การเชื่อมพลาสมา

พลาสมาคือสถานะที่สี่ของสสาร: ก๊าซที่ถูกให้ความร้อนและแตกตัวเป็นไอออนจนกระทั่งนำไฟฟ้าได้ ในการเชื่อมพลาสมาการเชื่อมพลาสมาอาร์ก↗คุณใช้สิ่งนี้: อาร์กไฟฟ้า↗เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดทังสเตน↗กับชิ้นงาน แต่ถูก บีบรัด ด้วยหัวฉีดที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ อาร์กไฟฟ้า↗ถูกบังคับให้ไหลผ่านช่องเปิดแคบ — จากอาร์กกว้างคล้าย TIG กลายเป็นลำพลาสมาคมที่แหลมและเข้มข้นด้วยความหนาแน่นพลังงานสูงมาก

การบีบรัดส่งผลทางฟิสิกส์อย่างไร

ลองนึกภาพอาร์กไฟฟ้า↗เหมือนน้ำจากสายยาง ถ้าไม่มีหัวฉีดมันจะแผ่กว้าง แต่ถ้าคุณบีบปากท่อ มันจะพ่นเป็นลำเดียว ในการเชื่อมพลาสมาเกิดสิ่งเดียวกันกับก๊าซที่นำไฟฟ้า: หัวฉีดบีบอาร์กไฟฟ้า↗ให้แคบลง ความหนาแน่นกระแสเพิ่มขึ้น และอุณหภูมิในแกนลำพลาสมาสูงกว่าอาร์กอิสระอาร์กไฟฟ้า↗มาก ความต่างจาก TIG คือการบีบรัดนี้เอง — และมันมีสามผลลัพธ์:

• การหลอมลึก: ลำพลาสมาหลอมลึกและแคบ — จนถึง "รูเข็ม" (Keyhole) ที่ทะลุแผ่นโลหะทั้งแผ่น

• เขตได้รับความร้อน↗แคบ: เพราะความร้อนถูกป้อนอย่างเข้มข้น WEZ จึงเล็ก — บิดตัวน้อยลง โครงสร้างโลหะเปลี่ยนน้อยลง

• ความเร็วสูง: แผ่นบางเชื่อมได้ด้วยความเร็วสูงโดยไม่ต้องใช้ลวดเติม

สองก๊าซ สองหน้าที่

ในการเชื่อมพลาสมาคุณใช้สองก๊าซ:

• ก๊าซพลาสมา↗ (ส่วนใหญ่คืออาร์กอน): ไหลผ่านหัวเชื่อม ถูกแตกตัวเป็นไอออน และกลายเป็นลำพลาสมาจริงๆ

• ก๊าซป้องกัน↗ (อาร์กอนหรืออาร์กอน-ฮีเลียม): ล้อมลำพลาสมาจากด้านนอกและปกป้องบ่อหลอมจากการออกซิไดซ์

อัตราการไหลและการผสมของก๊าซทั้งสองควบคุมความลึกของการหลอมและรูปทรงแนวเชื่อม — เพราะฉะนั้นพลาสมาไวต่อพารามิเตอร์มากกว่า TIG

อาร์กนำร่อง — เคล็ดลับความเสถียรที่ซ่อนอยู่

อาร์กช่วยเล็กๆ ที่ติดอยู่ตลอดเวลาระหว่างอิเล็กโทรดกับหัวฉีด — อาร์กนำร่อง มันรักษาพลาสมาให้คงอยู่แม้ไม่สัมผัสชิ้นงาน ทำให้กระบวนการจุดอาร์กได้แน่นอนและเสถียรมาก โดยเฉพาะตอนเริ่มและตอนหยุดชั่วคราว สำหรับระบบอัตโนมัติและการเริ่มเชื่อมที่สะอาด นี่มีค่ามาก เพราะอาร์กหลักจุดได้ทันทีทุกเมื่อ

สองโหมดการทำงาน:

• ไมโครพลาสมา (0,1–15 A): สำหรับแผ่นบางเฉียบตั้งแต่ 0,05 mm — ความแม่นยำเหมือนบัดกรี แต่เป็นการเชื่อมจริง อาร์กไฟฟ้า↗เสถียรจนไม่ดับแม้กระแสน้อยมาก

• คีย์โฮลพลาสมา (เกิน 100 A): ลำพลาสมาทะลุแผ่นโลหะและปิดกลับหลังหัวเชื่อม — เชื่อมชั้นเดียวบนแผ่นหนาถึง 10 mm ในรอบเดียว โดยไม่ต้องใช้ลวดเติม

พลาสมา หรือ TIG หรือเลเซอร์?

ทั้งสามอย่างทับซ้อนกัน แต่แบ่งงานกันชัดเจน: TIG คือความแม่นยำแบบพกพาสำหรับงานชิ้นเดียว พลาสมาคือเวอร์ชันที่แรงกว่าด้วยการหลอมลึกกว่าและความเร็วสูงกว่า เลเซอร์คือขั้นที่สุดขั้วกว่าสำหรับการผลิตอัตโนมัติ กฎง่ายๆ: สำหรับโรงงานทั่วไป TIG ก็เพียงพอ ส่วนพลาสมาคุ้มค่าเมื่อคุณต้องการความหนาแน่นพลังงานสูง หลอมลึก และความแม่นยำซ้ำได้

การใช้งานอยู่ที่ไหนก็ตามที่ความแม่นยำและความเร็วมาบรรจบกัน: ท่อส่งของเหลว ถังสแตนเลสผนังบาง ชิ้นส่วนทางการแพทย์ และการผลิตอัตโนมัติเป็นชุด

ราคาที่ต้องจ่าย: เครื่องแพงกว่าและซับซ้อนกว่า TIG การตั้งพารามิเตอร์ยากกว่า และหัวฉีดสึกหรอ แต่สิ่งที่ได้คืออาร์กที่เสถียรที่สุดตัวหนึ่งที่มีอยู่