی حفاظت از حوضچه مذاب را بهبود می بخشد.در این فرآیند چون گاز محافظ با الکترود تنگستن تماس ندارد محدودیت هائی که در انتخاب گاز محافظ در فرآیند GTAW وجود دارد در فرآیند PAW اعمال نمی شود.
گاز محافظ ابتداً توسط نوعی فلز به منطقه جوش هدایت می شود که برای انتخاب این گاز باید فاکتورهایی نظیر قیمت گاز لحاظ گردد. هنگامی که از فرآیند PAW برای جوشکاری کربن و نیز فولادهای کم آلیاژ استفاده می شود به کار بردن گازهای آرگون و میکس آرگون هیدروژن و هرگونه گازی که تولید CO2 (Carbon Dioxide) کند موفقیت آمیز خواهد بود.

جوشکاری پلاسما (Plasma Welding)

جوشکاری پلاسما (Plasma Welding) یک فرآیند جوشکاری با قوس الکتریکی است که در آن ذوب شدن و اتصال فلزات با گرم شدن آن ها توسط قوس الکتریکی ایجاد شده بین الکترود تنگستنی و فلزات رخ می دهد. این فرآیند شبیه جوشکاری تیگ است با این تفاوت که در این فرآیند گاز اریفیس (Orifice Gas) به همراه گاز پوشش مورد استفاده قرار می گیرد. همان طور که در شکل روبرو نشان داده شده است، به دلیل پوشش ناشی از گاز اریفیس، قوس در جوشکاری پلاسما به خوبی متمرکز می شود و قوس می تواند در راستای طولی گسترده شده و طول آن افزایش یابد. در این فرآیند از جریان مستقیم (DC) استفاده شده و الکترود تنگستنی به قطب منفی منبع انرژی متصل می شود؛ اما امروزه ماشین جوشکاری پلاسما با پلاریته
متغیر به منظور جوشکاری آلومینیوم ارائه شده است.
موادی که قابلیت جوشکاری پلاسما دارند عبارتند از :
• فولاد زنگ نزن
• آلیاژهای فولاد
• آلومینیوم
• نیکل
• تیتانیوم
• فلزات گرانبها

ویژگی های جوشکاری پلاسما

شروع قوس
در فرآیند جوشکاری پلاسما، قوس الکتریکی با برخورد نوک الکترود به قطعه کار مانند جوشکاری تیگ، ایجاد نمی شود. بخش کنترل فرآیند به کمک یک مولد فرکانس بالا باعث برقراری یک قوس ضعیف و آرام بین نوک الکترود و نازل آبگرد گاز اریفیس می شود. قوس الکتریکی ایجاد شده به تدریج از بین نوک الکترود و نازل گاز اریفیس، به مابین نوک الکترود و قطعه کار منتقل می شود.
سوراخ کلید (Keyholing)
علاوه بر ذوب کردن مواد در فرآیند های جوشکاری قوسی متداول، تکنیک سوراخ کلید در جوشکاری قوس پلاسما برای مواد با ضخامتی در محدوده 6.4 – 2.5 میلیمتر کاربرد دارد. با وجود متناسب جریان گاز اریفیس، سرعت حرکت الکترود و جریان الکتریکی جوشکاری در کنار هم، وجود حالت سوراخ کلید امکان پذیر می شود.
وجود سوراخ کلید نشانه خوبی از نفوذ کامل بوده و امکان استفاده از سرعت بالاتر جوشکاری را نسبت به جوشکاری تیگ به اپراتور می دهد.

مزایای جوشکاری پلاسما

جوشکاری پلاسما مزایای متعددی نسبت به جوشکاری تیگ دارد. برخی از آن ها عبارتند از:
1. حساسیت پایین قوس پلاسما به تغییر طول نسبت به قوس تنگستن.
2. عدم نیاز به مهارت بالای جوشکار.
3. در جوشکاری تیگ، احتمال برخورد نوک الکترود با حوضچه مذاب و آلوده شدن فلز جوش با تنگستن، به دلیل کوتاه بودن طول قوس وجود دارد. اما در جوشکاری پلاسما به دلیل بلند بودن طول قوس این مشکل دیده نمی شود.