Zasada działania przecinarki plazmowej

Cześć
Przecinarki plazmowe na dobre zadomowiły się w wielu zakładach. Duży wpływ ma na to obniżenie ceny przecinarek plazmowych i nadzwyczaj tani osprzęt 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 gdy energia ruchu kinetycznego cząsteczek będzie na tyle duża, że elektrony przezwyciężają energię wiązania cząsteczkowego i odrywają się od niej pozostawiając ją w stanie zjonizowania. Natomiast same stają się wolnymi 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 zaobserwować 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 znajdujemy materii w stanie plazmy. Szacuje się, że w stanie plazmy jest 99,9 % materii w kosmosie.
Większość dotychczasowych zastosowań plazmy wiąże 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 wielkim 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 podtrzymywania go przez przepływający przez zjonizowany gaz - plazmę, prądu elektrycznego.
Warto wspomnieć, że oprócz spawalnictwa generatory plazmy są stosowane do nanoszenia cienkich warstw i realizowania szeregu reakcji przy użyciu plazmy w obniżonym ciśnieniu np. PECVD. Służą one do takich innowacyjnych 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.

Wracając do tematu.

Cięcie plazmą (cięcie plazmowe) polega 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 materiałem. Plazma inicjowana jest przez potarcie lub zbliżenie palnika do ciętego metalu. Przepuszczanie strumienia sprężonego gazu przez zapoczątkowany łuk elektryczny wywołuje jego podtrzymanie i wtórną jonizację i dzięki dużemu zagęszczeniu mocy wytwarza się strumień plazmy. Ważne jest tu skoncentrowanie plazmy przez szczelinę dyszy, wywołuje to wytworzenie wąskiego strumienia plazmy rzędu milimetra. Warunkiem więc jest tu podłączenie do materiału ciętego przewodzącego prąd uchwytu masowego.
Jak wspomniałem dysza plazmy zamontowana w palniku skupia łuk plazmowy. Schładzane przez pierścień zawirowania ścianki dyszy powodują zawężanie kolumny łuku. Zasada działania cięcia plazmą wykorzystuje wysoką temperaturę w jądrze łuku plazmowego (10000÷30000K) i niezwykle dużą prędkość strumienia plazmy, co powoduje, że cięty materiał jest topiony, utleniany i usuwany ze szczeliny. Szczeliny są o wiele mniejsze niż przy cięciu acetylenem, mają też o wiele równiejszą powierzchnię.
Powszechnie wykorzystywanym gazem plazmotwórczym jest jak nadmieniłem powyżej powietrze aplikowane z sprężarki tłokowej. Warto oczywiście oczyścić takie powietrze stosując zwykły filtr do powietrza sprężarki tłokowej :

. 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 jeżeli wierzchnia warstwa jest pokryta farbą lub grubą warstwą rdzy.

Zasady bezpiecznej pracy w czasie cięcia Plazmą.
Oprócz elementarnych zasad cięcia łukiem elektrycznym - wysoka temperatura, znaczne ilości szkodliwych gazów, należałoby 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 płynie prąd tworzący silne pole elektromagnetyczne nie zaleca się owijania przewodu wokół szyi lub w inny sposób.
i to w zasadzie wszystko, pozdrawiam Rafał.