برش با پلاسما 

دستگاه برش پلاسما ماشینی است که برای برش فلزات با کمک قوس الکتریکی بکار میرود.دستگاه یک قطب مثبت و یک قطب منفی دارد(مثل رکتیفایر)که یکی نوک الکتروز تورچ برش و دیگری قطعه کار(توسط یک کابل و انبر به دستگاه وصل میگردد.)دستگاه ولتاژ بسیار بالایی را بین این دو قطب ایجاد می کند و میدانید که همیشه الکترونها از نقطه با پتانسیل بالاتر به نقطه با پتانسیل پایینتر شارش مییکنند.اختلاف پتانسیل بالا هوای ما بین دو قطب را یونیزه میکند و اینگونه هوا تبدیل به رسانا میگردد (در اینجا اسم پلاسما به همین حالت یونیزه شدن هوا اطلاق   میگردد.)

یونیزه شدن هوا باعث ایجاد قوس الکتریکی شدید بین کاتد و اند میگردد .(اتفاقی شبیه ایجاد یک رعد فقط در ابعاد کوچکتر.) رسیدن این قوس به سطح فلز باعث ذوب سریع سطح آن میگردد. در این لحظه گازی از وسط تورچ با فشار خارج میگرددکه مواد مذاب را داخل قطعه کار پیش میبرد و باعث برش فلز میگردد.از گازهای مختلفی بااین منظور میتوان استفاده نمود مثل نیترژن ارگون و اکسیژن.از پلاسما برای برش فلزات گوناگونی مانند :فولاد نرم،فولاد آلیاژی الومینیوم ،مس و سایر فلزات و الیاژهای فلزیاستفاده نمود.

گازیی دیگر نیز در این فرایند به عنوان گاز محافظ استفاده میگردد که کار ان از اسمش مشخص است.پلاسما معمولا ار امپری بین 20 تا 1000 آمپر استفاده میکنند که این آمپر برای برش استیل از0.5 تا 170 میلیمتر مناسب می باشد. 

گازهایی که در فراینداستفاده میشوند میتوانند در کیفیت سطح تاثیر بسزایی داشته باشند.همچنین سرعت برش در این فرایند بیشتر از هوا گاز بوده و کیفیت سطح بهتری ایجاد می نماید.

معایب

برش پلاسما گازهایی ایجاد میکند که به شدت برای سلامتی بدن انسان و محیط زیست خطرناک می باشد.همچنین در هنگام برشکاری بروش پلاسما امواج صوتی مضری ایجاد میگردد که برای گوش انسان قابل تشخیص نمی باشند.برش پلاسما معمولا دارای تعمیرات پیچیده ای می باشد.

هزینه های این روش معمولا بالاست. برای برش ضخامتهای بالا معمولا به پلاسماهایی بسیار گرانقیمت نیاز است که این هزینه اولیه دستگاه را بلامیبرد.علاوه بر این هزینه تعویض نازل و الکترود دیگر هزینه های جاری میباشند.

مقایسه روشهای برش هواگاز و پلاسما

هر دو روش  برش هواگاز و پلاسما  جهت برش فلزات بکار می روند. اما نسبت به هم مزایا و معایبی نیز دارند.مزایا و معایبی که هر یک را برای کاربردهای مناسب تر می سازد.

هوا گاز

برش هوا گاز روشی بینظیر جهت کار بر روی آهن می باشد.شاید باور پذیر نباشد که با این روش می توان شمش فولادی با ضخامت 2.5 متر!!! را برش زد .اما باور کنید. نه به صورت   آزمایشی ‘ بلکه این اتفاقی است که هر روز در کارخانه های فولاد می افتد.

کیفیت سطح برش هوا عمود و تقریبا صاف میباشد.برای سیستم هوا گاز به سرمایه اولیه زیادی نیاز نمیباشد،در واقع (شلینگها،مشعل ،شیربرقیهاولوله ها) اجزا تشکیل دهنده آن میباشند.تعمیر و نگهداری این قطعات برای هرکس با اندک اطلاعات فنی کار ساده ای است.یادگیری و تنطیم ان نیز برای کارگر غیر ماهر اسان تر می باشد.

