♦ ขบวนการตัดพลาสม่าและการเซาะร่อง

การตัดโดยการอาร์ค  (Arc Cutting , CAC) เป็นประเภทของการตัดโดยใช้ความร้อนที่เกิดจากการอาร์คระหว่างอิเลคโตรดกับชิ้นงาน

การเซาะร่อง  (Gouging)  คือ การใช้ความร้อนจากการอาร์คในการเซาะร่อง

คำนิยามของกระบวนการข้างต้นครอบคลุมถึงกระบวนการดังต่อไปนี้ด้วย

• Plasma Arc Cutting  , PAC
• Air  Carbon arc cutting ,CAC-A
• Shileld metal arc cutting  , SMAC
• Gas metal arc cutting , GMAC
• Gas Tungsten  arc cutting , GTAC
• Oxygen  arc cutting , AOC
• Carbon arc cutting , CAC

ในแต่ละวิธีจะมีข้อดีข้อเสียแตกต่างกันไป  ซึ่งในการเลือกใช้จะมีปัจจัยที่ควรคำนึงถึง  ได้แก่  ค่าใช้จ่ายต่อหน่วย , อุปกรณ์ที่ใช้ และความชำนาญของผู้ปฎิบัติงาน   ซึ่งในบทนี้จะแนะนำกระบวนการ  PAC  และ  CAC-A  ซึ่งนิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย

Plasma arc cutting  , PAC

เป็นกระบวนการหลอมละลายชิ้นงานโดยการอาร์คผ่านพื้นที่เล็กๆ และจะทำการกำจัดโลหะที่หลอมละลายออกไปโดยใช้แก๊สที่มีความเร็วสูงซึ่งวิ่งผ่านรู Orifice  ซึ่งแก๊สดังกล่าวถูกเรียกว่า Plasma  gas  ซึ่งโดยทั่วไปจะมีอุณหภูมิระหว่าง  10,000-14,000  ^oC   กระบวนการ  PAC ถูกสร้างขึ้นกลางทศวรรษที่ 1950

ข้อดีของกระบวนการตัดแบบนี้ มีดังนี้

1. ใช้แรงในการจับยึดชิ้นงานน้อยกว่า
2. อุณหภูมิในการตัดสูงกว่าแบบ  OFC  จึงทำให้มีความสามารถในการตัดได้เร็วกว่า
3. สามารถเริ่มทำการตัดได้ทันที่โดยไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนเพื่ออุ่นชิ้นงานก่อน (Preheat)

ข้อจำกัดของกระบวนการตัดแบบนี้ มีดังนี้

1. อาจเกิดอันตรายจากความร้อน , ไฟฟ้าช๊อต , แสงที่จ้า , ควันที่เกิดจากการตัด และระดับเสียงที่มากกว่าการตัดวิธีอื่น นอกจากนั้นยังควบคุมขนาดของการตัดได้ยากกว่าการตัดโดยใช้เครื่องมือตัด
2. อุปกรณืมีราคาแพงเมื่อเทียบกับ  OFC
3. ใช้พลังงานมากกว่า

Plasma  คือประจุที่เกิดจากการอาร์คระหว่างอิเลคโตรคและชิ้นงาน  ซึ่งปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดพลาสมา  ได้แก่ กระแสที่ใช้ , รูปร่างของหัวตัด (Torch) , อัตราการไหลของแก๊ส    ซึ่งการอาร์ค จะเกิดขึ้นภายใน Orifice ที่อยู่ด้านล่างของอิเลคโตรด

พลาสมาแก๊สจะถูกพ่นผ่านบริเวณที่เกิดการอาร์คจะได้รับความร้อนอย่างรวดเร็วจนมีอุณหภูมิสูงขึ้นและมีความเร็วเพิ่มขึ้นเพื่อไหลผ่านรู  Orifice และถูกพ่นเข้าสู่ชิ้นงานในบริเวณที่ทำการตัด โดยที่ค่าความเข้มและความเร็วของพลาสมาแก๊สจะถูกกำหนดโดยหลายปัจจัย เช่น   ชนิดของแก๊ส ,ความดัน , รูปแบบการไหล , กระแสไฟฟ้าที่ใช้ , ขนาดและรูปร่างของรู Orifice  และระยะห่างระหว่างอิเลคโตรดกับชิ้นงาน

