Przecinanie plazmowe maszyny i zasada działania

Witam Przecinarki plazmowe na dobre zadomowiły się w wielu warsztatach. Duży wpływ ma na to obniżenie ceny przecinarek plazmowych i nadzwyczaj tanie materiały eksploatacyjne sprowadzany z Chin. Warto wiedzieć jak działają przecinarki, jakie są ich zalety i jakie wady.

Plazma to zjonizowany gaz o wysokiej temperaturze, w przypadku przecinarek wydostający się z znaczną prędkością z uchwytu przecinarki. Gaz staje się plazmą kiedy energia ruchu kinetycznego cząstek będzie na tyle wielka, że elektrony pokonują energię wiązania cząsteczkowego i odrywają się od niej pozostawiając ją w stanie zjonizowania. Natomiast same stają się swobodnymi nośnikami prądu i przestają być obojętne. Można powiedzieć, że powstaje wtedy materia będąca po części gazem i po części materią o niezwykle wysokiej temperaturze. Na kuli ziemskiej plazmę można dostrzec na biegunach jako zorza polarna lub w okresie burzy jako pioruny w tym pioruny kuliste, poza tymi zjawiskami plazma na naszej planecie nie występuje. Aczkolwiek, co ciekawe, im dalej od naszej planety, tym więcej odkrywamy materii w stanie plazmy. Szacuje się, że w stanie plazmy jest 99,9 % materii w kosmosie. Większa część dotychczasowych zastosowań plazmy łączy się z wysoką temperaturą i przewodnictwem elektrycznym. W technice źródłami plazmy do zastosowań w spawalnictwie są generatory plazmy ( plazmotrony). Wytwarzają i podtrzymują one plazmę poprzez nagrzanie gazu przepływającego przez uchwyt, w którym pali się łuk elektryczny o gigantycznym natężeniu prądu. Z tego powodu przecinarki plazmowe muszą być podłączone do sprężarki tłokowej podającej sprężone powietrze pod ciśnieniem około 4-5 bar. Jest to technika plazmy łukowej. Składa się z 2 etapów, zapoczątkowania łuku i utrzymywania go przez przepływający przez zjonizowany gaz - plazmę, prądu elektrycznego.

Warto nadmienić, że oprócz spawalnictwa generatory plazmy są stosowane do nanoszenia cienkich warstw i przeprowadzania szeregu reakcji przy użyciu plazmy w obniżonym ciśnieniu np. PECVD. Służą one do takich zaawansowanych aplikacji jak wzrost diamentów, nanoszenie lub trawienie nano warstwy, modelowanie nowych materiałów jak przykładowe HBLED (High Brightness Light-Emitting Diode) czyli produkowanie nowej generacji diod LED wykorzystywanych jako innowacyjne źródła światła o dużej sprawności. info ze strony http://blog.domtechniczny24.pl/category/spawanie-i-spawalnictwo/

Wracając do tematu.

Cięcie plazmą (cięcie plazmowe) bazuje na topieniu i usuwaniu metalu ze szczeliny cięcia silnie skupionym plazmowym łukiem elektrycznym o dużej energii kinetycznej, jarzącym się między elektrodą nietopliwą ( umieszczoną w uchwycie plazmy) a ciętym przedmiotem. Plazma inicjowana jest przez potarcie lub zbliżenie palnika do ciętego materiału. Przepuszczanie strumienia sprężonego gazu przez zainicjowany łuk elektryczny powoduje jego utrzymanie i wtórną jonizację i dzięki dużemu zagęszczeniu mocy wytwarza się strumień plazmy. Ważne jest tu skoncentrowanie plazmy przez szczelinę dyszy, wywołuje to wytworzenie zbitego strumienia plazmy rzędu milimetra. Warunkiem więc jest tu podłączenie do materiału ciętego przewodzącego prąd masy. Jak wspomniałem dysza plazmy zamontowana w palniku skupia łuk plazmowy. Chłodzone przez pierścień zawirowania ścianki dyszy wywołują zawężanie kolumny łuku. Zasada działania cięcia plazmą wykorzystuje wysoką temperaturę w jądrze łuku plazmowego (10000÷30000K) i niezwykle dużą prędkość wiązki plazmy, co powoduje, że cięty materiał jest topiony, utleniany i usuwany ze szczeliny. Szczeliny są o wiele mniejsze niż przy cięciu acetylenem, mają też znacznie równiejszą powierzchnię.

Na zdjęciu duża sprężarka tłokowa i podłączona do niej plazma.

Powszechnie używanym gazem plazmotwórczym jest jak wspomniałem powyżej powietrze aplikowane z sprężarki tłokowej. Warto oczywiście oczyścić takie powietrze stosując najprostszy filtr. Przecinarką plazmową można ciąć wszystkie materiały przewodzące prąd elektryczny - wykonanych ze stali węglowych i stopowych, kwasoodpornych, aluminium i jego stopów, mosiądzu, miedzi oraz żeliwa, nawet jeśli powierzchnia jest pokryta farbą lub grubą warstwą rdzy.

Zasady bezpiecznej pracy w czasie cięcia Plazmą. Nie licząc elementarnych zasad cięcia łukiem elektrycznym - duża temperatura, znaczne ilości szkodliwych gazów, warto wiedzieć o tym czego nie widać. Plazma wytwarza znaczne ilości promieniowania UV, należy zatem stosować odzierz ochronną i okulary lub maski całotwarzowe z filtrem UV. Albowiem przez przewód uchwytu plazmy przepływa prąd tworzący silne pole elektromagnetyczne nie zaleca się owijania przewodu wokół szyi lub w inny sposób. i to w zasadzie wszystko, pozdrawiam Rafał.