پلاسما

برش پلاسما فرایند برش با قوس الکتریکی است.این برش سرعتی بسیار بالاتر از هوا گاز دارد(بین 5 تا 10 برابر!!)پلاسماهایی ساخته شده اند که تا 170 میلیمتر استیل را برش میزنند.امکان برش هر گونه فلزی را دارد(بر خلاف هوا که تنها اهن را میبرد).دقت برش در این روش بالاتر از هوا گاز میباشد.همچنین گپ برش کمتری ابجاد خواهد کرد.

خوب حالا سوالی که پیش می اید اینست که با این همه محسنات پس چرا هنوز هم از هوا گاز استفاده میگردد؟

1)در برش پلاسما بخصوص در ضخامتهای بالا انتهای پایین برش هلالی میگردد

2)برش پلاسما بسیار الوده است (بدلیل ایجاد بخارات فلز و گاز ازت)

3)برای خرید دستگاههایی که ضخامتهای بالا را برش بزنند سرمایه اولیه بسیار بالایی نیاز است.

4)نیاز به تعمیرات و نگهداری بالایی دارد.

5)ایجاد امواج زیر صوت که برای انسان خطرناک است.

با توجه به مطالب بالا و .... بهتراست برای برش های زیر 12 میل از پلاسما و بیشتر از ان را از هوا گاز استفاده نمود

برشکاری با قوس

علاوه بر روش های برشکاری شعله ای، روش های دیگری برمبنای انرژی حاصل از قوس الکتریکی وجود دارد. پیش گرم کردن اولیه برای شروع برشکاری توسط قوس الکتریکی بین الکترود و سطح کار تأمین می شود.

به علت تمرکز به علت تمرکز و شدت حرارت قوس زمان پیش گرم کردن تقلیل یافته و سرعت بریدن نیز افزایش می­یابد. پس از پیش گرم کردن اولیه در برخی از روش های برشکاری در این گروه اکسیژن، هوا یا مخلوط گازهای دیگر دمیده می شود، اما در بعضی دیگر فشار پلاسما جت و نیروی ثقل باعث خارج شدن مذاب از درز برش می شود.

چندین روش برشکاری در این گروه ابداع شده است که اهم آن عبارت است از:

1) برشکاری با قوس پلاسما: این روش قبلا توضیح داده شد

2) برشکاری قوس-فلز metal arc cutting :

در این روش برشکاری همان الکترود جوشکاری استفاده می شود. یکی از مشکلات جوشکاری ورق ها این بود که با بالا رفتن بیش از حد آمپر جوشکاری ذوب از پشت کار به بیرون می ریخت. در این روش جوشکاری از این حالت استفاده می کنیم. با بالا بردن آمپر به خاطر افزایش حرارت تولید شده و نیروی پلاسما جت ذوب به بیرون می ریزد. این نوع برشکاری بیشتر در حالت تخت راحت تر است چرا که نیروی ثقلی نیز به بیرون ریختن ذوب کمک می کند اما در شرایطی می توان آن را به صورت افقی نیز به کار برد.

3) برشکاری قوس- اکسیژن Oxy-arc cutting :

حرارت پیشگرم کردن اولیه برای شروع برشکاری توسط قوس الکتریکی بین الکترود و سطح کار تامین می شود. پس از پیشگرم اولیه، اکسیژن به سطح کار دمیده می شود و پس از سوختن آهن فشار جت اکسیژن سرباره را به بیرون می ریزد. این فرآیند مخصوصا برای بریدن چدن ها و فولاد های زنگ نزن دارای مزیت هایی است. بعنوان مثال تمرکز شدت حرارتی و سرعت برشکاری بالا باعث می شود که منطقه متاثر از حرارت کوچکتر باشد. بر اساس این فرآیند الکترود می تواند لوله ای فولادی با 3 تا 10 میلیمتر قطر و 6 متر طول باشد که به منبع تامین اکسیژن از طریق دریچه های کنترل و تنظیم وصل بوده و اکسیژن با فشار در آن دمیده می شود. واضح است که الکترود ذوب و مصرف می شود ولی سوختن آهن در الکترود نیز به تشدید حرارت ایجاد شده کمک می کند.

4) برشکاری قوس- کربن با هوا Air carbon-arc cutting :

اساس کار شبیه فرایند قبلی است با این تفاوت که در اینجا الکترود از جنس گرافیت و کربن می باشد.