รูปที่  1. วงจรไฟฟ้าพื้นฐานของกระบวนการ PAC

จากรูปที่  1.  ในตอนเริ่มต้นกระบวนการตัดจะเกิดการสปาร์คที่ความถี่สูงระหว่างอิเลคโตรดและปลายของหัวตัดซึ่งพลาสมาจากการนี้จะไม่ถูกส่งไปยังชิ้นงาน เราเรียกการอาร์คในขั้นตอนนี้ว่า

“Pilot  Arc” จากนั้นลำของพลาสมาที่มีความร้อนสูงที่เกิดจากการอาร์คของอิเลคโตรดกับชิ้นงานโดยใช้กระแสตรง  จะถูกพ่นเข้าไปเป่าโดยใช้แก๊สใส่ส่วนของโลหะที่หลอมเหลวออกไปจากช่องว่างที่ได้รับการตัด (Kerf)   ซึ่งการอาร์คในขั้นตอนนี้นี้ถูกเรียกว่า  “Transfer  Arc”    สำหรับ แก๊สที่ใช้ในกระบวนการ  PAC  ได้แก่ ไนโตรเจน , อาร์กอน , อากาศ , ออกซิเจน  , ไนโตรเจนผสมไฮโดรเจน

หัวตัด  (Torch) สำหรับกระบวนการ PAC

มีหลายประเภทตามขนาดของกระแสที่ใช้ ได้แก่  ชนิดกระแสต่ำ (0-30 A)  , ชนิดกระแสปานกลาง (30-100 A)  , ชนิดกระแสสูง (100-1,000 A)

อุปกรณ์ที่ใช้ในระบบ

หัวตัด (Torch)

มีทั้งชนิดที่ควบคุมด้วยมือ (Manual) และจับโดยใช้เครื่อง  (Mechanically-mounthed torch)  โดยขนาดที่ใช้งานจะขึ้นกับความหนาของโลหะที่จะใช้ตัด  หัวตัดจะทำงานที่อุณหภูมิสูงซึ่งภายในจะมีชิ้นส่วนที่สึกหรอซึ่งจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบสภาพความสมบูรณ์อย่างสม่ำเสมอ และจำเป็นต้องได้รับการเปลี่ยนตามอายุการใช้งาน   สำหรับปลายของอิเลคโตรดจะเกิดการสึกหรอในระหว่างการใช้งานดังนั้นควรได้รับการเปลี่ยนเพื่อคงประสิทธิภาพในการตัด  ซึ่งในปัจจุบันหัวตัดรุ่นใหม่ๆจะสามารถปรับตั้งระยะห่างได้อัตโนมัติ

Power Supply

แหล่งจ่ายพลังงานที่ใช้จะเป็นวงจรกระแสตรงที่มีแรงดัน  240-400  VDC . ปริมาณของกระแสที่จ่ายออกมาจะขึ้นอยู่กับความเร็วในการตัดและความหนาของชิ้นงานที่ใช้ตัด   หน้าที่หลักของแหล่งจ่ายพลังงานคือจ่ายพลังงานให้ถูกต้องเพื่อให้รักษาระดับของการเกิดพลาสมาหลังจากที่มีการแตกตัวเป็นอิออนแล้ว

วงจรสำหรับใช้เริ่มต้นการอาร์จะเป็นวงจรกำเนิดความถี่สูงซึ่งจะผลิตแรงดันกระแสสลับในช่วง  5,000-10,000  Volt  ที่ความถี่  2 MHz  ซึ่งค่าแรงดันนี้จะถูกใช้ในการทำให้เกิดการอาร์คที่มีความเข้มสูง ตัวเป็นอิออนซึ่งเรียกว่าพลาสมา.

