ESAB tudásközpont.

Mi az a plazmaíves vágás?

És hogyan működik?

A plazma a Websters meghatározása szerint “töltött részecskék gyűjteménye … amely körülbelül egyenlő számú pozitív iont és elektront tartalmaz, és a gáz bizonyos tulajdonságait mutatja, de a gáztól abban különbözik, hogy jó vezetője az elektromosságnak …”. Úgy is gondolhatunk rá, mint egy elektromosan felmelegített gázáramra. Szeretek úgy gondolni rá, mint egy olyan állapotra, ahol minden atom összes elektronja atomról atomra áramlik, ahelyett, hogy csak keringene. Függetlenül attól, hogy mi történik egy plazmaáramban, a fémek vágásának módja elég egyszerű. Vegyük a gázon keresztül áramló elektromos áramot, és szűkítsük le egy kis nyíláson keresztül. Most ez az áramlat nagyon sűrű és nagyon gyorsan mozog. Az így keletkező áram a legtöbb fémet könnyedén megolvasztja és átfújja. Ez egy plazmafáklya.

A plazmavágó fáklyák általában egy rézfúvókát használnak a gázáram szűkítéséhez, amelyen keresztül az ív áramlik. Ez az ív a fáklyában lévő elektródáról valami másra – általában a vágandó vezető anyagra – ugrik. Ez egy “átvitt ív”. Vannak olyan rendszerek, amelyek “nem átvitt” ívet használnak, ahol az ív az elektródáról visszaugrik a fúvókára, de ezeket általában nem használják vágásra. Ez tehát azt jelenti, hogy a plazmavágást csak olyan anyagokhoz használják, amelyek vezetőképesek, elsősorban lágyacélhoz, rozsdamentes acélhoz és alumíniumhoz. De sok más fém és ötvözet is vezetőképes, mint például a réz, sárgaréz, titán, monel, inconel, öntöttvas stb. A probléma az, hogy néhány ilyen fém olvadási hőmérséklete miatt nehéz jó minőségű éllel vágni őket.

Az elektróda általában rézből készül, de egy fémbetéttel azon a ponton, ahol az ív csatlakozik. Ez azért van, mert a réz túl gyorsan megolvadna, ha az ív közvetlenül rácsatlakozna. A volfrám remek elektródaanyag, ezért sok elektróda volfrámbetéttel van ellátva. Néhány kisebb fáklya teljesen volfrámból készült, kihegyezett végű “ceruza” típusú elektródát használ. A volfrámmal az a probléma, hogy oxigén jelenlétében elég. Ezért amikor oxigént vagy sűrített levegőt használnak vágógázként, a betétet egy Hafnium nevű anyagból készítik. A hafnium sokkal tovább bírja az oxigén jelenlétében, de az ív minden egyes indításakor egy kicsit kopik.

Miért használunk tehát oxigént a plazmafáklyában? Ugyanazért, amiért oxigént használsz egy acetilénfáklyában – a plazmaáramban lévő oxigén reakcióba lép az enyhe acéllal. Ezért használnak tiszta oxigént csak lágyacél vagy “szénacél” vágásakor. A plazmagázban lévő oxigén és az alapfém közötti kémiai reakció felgyorsítja a vágási folyamatot és javítja az él minőségét. Mivel azonban az oxigén nem lép ugyanilyen reakcióba a rozsdamentes acéllal vagy az alumíniummal, ezekhez a fémekhez olcsóbb gázok is használhatók, például nitrogén vagy sűrített levegő (amely egyébként is nagyrészt nitrogén).

Egyéb speciális gázokat néha más célokra is használnak. Argon gázt használnak plazmamegjelöléskor (ez egy teljesen más téma). Argon és hidrogén keverékét gyakran használják vastagabb rozsdamentes acél vagy alumínium vágásakor. Egyesek a vékonyabb rozsdamentes acél vágásakor hidrogén és nitrogén vagy metán és nitrogén keverékét használják. Mindegyik keveréknek megvannak az előnyei (jobb vágásminőség) és a hátrányai (költség & kezelés).

Ezek tehát a plazmavágás néhány alapja – egy ív, amelyet egy gázáramban egy elektródától egy nyíláson keresztül a vágandó vezető fémbe vezetnek. Rengeteg egyéb szempont van, amelyekkel később foglalkozom, mint például a kavargó gázok, a vágási bemetszés, a magasságszabályozás, az ív indítása, a védőgáz stb. De akár kézi, akár CNC-gépre szerelt, az alapok ugyanazok.

Plazma