جت هوا از کنار الکترود با فشار زیاد آهن مذاب را به خارج از درز برش می پاشد. از این فرآیند برای برداشتن قسمتی از فلز از روی قطعه کار نیز استفاده می شود.

جریان DC یا AC با آمپر نسبتاً بالا برای این فرایند لازم است. بدیهی است که در این روش الکترود ذوب نمی شود بلکه فقط کربن با سرعت کم می سوزد. لازم به ذکر است که در این روش لازم نیست آهن اکسید شود و سپس سرباره حاصله به اطراف پاشیده شود، بلکه آهن مذاب نیز می تواند تحت فشار جت هوا به خارج از درز برش دمیده شود.

تجهیزات این فرایند از اجزاء زیر تشکیل شده است:

منبع قدرت

اغلب منافع قدرت، برای جوشکاری در این روش نیز قابل استفاده اند. ولتاژ مدار باز باید نسبتاً بالا باشد. (بالای 60 ولت) میزان دقیق ولتاژ تا حدودی بستگی به اندازه الکترود دارد.

منبع تأمین هوای فشرده

کمپرسورهای هوا که بتوانند هوایی با فشار حدود kg/cm² 70ـ56 تولید کند برای این فرایند در شرایط معمولی کافی است. میزان هوای لازم برای ایجاد این چنین مواردی حدود 12ـ85 لیتر در دقیقه است. حجم و سرعت جریان هوا باید به اندازه ای باشد که بتواند فلز و سربارة مذاب را از درز برش بیرون براند.

برای الکترود و کارهای سبک قطر داخل لوله های انتقال هوای فشرده نباید از 4/6 میلی­متر کمتر باشد.

نگهدارنده یا انبر الکترود کربنی

نگهدارنده الکترود شبیه انبر قلم جوش در جوشکاری های معمولی (جوش برق) است و عمل اتصال جریان الکتریکی و هدایت هوای فشرده به الکترود و درز جوش را انجام می دهد. معمولاً شیر یا دکمه ای نیز برای قطع و وصل جریان هوای فشرده بر روی آن تعبیه شده است.

الکترود

الکترود از مخلوط گرافیت، کربن و چسب مخصوص و غالباً با لایة نازک مسی پوشیده شده است. مقطع الکترود معمولاً گرد است ولی در شرایط خاص برای کارهای ویژه از مقاطع نیم گرده مثلث و چهارگوش نیز استفاده می شود. الکترودهای ساخته شده برای جریان های AC و DC کمی با هم فرق دارند.

در الکترودهای AC برای پایداری قوس بعضی ترکیبات نظیر فلزات کمیاب به ترکیب الکترود اضافه می کنند. در این فرآیند نیز انبر الکترود می تواند به طور دستی و یا ماشینی در مسیر مورد نظر هدایت شود.

این روش برای بریدن و برداشتن منطقه ای از قطعه کار از نوع فلزات نظیر فولادهای کم کربن، فولادهای کم آلیاژی، فولادهای آلیاژی، چدن ها، آلومینیم، منگنز، مس، نیکل و آلیاژهای آنها به کار برده می شود.

عوامل متغیر در این فرآیند عبارتند از:

1ـ شدت جریان و نوع آن و تناسب آن با نوع و اندازه الکترود و جنس قطعه کار

2ـ نوع برش

3ـ سرعت برشکاری

4ـ وضعیت برش

5ـ میزان کیفیت و تمیزی مقطع برش

زاویة الکترود نسبت به سطح کار باید چنان باشد که در وضعیت های مختلف فلز و سربارة مذاب بتواند سهل تر و راحت تر از درز برش به خارج رانده شود و جت هوا در پشت نوک الکترود باشد. سرعت پیشرفت برشکاری به اندازة الکترود نوع فلز، میزان شدت جریان و فشار هوا بستگی دارد.

یکی از مسائل متالوژیکی ناشی از برشکاری با این روش جذب کربن در لبة برش به ویژه در حالیکه الکترود کربن به قطب مثبت وصل شده باشد می باشد. البته زاویة غلط الکترود، فشار کم هوا و سرعت غیریکنواخت برشکاری عوامل دیگری برای وقوع و تشدید این عیب خواهند بود.

یکی از مشکلات وقوع جذب کربن در لبة برش کاهش خاصیت ماشین کاری و ایجاد ترک های مویی در این منطقه می باشد.

