Plasma Arc Cutting : Pengertian, Prinsip Kerja dan Kelebihannya

Pengertian Plasma Arc Cutting

Plasma arc cutting atau dikenal juga dengan plasma cutting adalah proses fabrikasi dengan menggunakan gas ionisasi super panas untuk memanaskan, melelehkan dan memotong material elektro konduktif. Plasma arc cutting dapat digunakan untuk berbagai macam logam seperti baja, aluminium, tembaga dan jenis logam lainnya.

Plasma Arc Cutting

Prinsip Kerja Plasma Arc Cutting

Kondisi Plasma terjadi ketika energi ditambahkan pada gas, sehingga menyebabkan molekul gas bergerak lebih cepat dan saling bertabrakan dengan gaya yang lebih besar. Tabrakan antara molekul gas menyebabkan elektron pada atom penyusun molekul terpisah dari kulit terluar dan membentuk ion. Semakin banyak atom yang kehilangan elektron hingga gas mencapai titik kritis dimana atom yang kehilangan elektron dan atom yang menerima elektron bebas mencapai keseimbangan. Pada kondisi tersebut, gas akan terionisasi menjadi plasma.

Proses plasma arc cutting menggunakan prisnip plasma yang sudah dijelaskan diatas yaitu dengan menggunakan gas yang terionisasi menjadi plasma. Pada plasma arc cutting gas yang diumpan ke elektroda di dalam nozzle hingga terionisasi menjadi plasma dan tekananya menjadi naik. Gas tersebut kemudian mendorong keluar aliran plasma, busur listrik terbentuk antara plasma torch (-) dan benda kerja (+) menghasilkan plasma dengan temperatur dan keecepatan tinggi untuk melelehkan dan memotong material.

Plasma Arc Cutting

Aplikasi dan Penggunaan Plasma Arc Cutting

Proses Plasma arc cutting dapat digunakan pada hampir semua material yang bersifat elektro konduktif termasuk logam (ferrous dan non-ferrous), logam paduan (alloy) dan beberapa jenis bahan lain yang bersifat elektro konduktif. Plasma arc cutting digunakan sebagai alternatif dari beberapa proses cutting seperti water jet cutting, laser cutting dan oxy-fuel cutting. Masing masing proses cutting tersebut memiliki kelebihan serta kekurangan, dimana penggunaan plasma arc cutting dapat ditinjau dari jenis bahan yang dipotong, waktu pengerjaan, biaya pengadaan dan faktor pendukung lainnya.

Jenis-Jenis Proses Plasma Arc Cutting

Dalam beberapa kondisi pemotongan terdapat beberapa kriteria yang dibutuhkan agar hasil pemotongan sesuai misalnya pemotongan yang membutuhkan output power lebih tinggi atau membutuhkan pendingin (coolant. Pada proses pemotongan dengan plasma arc cutting terdapat beberapa proses cutting dengan variasi tertentu dengan kombinasi gas dan medium tambahan yang ditambahkan pada proses plasma.

1. Plasma Arc Cutting Konvensional

Pada proses plasma arc cutting konvensional, proses cutting dilakukan oleh gas plasma tunggal. Pada umumnya gas yang digunakan pada proses plasma arc cutting berupa nitrogen, oksigen atau campuran hidrogen-argon.

2. Plasma Arc Cutting dengan Gas Tambahan (Secondary gas)

Penambahan gas atau medium pada proses plasma arc cutting dapat meningkatkan kecepatan pemotongan, kualitas permukaan hasil pemotongan dan intensitas daya pemotongan. Gas utama dikombinasikan dengan gas tambahan untuk menghasilkan kriteria tertentu.
- Penggunaan gas oksigen sebagai gas tembahan meningkatkan kecepatan potong dan kualitas sisi tepi potongan.
-  Campuran gas argon dan hidrogendigunakan untuk pemotongan stainless dan aluminium.

- Campuran gas hidrogen dan nitrogen digunakan sebagai alternatif pada pemotongan stainless steel yang tipis.

3. Plasma Arc Cutting dengan Injeksi Air (Water Injection)

Penggunaan air pada proses plasma arc cutting berfungsi untuk menjaga agar tidak terjadi penguapan dan sebagai pendingin (coolant) untuk torch plasma dan komponen lainnya. Selain sebagai pendingin, penambahan air pada plasma cutting memungkinkan berkurangnya distorsi pada material, menghasilkan kualitas pemotongan yang baik dan memperpanjang komponen torch dan nozzle plasma.

Kelebihan dan kekurangan Plasma Arc Cutting

Agar lebih dapat memahami karakteristik proses plasma arc cutting, berikut ini beberapa kelebihan serta kekurangan pada proses plasma arc cutting.

Kelebihan plasma arc cutting

1. Dapat memotong hingga ketebalan 150mm

2. Dapat memotong berbagai macam logam

3. Proses pemotongan yang cepat dengan lebih sedikit pengotor.

4. Relatif lebih mudah dioperasikan.

Kekurangan Plasma Arc Cutting

1. Hanya dapat digunakan pada material elektro konduktif

2. Menghasilkan HAZ (Heat Affected Zone) pada area sekitar pemotongan

3. Hasil akhir pemotongan kasar jika kecepatan potong dan ampere tidak tepat.

Referensi :

https://www.thomasnet.com/

https://www.twi-global.com/

https://esab.com/

https://media.neliti.com/

https://www.open.edu/

Share :