Cięcie metalu za pomocą plazmy – cięcie plazmowe

Cięcie plazmowe jest to proces cięcia metali – takich jak stal czy różnorakie stopy typu miedzi, aluminium, itp. – przy pomocy łuku plazmowego.

Jako plazmę określamy zbiór elektrycznie obojętnych zjonizowanych cząstek gazu. Silnie skoncentrowany plazmowy łuk elektryczny jarzy się między elektrodą nietopliwą a ciętym przedmiotem, powodując jego miejscowe topnienie oraz wyrzut metalu ze szczeliny cięcia.

Dokonuje się tego przy pomocy nietopliwej miedzianej lub też zaopatrzonej w płytkę cyrkonową lub hafnową elektrody nietopliwej, która podlega stałemu, intensywnemu chłodzeniu powietrzem lub wodą. Do cięcia metali – w przeciwieństwie do materiałów niemetalowych – używamy palników plazmowych o łuku zależnym, gdzie impuls prądu o wysokim napięciu lub częstotliwości jarzy łuk. Jako źródło prądu stosuje się wyłącznie prąd stały o biegunowości ujemnej. Moc prądu natomiast reguluje się w zależności od grubości przecinanego materiału. Procesy cięcia można prowadzić manualnie, automatycznie lub półautomatycznie – jednak nie wolno zapominać o wentylacji ze względu na szkodliwość wydzielanych azotków i tlenków metali.

Do parametrów uwzględnianych przy cięciu plazmowym należy wziąć pod uwagę parametry pod dane zadanie. Natężenie prądu określa temperaturę i energie łuku – pozwalając na większą prędkość lub wydajność, ale za cenę zużycia elektrod. Prędkość spawania – określana przez czynniki takie jak konstrukcja elektrody, średnica dyszy zwężającej, ciśnienie gazu czy położenie palnika względem ciętego metalu – decydują o prędkości cięcia – która musi być wystarczająco szybka by nie zwiększyć niepotrzebnie szerokości szczeliny i nie wywołać zwężenia się górnej krawędzi cięcia i nawisów metalu u dolnej krawędzi.

Choć jako gaz plazmotwórczy często stosowane jest powietrze – to w przypadku urządzeniach o dużej mocy stosuje się azot, wodór, argon, CO2, oraz mieszanki argonu z wodorem lub helem.

Do zalet cięcia plazmą należy:

  • szybka prędkość cięcia przy jej pomocy
  • brak konieczności podgrzewnia
  • niewielka szczelina i strefa wpływu cięcia na materiał
  • możliwość dokonywania cięć bez nadpalania materiałów cienkich.

Do wad cięcia plazmą należy:

  • duży hałas
  • wydzielanie znacznej ilości gazów i dymów
  • dokonane zmiany w materiale w strefie wpływu krawędzi
  • silne promieniowanie
  • trudne utrzymywanie kąta prostopadłego przy krawedziach ze względu na specyfikę łuku.

Podobne artykuły