Usinagem por plasma

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UniEvangélica
Engenharia Mecânica 
Usinagem por Arco Plasma
Disciplina: Usinagem 
Professor: Sergio Brandão 
Componentes:
João Cleber Rodrigues
Kennedy dos Reis 
Gustavo de Paiva 
Gabriel V. Barbosa
16/04/2018
Anápolis – GO
Sumario 
Objetivo.........................................................................................................3
Introdução.....................................................................................................4
Descrição do processo................................................................................5
Parâmetros de soldagem............................................................................9
Aspectos econômicos do processo.........................................................10
Aplicação.....................................................................................................11
Bibliografia..................................................................................................12
Objetivo 
Proporcionar conhecimento de forma teórica e prática sobre os processos de usinagem, abordando seus fundamentos, suas características e aplicações. Conhecer a classificação geral dos processos de fabricação e identificar nesta a importância da usinagem, assim compreender os princípios envolvidos nos processos de fabricação por usinagem, analisando e descrevendo o processo de usinagem por arco plasma.
Introdução 
A usinagem é uma forma de fabricação utilizada para criar objetos de metal e outros materiais primas, o processo se dá como corte dos materiais para alterar a aparência e forma de um produto, conforme requisito previamente estabelecido. A usinagem serve como uma alternativa a outras formas de processos de produção, incluindo a moldagem e a fundição. São um dos métodos mais eficazes de se criar peças muito finas, objetos com muitos detalhes, e que não são muitas vezes possíveis por meio de técnicas de fundição e moldagem possibilitando um ótimo acabamento as peças se vendo presente em quase todas as indústrias. 
Existem vários métodos de usinagem, que buscam melhor atender a necessidade de cada processo, se adequando a formas, níveis de precisam, material a serem trabalhados entre outras variáveis tendo isso em vista O processo de corte plasma foi desenvolvido por volta dos anos 50 com o objetivo inicial de cortar metais condutores, principalmente o aço inoxidável e o alumínio, considerado um processo bastante novo se comparado aos outros processos de usinagem. Hoje é o processo sofreu um crescimento muito significativo na indústria, nas instalações industriais e nas oficinas em geral como excelente ferramenta para o corte de metais, em virtude da velocidade e precisão do corte.
Neste trabalho veremos que o processo de usinagem por plasma utiliza um arco elétrico concentrado que derrete o material através de um feixe de plasma de alta temperatura, com o auxílio de um bico com um orifício para constringir o gás ionizado, sendo que todo material condutor pode ser cortado como o aço carbono, aço inoxidável, o alumínio e outros metais eletricamente condutores. O início do corte é praticamente instantâneo e produz uma deformação mínima da peça de trabalho, este processo permite a usinagem em altas velocidades de corte e menos tempo de inatividade, também permitindo corte com espessuras de 0,5 a 160 mm, utilizando unidades de plasma de até 1000 A. 
Descrição do processo
O plasma é um elemento importante na soldagem por arco plasma. Costuma-se pensar normalmente em três estados da matéria: o sólido, o líquido e o gasoso. O elemento mais conhecido, a água, tem três estados físicos: o gelo, a água e o vapor; a diferença básica entre estes três estados é o nível de energia em que eles se encontram. Quando se adiciona energia sob forma de calor ao gelo, este transforma-se em água, que sendo submetida a mais calor, irá vaporizar. Se mais energia for adicionada, algumas de suas propriedades, tais como temperatura e características elétricas, serão modificadas substancialmente. Este processo é chamado de ionização, ou seja, a criação de elétrons livres e íons entre os átomos do gás. Quando isto acontece, o gás torna-se um plasma eletricamente condutor, isto é, os elétrons livres transmitem corrente elétrica.
Esta tecnologia moderna é utilizável para o corte de qualquer material metálico condutor, e mais especialmente em aço estrutural, aço inoxidável e metais não ferrosos. Corte a plasma pode ser um processo complementar para trabalhos especiais, tais como a produção de pequenas séries, atingindo tolerâncias apertadas ou acabamentos melhorados. Existe também um material de baixo térmica afetado pela concentração de alta energia do arco de plasma. O início do corte é praticamente instantâneo e produz uma deformação mínima da peça de trabalho. Este processo permite a usinagem em altas velocidades de corte e menos tempo de inatividade ocorre, (sem pré-aquecimento é necessário para perfuração). Permite corte espessuras de 0,5 a 160 mm, com unidades de plasma até 1000 amperes. De corte de plasma também permite que o aço estrutural usinado possa ser chanfrado com até 30 milímetros. Uma das características mais notáveis ​​é a alta qualidade e acabamento do corte.
O processo de soldagem por arco plasma, também conhecido por PAW (Plasma Are Welding), é aquele em que a fusão dos metais é provocada por um arco elétrico constritor, estabelecido entre um eletrodo de tungstênio e a peça de trabalho; esse arco está envolvido por uma atmosfera protetora proporcionada por dois fluxos de gases. O arco é chamado constrito ou constringido porque é limitado por um bocal que restringe o diâmetro do arco e aumenta a intensidade da fonte de calor. Um dos dois fluxos de gases, frequentemente argônio, sai do bocal constritor e rodeia o eletrodo, sob a forma de um jato altamente aquecido, chamado plasma; o outro passa por um bocal externo, concêntrico ao bocal constritor, e funciona como proteção; este gás pode ser inerte ou uma mistura de gases inertes.
