Na czym polega cięcie plazmą?

Plazma to zbiór neutralnych i zjonizowanych cząstek, w którym występują zjonizowane atomy i elektrony. Jest elektrycznie obojętna, a jej opór elektryczny maleje wraz ze wzrostem temperatury. Plazma to idealny przewodnik prądu. Ma strukturę komórkową, w której każda komórka otoczona jest przez warstwę podwójną. Kiedy prąd przepływa przez komórkę, przepływa przez warstwę podwójną, w której następuje prawie całkowity spadek napięcia.

Cięcie plazmowe to proces, który polega na topieniu i wyrzucaniu metalu ze szczeliny cięcia, plazmowym łukiem elektrycznym, który jarzy się między elektrodą, a materiałem obrabianym. Elektroda stworzona jest z nietopliwego materiału i jest chłodzona przez wodę lub powietrze.

Przeczytaj również: Jak plazma tnie metal?

Gaz, który przepływa przez łuk, ulega jonizacji i dzięki dużemu zagęszczeniu mocy, tworzy strumień plazmy. Gazem plazmotwórczym najczęściej jest powietrze. W urządzeniach o dużej mocy używa się m.in. argonu, wodoru, azotu lub dwutlenku węgla – wyjaśnia ekspert z firmy Hurtostal 2.

Łuk plazmowy (elektryczny), powstaje, kiedy natężenie prądu przepływającego przez warstwę podwójną komórki plazmy, przekracza pewną graniczną wartość. Charakteryzuje się on dużą energią kinetyczną i pozwala na cięcie wszelkich materiałów, które przewodzą prąd (stali, stopów miedzi lub aluminium).

W cięciu plazmowym materiał topi się miejscowo, w temperaturze sięgającej nawet 20000 °C. Dzięki rozwojowi technologii oraz urządzeń, w pewnych warunkach, cięcie plazmowe stało się konkurencyjne dla cięcia laserowego lub gazowego.

Sposoby i właściwości cięcia plazmą

Do cięcia plazmowego metali używa się palników o łuku zależnym, który powstaje dzięki impulsowi prądu o wysokim napięciu. Natomiast materiały niemetaliczne tnie się palnikami o łuku niezależnym. Cięcie plazmowe może być prowadzone w sposób mechaniczny, ręczny, automatyczny lub zrobotyzowany.

Techniki cięcia plazmowego:

• podstawowa – polega na klasycznej obróbce elementu od krawędzi, którą można wykonać przy użyciu ręcznych narzędzi,
• ukosowanie – palnik umieszcza się nad elementem pod odpowiednim kątem, przy tej metodzie najlepiej sprawdzi się maszyna,
• szablonowa – obróbka materiału następuje przy użyciu wcześniej przygotowanego wzoru,
• zmechanizowana – najdokładniejszy i najbezpieczniejszy sposób cięcia, odbywa się przy użyciu maszyn CNC i robotów przemysłowych,
• żłobienie – ustawienie palnika plazmowego pod kątem, dzięki temu nie dochodzi do przecięcia materiału, tworzą się regularne wyżłobienia,
• cięcie kilku blach w tym samym czasie – oszczędność czasu i mniejsza eksploatacja palnika.

Właściwości, które mają wpływ na sposób cięcia plazmowego:

• natężenie prądu,
• prędkość cięcia,
• odległość palnika od ciętego materiału,
• napięcie łuku,
• rodzaj, natężenie i ciśnienie przepływu gazu plazmowego,
• konstrukcja i rodzaj elektrody.