”Nasıl Çalışır?” Serisi 1 – Plazma Metal Kesme Makineleri
”Nasıl Çalışır?” Serisi 1 – Plazma Metal Kesme Makineleri
Nasıl Çalışır serimizin ilk yazısı ile karşınızdayız. Bu yazıyı okumadan önce serimizin giriş kısmını okumanızı tavsiye ederim. Giriş yazısına ulaşmak için: ”Nasıl Çalışır?” Serisi – Giriş

Keyifli okumalar…

Günümüzde iletken metale dayalı kesim işlemlerinde, CNC tezgahlarıyla veya diğer mekanik kesim sistemleriyle bütünleşik olarak veya elle yapılan kesimlerde temiz, hızlı ve kaliteli bir iş için plazma kesim makineleri sıklıkla kullanılır. Peki bu makineler hakkında Endüstri Mühendisleri olarak bilgimiz nedir? Bu makineler temelde nasıl çalışır? Bunu temel hatlarıyla sizlere anlatmak istiyorum gelin beraber inceleyelim.

 Plazma Metal Kesiciler Hakkında Genel Bilgiler

Plazma kesiciler temelde elektrik kullanarak sıkıştırılmış havayı plazmaya dönüştürür. Plazma hali maddenin o kadar yüksek enerjili bir halidir ki kesilmek istenen metali anında ve kolayca keser hatta yok edip buharlaştırır. Şaşıracaksınız ama plazma kesiciler çalıştırıldığında torçtan(üfleç) çıkan plazma neredeyse sesten iki kat daha hızlı ve güneşin yüzeyinden iki kat daha sıcak bir seviyeye ulaşır. Ama asıl şaşırtıcı olan kesicinin bunu yapmak için elektrik ve sıkıştırılmış havadan başka bir şey kullanmıyor olmasıdır. Kesici hava ve elektrik ikilisini etkileşime sokarak havayı dönüştürür. Torçtan çıkan hava artık gaz değildir, plazmaya dönüşmüştür. Bu yüksek sıcaklıklı plazma sayesinde kesim işlemi yapılır.

 

 

 

 

 

 

Plazma Metal Kesiciler Nasıl Çalışır?

Plazma kesici makinelerini incelediğimizde genellikle enerji için elektrik kablosu, sıkıştırılmış havanın geçmesi için bir hortum, enerji dönüştürme işleminin yapıldığı elektronik devrenin bulunduğu bir kasa, elektriği ve sıkıştırılmış havayı torça gönderen ince boru, torç ve pozitif kutuplu bir kıskaç görürüz.
Plazma kesici çalıştırılınca kullanılan şebeke Alternatif Akımı(AC) kasaya ulaşır. Burada bulunan transformatör ve akım doğrultucular sayesinde gelen bu dalgalı akım dönüştürülür ve kırpılır. Voltajı değiştirilerek Doğru Akıma(DC) çevrilir ve sonra akım torca ulaşır. Sıkıştırılmış hava da aynı ince borudan torca gönderilir. Akım ve havanın teması havayı gaz halinden plazma haline çevirir. Burada gaz çok yüksek bir sıcaklığa ulaşır. Plazma torçtan çıkarken saatte 2000 km’den daha hızlıdır ve sıcaklığı 10.000 santigrad derecedir.


Plazma kesici havayı nasıl gaz halinden plazmaya dönüştürür?

Torcun merkezindeki küçük kanalda negatif kutup çubuğu(elektrod) bulunur. Kanalın kenarları ise pozitif yüklenmiş durumdadır. Plazma oluşturabilmek için bu kutupların farklılığı kullanılır. Plazma kesici çalışır vaziyetteyken elektrik ve hava torca aynı borudan ama farklı kanallardan hiç temas etmeden aynı anda giderler. Sıkıştırılmış hava kanalın etrafındaki boşluğu doldurur ve içeride kutup çubuğunun etrafını sarar. Elektrik akımı ise negatif kutup çubuğuna gelerek çubuğun kenarındaki pozitif yüzeyle etkileşime girer. Akım bir kenardan diğerine atlayarak küçük bir elektrik kıvılcımı yani ark yaratır. Oluşan bu minyatür şimşekle temasa geçen sıkıştırılmış hava yoğun bir şekilde uyarılarak hal değiştirir ve hava artık gaz değildir. Pozitif iyonlar ve serbest elektronlardan oluşan hiper enerjili bir sis haline gelmiştir. Yani artık plazmadır fakat plazma hala torcun içindedir ve metali kesmek için torcun dışına çıkmalıdır.

İşte tam burada metale tutturulmuş pozitif istasyon devreye girer bütün yüzeyi pozitif yapar. Torç metale yaklaştırıldığında metal kanalın kenarlarındakinden daha geniş bir pozitif yüklü yüzey sunar. Elektrik akımı her zaman kendisi için kolay ve daha az dirençli yolu tercih etmeye meyillidir. Bu sebeple bu büyük pozitif yüklü istasyon bütün elektrik akımını kendine çeker. Çarpılma riski yoktur. Hatta metal yüzeye dokunsanız bile elektrik kıvılcımı kanalın kenarlarından metal yüzeye atlar.Plazma torçtan dışarı fırlar o kadar sıcaktır ki metali eritir ve hatta buharlaştırır. Erimiş ya da buharlaşmış metal kanalın kenarından fışkıran hava tarafından anında uzaklaştırılır. Sonuç olarak sadece hava ve elektrik kullanımıyla temiz ve kaliteli bir kesim sağlar.

Çeşitleri Nelerdir?

Yukarıda anlattığım kesim şekli geleneksel plazma kesim yöntemidir. Bu anlattığım yöntemde genellikle gaz olarak hava veya nitrojen tercih edilir. Ve en çok elle yapılan kesim uygulamalarında kullanılır. Buna ek olarak plazma kesim işlemi çift gazlı, su korumalı, su enjeksiyonlu ve hassas plazma kesim olarakta yapılabilir.

Çift Gazlı Plazma Kesim


Bu kesim işleminde iki gaz akışı vardır ve biri plazmayı oluştururken diğeri koruyucu olarak görev yapar. Koruyucu gaz, kesim alanını atmosferden korur ve daha temiz bir kesme yüzeyi sağlar.

Su Korumalı Plazma Kesim


Çift gazlı plazma kesime benzer fakat burada koruyucu gazın görevini su yapmaktadır. Genellikle paslanmaz çelik kesimlerinde tercih edilir.

Su Enjeksiyonlu Plazma Kesim


Su korumalı plazma kesimden farklı olarak, plazma arkına enjekte edildikten sonra plazmanın yoğunluğuna ve sıcaklığına da etki eder.

Hassas Plazma Kesim


Düşük hızlarda ince saçlar üzerinde kaliteli kesim yapmak için kullanılan teknolojinin ilerlemesi sonucu ortaya çıkmış bir yöntemdir.

Serimizin bir sonraki yazısında görüşmek üzere. Esen kalın.

Facebook Sayfamizdan Bizleri Takip Edebilirsiniz
Eray Turit

Marmara Üniversitesi Elektronik Teknolojisi mezunuyum.Şu sıralar eğitimime Aksaray Üniversitesinde Endüstri Mühendisliği bölümünde devam ediyorum. Elektrik-Elektronik ve Endüstriyel Üretimle ilgileniyorum.