Przecinarki plazmowe

CIĘCIE PLAZMOWE TO ELEKTROPOWIETRZNA METODA RZDZIELANIA METALI

TROCHĘ TEORII O CIĘCIU PLAZMOWYM

Cięcie plazmowe jest to metoda polegająca na wykorzystaniu łuku plazmowego pozwalającego na cięcie

wszystkich materiałów przewodzących prąd elektryczny. Znalazła ona zastosowanie w przemyśle w latach 50-tych ubiegłego wieku. Rozwój technologii cięcia oraz specjalistycznych urządzeń pozwolił na rozszerzenie zakresu zastosowań cięcia plazmowego z wcześniej rozwiniętego cięcia stali austenitycznych i stopów lekkich o stale niskostopowe. Olbrzymi rozwój tej technologii spowodował, że w pewnych warunkach cięcie plazmowe stało się konkurencyjne dla takich procesów jak np. cięcie laserowe czy cięcie gazowe. Ponadto w zależności od wielkości produkcji, jak i potrzeby osiąganej jakości powierzchni i powtarzalności wymiarów procesy cięcia termicznego mogą być prowadzone manualnie, półautomatycznie i automatycznie (CNC).

Plazmotwórczy gaz, przepływając przez łuk elektryczny jarzący się między elektrodami, ulega jonizacji i dzięki dużemu zagęszczeniu mocy wytwarza strumień plazmy (zjonizowanego gazu). Dysza zamontowana w palniku skupia łuk plazmowy. Chłodzone ścianki dyszy powodują zawężanie kolumny łuku. Wysoka temperatura w jądrze łuku plazmowego i bardzo duża prędkość strumienia plazmy (energia kinetyczna) to zjawiska powodujące, że materiał jest stopiony i wydmuchany ze szczeliny.
Gaz plazmotwórczy musi charakteryzować się wysoką entalpią i dużą przewodnością cieplną oraz możliwie najmniejszym potencjałem dysocjacji i jonizacji oraz dużym ciężarem cząsteczkowym.
Do cięcia plazmowego wykorzystywane są m.in.:
- powietrze - najczęściej stosowany gaz plazmotwórczy przy cięciu metalu,
- argon - doskonały składnik gazowy do zajarzenia i podtrzymywania łuku stosowany w mieszaninie z wodorem,
- wodór - do cięcia stali austenitycznych i stopów lekkich używany w połączeniu z argonem lub azotem,
- azot - zapewnia cięcie z dużymi prędkościami bez utlenienia krawędzi i ogranicza powstawanie nawisów;
- tlen - stosowany do wydajnego cięcia stali niskostopowych gwarantuje uzyskanie gładkiej powierzchni ciętego materiału, wolnej od nawisów i tlenków..

Do zalet cięcia plazmowego można zaliczyć:
- dużą gładkość ciętych powierzchni oraz możliwość ukosowania i żłobienia plazmowego,
- pewny i powtarzalny zapłon łuku pilotującego niezależnie od pokrycia ciętych materiałów warstwą rdzy lub lakieru,
- wydłużony czas pracy elementów zużywalnych dzięki stosowaniu odpowiednich systemów,
- w pełni zautomatyzowane cięcie za pomocą systemów maszynowych.

Podstawowe parametry cięcia plazmowego to:
- natężenie prądu w A.
- napięcie łuku w V.
- prędkość cięcia w m/min.
- rodzaj i ciśnienie w MPa (bar) oraz natężenie przepływu gazu plazmowego w l/min najnowszej generacji urządzenia mają najniższe zapotrzebowanie w gaz plazmowy,
- rodzaj i konstrukcja elektrody.
- średnica dyszy zawężającej w mm.
- położenie palnika względem ciętego przedmiotu.

Przy ręcznym cięciu plazmowym operator reguluje jedynie prędkość cięcia i odległość dyszy od ciętego przedmiotu, a pozostałe parametry są stałe, utrzymywane układem sterującym urządzenia na nastawionym przez operatora poziomie. Natężenie prądu decyduje o temperaturze i energii łuku plazmowego. Stąd wynika,że gdy zwiększa się natężenie prądu, zwiększa się prędkość cięcia lub przy danej prędkości cięcia możliwe jest cięcie materiałów o większej grubości, lecz maleje znacznie trwałość elektrod. Zbyt duże natężenie prądu sprawia, e pogarsza się jakość cięcia, zwiększa się szerokość szczeliny, pojawiają się zaokrąglenia górnych
krawędzi i odchylenie od prostopadłości. Zbyt małe natężenie prądu powoduje początkowo pojawienie się nawisów metalu przy dolnej krawędzi, a następnie brak przecięcia. Napięcie łuku plazmowego decyduje o sprawnym przebiegu procesu cięcia plazmowego i stąd musi być dokładnie sterowane. W zależności od natężenia prądu napięcie łuku, ze względu na bardzo duży stopień koncentracji plazmy łuku, wynosi 50 ÷ 200 V. Źródła prądu muszą więc mieć napięcie biegu jałowego ok. 150 ÷ 400 V. Dzięki dużej energii cieplnej łuku plazmowego proces cięcia może być prowadzony w stosunkowo szerokim zakresie prędkości cięcia.
Prędkość cięcia decyduje o jakości cięcia, zwłaszcza w przypadku cięcia ręcznego. Gdy zwiększa się prędkość cięcia, spada jakość cięcia, maleje szerokość szczeliny cięcia, pojawia się trudny do usunięcia nawis metalu przy dolnej krawędzi i ostatecznie brak przecięcia. Zbyt mała prędkość cięcia prowadzi do zwiększenia szerokości szczeliny cięcia i zaokrąglenia górnej krawędzi oraz większą szerokość u góry ni u dołu szczeliny, jak i pojawienia się nawisu metalu i u la przy dolnej krawędzi. Prędkość wypływu strumienia plazmy z palnika oraz jego temperatura zależne są od natężenia prądu, średnicy i kształtu dyszy zawężającej i
odległości palnika od ciętego przedmiotu, ale równie od rodzaju gazu plazmowego i jego ciśnienia. W zależności od rodzaju ciętego materiału są stosowane różne gazy plazmowe. Głównie są to: tlen, powietrze ,azot, argon oraz mieszanki: argon wodór i azot wodór. W pierwszych urządzeniach do cięcia plazmowego był stosowany wyłącznie argon i mieszanki argon wodór. Ze względu na wysoką cenę tych gazów rozwój cięcia plazmowego zmierzał nie tylko w kierunku zwiększenia jakości i prędkości cięcia, lecz równie zastąpienia argonu znacznie tańszymi gazami. Początkowo był to azot, a następnie powietrze i tlen. a podobne prędkości cięcia przy mniejszym natężeniu prądu.

najnowsza generacja przecinarek plazmowych

zobacz jak są zabezpieczone najnowsze urządzenia przed uszkodzeniem

< >