ESAB Knowledge center.

Co je to řezání plazmovým obloukem?

A jak funguje?

Plazma je ve Webstersově slovníku definována jako „soubor nabitých částic … obsahující přibližně stejný počet kladných iontů a elektronů a vykazující některé vlastnosti plynu, ale lišící se od plynu tím, že je dobrým vodičem elektřiny …“. Můžete si ji také představit jako elektricky zahřátý proud plynu. Rád o něm přemýšlím jako o stavu, kdy všechny elektrony z každého atomu proudí od atomu k atomu, místo aby pouze obíhaly. Bez ohledu na to, co se děje uvnitř proudu plazmatu, je způsob, jak jím řezat kovy, poměrně jednoduchý. Vezměte proud elektřiny protékající plynem a zúžte ho malým otvorem. Nyní je tento proud opravdu hustý a pohybuje se velmi rychle. Výsledný proud může poměrně snadno roztavit a prorazit většinu kovů. To je plazmový hořák.

Plazmové řezací hořáky obvykle používají měděnou trysku, která zužuje proud plynu s procházejícím obloukem. Tento oblouk přeskakuje z elektrody v hořáku na něco jiného – obvykle na řezaný vodivý materiál. To je „přenesený oblouk“. Existují systémy, které používají „nepřenesený“ oblouk, kdy oblouk přeskakuje z elektrody zpět do trysky, ale ty se obvykle nepoužívají k řezání. To tedy znamená, že plazmové řezání se používá pouze pro materiály, které jsou vodivé, především pro měkkou ocel, nerezovou ocel a hliník. Vodivé jsou však i mnohé další kovy a slitiny, například měď, mosaz, titan, monel, inconel, litina atd. Problémem je, že teplota tání některých z těchto kovů ztěžuje jejich kvalitní řezání.

Elektroda je obvykle vyrobena z mědi, ale s kovovou vložkou v místě připojení oblouku. To proto, že by se měď příliš rychle roztavila, kdyby se oblouk připojil přímo k ní. Wolfram je skvělým materiálem pro elektrody, takže spousta elektrod má wolframovou vložku. Některé menší hořáky používají tužkovou elektrodu vyrobenou výhradně z wolframu s naostřeným koncem. Problémem wolframu je, že v přítomnosti kyslíku hoří. Proto se při použití kyslíku nebo stlačeného vzduchu jako řezného plynu vložka vyrábí z materiálu zvaného hafnium. Hafnium vydrží v přítomnosti kyslíku mnohem déle, ale přesto se při každém spuštění oblouku trochu opotřebuje.

Proč tedy používat kyslík v plazmovém hořáku? Ze stejného důvodu, proč používáte Kyslík v acetylenovém hořáku – Kyslík v proudu plazmatu reaguje s měkkou ocelí. Proto se čistý kyslík používá pouze při řezání měkké nebo „uhlíkové oceli“. Tato chemická reakce mezi kyslíkem v plazmovém plynu a základním kovem pomáhá urychlit proces řezání a zlepšit kvalitu ostří. Protože však Kyslík nemá stejnou reakci s nerezovou ocelí nebo hliníkem, lze pro tyto kovy použít levnější plyny, například dusík nebo stlačený vzduch (který je stejně z větší části tvořen dusíkem).

Další speciální plyny se někdy používají pro jiné účely. Plyn argon se používá při plazmovém značení (zcela jiné téma). Směs argonu a vodíku se často používá při řezání silnější nerezové oceli nebo hliníku. Někteří lidé používají směs vodíku a dusíku nebo metanu a dusíku při řezání tenčí nerezové oceli. Každá směs má své výhody (lepší kvalita řezu) a nevýhody (náklady & na manipulaci).

Tak to jsou některé základy plazmového řezání – oblouk vedený v proudu plynu z elektrody přes otvor a poté do vodivého kovu, který je řezán. Existuje spousta dalších aspektů, kterými se budu zabývat později, jako je víření plynů, prořez, kontrola výšky, spuštění oblouku, ochranný plyn atd. Ale ať už jde o ruční řezání nebo řezání na CNC stroji, základy jsou stejné.