Centrum wiedzyESAB.

Co to jest cięcie łukiem plazmowym?

I jak to działa?

Plazma jest zdefiniowana w Websters jako „zbiór naładowanych cząstek … zawierających mniej więcej równą liczbę jonów dodatnich i elektronów oraz wykazujących pewne właściwości gazu, ale różniących się od gazu tym, że są dobrym przewodnikiem elektryczności …”. Można również myśleć o tym jako o elektrycznie ogrzewanym strumieniu gazu. Ja lubię myśleć o tym jako o stanie, w którym wszystkie elektrony z każdego atomu przepływają z atomu do atomu, zamiast tylko krążyć po orbitach. Niezależnie od tego, co dzieje się wewnątrz strumienia plazmy, sposób cięcia metali za jej pomocą jest całkiem prosty. Weźmy strumień prądu przepływający przez gaz i zwężmy go przez mały otwór. Teraz ten strumień jest naprawdę gęsty i porusza się bardzo szybko. Powstały w ten sposób strumień może z łatwością stopić i przebić się przez większość metali. To jest palnik plazmowy.

Plazmowe palniki do cięcia zazwyczaj używają miedzianej dyszy do zwężenia strumienia gazu z przepływającym przez nią łukiem. Łuk ten przeskakuje z elektrody w palniku na coś innego – zwykle na materiał przewodzący, który jest cięty. Jest to „łuk przeniesiony”. Istnieją systemy, które wykorzystują łuk „nieprzenoszony”, gdzie łuk przeskakuje z elektrody z powrotem do dyszy, ale nie są one zazwyczaj używane do cięcia. Oznacza to, że cięcie plazmowe jest stosowane tylko w przypadku materiałów przewodzących prąd, głównie stali miękkiej, stali nierdzewnej i aluminium. Ale wiele innych metali i stopów również przewodzi prąd, takich jak miedź, mosiądz, tytan, monel, inconel, żeliwo, itp. Problem polega na tym, że temperatura topnienia niektórych z tych metali utrudnia ich cięcie z dobrej jakości krawędzią.

Elektroda jest zwykle wykonana z miedzi, ale z metalową wkładką w miejscu, gdzie łuk się mocuje. To dlatego, że miedź będzie topić się zbyt szybko, jeśli łuk dołączony bezpośrednio do niego. Wolfram jest doskonałym materiałem na elektrody, więc wiele elektrod ma wkładkę wolframową. Niektóre mniejsze palniki używają elektrody w stylu „ołówka” wykonanej w całości z wolframu z zaostrzonym końcem. Problem z wolframem polega na tym, że spala się on w obecności tlenu. Tak więc, gdy używamy tlenu lub sprężonego powietrza jako gazu tnącego, wkładka jest wykonana z materiału zwanego Hafn. Hafn trwa o wiele dłużej w obecności tlenu, ale nadal zużywa się trochę przy każdym uruchomieniu łuku.

Dlaczego więc używać tlenu w palniku plazmowym? Z tego samego powodu, dla którego używa się tlenu w palniku acetylenowym – tlen w strumieniu plazmy reaguje z miękką stalą. Dlatego też czysty tlen jest używany tylko do cięcia stali miękkiej lub „stali węglowej”. Ta reakcja chemiczna pomiędzy tlenem w gazie plazmowym a metalem bazowym pomaga przyspieszyć proces cięcia i poprawić jakość krawędzi. Ale ponieważ tlen nie ma takiej samej reakcji ze stalą nierdzewną lub aluminium, tańsze gazy mogą być używane do tych metali, jak azot lub sprężone powietrze (które i tak jest głównie azotem).

Inne gazy specjalne są czasami używane do innych celów. Gaz Argon jest używany przy znakowaniu plazmowym (zupełnie inny temat). Mieszanina Argonu i Wodoru jest często używana podczas cięcia grubszej stali nierdzewnej lub aluminium. Niektórzy ludzie używają mieszaniny wodoru i azotu lub metanu i azotu do cięcia cieńszej stali nierdzewnej. Każda mieszanka ma swoje zalety (lepsza jakość cięcia) i swoje wady (koszt & obsługi).

Więc są to niektóre z podstaw cięcia plazmowego – łuk przenoszony w strumieniu gazu z elektrody przez kryzę, a następnie do metalu przewodzącego, który jest cięty. Istnieje wiele innych kwestii, które omówię później, takich jak zawirowania gazów, kerf, kontrola wysokości, rozruch łuku, gaz osłonowy itp. Ale czy jest to urządzenie ręczne czy zamontowane na maszynie CNC, podstawy są takie same.

.