[건조공학] 플라즈마절단과 레이저 절단의 원리

1. 플라즈마 절단의 원리

플라즈마 절단은 금속을 절단하는 데 사용되는 고온 고속 절단 기술로, 전기 아크와 가스로 구성된 플라즈마를 이용하여 금속 표면을 녹이고 절단한다. 이 절단 방법은 강력한 열과 높은 온도를 발생시키며, 플라즈마는 온도가 약 15,000도~30,000도에 달할 수 있어 증기 상태의 이온화된 가스를 형성한다. 플라즈마 절단의 원리에서 중요한 것은 전극과 가스 공급 시스템이며, 이 시스템을 통해 이산화탄소 또는 산소, 아르곤 등의 가스가 고압으로 공급된다. 이 가스는 전기 아크를 통과할 때 이온화되어 플라즈마 저항이 낮아지고, 이를 통해 고속으로 금속 표면에 초고온의 플라즈마가 집중되어 금속이 빠르게 녹게 된다. 금속이 녹은 후, 절단된 부분은 호우와 같은 힘으로 밀려나가거나 자연스럽게 절단면을 형성한다. 특히, 플라즈마 절단은 두께 50mm 이상인 두꺼운 강판도 쉽게 절단할 수 있어 다양한 산업 현장에서 활용된다. 예를 들어, 선박 건조와 구조물 제작에서는 두꺼운 강판을 절단하는 데 주로 사용되며, 이는 기존의 기계적 절단방법보다 약 30% 정도 빠른 속도를 기록한다. 또한, 플라즈마 절단은 절단면의 정밀도도 뛰어나…