Wykorzystanie łuku plazmowego pozwalającego na cięcie wszystkich materiałów przewodzących prąd elektryczny znalazło zastosowanie w przemyśle w latach 50-tych. Rozwój technologii cięcia oraz specjalistycznych urządzeń pozwolił na rozszerzenie zakresu zastosowań cięcia plazmowego - z wcześniej rozwiniętego cięcia stali austenitycznych i stopów lekkich - o stale niskostopowe. Duży i szybki rozwój tej technologii spowodował, że w pewnych warunkach cięcie plazmowe stało się konkurencyjne dla takich procesów jak np. cięcie laserowe czy cięcie gazowe. Plazmotwórczy gaz, przepływając przez łuk elektryczny jarzący się między elektrodami, ulega jonizacji i dzięki dużemu zagęszczeniu mocy wytwarza strumień plazmy (zjonizowanego gazu). Dysza zamontowana w palniku skupia łuk plazmowy. Gaz plazmotwórczy musi charakteryzować się wysoką entalpią i dużą przewodnością cieplną oraz możliwie najmniejszym potencjałem dysocjacji i jonizacji oraz dużym ciężarem cząsteczkowym.Musi być przedewszystkim gazem obojętnym.

Do cięcia plazmowego wykorzystywane są m.in.:
Argon - doskonały składnik gazowy do zajarzania i podtrzymawania łuku stosowany w mieszaninie z wodorem
Wodór - do cięcia stali austenitycznych i stopów lekkich używany w połączeniu z argonem lub azotem
Azot - zapewnia cięcie z dużymi prędkościami bez utlenienia krawędzi i ogranicza powstawanie nawisów
Tlen - stosowany do wydajnego cięcia stali niskostopowych gwarantuje uzyskanie gładkiej, wolnej od nawisów i tlenków, powierzchni ciętego materiału
Powietrze - najpopularniejszy gaz plazmotwórczy

Operacje cięcia można wykonać pod warstwą wody, co powoduje znaczne obniżenie poziomu hałasu i dymów wywołanych przez sam proces.


film 11MB


Film powyżej pokazuje cięcie plazmowe pod lustrem wody




Głowica plazmowa O2 120A model OCP150


Większość układów regulacji pracy posiada układy kontroli odległości dyszy plazmowej od materiału ciętego. Bardzo dobrym i skutecznym rozwiązaniem jest pomiar napięcia łuku plazmowego. Mierzenie jego długości pozwala na bardzo precyzyjne utrzymanie stałej odległości dyszy od materiału. Minusem i chyba jedynym minusem jest zużywanie się elektrody która wytapiając swój rdzeń obniża wysokość palnika gdyż układy pomiarowe ciągle śledzą napięcie. Plusem tego rozwiązania jest nie doprowadzanie do zniszczenia głowicy plazmowej. Po wytopieniu się rdzenia w najgorszym przypadku wypali się elektroda i nurnik , rurka kształtująca rozpływ chłodziwa w elektrodzie. Operator widzi po odległości że dysza się zbliża do materiału i nie podnosząc napięcia łuku może się bez problemu domyślać że elektroda się zaczyna nadmiernie zużywać. Jest to rozwiązanie stosowane w profesjonalnych maszynach.





Rozwiązanie z czujnikiem pojemnościowym ma bardziej pozytywne rozwiązanie w systemach cięcia gazowego niż plazmowego. Nie jest dobrym i skutecznym pomysłem. Pole elektromagnetyczne wokół łuku plazmowego dość często doprowadza zakłóceń podczas pracy. Jedynym plusem jaki udało się nam doszukać podczas wieloletniej pracy serwisowej to taki że głowica podczas cięcia na zmianach osi nie musi wyłączać pomiaru napięcia łuku. Po prostu pozostaje stale w tym samym położeniu. Ale jej praca nie mówi nic o zużyciu elektrody , dyszy … często doprowadzając do zniszczenia głowicy. Jest to tania metoda kontroli wysokości palnika. Pomiar napięcia łuku plazmowego może sięgać dziesiątych milimetra a pojemnościowy w najlepszym wypadku 2mm dokładności.