Apa itu Pemesinan Busur Plasma? - Bagian, dan Cara Kerja

Apa itu Plasma?

Plasma adalah salah satu dari empat keadaan dasar materi, pertama kali dipelajari secara sistematis oleh Irving Langmuir pada tahun 1920-an. Ini terdiri dari gas ion atom atau molekul yang memiliki satu atau lebih elektron orbital yang terlepas (atau, jarang, elektron tambahan yang terpasang), dan elektron bebas.

Tidak termasuk materi gelap dan energi gelap yang lebih sulit dipahami, plasma adalah bentuk materi biasa yang paling melimpah di alam semesta. Plasma sebagian besar diasosiasikan dengan bintang, termasuk Matahari kita, dan meluas ke medium intrakultural yang dijernihkan dan mungkin ke daerah intergalaksi.

Plasma dapat dihasilkan secara artifisial dengan memanaskan gas netral atau memasukkannya ke medan elektromagnetik yang kuat. Kehadiran partikel bermuatan bebas membuat plasma konduktif secara elektrik, dengan dinamika partikel individu dan gerakan plasma makroskopik diatur oleh medan elektromagnetik kolektif dan sangat sensitif terhadap medan yang diterapkan secara eksternal.

Respon plasma terhadap medan elektromagnetik digunakan di banyak perangkat teknologi modern, seperti televisi plasma atau plasma etsa.

Apa itu Pemesinan Busur Plasma?

Plasma Arc Machining digunakan untuk menghilangkan material dari benda kerja. Dalam proses ini, semburan gas suhu tinggi berkecepatan tinggi digunakan untuk melelehkan dan menghilangkan material dari benda kerja. Gas panas berkecepatan tinggi ini juga dikenal sebagai pancaran plasma.

Ketika suatu gas atau udara dipanaskan pada suhu lebih dari 5000 °C, maka akan mulai terionisasi menjadi ion positif, ion negatif, dan ion netral. Ketika gas atau udara terionisasi suhunya mencapai dari 11000 °C hingga 28000 °C dan gas yang terionisasi ini disebut plasma.

Gas atau udara dipanaskan dengan busur dan plasma yang dihasilkan oleh gas pemanas digunakan untuk menghilangkan material dari benda kerja. Jadi, seluruh prosesnya disebut Plasma Arc Machining.

Dalam proses ini, kecepatan tinggi udara bersuhu tinggi digunakan untuk menghilangkan material dari benda kerja dengan cara melelehkannya.

Gas yang digunakan dalam pemesinan busur plasma dipilih sesuai dengan logam yang digunakan sebagai benda kerja.

Mesin busur plasma digunakan untuk memotong baja paduan, baja tahan karat, aluminium, nikel, tembaga, dan besi tuang.

Bekerja dari Pemesinan Busur Plasma

Prinsip dasarnya adalah bahwa busur yang terbentuk antara elektroda dan benda kerja dibatasi oleh lubang halus, nosel tembaga. Hal ini meningkatkan suhu dan kecepatan plasma yang keluar dari nozzle.

Temperatur plasma melebihi 20.000 °C dan kecepatannya dapat mendekati kecepatan suara. Saat digunakan untuk memotong, aliran gas plasma meningkat sehingga pancaran plasma menembus material dan material cair dihilangkan dalam plasma penghabisan.

Mesin busur plasma terdiri dari pistol Plasma. Pistol plasma memiliki elektroda yang terbuat dari tungsten yang terletak di dalam ruangan. Di sini, elektroda tungsten ini terhubung ke terminal negatif catu daya DC. Dengan demikian, tungsten bertindak sebagai katoda.

Sedangkan terminal positif catu daya DC dihubungkan ke nozzle. Dengan demikian, nozzle pistol plasma bertindak sebagai anoda.

