♦ 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
- ใช้แรงในการจับยึดชิ้นงานน้อยกว่า
- อุณหภูมิในการตัดสูงกว่าแบบ OFC จึงทำให้มีความสามารถในการตัดได้เร็วกว่า
- สามารถเริ่มทำการตัดได้ทันที่โดยไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนเพื่ออุ่นชิ้นงานก่อน (Preheat)
ข้อจำกัดของกระบวนการตัดแบบนี้ มีดังนี้
- อาจเกิดอันตรายจากความร้อน , ไฟฟ้าช๊อต , แสงที่จ้า , ควันที่เกิดจากการตัด และระดับเสียงที่มากกว่าการตัดวิธีอื่น นอกจากนั้นยังควบคุมขนาดของการตัดได้ยากกว่าการตัดโดยใช้เครื่องมือตัด
- อุปกรณืมีราคาแพงเมื่อเทียบกับ OFC
- 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
- การตัดบนผิวน้ำและใช้น้ำราด (Water Shrouded PAC) วิธีนี้จะให้ผิวด้านล่างของชิ้นงานวางบนแท่นวางสัมผัสกับผิวน้ำ นอกจากนั้นยังมีการป้อนน้ำเข้าไปรอบๆหัวตัดโดยใช้ปั๊มดูดน้ำจากถาดรอง ซึ่งมีอัตราการไหลประมาณ 15-20 GPM (55-75 L/min)
- 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 30o 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
- ANSI C – Z , The National Safety Code
- ANSI Z49.1 , Safety in Welding and Cutting
- 29 CFR 1910 , OSHA General Industry Standard and NFPA Standard 51B , Fire Prevention in The Use of Cutting and Welding Processes
นอกจากนี้ยังมีหัวข้อเกี่ยวกับความปลอดภัยเพิ่มเติมดังนี้
- วางอุปกรณ์ในที่แห้ง
- จุดต่อของสายไฟฟ้าต้องมีความแน่นหนา เพื่อป้องกันความร้อนเกิดขึ้นที่จุดต่อดังกล่าว
- ใช้สายไฟฟ้าที่งานต้องสามารถรับแรงดันได้สูงตรงตามพิกัดการใช้งาน
- หลีกเลี่ยงการสัมผัสวงจรไฟฟ้าที่มีกระแสอยู่
- หลีกเลี่ยงการเปลี่ยนชิ้นส่วนภายในหัวตัดโดยไม่ได้ทำการตัดกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเครื่อง
- 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