برشکاری زیر آب

طبقه بندی برشکاری زیر آب

در رابطه با برش زیر آب، بایستی دو روش اساسی را همانند جوشکاری در زیر آب از یکدیگر تفکیک نمود:

الف) برشکاری مرطوب زیر آب

ب) برشکاری خشک زیر آب

در رابطه با برش مرطوب که به شکل برش حرارتی در آب انجام می شود، از سال1950 به بعد در اشکال برش شعله ای، برش قوس الکتریکی با الکترودهای میله ای توپُر روپوش دار، و برش قوس الکتریکی اکسیژن با الکترود میله ای تو خالی انجام گرفته است. در سالها بعد روش قوس پلاسما که بیشتر در تکنولوژی نیروگاههای هسته ای مورد استفاده قرار می گیرد، گسترش یافت.

مطالعه و تحقیق روی برش قوس الکتریکی - جت آب نشان داد که این روش از لحاظ کارآیی و توان در حد روش پلاسما می باشد. از سال 1965 به بعد برشکاری خشک در زیر آب در محیط گاز، کارآیی بهتری را نسبت به روشهای قبلی ارائه نمود.

برشکاری مرطوب

روش شعله ای

اولین بار برشکاری شعله ای در زیر آب در سال 1908 در آلمان انجام گرفت. در سالهای 1913 و 1914 مشعلهایی طراحی و ساخته شد که در آنها به کمک پوشش محافظ هوای فشرده، از تأثیر مستقیم آب روی شعله جلوگیری به عمل آمده بود. علی رغم اینکه درجه حرارت شعله در ترکیب استیلن و اکسیژن خیلی بالا می باشد، ولی در جوشکاری شعله ای زیر آب پس از مدتی، از گاز هیدروژن به جای استیلن استفاده شد.

علت این مسئله آن بود که استیلن فقط قادر است تا 5/1 اتمسفر فشار را تحمل کند و در فشار بالاتر خطر منفجر شدن این گاز وجود دارد. لذا برش با استیلن و اکسیژن، حداکثر تا عمق 7 متر می تواند کاملاً ایمن باشد. در عمق های بالاتر، از مخلوط اکسیژن و استیلن به منظور برشکاری نمی توان استفاده نمود. با روش هیدروژن-اکسیژن تا به حال، تا عمق 40 متر برشکاری شده است.

از سال 1930 به بعد در آلمان روشی ابداع شد که در آن به جای استفاده از هیدروژن یا استیلن، بنزین جایگزین شد، و علت آن این است که برای تولید 1500000 کیلو کالری انرژی یک ظرف 145 کیلو گرمی بنزین لازم است، در حالی که برای تولید همین مقدار انرژی 7350 کیلوگرم هیدروژن لازم است. علاوه بر آن خطر انفجار مخلوط گازی بنزین یا بنزول با هوا به مراتب کمتر از خطر انفجار مخلوط هیدروژن با هواست. (نسبت مخلوط بنزین با هوا 2.5% و نسبت مخلوط بنزول 3.9% است، ولی نسبت مخلوط هیدروژن 57% می باشد.)

برش قوس الکتریکی با الکترودهای میله ای توپُر

به موازات روش برش بنزین-اکسیژن شعله ای، در آلمان از سال 1930 روش برش قوس الکتریکی با الکترود میله ای توپُر گسترش پیدا کرده است. علتی که از روش شعله ای بنزین-اکسیژن به روش قوس الکتریکی گرایش بیشتری پیدا شد دلایل زیر بود:

حمل کپسول های حاوی اکسیژن و بنزین در زیر آب برای غواص مشکل است و گران تمام می شود. همچنین سر و صدای زیادی که از مصرف اکسیژن ایجاد می شود، موجب ناراحتی غواص می شود. لرزش های ناشی از تأثیر آب و عدم دید صحیح غواص، از دیگر معایب این روش است.

علاوه بر آن برای بستن سوراخهای کشتی در زیر آب، جوش دادن ورق های فولادی روی شکافهای بزرگ بدنه ی کشتی و همچنین سوراخهای بزرگ یا شکافهایی که در بدنه ی سازه های دریایی پیش می آید، روش شعله ای امکان پذیر نبوده و در این موارد جوش قوس الکتریکی تنها راه برای تعمیر این قسمت ها می باشد.

