Plazmové řezání kovů: principy technologie, druhy a oblasti použití — Plazma SPb

Plazmové řezání je druh zpracování kovů, při kterém je řezným nástrojem proud plazmy, ionizovaného plynu, který obsahuje volné elektrony a ionty různého náboje. Plazma vzniká zahřátím plynu na teplotu několik tisíc stupňů, přivedením tlaku 6-8 atmosfér a interakcí s elektrickým obloukem – díky přítomnosti volných radikálů je proud plynu schopen vést elektřinu.

Jednoduše řečeno: plazmová řezačka vytváří elektrický oblouk a dodává plyn do pracovní oblasti – v důsledku toho vzniká plazma, jejíž teplota dosahuje několik tisíc stupňů. V důsledku zrychlení plynu pod tlakem se elektrický oblouk zesílí, teplota řezného prvku se několikanásobně zvýší, díky čemuž je řezání materiálu i při vysoké tepelné vodivosti účinné a nevede k zahřívání produktu a jeho deformaci. Horká plazma se uvolňuje z trysky vysokou rychlostí – asi 1500 m/sec.

Princip technologie plazmového řezání

• Vlivem elektrického proudu v elektroplazmové řezačce se mezi elektrodou a hrotem vytvoří oblouk;
• Mezi hrot a elektrodu je přiváděn plyn (kyslík, vzduch, vodík, dusík, argon), proud je čerpán kompresorem, vzduch je vířen a usměrňován speciálními vírníky;
• Pracovní oblouk se uzavře mezi elektrodou a opracovávaným povrchem (řezačka a produkt působí jako katoda a anoda), plyn se ionizuje a vytváří se proud plazmy – vlivem vysoké teploty a tlaku se kov taje v místě kontaktu, roztavené částice jsou proudem odfouknuty;
• U dvouplynového systému je spolu s řezným plynem přiváděn i ochranný plyn – podporuje lepší zaostření plazmy, zlepšuje kvalitu řezu a konečný výsledek.

<strong>К</strong><strong>Jaké plyny se používají při řezání plazmou</strong>

Plyny používané k výrobě plazmového paprsku se dělí na aktivní a neaktivní. První (vzduch, kyslík) se používají v případě zpracování obrobků ze železných kovů, druhé (dusík, vodík, argon) se používají pro řezání neželezných kovů a slitin:

• Řezání vzduchovou plazmou — nejlevnější varianta pro plazmové zpracování, má průměrnou řeznou rychlost a kvalitu, vysoké čistoty je dosaženo při řezání nízkolegovaných a uhlíkových ocelí;
• Řezání kyslíkem — použitelné v profesionálních systémech. Klady: rovnoměrný, hladký řez bez otřepů díky nižší viskozitě taveniny, vysoká rychlost, žádná tepelná deformace, přesnost 1. třídy (bez dodatečného zpracování). Vhodné pro zpracování kovu střední tloušťky – od 40 do 100 mm;
• Použití ochranných plynů — zpracování na drahém zařízení, které umožňuje opracování obrobků o tloušťce až 50 mm s přesností řezání laserem.

<strong>Aplikace plazmového řezání</strong>

Plazmové zpracování je použitelné pro řezání všech druhů kovů – neželezné, železné, žáruvzdorné, vysokou a nízkouhlíkové oceli. Jeho použití umožňuje získat díly s tvary jakékoli složitosti, zpracovávat plechové materiály malé a střední tloušťky a použití různých typů plynu umožňuje řezat válcovaný kov s různými parametry:

• Stlačený vzduch – zpracování železných kovů, mědi a hliníku – do 70 mm;
• Dusík – řezání titanových plechů, mosaz – do 90 mm, oceli různého složení;
• Směs dusíku – řezání hliníku, mědi a slitin na jejich bázi s maximální tloušťkou obrobku do 100 mm;
• Dusík + argon – vysoce legované oceli, železné kovy, měď, titan – do 50 mm;
• Argon + vodík – slitiny na bázi hliníku a mědi, vysoce legované oceli o tloušťce nad 100 mm.

Řezání plazmou se provádí pomocí ručních strojů, ale i CNC plazmových hořáků. Tato metoda řezání se aktivně využívá ve stavebnictví, v podnicích těžkého strojírenství, v leteckém a automobilovém průmyslu, ve velkých kovoobráběcích závodech a v malých firmách specializovaných na výrobu kovových dekorativních prvků.