ระบบควบคุมการตัด

การควบคุมการตัดแบบง่ายจะใช้ปุ่มควบคุมโดยการให้ทำงานและหยุดทำงานหรือแบบอัตโนมัติซึ่งจะทำหน้าที่ควบคุมลำดับในการตัดและมีการปรับปริมาณแก๊สและระดับของพลังงานให้เหมาะสม

ระบบป้องกัน

จะใช้  Pressure Switch  เพื่อวัดว่าแก๊สมีปริมาณเพียงพอที่จะจ่ายหรือไม่  เพื่อป้องกันหัวตัดเสียหายจากการอาร์คภายในซึ่งถ้าหากปริมาณแก๊สต่ำระบบจะไม่ทำงาน นอกจากนั้นสำหรับหัวตัดชนิดที่ใช้กระแสสูงจะมีการตรวจสอบระบบหล่อเย็นเพื่อป้องกันหัวตัดเสียหาย โดยจะทำการตัดกระแสไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ เมื่อระบบหล่อเย็นบกพร่อง

อุปกรณ์ที่ใช้เคลื่อนที่ต่างๆ

จะควบคุมโดยใช้คอมพิวเตอร์หรือแบบ Numerical นอกจากนั้นยังอาจใช้  Robot

การควบคุมสภาวะแวดล้อม

กระบวนการ PAC จะก่อให้เกิดเสียงและควันจากการตัดชิ้นงาน สามารถควบคุมได้หลายวิธี ซึ่งวิธีนึงที่ใช้กันแพร่หลายคือ

1. การตัดบนผิวน้ำและใช้น้ำราด (Water Shrouded  PAC)   วิธีนี้จะให้ผิวด้านล่างของชิ้นงานวางบนแท่นวางสัมผัสกับผิวน้ำ นอกจากนั้นยังมีการป้อนน้ำเข้าไปรอบๆหัวตัดโดยใช้ปั๊มดูดน้ำจากถาดรอง ซึ่งมีอัตราการไหลประมาณ  15-20  GPM (55-75  L/min)
2. การตัดใต้ผิวน้ำ  (Underwater  PAC) วิธีนี้ปลายหัวตัดและชิ้นงานจะถูกจุ่มลงไปในน้ำลึกประมาณ 3 in (75 mm) จากผิวน้ำ   และในกรณีที่ไม่มีการตัดเมื่อหัวตัดจมอยู่ในน้ำจะทำการป้อนอากาศเข้าไปเพื่อไล่น้ำออกจากหัวตัด

คุณภาพในการตัด

ปัจจัยที่จะใช้ประเมินคุณภาพของรอยที่ถูกตัด (Kerf) ได้แก่ ความเรียบของพื้นผิว , ความกว้าง, มุม , ความคมของขอบที่ตัด, เศษโลหะที่ติดอยู่  ซึ่งคุณภาพเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่ถูกตัด , เครื่องมือที่ใช้ตัด, สภาวะในการตัด

สำหรับในการตัดโดยใช้  PAC สำหรับโลหะที่มีความหนาน้อย ๆ จนถึง 3 in (75 mm) จะให้ผิวที่เรียบใกล้เคียงกับ OFC        แต่ถ้าความหนาของชิ้นงานเพิ่มขึ้นจะทำให้ผิวมีความขรุขระมากขึ้นและพื้นผิวมีการสีที่แตกต่างกัน     ในกรณีของแผ่นสเตนเลสที่มีความหนามาก ๆ  5-7 in ( 125 -180 MM)  PAC  จะดีกว่า  OFC  เล็กน้อย

ผลกระทบที่เกิดขึ้นต่อโลหะ

วัสดุที่ได้รับการตัดจะได้รับความร้อนจนหลอมละลายและถูกเป่าออกด้วยลำของพลาสมา จากกระบวนการ PAC จะก่อให้เกิด  Heat  Affected  Zone  ที่ผิวของชื้นงานผิวที่ถูกตัดซึ่งจะเกิดเหมือนในกระบวนการเชื่อม  ซึ่งความร้อนไม่เพียงแต่จะเปลี่ยนโครงสร้างของเหล็กใน Zone นี้ แต่ยังจะทำให้เกิดความเค้นภายในเนื้อโลหะในบริเวณที่ถูกตัดด้วย  โดย Zone ดังกล่าวจะลึกเข้าไปในชิ้นงานซึ่งวัสดุต่างชนิดกันจะมี  Heat  Affected  Zone  ลึกที่แตกต่างกัน    นอกจากนี้ยังอาจเกิดกับรูปร่างวัสดุที่ยาว , แคบ และเรียว ซึ่งจะเกิดความร้อนขึ้นระหว่างการตัด

