Plazma technológia

Plazmának nevezzük a magas hőmérsékleten elektromosan vezető ionizált gázt, amely egszerre tartalmazza a pozitív és negatív töltésű részecskéket,valamint a gerjesztett semleges molekulákat és atomokat is magába foglalja. A plazmavágás egy olyan termikus vágási eljárás, amelynek során szűkített ívet használnak. A plazmavágás ezen technológiáját már az 1950-es évektől alkalmazzák fémek vágására.

Két változata létezik: a plazmasugaras és a plazmaíves vágás. Ez utóbbi eljárás az elterjedtebb.

Mivel a vágás során nem megy végbe hőtermelő folyamat, a vágandó anyag nem ég el. Az ív akkor jön létre, ha elektromos áram folyik a nem megolvadó elektródtól az elvágandó, elektromosan vezető munkadarab felé. A plazmavágó egy nagyfeszültségű kimenettel rendelkező áramátalakító, a feszültség gerjeszti a gáz atomjait, és hozza azokat plazma állapotba. A munkadarab megolvasztásához szükséges energiát egyrészről ez a plazmasugár, másrészről a villamos ív szolgáltatja.

A gázok a villamos ív hatására részben felbomlanak és ionizálódnak –elektromos vezetővé,plazmává válnak – az ívben, majd a magas hőmérséklet következtében a hangsebesség többszörösével elindulnak a megmunkálandó terület felé. Amint a nagy enegiasűrűségű plazmaív eléri a munkadarab felületét,felszabadul az ívben tárolt energia és megolvasztja a munkadarabot.

A vágandó résben az intenzív és erősen koncentrált, nagy mozgási energiájú plazmasugár kinetikus energiája lehetővé teszi az olvadt anyag kiszorítását a munkadarabon lévő vágási résből. 

A plazmavágás legfontosabb technológiai jellemzői: a vágandó anyag vastagsága; a pisztoly, illetve fúvóka típusa; a munkagáz fajtája és keveréke; az áramerősség(I) és a feszültség(U); a Volfram elektróda nagysága és távolsága a fúvóka felületétől; a fúvóka távolsága a vágandó területtől; a vágás iránya és sebessége.

Plazma- és védőgázok

Napjainkban számos variáció létezik a gázok és gázkeverékek illetve azok arányainak használatára. Ezeket a gázokat a tulajdonságaiknak megfelelően használják a vágási műveletek során.Az alkalmazott gáz típusa attól is függ, hogy adott esetben milyen anyagminőséget szeretnénk vágni.

Plazmagázok

• Levegő - az egyik leggyakrabban használatos gáz
• Oxigén (O2) - szénacélok vágásánál a legkiválóbb vágási minıséget, gyors vágási sebességet biztosít
• Nitrogén (N2) - alumínium és korrózióálló anyagok vágásához kiváló
• Argon - Hidrogén gázkeverék Ar (65%) - H2 (35%) - alumínium és korrózióálló anyagok vágásához tökéletes
• Nitrogén – Hidrogén gázkeverék N2 (95%) - H2 (5%) - korrózióálló acélok vágásakor használható

Védőgázok

• Levegő
• Nitrogén N2
• Széndioxid Co2

Védőgáz helyett nagyon gyakori a víz használata.

• Hagyományos, védőgáz nélküli plazmavágás
  Ennél az eljárásnál csak egy gázt, általában levegőt vagy nitrogént használnak. Az ilyen rendszereket többnyire kézi plazmavágó berendezéseknél alkalmazzák.

• Kétgázos plazmavágás
  Az ilyen alkalmazásoknál két gázt használnak. Az egyik a plazmagáz a másik pedig a védőgáz. Védőgázt a vágott felület környezeti levegőtıől való megvédését szolgálja, ezzel tisztább felület érhető el. Éppen ezért nagyon sok gázvariáció létezik a legjobb felület elérése érdekében.A legelterjedtebb levegős plazmarendszerek esetén mindkét gáz,a plazma-, illetve a védőgáz is levegő.
   
• Vízzel védett plazmavágás
  Ez az eljárás a kétgázos plazmavágásnak egy olyan módosított változata, amikor a védőgáz helyett vizet használnak a felület védelmére korrózióálló anyagok vágásakor. A víz a munkadarab jobb hűtését biztosítja és ezáltal magasabb élettartam és jobb vágási felületérhető el. Csak gépi vágáskor használatos, a keletkező nagy mennyiségő füst és gőz miatt.
   
• Víz-befecskendezéses plazmavágás
  Ennél az eljárásnál oxigént (szénacélok vágásakor) vagy nitrogént (alumínium és korrózióálló anyagok vágása esetén) használnak plazmagázként és vizet fecskendeznek közvetlenül a plazmaívre. Az ily módon efecskendezett víz hatására a plazmaív jobban koncentrálódik, azaz keresztmetszete lecsökken, ezáltal gyorsabb vágási sebességet lehet elérni. A víz kis része az ívvel történı találkozáskor ugyan elpárolog, a maradék része azonban hűti a vágott felületet, így sarkosabb és szebb vágási felületet kapunk. Ezzel az eljárással már nem csak korrózióálló anyagot vagy alumíniumot lehet vágni, hanem szénacélokat is.
   
• Precíziós plazmavágás
  Precíziós plazmavágással érhető el a legkiválóbb minőség. A plazmagáz nagyobb áramlásával és nyomásával jóval koncentráltabb és nagyobb energiájú plazmaív jön létre.Ez a minőség azonban csak alacsonyabb sebességnél érhető el, viszont biztosítja a vágandó kontúrok alak- és méretpontosságát.