مزایای این روش نسبت به روش برش شعله ای:

راحتی در گرفتن تفنگ برشکاری، ایجاد راحت جرقه قبل از رسیدن به محل برش، تراکم انرژی و درجه حرارت بالا که به همین علت می توان فولادهای آلیاژِی و چدن و حتی فلزات غیر آهنی را با این روش برشکاری نمود. مزیت دیگر آن نسبت به روش قوس الکتریکی-اکسیژن با الکترود میله ای توخالی عبارت است از عدم وابستگی به جریان اکسیژن و ساده تر بودن سیستم برشکاری که در نتیجه بهتر قابل کنترل است و لذا برشکاری را می توان برای ورق های به ضخامت 6 میلیمتر انجام داده و کنترل نمود.

تجربیات انجام شده تا کنون، تا عمق 60 متر موفق بوده است. با شناختی که از جوش خشک و مرطوب در دسترس می باشد، می توان به این نتیجه رسید که برش با الکترود توپُر می تواند در اعماق بیشتری نیز انجام گیرد.

برش قوس الکتریکی-اکسیژن با الکترود میله ای توخالی

اولین تجربه ی این روش در سال 1915 انجام گرفت، ولی عملاً در زمان جنگ جهانی دوم در امریکا و تجربیات با برش قوس الکتریکی با الکترودهای توپر، نوعی الکترود توخالی که از یک لوله ی فولادی با روپوش خاص تشکیل می شد، ساخته شد و مورد آزمایش برای برش از نوع فوق قرار گرفت.

پس از روشن نمودن قوس الکتریکی، جریان اکسیژن که با شلنگ برشکاری متصل است، توسط یک اهرم باز می شود و از قسمت داخلی الکترود که به شکل لوله است، به قطعه کار دمیده می شود. الکترود را با گیره ی مخصوص به صورت عمودی روی قطعه تنظیم می کنند. برای فولادهای غیر آلیاژِی و فولادهای با درصد عناصر آلیاژی کم، الکترود را به همین شکل روی خطی که باید بریده شود می کشند.

روپوش الکترودهایی که در این فرآیند برشکاری به کار می رود، مخلوطی است از  و و  است. این روپوش زیر یک لایه ی رنگ است که روی الکترود زده شده است. برای برش چدن، فولادهای آلیاژی و فلزات غیر آهنی که با حرکت ارّه مانند الکترود بریده می شوند، شدت جریان بایستی حدود 30 تا 70 % بیش از شدت جریانی که برای برش فولاد معمولی لازم است، باشد؛ ولی گاز اکسیژن نسبت به فولاد غیر آلیاژی نصف می شود.

از نظر ایمنی وجود محافظ در مقابل اشعه، لازم است. از لحاظ اقتصادی، مزایای این روش در آن است که چندین ورق روی هم قرارگرفته رامی توان با یک خط برش برید بدون آنکه برش را قطع نمود.

به عنوان یک مثال از سرعت برشکاری می توان گفت: زمان برش زبانه ها از روی قسمت داخل آب پایه های فولادی در آب با برش شعله ای بنزین-اکسیژن، 4 دقیقه و با روش استفاده از الکترود توخالی، 8/0 دقیقه طول کشیده است. برای ایجاد سوراخهایی در دیواره های سازه های دریایی که جهت پیچ نمودن قلّاب به آنها استفاده می شود، یا محل عبور طناب در بدنه ی کشتی ها زیر آب برای ورق با ضخامت 10 میلیمتر با روش الکترود توخالی یک ثانیه و برای ورق 50 میلیمتر مدّت 2 ثانیه زمان لازم است.

حال آنکه با روش برش شعله ای ورق 50 میلیمتر را اساساً به سختی می توان سوراخ نمود. برای ورق 150 میلیمتر نیز سوراخ- کاری با روش شعله ای، امکان پذیر نیست؛ درحالی که با روش الکترود توخالی، به راحتی می توان آن را سوراخ نمود. در روش مذکور به جای جریان اکسیژن، می توان از هوای فشرده استفاده کرد و درنتیجه نیاز پروسه را به جریان اکسیژن، برطرف نمود. در آن صورت توان برش نسبت به جریان اکسیژن حدود 30% افت می کند ولی نسبت به روش باالکترود توپُر، 50% بالاتر است.

