Confira o Artigo abaixo retirado da Hypertherm.:

O que é Plasma? 

Uma definição comum de plasma é descrevê-lo como o quarto estado da matéria. Normalmente pensamos em três estados da matéria: sólido, líquido e gasoso. Para um elemento comum, como a água, estes três estados são: gelo, água e vapor. A diferença entre estes três estados está ligada aos seus níveis de energia. Quando adicionamos energia na forma de calor ao gelo, ele derrete e forma água. Ao adicionarmos mais energia, a água evapora-se em hidrogênio e oxigênio na forma de vapor. Ao adicionar mais energia ao vapor, estes gases tornam-se ionizados. Esse processo de ionização faz com que esses gases se tornem condutores de eletricidade. Este gás, eletricamente condutor e ionizado, chama-se plasma.

 Como o Plasma Corta o Metal? 

O processo de corte a plasma, como usado no corte de metais eletricamente condutores, utiliza este gás eletricamente condutor para transferir energia de uma fonte de alimentação elétrica através de uma tocha de corte ao material que está sendo cortado. O sistema básico de corte a arco plasma consiste de uma fonte de alimentação, um circuito de partida do arco e uma tocha. Estes componentes do sistema fornecem a energia elétrica, a capacidade de ionização e o controle do processo necessários para produzir cortes de alta qualidade e de alta produtividade em vários materiais diferentes. A fonte de alimentação é uma fonte de corrente contínua CC. A tensão de circuito aberto está, normalmente, entre 240 a 400 VCC. A corrente de saída (corrente) da fonte de alimentação determina a velocidade e a capacidade de espessura de corte do sistema. A função principal da fonte de alimentação é fornecer a energia correta para manter o arco plasma após a ionização. O circuito de partida do arco é um circuito gerador de alta frequência que produz tensão CA de 5.000 a 10.000 volts a, aproximadamente, 2 megahertz. Esta tensão é usada para criar um arco de alta intensidade dentro da tocha para ionizar o gás para produzir, desta forma, o plasma. A tocha serve como suporte do bico e do eletrodo consumíveis e fornece refrigeração (água ou gás) para estas peças. O bico e o eletrodo constringem e mantêm o jato de plasma.

 Sequencia Operacional de um Cortador Plasma:

A fonte de alimentação e o circuito de partida do arco estão conectados à tocha através de fios e cabos interconectados. Estes fios e cabos fornecem o fluxo adequado de gás, fluxo de corrente elétrica e alta frequência à tocha para iniciar e manter o processo.

1 - Um sinal de entrada de partida é enviado para a fonte de alimentação. Isso ativa, simultaneamente, a tensão do circuito aberto e o fluxo de gás para a tocha (ver Figura 2). A tensão de circuito aberto pode ser medida do eletrodo (-) para o bico (+). Observe que o bico está conectado ao positivo da fonte de alimentação através de um resistor e um relé (relé do arco piloto), enquanto o metal a ser cortado (peça de trabalho) está conectado diretamente ao positivo. O gás flui através do bico e sai pelo orifício. Neste momento, não há arco já que não há caminho de corrente para a tensão CC.

2 - Depois que o fluxo de gás se estabiliza, o circuito de alta frequência é ativado. A alta frequência se divide entre o eletrodo e o bico dentro da tocha de tal forma que o gás é obrigado a passar por este arco antes de sair pelo bico. A energia transferida do arco de alta frequência para o gás causa a ionização do gás, o que o torna eletricamente condutor. Este gás eletricamente condutor cria um caminho de corrente entre o eletrodo e o bico, o que resulta na formação do arco plasma. O fluxo de gás força este arco através do orifício do bico, criando um arco piloto.

3 - Supondo que o bico esteja bem perto da peça de trabalho, o arco piloto se prenderá à peça de trabalho, já que o caminho da corrente para o positivo (na fonte de alimentação) não é restrito por uma resistência enquanto a conexão positiva do bico é. O fluxo de corrente para a peça de trabalho é sentido eletronicamente na fonte de alimentação. Ao sentir este fluxo de corrente, a alta frequência é desativada e o relé do arco piloto é aberto. A ionização do gás é mantida com a energia do arco de CC principal.

4 - A temperatura do arco plasma derrete o metal, perfura através da peça de trabalho e o fluxo de gás de alta velocidade remove o material derretido da parte de baixo do kerf cortado. Neste momento, o movimento da tocha é iniciado e o processo de corte começa.

Variações do Processo de Corte Plasma 

Corte a plasma convencional

Processo de corte a plasma convencional: Geralmente este processo usa um único gás (normalmente ar ou nitrogênio), que tanto resfria quanto produz o plasma. A maioria destes sistemas está classificado abaixo de 100 A para cortes de materiais de até 5/8 pol de espessura. Usado principalmente em aplicações portáteis.

Corte a plasma com duplo gás

Processo de corte a plasma com duplo gás: Este processo utiliza dois gases: um para o plasma e outro como um gás de proteção. O gás de proteção é usado para proteger a área de corte da atmosfera, produzindo uma borda de corte mais limpa. Esta é, provavelmente, a variação mais conhecida, pois muitas combinações de gases podem ser usadas para produzir a melhor qualidade de corte possível num dado material.

Corte a plasma com proteção de água

Processo de corte a plasma com proteção de água:Esta é uma variação do processo de duplo gás onde a água é substituída pelo gás de proteção. Isso produz um melhor resfriamento do bico e da peça de trabalho, assim como uma melhor qualidade de corte em aço inoxidável. Este processo é utilizado apenas em aplicações mecanizadas.

Corte a plasma com injeção de água

Processo de corte a plasma com injeção de água: Este processo usa um único gás para o plasma e utiliza água injetada radialmente ou distribuída diretamente no arco para melhorar muito a constrição do arco e, portanto, aumentar a densidade e as temperaturas do arco. Este processo é usado de 260 a 750 A para uma alta qualidade de corte em muitos materiais e espessuras. Este processo é utilizado apenas em aplicações mecanizadas.

Corte a plasma de precisão

Processo de corte a plasma de precisão: Este processo produz uma qualidade de corte superior em materiais mais finos, menores que 1/2 pol, em velocidades mais baixas. Esta qualidade aprimorada é resultado do uso da mais recente tecnologia para super constringir o arco, aumentando bastante a densidade da energia. As velocidades mais baixas são necessárias para permitir que o dispositivo de movimento faça o contorno de forma mais precisa. Este processo é utilizado apenas em aplicações mecanizadas.

 Fonte: Hypertherm