การเซาะร่องโดย PA  (Plasma arc gouging)

เป็นการประยุกต์ใช้กระบวนการตัดโดยใช้พลาสมา    แต่จะทำการเพิ่มพื้นที่บริเวณ Orifice  ซึ่งทำให้ความเร็วของลำพลาสมาลดลง  และใช้ความร้อนดังกล่าวในการหลอมละลายโลหะและเป่าเศษโลหะที่หลอมละลายออกไปโดยผิวที่หลอมละลายจะเรียบ    สำหรับเครื่องมือที่ใช้จะเหมือน PAC แต่หัวตัดที่ใช้จะถูกออกแบบให้มีรูที่กว้างกว่า ซึ่งจะทำให้ความเร็วของพลาสมาลดลง

สำหรับพลาสมาแก๊สที่นิยมใช้ อาร์กอนผสมไฮโดรเจน 35 –  40 %   โดยที่เป็นถังสำเร็จรูปหรืออุปกรณ์ผสมแก๊ส  นอกจากนั้นสามารถใช้อีเลียมแทนได้แต่ร่องที่เกิดขึ้นจะมีลักษณะตื้นกว่าในส่วนของแก๊สที่ใช้หล่อเย็นนั้นจะใช้อาร์กอน , ไนโตรเจน หรืออากาศ วิธีการเซาะร่องนั้นจะให้หัวตัด ทำมุม 30^o จากแนวราบ และความลึกของร่องที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับความเร็วของหัวตัด การใช้งานเซาะร่องโดย PA นั้น สามารถใช้ได้กับโลหะทุกชนิด  แต่จะใช้ได้ดีกับอลูมิเนียมหรือสเตนเลส เนื่องจากจะทำให้ร่องที่เกิดขึ้นมีคุณภาพดี

ความปลอดภัย

อันตรายที่อาจเกิดขึ้นจะเหมือนกับกระบวนการตัดและการเชื่อมทั่ว ๆ ไป เช่น ไฟไหม้, ความร้อน, เสียง, แก๊สพิษ , การแผ่รังสีความร้อน  ในการใช้งานควรจะมีการศึกษาคู่มือการใช้งานให้ละเอียด นอกจากนั้นยังอาจเกิดอันตรายจากแก๊สแรงดันสูง ซึ่งไวไฟและระเบิดได้ และระบบน้ำหล่อเย็นด้วย

อุปกรณ์ทางไฟฟ้า

ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในการตัด PAC จะมีค่าอยู่ระหว่าง 150 – 400 VDC  ซึ่งอาจเกิดอันตรายกับผู้ใช้งานได้  ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้งานควรมีการต่อสายดินให้ถูกต้องตามที่ผู้ผลิดได้แนะนำไว้   การอบรมให้ทราบถึงวิธีการช่วยเหลือในเบื้องต้นจะช่วยลดความรุนแรงหลังจากเกิดอุบัติเหตุลงได้ โดยที่ข้อกำหนดเกี่ยวกับความปลอดภัยที่เกี่ยวข้องมีดังนี้

1. ANSI  C – Z , The National Safety Code
2. ANSI  Z49.1 , Safety in Welding and Cutting
3. 29 CFR 1910 , OSHA General Industry Standard and NFPA Standard 51B , Fire Prevention in  The Use of Cutting  and Welding Processes

นอกจากนี้ยังมีหัวข้อเกี่ยวกับความปลอดภัยเพิ่มเติมดังนี้

1. วางอุปกรณ์ในที่แห้ง
2. จุดต่อของสายไฟฟ้าต้องมีความแน่นหนา เพื่อป้องกันความร้อนเกิดขึ้นที่จุดต่อดังกล่าว
3. ใช้สายไฟฟ้าที่งานต้องสามารถรับแรงดันได้สูงตรงตามพิกัดการใช้งาน
4. หลีกเลี่ยงการสัมผัสวงจรไฟฟ้าที่มีกระแสอยู่
5. หลีกเลี่ยงการเปลี่ยนชิ้นส่วนภายในหัวตัดโดยไม่ได้ทำการตัดกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเครื่อง
6. ผู้ปฎิบัติงานควรตระหนักว่าอุปกรณ์ของ PAC จะมีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าเครื่องเชื่อมแบบดั้งเดิม