Características do corte:
Oferece moderna tecnologia para todos os materiais eletro-condutores, usados principalmente em aços estruturais, inoxidáveis e metais não ferrosos;
Apresenta baixo calor de distorção do metal devido ao arco de plasma densamente concentrado;
Contém altas velocidades de corte (5 a 7 vezes mais rápido que o corte oxi-gás) e baixo tempo morto (não é necessário pré-aquecimento);
Corta materiais com espessura de 0,5 a 160 mm;
É bastante eficiente em cortes em aços estruturais de até 30 mm, verticais e em chanfros;
Corta na mais alta qualidade obtida com feixe de plasma ou método de plasma com injeção de água.
(Corte plasma em máquina tipo CNC)
(Bico do arco plasma)
Corte Mecanizado
Corte mecanizado é todo aquele onde um sistema automático manipula a tocha de plasma, pode ser simples como uma “tartaruga” ou até os mais complexos manipulados e comandados por CNC.Os sistemas mecanizados geralmente possuem tochas refrigeradas por líquido refrigerante devido aquecimento progressivo da mesma.
(Máquina de corte CNC)
Corte Manual
Os sistemas de corte manual são muito simples e de fácil operação.Os sistemas mais modernos possuem o bocal isolado eletricamente o que permite que o operador apoie a tocha na peça e/ou utilize uma régua ou gabarito para guiar o corte. É largamente utilizado nas mais diversas aplicações tais como chapas finas (automóveis ou móveis), até grandes espessuras (estruturas metálicas).O plasma apresenta vantagens devido a flexibilidade da tocha, facilidade de operação, velocidade de corte e menor deformação das chapas.
(Corte por arco plasma manual)
Gás Ionizável
Como plasma, o argônio tem sido o preferido na soldagem com baixas correntes em razão de seu maior potencial de ionização. Ele promove melhor limpeza dascamadas de óxidos de metais reativos e facilita a abertura do arco elétrico. É utilizado nos trabalhos com aços carbono, aços de alta resistência e metais reativos como titânio e zircônio. O quadro ilustra a utilização de misturas de gases na soldagem de chapas espessas.
Parâmetros de soldagem
Os parâmetros de soldagem por arco plasma considerados são os tipos de corrente, comprimento e tensão do arco, vazão do plasma e "stick-out” (permite melhor visibilidade durante o trabalho.
A corrente utilizada é a contínua, com polaridade direta; porém, na soldagem de alumínio usa-se a polaridade inversa, que, embora cause certa instabilidade de arco, permite o efeito de limpeza do alumínio.
A soldagem a arco plasma trabalha com correntes baixas e devido a sua grande estabilidade, pode ser utilizada na soldagem de peças com espessura inferior a 1 mm com correntes de 0,1 a 20A; este tipo de soldagem é chamado micro plasma.
Embora as correntes geralmente utilizadas sejam baixas, é possível, também, usar correntes elevadas, pois o processo admite a utilização de correntes de até 500A. De uma forma arbitrária, costuma-se determinar a marca de 100A como o limite de baixas correntes e acima desse valor fica as chamadas altas correntes.
 Aspectos econômicos do processo
A usinagem por arco plasma é um processo muito sofisticado, devido a isso, tem um alto custo, além de o equipamento ser caro, a manutenção também é cara. 
O processo atinge qualidade melhores do que os métodos convencionais não deformam o material, fazendo com que não tenha grande perca de materiais por defeitos. Permite também cortar placas empilhadas, fazendo com que economize tempo.
Aplicação
A principal aplicação do processo é na preparação de juntas para a soldagem, onde a qualidade de corte sem a pós operação de limpeza para remoção de escórias facilita o processo de operação seguinte
Os principais mercados atendidos pelo processo de corte plasma são:
Soldagem;
Estruturas metálicas;
Usinas siderúrgicas;
Caldeirarias;
Autopeças & automotiva;
Outras aplicações que necessitam cortar metais como: aço carbono, aço inoxidável, alumínio, cobre, ferro fundido.
Bibliografia 
(http://www.alusolda.com.br/conteudo/principais-caracteristicas-do-processo-de-corte-plasma.html)
(http://wwwo.metalica.com.br/o-processo-de-corte-de-metais-por-plasma)
(https://pt.wikipedia.org/wiki/Corte_a_plasma)
(http://www.infosolda.com.br/biblioteca-digital/livros-senai/processos/153-processo-por-arco-plasma-caracteristicas.html)
(http://www.alusolda.com.br/conteudo/principais-caracteristicas-do-processo-de-corte-plasma.html1015)
(https://tobiasmugge.files.wordpress.com/2008/10/apresentacao-corte-plasma.pdf)
(http://wwwo.metalica.com.br/aplicacoes-do-processo-corte-plasma)
(https://aventa.com.br/novidades/entenda-o-processo-de-corte-plasma)