Plazma - porady

Podstawowe parametry cięcia plazmowego to:

1. natężenie prądu w A.
2. napięcie łuku w V.
3. prędkość cięcia w m/min.
4. rodzaj i ciśnienie w MPa (bar) oraz natężenie przepływu gazu plazmowego w l/min.
5. rodzaj i konstrukcja elektrody.
6. średnica dyszy zawężającej w mm.
7. położenie palnika względem ciętego przedmiotu.

Przy ręcznym cięciu plazmowym operator reguluje jedynie prędkość cięcia i odległość dyszy od ciętego przedmiotu, a pozostałe parametry są stałe, utrzymywane układem sterującym urządzenia na nastawionym przez operatora poziomie. Natężenie prądu decyduje o temperaturze i energii łuku plazmowego.
Stąd wynika, gdy zwiększa się natężenie prądu, zwiększa się prędkość cięcia lub przy danej prędkości cięcia możliwe jest cięcie materiałów o większej grubości, lecz maleje znacznie trwałość elektrod.
Zbyt duże natężenie prądu sprawia, że pogarsza się jakość cięcia, zwiększa się szerokość szczeliny, pojawiają się zaokrąglenia górnych krawędzi i odchylenie od prostopadłości. Zbyt małe natężenie prądu powoduje początkowo pojawienie się nawisów metalu przy dolnej krawędzi, a następnie brak przecięcia.
Napięcie łuku plazmowego decyduje o sprawnym przebiegu procesu cięcia plazmowego i stąd musi być dokładnie sterowane. W zależności od natężenia prądu napięcie łuku, ze względu na bardzo duży stopień koncentracji plazmy łuku, wynosi 50 ÷ 200 V. Źródła prądu muszą więc mieć napięcie biegu jałowego ok. 150 ÷ 400 V.
Dzięki dużej energii cieplnej łuku plazmowego proces cięcia może być prowadzony w stosunkowo szerokim zakresie prędkości cięcia. Prędkość cięcia decyduje o jakości cięcia, zwłaszcza w przypadku cięcia ręcznego. Gdy zwiększa się prędkość cięcia, spada jakość cięcia, maleje szerokość szczeliny cięcia, pojawia się trudny do usunięcia nawis metalu przy dolnej krawędzi i ostatecznie brak przecięcia.
Zbyt mała prędkość cięcia prowadzi do zwiększenia szerokości szczeliny cięcia i zaokrąglenia górnej krawędzi oraz większą szerokość u góry ni u dołu szczeliny, jak i pojawienia się nawisu metalu i przy dolnej krawędzi. Prędkość wypływu strumienia plazmy z palnika oraz jego temperatura zależne są od natężenia prądu, średnicy i kształtu dyszy zawężającej i odległości palnika od ciętego przedmiotu, ale równie od rodzaju gazu plazmowego i jego ciśnienia. W zależności od rodzaju ciętego materiału są stosowane różne gazy plazmowe. Głównie są to: tlen, powietrze ,azot, argon oraz mieszanki: argon + wodór i azot + wodór.
W pierwszych urządzeniach do cięcia plazmowego był stosowany wyłącznie argon i mieszanki argon + wodór. Ze względu na wysoką cenę tych gazów rozwój cięcia plazmowego zmierzał nie tylko w kierunku zwiększenia jakości i prędkości cięcia, lecz równie zastąpienia argonu znacznie tańszymi gazami.
Początkowo był to azot, a następnie powietrze i tlen. W ten sposób osiągnięto podobne prędkości cięcia przy mniejszym natężeniu prądu.

ZALECENIA PRAKTYCZNE PRZY CIĘCIU PLAZMOWYM

Cięcie plazmowe może być prowadzone w sposób ręczny, zmechanizowany, zautomatyzowany i zrobotyzowany we wszystkich pozycjach. Spawanie ręczne, dzięki małej masie palnika i inwertorowym źródłom prądu, może być stosowane w warunkach montażowych, w trudno dostępnych miejscach. Budowane są równie urządzenia umożliwiające zrobotyzowane cięcie konstrukcji pod wodą na dużych głębokościach. Technologia i technika cięcia plazmowego są zależne głównie od konstrukcji palnika i często podstawowe warunki technologiczne cięcia ustala się na podstawie zaleceń lub katalogów producenta urządzenia. Do cięcia plazmowego są stosowane palniki o natężeniu prądu 30 ÷ 40 A, 30 ÷ 100 A oraz dużej mocy, 100 ÷ 1200 A. Palniki do cięcia ręcznego zwykle są chłodzone powietrzem, a natężenie prądu łuku plazmowego nie przekracza 100 A. Palniki dużej mocy stosowane do cięcia zmechanizowanego sterowanego numerycznie wymagają chłodzenia wodnego. Nowoczesne konstrukcje palników mają samocentrujące się dysze i elektrody, w celu zapewnienia możliwie dużej ich trwałości. Istnieje wiele konstrukcji palników plazmowych zapewniających zwiększenie jakości i prędkości cięcia przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów cięcia. Gaz plazmowy stapia i wydmuchuje ciekły metal ze szczeliny cięcia, a gaz ochronny osłania obszar cięcia przed dostępem powietrza i dodatkowo chłodzi ten obszar. Zastosowanie dodatkowego zawężenia łuku plazmowego gazem ochronnym, zwiększa stopień zwężenia plazmy i jej temperaturę, co umożliwia zwiększenie prędkości cięcia przy tych samych parametrach prądowych. W tym rozwiązaniu gazem plazmowym jest zwykle argon lub mieszanka Ar + H2 lub Ar + N2 , a rodzaj drugiego gazu, ochronnego i zawężającego, zależy od rodzaju ciętego metalu.
Na przykład przy cięciu stali niskowęglowych i niskostopowych drugim gazem może być powietrze lub tlen, które zapewniają dodatkowe zwiększenie prędkości cięcia na skutek egzotermicznego spalania żelaza. W przypadku cięcia stali odpornych na korozję i aluminium drugim gazem może być azot



Częste wady cięcia plazmowego i przyczyny ich powstawania






Bardzo ważną rzeczą jest kierunek cięcia . Ogólnie jest przyjęte że otwory są cięte przeciwnie do ruchu wskazówek zegara a kontur zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Oczywiście wszystko jest uzależnione od kierunku wiru gazu w głowicy plazmowej za co odpowiada najczęściej dyfuzor gazowy. Efektem końcowym jest element jak na rysunku poniżej.
Rysunek ten pokazuje kierunki cięcia jakie za zwyczaj się preferuje w większości maszyn. Nie którzy producenci głowic określają przy swoim numerze "ref" dodatkową informacje w postaci literki "R" lub "L"