ควันพิษที่เกิดจากการตัด

ปริมาณควันพิษที่เกิดขึ้นจาก PAC  จะมีหลายปัจจัยที่เกี่ยวข้อง    เช่น   กระแสที่เกิดจากการอาร์ค , ความเร็วในการตัด, วัสดุที่ใช้ในการตัด และชนิดของแก๊สที่ใช้  โดยผิวโลหะด้านได้รับการตัดจะจะเกิดออกไซด์ของเหล็กที่ถูกตัด  โอโซนและออกไซด์ของไนโตรเจน  สำหรับการกำจัดควันพิษออกจากพื้นที่ทำงานจะใช้ระบบระบายอากาศซึ่งควรจะต้องผ่านกรองอากาศ   ก่อนที่จะปล่อยออกสู่ภายนอก   การควบคุมควันจากการตัด มีหลายวิธีได้แก่ การตัดบนโต๊ะที่มีน้ำและใช้น้ำรดที่หัวตัดเพื่อลดปริมาณควันจากการอาร์ค , นอกจากนั้นยังคงใช้วิธีจุ่มชิ้นงานลงใต้ผิวน้ำ ซึ่งวิธีนี้ไม่จำเป็นต้องใช้น้ำป้อนเข้าไปที่หัวตัด

ในการตัดแผ่นอลูมิเนียมและแมกนีเซียมบนโต๊ะหล่อน้ำนั้น มีแนวโน้มว่าจะเกิดการระเบิดของไฮโดรเจน ซึ่งยังไม่ทราบกลไกของการเกิดระเบิด แต่สันนิษฐานว่าไฮโดรเจนจะถูกปลดปล่อยออกมาจากปฏิกริยาของการที่อลูมิเนียม และแมกนีเซียมหลอมเหลวและน้ำ ซึ่งไฮโดรเจนจะสะสมอยู่ใต้ผิวชิ้นงาน ซึ่งจะเกิดการจุดระเบิดขึ้นเมื่อมีการอาร์คใกล้บริเวณดังกล่าว

ระดับสียง

ปริมาณของเสียงที่หัวตัด PAC จะขึ้นอยุ่กับปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่หัวตัดซึ่งโดยปกติจะมีระดับที่  110  dBA ที่ 400 A  โดยเสียงดังกล่าวมีความถี่อยู่ระหว่าง  5,000 – 20,000 Hz  ดังนั้นผู้ใช้งานควรมีการสวมใส่อุปกรณ์ป้องกันเสียงในขณะทำงาน

สำหรับการควบคุมระดับเสียงจะใช้วิธีใช้น้ำรด (Water  Shroud )  ซึ่งจะทำหน้าที่ดูดซับเสียงรอบ ๆ Nozzle ของหัวตัด และน้ำที่อยู่ใต้ Plate จะช่วยป้องกันเสียงเล็ดลอดลงมาจากรอยที่ตัด ซึ่งจะสามารถลดระดับเสียงลงได้ 20  dBA  ในส่วนของวิธีการตัดใต้ผิวน้ำจะลดระดับเสียงลงได้มากกว่าวิธีใช้น้ำรดเนื่องจากการอาร์คจะเกิดใต้ผิวน้ำ

การแผ่รังสี

การอาร์คของพลาสมาจะก่อให้เกิดรังสี UV และรังสีอินฟราเรท ซึ่งจะเป็นอันตรายต่อดวงตาและผิวหนัง   นอกจากนั้นการแผ่รังสียังทำให้เกิด โอโซน , ออกไซด์ของไนโตรเจน และแก๊สพิษอื่น ๆ โดยรอบอีกด้วย จึงจำเป็นต้องสวมใส่แว่นตาและผ้าคลุมผิวหนังไว้