برای برش ورق های با ضخامت 6 میلیمتر با جریان اکسیژن و الکترود توخالی، بهتر است الکترود را با زاویه ی °45 نسبت به سطح کار نگه داشت. برای صرفه جویی در مصرف الکترود، به جای استفاده از الکترودهای معمولی، از نوعی الکترود با روپوش سرامیکی استفاده می شود.

تا به حال ورق های تا ضخامت 100 میلیمتر با این روش بریده شده است. برای برش چنین ورق های ضخیمی، بایستی نقطه ی برش را به صورت قیف مانند به سمت جلو باز نمود تا هیدروژن تولید شده در محیط سریعاً از اطراف محل دور شود. در آلمان با این روش در عمق 180 متری عملیات برشکاری انجام شده است.

برش با قوس پلاسما

چون آب، محافظتی در مقابل جریان اشعه های رادیواکتیو ایجاد می کند و جریان گاز پلاسما در رابطه با موادی که در تأسیسات هسته ای به کار گرفته می شود و ضخامت زیاد آنها برنده ی بسیار خوبی می باشد، لذا روش برش با پلاسما از سال 1950 در امریکا برای ورق های ضخیم با ضخامت 25 میلیمتر به بالای بخش زیرآبی تأسیسات هسته ای، مورد استفاده قرار گرفت و نتایج بسیار خوبی برای فولاد غیر آلیاژِی دربر داشت.

پس از این تجربیات، حفاظ حرارتی یک رآکتور اتمی قدیمی که قرار بود اسقاط شود، از جنس فولاد کروم-نیکل آوستنیتی نوع 304 به ضخامت 4/25 میلیمتر با برش پلاسما بریده شد.

این عملیات برش به کمک سیستم کنترل از راه دور عمق 7/3 متر زیر آب و با شدّت جریان 710 آمپر و ولتاژ 155 ولت با جریان ازُت 241 لیتر بر دقیقه و سرعت برش 127 سانتیمتر بر دقیقه، انجام گرفت. در عملیات برش بعدی رآکتور که در محیط خارج از آب انجام گرفت، از روش قوس پلاسما استفاده شد که توسط جتِ آب، جریان پلاسما را محافظت می کردند. از ابتدای دهه ی 70 در اروپا در بخش نیروگاه های اتمی از روش برش پلاسما استفاده گردید.

یک حفاظ حرارتی دیگر متعلق به یک رآکتور هسته ای که قطر آن 3 متر و ضخامت دیواره ی آن 76 میلیمتر بود، در عمق 7 متری آب با جریان برق 980 آمپر و ولتاژ 210 ولت با سرعت 25 سانتیمتر بر دقیقه برشکاری شد. در آلمان شرقی، روش پلاسما برای بریدن بدنه ی کشتی های باری از سال 1960 شروع شد. با شدّت جریان 370 آمپر و تحت جریان گاز آرگون با دبی 15 لیتر بر دقیقه، برش ورق با ضخامت 20 میلیمتر از فولاد غیر آلیاژی با سرعت برش 13.8 متر بر ساعت انجام گرفت. برای آنکه مواد مذاب را، از مقطع بریده شده خارج کرد، از یک جریان جتِ آب سرد استفاده می شود که فشارش 2 اتمسفر بیش از فشار آب محیط بوده و از طریق یک نازل که به شلنگ و به تفنگ برشکاری وصل شده است، به محل برش هدایت می شود.

روش استفاده از جت آب از درون یک نازل حلقه ای شکل در برش پلاسما در هوا نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد، زیرا جریان جت آب اولاً سر و صدای برش را تا حد زیادی می گیرد و ثانیاً دود اضافی ناشی از برش را با خود می برد. در تکنولوژی برش در تأسیسات هسته ای، روش قوس پلاسما با جت آب نسبت به روش قوس پلاسما بدون جت آب مناسب تر است زیرا جریان جت آب خارج شده از نازل حلقه ای شکل دور جریان پلاسما را گرفته، آن را باریک تر نموده درنتیجه تأثیر برشی آن را شدید تر می کند. برای نمونه یک عمل برشکاری زیر آب در شوروی سابق با مشخصات زیر انجام گرفته است:

ضخامت ورق: 20 میلیمتر

عمق آب: 10 متر

شدّت جریان برش: 480 آمپر

ولتاژ: 120 ولت

جریان گاز آرگون: 42 لیتر در دقیقه

سرعت برش: 9 متر در ساعت.