Saat kami memberikan catu daya ke sistem, busur listrik berkembang antara elektroda tungsten katodik dan nosel anodik. Saat gas bersentuhan dengan plasma, terjadi tumbukan antara atom gas dan elektron dari busur listrik dan sebagai hasilnya, kita mendapatkan gas terionisasi.

Itu, berarti kita mendapatkan status plasma yang kita inginkan untuk pemesinan Arc Plasma. Sekarang, plasma ini ditargetkan ke benda kerja dengan kecepatan tinggi dan proses pemesinan dimulai. Satu hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa perbedaan potensial tinggi diterapkan untuk mendapatkan keadaan plasma.

Dalam keseluruhan proses, kondisi suhu tinggi diperlukan. Saat gas panas keluar dari nosel, ada kemungkinan panas berlebih. Untuk mencegah panas berlebih ini, jaket air digunakan.

Komponen Pemesinan Busur Plasma

1. Pistol Plasma

Gas yang berbeda seperti nitrogen, hidrogen, argon atau campuran gas-gas ini digunakan untuk membuat plasma. Pistol plasma ini memiliki bilik yang memiliki elektroda tungsten. Elektroda tungsten ini terhubung ke terminal negatif dan nozzle pistol plasma terhubung ke terminal positif catu daya DC. Campuran gas yang dibutuhkan disuplai ke pistol. Busur kuat dihasilkan antara anoda dan katoda.

Setelah itu, terjadi tumbukan antara elektron busur dan molekul gas dan karena tumbukan ini, molekul gas terionisasi dan menghasilkan panas.

2. Catu Daya

DC Power Supply digunakan untuk mengembangkan dua terminal di pistol plasma. Beda potensial yang besar diterapkan di katoda dan anoda sehingga busur yang dihasilkan kuat dan mampu mengionisasi campuran gas dan mengubahnya menjadi plasma.

3. Mekanisme Pendingin

Mekanisme pendinginan ditambahkan ke pistol plasma karena panas dihasilkan di dalamnya saat gas panas terus menerus keluar dari nozzle.

Jaket air digunakan untuk mendinginkan nozzle. Nosel dikelilingi oleh pancaran air.

4. Benda kerja

Bahan yang berbeda dapat dikerjakan menggunakan pemesinan busur plasma ini. Berbagai logam seperti aluminium, magnesium, karbon, baja tahan karat, dan baja paduan dapat dikerjakan menggunakan proses ini.

Aplikasi Pemesinan Busur Plasma

• Digunakan untuk memotong baja paduan, baja tahan karat, besi tuang, tembaga, nikel, titanium, aluminium, dan paduan tembaga dan nikel, dll.
• Digunakan untuk memotong profil.
• Ini berhasil digunakan untuk pembubutan dan penggilingan material yang sulit dikerjakan dengan mesin.
• Dapat digunakan untuk memotong tumpukan, memotong bentuk, menusuk, dan memotong bawah air.
• Penyemprotan film tipis seragam bahan tahan api pada berbagai logam, plastik, keramik juga dilakukan dengan busur plasma.

Keuntungan Pemesinan Busur Plasma

• Dapat digunakan untuk memotong logam apa pun.
• Tingkat pemotongannya tinggi.
• Dibandingkan dengan proses pemotongan api biasa, ini dapat memotong baja karbon biasa empat kali lebih cepat.
• Digunakan untuk pembubutan kasar material yang sangat sulit.
• Karena kecepatan pemotongan yang tinggi, deformasi lembaran logam berkurang sementara lebar pemotongan minimum dan kualitas permukaan tinggi.

Kerugian Pemesinan Busur Plasma

• Ini menghasilkan permukaan yang meruncing.
• Perlindungan kebisingan diperlukan.
• Biaya peralatan tinggi.
• Perlindungan mata diperlukan bagi operator dan orang yang bekerja di area sekitar.
• Oksidasi dan pembentukan kerak terjadi. Jadi, itu membutuhkan pelindung.
• Permukaan kerja dapat mengalami perubahan metalurgi.