นอกจากนี้การใส่สีลงในน้ำสำหรับการตัดแบบน้ำรด  ก็จะสามารถช่วยดูดซับแสงได้ซึ่งชนิดและปริมาณที่ใช้ควรขอคำแนะนำจากผู้ผลิต  แต่สำหรับการตัดใต้น้ำนั้นสามารถลดการแผ่รังสีได้ดีอยู่แล้วไม่จำเป็นต้องเติมสีลงไป

กระบวนการตัดโดยการอาร์คประเภทอื่นๆ

ในส่วนนี้จะสรุปกระบวนการที่ยังคงมีการใช้กันอยู่อีก 5   กระบวนการโดยย่อ  โดยทั่วไปซึ่งไม่เป็นที่นิยมใช้เนื่องจากเสียค่าใช้จ่ายสูง  อย่างไรก็ตามเราควรจะทราบเนื่องจากสามารถจะนำมาใช้ได้ในกรณีที่ไม่สามารถใช้วิธีอื่นตัดได้

SMAC

เป็นกระบวนการตัดโดยใช้อิเลคโตรดที่ได้รับการห่อหุ้ม  ซึ่งจะใช้กระแสตรงในการอาร์ค  โดยหลักการแล้วจะนำแท่งอิเลคโตรดใส่เข้าไปในแกนของฉนวนไฟฟ้า เพื่อป้องกันการลัดวงจรตามแนวด้านข้างของอิเลคโตรด  และยังช่วยให้การอาร์คมีความสม่ำเสมอขึ้น ในกรณีที่ต้องการจะตัดโลหะที่มีความหนามากๆ นิยมใช้อิเลคโตรด E 6010,  E6012, และ E6020  และต้องเป็นอิเลคโตรดที่ใช้กับกระบวนการ SMAC โดยเฉพาะด้วย

แม้ว่าเครื่องเชื่อมแบบกระแสตรงที่มีค่าคงที่จะเป็นที่นิยมใช้กับ SMAC แต่แบบกระแสสลับคงที่ก็ยังสามารถใช้ได้ด้วย ในการใช้งาน SMAC นั้นควรใช้อิเลคโตรดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างต่ำ 3/16  นิ้ว สำหรับกระบวนการ SMAC ใต้ผิวน้ำนั้นควรจะมีการใช้ชนิดพิเศษที่ได้รับการเคลือบฉนวนอย่างดี

การใช้งาน

มักนิยมใช้ในการตัด รูลัน(Riser) และ เกจ (Gate)  สำหรับแม่พิมพ์เหล็กหล่อ  โดยปกติขอบที่ได้การตัดจะไม่คม จำเป็นต้องใช้หินเจียรช่วยแต่ง

Oxygen  Arc  Cutting  ( AOC)

เป็นกระบวนการอาร์คระหว่างชิ้นงานและท่อของอิเลคโตรท โดยการพ่นแก๊สออกซิเจนจากภายในรูที่อยู่กลางของอิเลคโตรดเข้าสู่ชิ้นงานโดยตรง  โดยที่โลหะที่ได้รับการตัดจะมีอุณหภูมิสูงถึงจุดที่จะเกิดการออกซิไดช์อย่างรวดเร็ว (Klindling  Temperature)  จากการอาร์ค

ในกรณีที่ทำการตัดโลหะที่สามารถทนต่อการออกซิไดซ์ได้ดี  จะต้องใช้กลไกในการที่จะช่วยในการหลอมเหลวและไหลออกไปได้สะดวกขึ้นโดยการเคลือบ Flux ที่ผิวของอิเลคโตรด

ผลทางโลหะวิทยา

SMAC จะมี Heat Affected Zone ตื้นกว่าแบบ AOC  เนื่องจากมีความเร็วในการตัดมากกว่า ดังนั้นไม่จำเป็นต้องนำไปผ่านกระบวนการปรับสภาพหลังจากที่ถูกตัดแล้วในการใช้ AOC ตัด เหล็กหล่อคาร์บอนต่ำ , เหล็กกล้าประสมต่ำ (Low  Alloy Steel) มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกที่ผิวหน้าที่ได้รับการตัด  ซึ่งจะขึ้นอยู่กับความแข็งของโลหะที่ตัดด้วย

