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Corte a Plasma, Corte a Laser, Chama a gás.

Corte a Plasma

Em física um plasma é geralmente entendido como sendo um gás aquecido intensamente, que devido sua alta temperatura, é conduzido eletricamente. Isto significa, todos os arcos são plasma. No campo da soldagem e corte o termo plasma é claro usado em um sentido mais restrito. Aqui, apenas um arco que é constrito por um bocal é chamado um plasma.

A característica principal do processo de corte a plasma é o arco de corrente direta, altamente concentrado, que é colidido entre um catodo de tungstênio e uma peça de trabalho metálica que será cortada, o gás de corte é soprado através do bocal constritor em alta velocidade. O metal fundido é completamente expelido do corte. Todos os metais eletricamente condutores podem ser cortados. Isto inclui, portanto, aqueles que não podem ser cortados a chama, tal como aços alta liga e alumínio.

Dados de Corte

Corte a Laser

Neste processo de corte térmico, o feixe de laser é focalizado tão precisamente por lentes de água de resfriamento que o poder de densidade de mais de 5mW/cm2 é obtido no ponto de foco.

Quando o feixe de laser focalizado se choca na superfície da peça de trabalho, o material parcialmente vaporiza. O resultado do corte é cercado por material fundido que é continuamente expelido durante o processo de corte por uma corrente de gás de corte. Geralmente oxigênio é usado quando se corta metais para gerar energia adicional através de oxidação exotérmica. No caso de materiais combustíveis, por outro lado, um gás inerte é usado (geralmente nitrogênio).

O bico de gás de alta velocidade serve principalmente para:

  1. ajuda na remoção de material limpando com jato de ar o excesso de material através do lado de trás da peça de trabalho.
  2. protege as lentes do salpico expelido da zona de corte; e
  3. ajuda no processo de queima.

Laser

Laser é a abreviação de “Amplificação de luz por emissão estimulada de radiação”.

Tipos de laser

Laser semicondutor

Laser sólido

Laser rubi (Al-óxido com Cr)

Laser “YAG” (Ítrio-Al-Granada)

Laser gás

Laser Íons (Ar + Kr + somente um gás de carga)

Aplicações do Laser

Material industrial

Medicina

Química

Física

Microeletrônica

Analítico

Técnicas de medida

Engenharia de telecomunicações

Para corte e soldagem o Laser – CO2 é o preferido. O gás usado é uma mistura de 4,5% de CO2, 13,5% de N2 e 82% de Hélio.

São cortáveis materiais metálicos, plásticos, madeira e cerâmicos.

Dados do corte Laser

Corte a gás com pó metálico

Corte com maçarico a oxigênio

Corte com pó metálico de fusão para materiais minerais

DIN 32510 Parte 2

Vista esquemática de corte a gás com pó metálico

Subdivisão dos processos por pulverização térmica (de acordo com a fonte de energia usada)

Preparação da superfície:

Nesta condição para se obter uma boa união com revestimento por chama é necessário aplicar os revestimentos em uma superfície limpa e desbastada. Óleo, graxa, tinta ou outros materiais estranhos devem ser removidos não só da superfície a ser revestida, mas também das superfícies adjacentes. De outro modo, o calor do processo pode causar graxas e óleos que escorrem para a área revestida. Fundição, particularmente fundição porosa que tenha se encharcado de óleo ou graxa, são difíceis de resolver. Portanto, é uma boa prática lavar com solvente ou desengraxantes, e então aquecer de 260 a 320 ºC para carbonizar e retirar o óleo dos poros.

Jateamento com abrasivos é um método comum e versátil para desbastar superfícies. Ele depende de muitas variáveis, incluindo tipo de tamanho de malha do abrasivo, tipo de jato do equipamento, pressão do ar e dureza da superfície. Areia e ferro angular de coquilha produzem a maior rugosidade em superfícies com dureza de até 40 RC. Abrasivos de alumina fazem um trabalho melhor para durezas acima de 40 RC.

Outro método de preparação de superfície, frequentemente usado, é o aglutinante de molibdênio e níquel aluminídeo que consiste num spray de molibdênio e níquel aluminídeo diretamente para uma superfície limpa. Já que o molibdênio oxida rapidamente acima de 480ºC, ele não poderia ser usado em peças que serão sujeitas a temperaturas muito maiores que 480ºC.

O método de desbaste rotativo e chanfrado de preparação de superfície dá uma união mais forte possível em todos metais usináveis tal como aço baixo carbono, metal Monel, níquel, latão e bronze.

Pré-aquecimento antes da pulverização geralmente é necessário para produzir uma união satisfatória. Um de dois produtos finais de uma chama oxiacetilênica é o vapor de água, e o produto inteiro de uma chama oxyhidrogênica é vapor de água. Se a chama atinge uma superfície fria, o vapor d’água condensa e a superfície se torna momentaneamente úmida. E quando metal fundido ou partículas cerâmicas atingem esta superfície úmida, o filme de água instantaneamente vaporiza.

Trincas ou levantamentos nos cantos ou bordas podem ocasionalmente aparecer em um depósito pulverizado. Este problema pode ser minimizado selecionando um metal ou cerâmica que dê um revestimento com a mais baixa contração possível. Um outro modo de evitar trincas é manter a peça a 300 F ou menos.

