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PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
1 of 23
SEP282 – PROCESSOS PARA
INDÚSTRIA AERONÁUTICA
• AULA 13
• PLASMA
Prof. Reginaldo T. Coelho - 2020
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
• O que é plasma?
Conhecido como o quarto estado da matéria, o plasma pode ser obtido
submetendo uma substância (em geral gases) a uma temperatura extremamente
elevada, de modo que a energia fornecida passa a romper as moléculas do gás.
Quando os elétrons em alta velocidade colidem com outros íons, liberam grandes
quantidades de energia, dando ao plasma o seu elevado poder de corte
2. Principais processos que utilizam o plasma:
Deposição Corte
(Aplicação principal)
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
Corte a Plasma
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
O sistema a plasma também permite cortes de alta precisão em peças de dimensões
reduzidas.
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
Mecanismos de remoção / conformação
De modo geral, para utilização do plasma no corte, a vazão de gás é aumentada, de forma
que a velocidade do jato seja tão grande que empurre o material fundido através da peça
de trabalho, provocando o corte.
Utilizando-se deste princípio, o corte a plasma possui um
bico com um orifício otimizado para restringir a passagem
de um gás ionizado a altíssima temperatura, usado para
derreter seções de metais condutores.
O plasma é utilizado para conduzir a energia fornecida
pela fonte para o material a ser cortado.
** O processo de corte plasma foi
criado na década de 50 e tornou-
se muito utilizado na indústria
devido sua capacidade de cortar
qualquer metal condutor de
eletricidade principalmente os
metais não ferrosos que não
podem ser cortados pelo
processo oxi-corte, bem como
uma alternativa muito mais viável
em relação ao laser, em cortes de
precisão.
Representação esquemática do processos de
corte a plasma.
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
Cutting Performance
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
* Tipos de máquinas para o corte a plasma:
Máquinas CNC. Operação manual.
*** Para cortes de elevada precisão, principalmente em componentes aeroespaciais, também
há a aplicação de braços robotizados, como o K.U.K.A. da Torchmate, de seis eixos,
permitindo a obtenção de cortes em geometrias bem mais complexas.
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
Corte manual
O corte manual é largamente utilizado nas
mais diversas aplicações. Desde cortes em
chapas finas como as de automóveis ou móveis,
até grandes espessuras como as de estruturas
metálicas, o plasma apresenta vantagens devido
a flexibilidade da tocha, facilidade de operação,
velocidade de corte e menor deformação das
chapas.
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
Corte mecanizado
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
Vantagens e desvantagens
Vantagens:
•Processos eficientes de corte;
•Sem necessidade de pós operação;
•Velocidade e facilidade na operação;
•Reparo e manutenção;
•Corta uma ampla faixa de espessuras
•Processo muito seguro, não utiliza perigosos cilindros de oxigênio e gás combustível e nem
mangueiras transportando elementos combustíveis;
•Corta qualquer metal condutor (Aço carbono, inoxidável, alumínio, bronze, cobre, ferro
fundido);
•Alta velocidade de corte;
•Perfura sem pré-aquecimento;
• Permite cortar placas empilhadas;
•Corte limpo (O corte não deixa sobras, por isso, não é necessária a limpeza posterior com
esmeril);
•Não super aquece o material (Devido a alta velocidade de avanço, a zona térmica afetada - ZTA
é muito pequena);
•As chapas de espessura fina não se deformam.
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
Vantagens e desvantagens
Desvantagens:
• É uma técnica dedicada, exigindo um grande investimento.
• O volume de gases inicialmente gerado é mais baixo do que na combustão
convencional, mas depois da combustão, o volume é idêntico ao de outras formas de
incineração;
•É necessária proteção contra o som e a luz gerada pelo processo, e contra gases
tóxicos no caso da utilização do oxigênio.
•Alto custo de manutenção e reparos, comparado a outros processos de corte
Solda
(Deposição) a
Plasma
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
Principais vantagens:
* Qualquer posição;
* Velocidades elevadas;
* Menor energia de soldagem;
* Maior razão penetração/largura;
* Arco estável mesmo com correntes baixas;
2.1. Solda a plasma (PAW)
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
2.1. Solda a plasma (PAW)
GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) PAW (Plasma Arc Welding)
Tabela 1. Análise comparativa de gastos entre os processos GTAW e PAW
Tabela 2. Lucratividade do processo PAW.
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
2.1. Deposição a plasma (PAW)
Aplicações da solda PAW:
* Solda de materiais de baixa soldabilidade;
* Peças de pequena espessura;
* Fabricação de eletrodos;
* Indústria automotiva;
* Indústria aeroespacial (precisão dimensional);
* Fabricação de equipamentos clínicos.
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
0
50
100
150
200
250
300
1 Oxicorte3 Oxicortes
1 Tocha de Plasma
Metros por
hora Aço carbono 12mm
Aço carbono 25mm
Gráfico comparativo de produtividade entre o corte a plasma e o oxicorte.