อุปกรณ์ที่ใช้อาจเป็นแบบ DC หรือ AC  ที่คงที่ก็ได้ แต่นิยมใช้แบบ DC และใช้อิเลคโตรคเป็นขั้วลบเนื่องจากตัดได้เร็วกว่า ในการใช้งานตัดนั้นด้ามจับต้องมีการหุ้มฉนวนอย่างแน่นหนาและในกรณีที่จะใช้ตัดในน้ำ ควรมีการติดตั้ง Flash – Back  Arrester  เข้าไปด้วย โดยทั่วไปเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของอิเลคโตรดจะอยู่ระหว่าง 5-8  mm และยาว 46 cm   ส่วน เส้นผ่านศูนย์กลางภายในประมาณ  1.6  mm

การใช้งาน

ตอนแรกนิยมใช้ในการตัดใต้น้ำต่อมานำมาใช้ในการตัดในอากาศ สำหรับชิ้นงานที่ถูกตัดโดย AOC  จะมีต้องการการแต่งผิวไม่มากนักก่อนที่จะถูกนำไปเชื่อม

GTAC

ใช้ในการตัดโลหะไม่ผสมเหล็ก (Nonfereus Metal) และสแตนเลส ที่ความหนาได้มากถึง 0.5 นิ้ว  สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้จะเหมือนกับอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อม แต่จะใช้กระแสในการตัดมากกว่า  นอกจากนั้นยังต้องเพิ่มอัตราการไหลของแก๊สมากกว่า  และแก๊สที่ใช้จะใช้อาร์กอน 65% ผสมกับไฮโดรเจน 35% และมีอัตราการไหล 60 CFH  นอกจากนั้นสามารถใช้ไนโตรเจนก็ได้ แต่จะให้คุณภาพในการตัดไม่ดีเท่าอาร์กอนผสมไฮโดรเจน

การอาร์คครั้งแรกจะเกิดจากการสปาร์คที่ความถี่สูงๆ หรือจากการเขี่ยอิเลคโตรดไปกับชิ้นงาน โดยทั่วไปในการตัดจะให้ระยะของอิเลคโตรคกับชิ้นงาน 1.6 – 3.2 mm การตัดโดยวิธีนี้จะไม่มีสะเกิดและไม่จำเป็นต้องทำการเจียรนัยออก สำหรับสภาวะในการตัดที่ความหนาต่างๆ

GMAC

เป็นกระบวนการตัดโดยการป้อนอิเลคโตรคเข้าไปมีและ Shild  แก๊สอย่างต่อเนื่อง  GMAC เกิดขึ้นโดยโดยบังเอิญจากระหว่างกระบวนการเชื่อม เมื่อพบว่าเมื่อตั้งให้อิเลคโตรดมีอัตราการป้อนสูงขึ้น จะสามารถเจาะทะลุแผ่นโลหะที่ทำการเชื่อมได้ ในการใช้งานนั้น GMAC จะใช้ตัดสแตนเลสและอลูมิเนียม ซึ่งถ้าใช้อุปกรณ์ที่เชื่อมแบบธรรมดาโดยใช้อิเลคโตรทแบบเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 mm จะสามารถตัด สแตนเลสที่มีความหนาได้มากถึง 1.5 นิ้ว และอลูมิเนียมที่มีความหนาถึง 3 นิ้ว

CAC

CAC  เป็นกระบวนการตัดที่เก่าแก่มากที่สุด และไม่ค่อยมีการใช้งานกันแล้วในปัจจุบัน  โดยจะใช้การอาร์คระหว่างอิเลคโตรดและโลหะเพื่อหลอมเหลวผิวของชิ้นงาน กระบวนการที่นิยมใช้ตัดในแนวดิ่ง เพื่อให้โลหะที่หลอมเหลวไหลออกไปเองตามแรงโน้มถ่วงของโลก นอกจากนั้นยังอาจเพิ่มกระแสในการอาร์คเพื่อช่วยผลักโลหะที่หลอมเหลวออกจากบริเวณที่ตัด ซึ่งหลังการตัดโดยวิธีนี้จำเป็นต้องผ่านกรรมวิธีในการกำจัดสะเก็ดโลหะออกก่อนการนำไปเชื่อม