Taglio al plasma

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Il taglio al plasma è un procedimento utilizzato per tagliare l'acciaio ed altri metalli (e talvolta altri materiali) utilizzando una torcia al plasma.

Indice 1 Funzionamento 2 Utilizzo 3 Metodi d'innesco 4 Torce al plasma ad inverter 5 Incisione al plasma ("Sgorbiatura") 6 Collegamenti esterni

[modifica] Funzionamento

Un gas inerte viene soffiato ad alta velocità da un ugello, contemporaneamente attraverso questo gas si istaura un arco elettrico tra un elettrodo e la superficie da tagliare che trasforma il gas in plasma. Il plasma trasferisce calore al materiale metallico fino a portarlo alla temperatura di fusione e rompere così la continuità del metallo. Il risultato è assai simile al taglio di un foglio di burro con un sottile getto di aria calda. In una prima fase una corrente ad alto voltaggio ed a bassa intensità innesca una piccola scintilla ad alta intensità nel corpo della torcia, generando una piccola tasca di plasma che viene chiamata arco pilota. Il plasma ora conduttivo si mette in contatto con il pezzo in lavorazione, che costituisce l'anodo. Il plasma completa il circuito fra l'elettrodo ed il pezzo in lavorazione e conduce l'alta corrente elettrica a bassa tensione. Se la taglierina al plasma usa alta frequenza/alto voltaggio per avviare il circuito, il circuito è solitamente spento per evitare l'eccessivo consumo. Il plasma, che è tenuto fra il pezzo in lavorazione e l'elettrodo, viaggia a più di 15.000 km/h (oltre dodici volte velocità del suono nell'atmosfera).

[modifica] Utilizzo

Il plasma è un mezzo efficace di taglio sia per lamiere sottili che spesse. Le torce tenute in mano possono tagliare solitamente una piastra d'acciao spessa fino a 13 millimetri, e le torce più potenti comandate da macchine utensili possono perforare e tagliare strati d'acciaio fino a 300 millimetri. In passato, le taglierine al plasma potevano lavorare soltanto su materiali conduttivi, mentre le nuove tecnologie con l'arco dell'accensione del plasma accluso all'interno dell'ugello permettono l'utilizzo della taglierina su materiali non conduttivi.

Le taglierine al plasma producono un 'cono' caldissimo e perfettamente direzionabile sulla linea di taglio, perciò sono praticamente insostituibili per il taglio di fogli metallici curvati o superfici variamente angolate.

Le torce del plasma hanno prezzi assai elevati per cui sono riservate ad un utilizzo prevalentemente professionale, anche se i prezzi in continuo calo cominciano ad arrivare alla portata di molti hobbisti. Come accade per altre apparecchiature al calo dei prezzi si accompagna una continua riduzione degli ingombri e dei pesi (portabilità) ed il contemporaneo mantenimento e persino incremento delle capacità funzionali.

[modifica] Metodi d'innesco

Le taglierine al plasma hanno diversi metodi di innesco per l'arco pilota, che dipendono dall'ambiente in cui l'unità deve essere usata e dalla sua modernità. Le taglierine al plasma più vecchie usano un circuito ad elevata frequenza ed elevata tensione per l'innesco dell'arco. Questo metodo ha diversi svantaggi, incluso il rischio di cortocircuito, difficoltà di effettuare riparazioni, manutenzione dello sparkgap, e la grande quantità di emissioni di radio frequenze. Le taglierine al plasma che lavorano vicino apparecchiature elettroniche sensibili, come apparecchiature CNC o computer, usano il metodo di innesco per contatto. L'ugello e l'elettrodo sono in contatto. L'ugello è l'anodo e l'elettrodo è il catodo. Quando il gas di plasma comincia a fluire, l'ugello è spinto in avanti. Un terzo metodo meno comune è una scarica capacitiva all'interno del circuito primario attraverso un Rettificatore controllato in silicio.

[modifica] Torce al plasma ad inverter

Torce al plasma ad inverter, che tipicamente richiedono più di 2kW, utilizzano un pesante trasformatore alla frequenza di rete. Torce al plasma ad inverter rettificano l'alimentazione di rete in tensione continua che è usata per alimentare un elemento di commutazione, un IGBT, oppure più spesso un MOSFET. I transistor funzionano da interruttori e sono pilotati a frequenze di qualche kHz, che permettono di ridurre grandemente il flusso magnetico richiesto e quindi la dimensione del nucleo del trasformatore. La topologia di inverter alimentatore switching utilizzata è chiamata convertitore diretto con transistor duali off-line. Sebbene più leggere e più potenti, alcune torce al plasma ad inverter, specialmente i modelli privi di correzione del correzione del fattore di potenza (o Power factor correction - PFC) non possono essere alimentate da un generatore.

[modifica] Incisione al plasma ("Sgorbiatura")

L'incisione al plasma è un processo correlato al taglio al plasma, tipicamente implementato nella stessa macchina che effettua il taglio al plasma stesso. Invece di tagliare il materiale, l'incisione al plasma utilizza una differente configurazione di torcia (gli ugelli della torcia e i diffusori del gas sono normalmente differenti), e una maggiore distanza tra la torcia e il pezzo in lavorazione per allontanare il metallo "sgorbiato" o inciso. L'incisione la plasma può essere utilizzata in molte applicazioni, inclusa la rimozione di una saldatura con esposizione del cianfrino per una sua rilavorazione. Le scintille addizionali generate dal processo richiedono che l'operatore indossi una protezione in scorza di pelle che lo protegga alle mani e agli avambracci. Alle volte, anche l'estremità della torcia viene dotata di una protezione in scorza di pelle analoga a quella dei guanti e del grembiule da saldatura ad arco, con lo scopo di proteggere ulteriormente l'operatore.

[modifica] Collegamenti esterni

• Alternativa al taglio plasma (Taglio a getto d'acqua)
• HowStuffWorks on plasma cutting
• Automatica Tecnologia CNC Plasma Cutting Table from Brazil