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
* Fabricantes Internacionais
Knuth [www.knuthusa.com]
Plasma Jet DS 4020 TFGM 1000 Plasma
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
1000 Series CNC Plasma
* Fabricantes Internacionais
Multicam [www.multicam.com]
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
* Fabricantes Internacionais
Torchmate [www.torchmate.com]
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
Série 1500 Série 2500
* Fabricantes Nacionais
Automática [www.automatica.com.br]
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
Primartec CutPlus Primartec HyCut
* Fabricantes Nacionais
Primartec [www.primartec.com.br]
PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
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* Fabricantes Nacionais
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PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS

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  • 1. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS 1 of 23 SEP282 – PROCESSOS PARA INDÚSTRIA AERONÁUTICA • AULA 13 • PLASMA Prof. Reginaldo T. Coelho - 2020
  • 3. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS • O que é plasma? Conhecido como o quarto estado da matéria, o plasma pode ser obtido submetendo uma substância (em geral gases) a uma temperatura extremamente elevada, de modo que a energia fornecida passa a romper as moléculas do gás. Quando os elétrons em alta velocidade colidem com outros íons, liberam grandes quantidades de energia, dando ao plasma o seu elevado poder de corte
  • 4. 2. Principais processos que utilizam o plasma: Deposição Corte (Aplicação principal) PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 5. Corte a Plasma PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 6. O sistema a plasma também permite cortes de alta precisão em peças de dimensões reduzidas. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 8. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS Mecanismos de remoção / conformação De modo geral, para utilização do plasma no corte, a vazão de gás é aumentada, de forma que a velocidade do jato seja tão grande que empurre o material fundido através da peça de trabalho, provocando o corte. Utilizando-se deste princípio, o corte a plasma possui um bico com um orifício otimizado para restringir a passagem de um gás ionizado a altíssima temperatura, usado para derreter seções de metais condutores. O plasma é utilizado para conduzir a energia fornecida pela fonte para o material a ser cortado.
  • 9. ** O processo de corte plasma foi criado na década de 50 e tornou- se muito utilizado na indústria devido sua capacidade de cortar qualquer metal condutor de eletricidade principalmente os metais não ferrosos que não podem ser cortados pelo processo oxi-corte, bem como uma alternativa muito mais viável em relação ao laser, em cortes de precisão. Representação esquemática do processos de corte a plasma. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 11. * Tipos de máquinas para o corte a plasma: Máquinas CNC. Operação manual. *** Para cortes de elevada precisão, principalmente em componentes aeroespaciais, também há a aplicação de braços robotizados, como o K.U.K.A. da Torchmate, de seis eixos, permitindo a obtenção de cortes em geometrias bem mais complexas. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 12. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS Corte manual O corte manual é largamente utilizado nas mais diversas aplicações. Desde cortes em chapas finas como as de automóveis ou móveis, até grandes espessuras como as de estruturas metálicas, o plasma apresenta vantagens devido a flexibilidade da tocha, facilidade de operação, velocidade de corte e menor deformação das chapas.
  • 14. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS Vantagens e desvantagens Vantagens: •Processos eficientes de corte; •Sem necessidade de pós operação; •Velocidade e facilidade na operação; •Reparo e manutenção; •Corta uma ampla faixa de espessuras •Processo muito seguro, não utiliza perigosos cilindros de oxigênio e gás combustível e nem mangueiras transportando elementos combustíveis; •Corta qualquer metal condutor (Aço carbono, inoxidável, alumínio, bronze, cobre, ferro fundido); •Alta velocidade de corte; •Perfura sem pré-aquecimento; • Permite cortar placas empilhadas; •Corte limpo (O corte não deixa sobras, por isso, não é necessária a limpeza posterior com esmeril); •Não super aquece o material (Devido a alta velocidade de avanço, a zona térmica afetada - ZTA é muito pequena); •As chapas de espessura fina não se deformam.
  • 15. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS Vantagens e desvantagens Desvantagens: • É uma técnica dedicada, exigindo um grande investimento. • O volume de gases inicialmente gerado é mais baixo do que na combustão convencional, mas depois da combustão, o volume é idêntico ao de outras formas de incineração; •É necessária proteção contra o som e a luz gerada pelo processo, e contra gases tóxicos no caso da utilização do oxigênio. •Alto custo de manutenção e reparos, comparado a outros processos de corte
  • 17. Principais vantagens: * Qualquer posição; * Velocidades elevadas; * Menor energia de soldagem; * Maior razão penetração/largura; * Arco estável mesmo com correntes baixas; 2.1. Solda a plasma (PAW) PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 18. 2.1. Solda a plasma (PAW) GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) PAW (Plasma Arc Welding) Tabela 1. Análise comparativa de gastos entre os processos GTAW e PAW Tabela 2. Lucratividade do processo PAW. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 19. 2.1. Deposição a plasma (PAW) Aplicações da solda PAW: * Solda de materiais de baixa soldabilidade; * Peças de pequena espessura; * Fabricação de eletrodos; * Indústria automotiva; * Indústria aeroespacial (precisão dimensional); * Fabricação de equipamentos clínicos. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 20. 0 50 100 150 200 250 300 1 Oxicorte3 Oxicortes 1 Tocha de Plasma Metros por hora Aço carbono 12mm Aço carbono 25mm Gráfico comparativo de produtividade entre o corte a plasma e o oxicorte. PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 21. * Fabricantes Internacionais Knuth [www.knuthusa.com] Plasma Jet DS 4020 TFGM 1000 Plasma PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 22. 1000 Series CNC Plasma * Fabricantes Internacionais Multicam [www.multicam.com] PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 23. * Fabricantes Internacionais Torchmate [www.torchmate.com] PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 24. Série 1500 Série 2500 * Fabricantes Nacionais Automática [www.automatica.com.br] PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 25. Primartec CutPlus Primartec HyCut * Fabricantes Nacionais Primartec [www.primartec.com.br] PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS
  • 26. Autocut-3000-precision * Fabricantes Nacionais White Martins [www.whitemartins.com.br/site/equipamentos] PROCESSOS NÃO-CONVENCIONAIS