Se necessário, a pulverização pode ser parada periodicamente para permitir o resfriamento, ou um jato de ar de limpeza pode ser introduzido perto da área que está sendo pulverizada. Resfriamento ou pulverização com água ou outro líquido deve ser evitado.

Acabamento

Revestimento por chama de metais e cerâmicas podem ser ambos feitos por usinagem, esmerilhamento ou ambos. Há muitos tipos de operações de esmerilhamento, incluindo superfície interna e sem pontas. Nenhuma destas deve ser feita úmida ou seca. Esmerilhamento úmido é preferível ao seco e deve ser usado sempre que possível.

Em geral, discos de abrasivo vitrificado de carboneto de silício aglutinado meio duro e meio denso são suficientes para acabamento de metal e alguns revestimentos cerâmicos. Entretanto, discos de diamante são usados mais frequentemente para acabamento de cerâmicos duros e metais cerâmicos.

Usinagem grosseira pode começar próximo ao centro da área pulverizada e seguir para as bordas. Cortes grosseiros podem ser iniciados com 0,5 mm de tamanho de acabamento seguido pelo acabamento final. A velocidade do disco de superfície pode ser 6000 rpm para retificação a seco, e 6500 rpm para retificação úmida. Passes muito suaves devem ser usados para retificação de acabamento.

Metais pulverizados podem ser polidos com discos de feltros para um alto acabamento brilhante. Por exemplo, estanho, metal branco, zinco e alumínio são fáceis para polir com equipamento de polimento comum; cobre, latão e bronze são mais difíceis.

Aços pulverizados, incluindo aço carbono e inoxidável, são extremamente difíceis de polir e não devem ser considerados para nenhuma aplicação que requeira um acabamento lustroso.

O pescoço especial para fornecimento interno de pulverização com uma focalização ou sistema de resfriamento faz isto possível para aplicações completas que até agora eram consideradas impossíveis. O pescoço especial para fornecimento interno de pulverização possibilita ligas serem pulverizadas internamente com um diâmetro de 150mm.

Dados Técnicos

A característica da unidade de força e do sistema de bocais é principalmente responsável por um processo de pulverização plano e da qualidade da camada pulverizada e da resistência da união. A decisão de empregar o sistema de bocal aberto ou fechado depende da necessidade da qualidade e densidade da camada. O sistema de bocal fechado produzirá camadas mais duras e mais densas.

Pulverização a Plasma

                        Este método relativamente novo de aplicação de metal e cerâmica para revestimento faz uso de uma tocha que produz e controla uma corrente de alta velocidade de gás inerte que pode ser mantida a temperaturas superiores a 11.100 ºC por períodos bem acima de uma hora. A corrente de gás quente pode fundir e acelerar para alta velocidade partículas de qualquer material inorgânico sólido a qual se fundirá sem decomposição. Quando as partículas fundidas colidem com a camada de metal, elas colidem para formar um revestimento denso de alta pureza. O material de revestimento é introduzido para uma tocha em forma de pó. O elemento chave no processo de arco plasma é uma pistola ou tocha contendo um constritor através do qual o gás inerte passa.

                       A temperatura da chama de plasma depende do tipo e volume do gás usado, tamanho do bocal e intensidade de corrente. Temperaturas de 5540 ºC a 8320 ºC são geralmente usadas. As pistolas consomem gás a taxa de 5 a 15 l/min e operam de 20 a 40 Kw.

                      Há um número de vantagens no processo de arco plasma. Em geral, revestimentos com pulverização de pó a plasma são mais densos, melhor camada, contém menos óxidos, e tem resistência a tensão mais alta do que revestimento a chama, metálico e cerâmico pulverizados por outros métodos, com exceção da pistola de detonação.

Materiais de revestimento são alimentados para a chama para um ponto abaixo da camada do atual arco de conserto. Ajustes individuais na corrente elétrica e no gás e no fluxo de material são feitos para cada material de revestimento, muitos dos quais podem vaporizar completamente se não forem aplicados apropriadamente.

Pulverização a chama por explosão controlada

                    O método de pulverização a chama por explosão controlada é essencialmente um método acetileno de pulverização a chama, porém ele difere de outros métodos de vários modos. Nele, quantidades precisas de oxigênio e acetileno e partículas suspensas de metal ou material não metálico de pulverização, são pressurizados para uma câmara de uma pistola especialmente construída, como mostra a Fig. 2. Uma vela de ignição de tempo inicia a mistura e cria uma detonação que propele as partículas de revestimento, agora aquecidas para um estado plástico, para fora da pistola numa velocidade de 750 m/s.

                    A peça a ser revestida é mantida em uma distância determinada, geralmente de 50 a 100 mm, da ponta da pistola. Nesta distância, as partículas de revestimento são propelidas para a superfície da peça. No impacto, as partículas de revestimento achatam-se para produzir um revestimento que é de estrutura lamelar.

                    As explosões controladas ocorrem a uma taxa de 4 vezes por segundo, e sucessivas explosões formam o revestimento de espessura desejada. O alto nível de som, 150 db., produzido pela ignição da pistola é isolado alojando a operação inteira em um cubículo de concreto isolante de parede dupla.

                    Uma vez que isto está feito, a atual operação de revestimento é completamente automática e é operada por um painel de controle remoto do lado de fora do concreto.

Esse texto foi traduzido por alunos da fatec-sp
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