در مقایسه با روش معمولی برش قوس الکتریکی-اکسیژن، برش پلاسما علاوه بر سرعت برش بالاتر، سطح بریده شده را خیلی تمیز و صاف تر در می آورد. چنانچه از گاز ازت به جای گاز آرگون به عنوان گاز برشی استفاده شود، توان برش بالا خواهد رفت و چنانچه هوای فشرده به عنوان گاز پلاسما مورد استفاده قرار گیرد سرعت برش فوق العاده بیشتر خواهد شد. در یک آزمایش که در آن از هوای فشرده به عنوان گاز پلاسما استفاده شده، از تفنگ برشکاری مکانیزه ای استفاده شد که مجهز به کاتد زیرکونیوم بود و آزمایش در یک مخزن آب با عمق 1.2 متر یک بار در آب شیرین و بار دیگر در آب شور انجام گرفت که در حالت دوّم، درصد نمک از 0.9 تا 3.5 درصد متغیر بود و مقطع برش، بسیار تمیز و یکدست بود. برای بررسی کارآیی بیشتر برش پلاسما آزمایش هایی در شرایط مشابه با عمق زیاد در یک اتاق فشار زمینی در سال 1975 در انگلستان انجام گرفت.

در این اتاق فشار که شرایط به دو صورت مرطوب و خشک مشابه با فشار در عمق آب ساخته شده بود، موفق شدند که تحت شرایط معادل 370 متر زیر آب هم به صورت خشک و هم به صورت مرطوب برشکاری نمایند.

برش خشک در زیر آب

برش در زیر آب، برای آماده سازی سر لوله ها و پخ زدن آنها، برای جوشکاری های داخل اتاق فشار جوشکاری خشک، در گذشته اکثراً با ماشین های فرز انجام می گرفت.

با توجه به اینکه سیستم محرّک و برق این نوع ماشین ها بایستی از بالای آب تغذیه گردد و نیاز به یک سیستم هیدرولیک پیشرفته دارد، عمل فرزکاری مربوط به پخ زدن لوله ها و براده برداری تا عمق 45 متر میسّر بود.

البته با گسترش سیستم های متحرّک الکتریکی، این کار تا عمق بیش از چندصد متر نیز میسّر شد، ولی به دلیل آنکه برش با فرز دراتاق های عملیاتی زیر آب دارای سرعت حدّاکثر 8/4 متر بر دقیقه در برش عمودی و 4/2 متر بر دقیقه در برش مایل لوله های جدار ضخیم می باشد، به منظور بالا بردن سرعت و توان برش در این اتاق ها برش پلاسما جایگزین ماشین های فرز گردید.

روش هایی که تا کنون در مورد برش شعله ای در زیر آب تجربه شده، کارآیی این نوع برش را تا عمق 60 متر محدود می کند. در مقابل با روش قوس الکتریکی جت آب و الکترود رولی، تا عمق 100 متر با روش قوس الکتریکی-اکسیژن و الکترود میله ای توخالی تا عمق 180 متر و با روش قوس پلاسما تا عمق 370 متر را می توان به راحتی برشکاری نمود.

امّا مشابه با آنچه که در جوشکاری زیر آب مطرح است، به نظر می رسد که با استفاده از روش ها و امکانات جدیدتر بتوان تا عمق بیشتری در آب عملیات برشکاری را انجام داد.

همچنین در زیر آب می توانید تا عمق 635 متر با روش برش پلاسما برشکاری نمایید. در آلمان، در مؤسّسه ی تحقیقاتی، ارزیابی استفاده از انرژی هسته ای در کشتی سازی (GKSS) روی سیستمی تحقیق می شود که در آن می توان در اتاق عملیاتی هم فشار با عمق 1200 متری در آب، عملیات جوشکاری و برشکاری را به راحتی انجام داد.

در یک نمونه ی دیگر که یک اتاق تحقیقاتی مرطوب در داخل یک اتاق عملیاتی تحت فشار نصب شده است، آزمایش هایی برای کار در عمق 2400 متری نیز انجام گرفته است.