Tensione dell’arco per individuare lo spot anodico in taglio al plasma

FIG.4Il taglio plasma è una tecnologia consolidata, nata negli anni 60’ per lavorazioni nel settore aerospaziale di alluminio ed inossidabili. Durante gli anni ci sono state due direzioni di crescita di tale processo: la prima grazie al controllo di processo ed ai nuovi materiali della torcia si è aperta la possibilità di utilizzare ossigeno ed aria che ha esteso la gamma di materiali lavorabili soprattutto agli acciai al carbonio; la seconda consiste nell’introduzione del taglio plasma ad alta definizione caratterizzato da un fascio di qualità superiore rispetto ai sistemi convenzionali. Il fascio plasma ad alta definizione infatti si caratterizza per diametro del fascio minore e potenza maggiore, caratteristiche che si riflettono positivamente sulla qualità del solco di taglio. Sebbene i sistemi di taglio plasma siano largamente diffusi e sebbene miglioramenti continui vengano introdotti nei dispositivi, tale processo ha e riceve da parte della comunità scientifica poca attenzione. Il fattore principale è la “cattiva fama” che il processo ha tra le lavorazioni non convenzionali unita alla complessità dei fenomeni fisici, che lo descrivono. Tuttavia, alcuni ricercatori hanno presentato un nuovo metodo per misurare il punto di attacco dell’arco in cui la tensione d’arco è misurata durante il taglio con una vasta gamma di spessori. La posizione di attacco viene poi interpretata dalle tensioni. Per sostenere la validità di questo metodo, si osservano anche la forma di taglio, la dimensione delle particelle/scorie e l’adesione delle stesse al pezzo. Il metodo è dimostrato sul taglio di acciaio dolce, dove l’attacco dell’arco è risultato essere stazionario nella parte superiore dello slot di taglio e in ragionevole accordo con i risultati pubblicati esistenti. Per un processo ottimizzato per il taglio di lamiere in acciaio dolce di spessore 12.7 mm, l’attacco si trova ad una profondità di 1.5-3.4 mm. Per un processo lento ottimizzato per il taglio di lamiere con spessore pari a 25.4 mm sempre in acciaio dolce, l’attacco si trova ad una profondità di 3.4 – 4.8 mm, che migliora il trasferimento di calore più a fondo nel taglio, consentendo il taglio del pezzo spesso. L’uso di tensione dell’arco per individuare la posizione dell’attacco dell’arco è unico rispetto ai metodi esistenti, perché è del tutto indipendente dalla distribuzione del calore.

Fonte: D.J. Osterhouse, J.W. Lindsay, J.V.R. Heberlein, “Using arc voltage to locate the anode attachment in plasma arc cutting”, Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 46, N° 22, May 2013. DOI:10.1088/0022-3727/46/22/224013