Zasada działania przecinarki plazmowej

Ocena użytkowników:  / 0
SłabyŚwietny 

Cześć
Przecinarki plazmowe na dobre zadomowiły się w wielu warsztatach. 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 dużą prędkością z uchwytu przecinarki. Gaz staje się plazmą gdy energia ruchu kinetycznego cząsteczek będzie na tyle duża, że elektrony pokonują 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 stwierdzić, 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 czasie burzy jako pioruny w tym pioruny kuliste, poza tymi zjawiskami plazma na naszej planecie nie występuje. Jednak, co ciekawe, im dalej od naszej planety, tym więcej odkrywamy materii w stanie plazmy. Szacuje się, że w stanie plazmy jest 99,9 % materii wszechświata.
Większość dotychczasowych zastosowań plazmy łączy się z wysoką temperaturą i przewodnictwem elektrycznym. W inżynierii źródłami plazmy do zastosowań w spawalnictwie są generatory plazmy ( plazmotrony). Generują i podtrzymują one plazmę poprzez nagrzanie gazu przepływającego przez dyszę, 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 utrzymywania go przez przepływający przez zjonizowany gaz - plazmę, prądu elektrycznego.


Warto nadmienić, 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 zaawansowanych aplikacji jak wzrost diamentów, nanoszenie lub trawienie nano warstwy, tworzenie 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 materiału. Przepuszczanie strumienia sprężonego powietrza przez zainicjowany łuk elektryczny wywołuje 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 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 szybkość wiązki plazmy, co powoduje, że cięty materiał jest topiony, utleniany i wyrzucany ze szczeliny. Szczeliny są znacznie mniejsze niż przy cięciu acetylenem, mają też o wiele równiejszą powierzchnię.
Powszechnie używanym gazem plazmotwórczym jest jak wspomniałem powyżej powietrze podawane z sprężarki tłokowej. Warto oczywiście oczyścić takie powietrze stosując zwykły filtr. Przecinarka plazmowa tnie każdy materiał przewodzący prąd elektryczny - wykonany ze stali węglowych i stopowych, kwasoodpornych, aluminium i jego stopów, mosiądzu, miedzi oraz żeliwa, nawet jeżeli powierzchnia jest pokryta farbą lub grubą warstwą rdzy.

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