Stal konstrukcyjna, stal nierdzewna, aluminium... Przecinarka plazmowa CNC może być używana do cięcia dowolnego materiału przewodzącego prąd elektryczny, takiego jak metale. Jest to możliwe dzięki temperaturze plazmy o wartości do 30 000 °C. Dla porównania, konwencjonalna spawarka pracuje w temperaturze około 3000 °C. Nawet powierzchnia Słońca (fotosfera) ma "tylko" około 5500 °C.

Jak przecinarka plazmowa może osiągnąć taką temperaturę? Ponad pięć razy wyższą niż powierzchnia Słońca - ale dlaczego głowica tnąca lub dysza nie topią się? Zamiast tego tnie metale z najwyższą dokładnością i nadal ma odpowiednią prędkość.

Eckert Cutting chciałby przyjrzeć się bliżej temu zjawisku. Dowiedz się, dlaczego przecinarka plazmowa może ciąć niezwykle wysokiej jakości wyniki w temperaturach w tym zakresie bez dużej strefy wpływu ciepła.

Jak można osiągnąć temperaturę do 30 000 °C?

Żaden proces cięcia termicznego, taki jak autogeniczne cięcie płomieniem lub cięcie laserowe, nie osiąga takich temperatur jak cięcie plazmowe. Technologia plazmowa wykorzystuje zjonizowany gaz, który nakłada ciepło na materiał przewodzący za pomocą łuku. Zazwyczaj jest to tlen z cyrkulującego powietrza. Jednak mogą to być również inne gazy, takie jak argon lub azot, które są używane do plazmy.

Co to jest plazma?

Plazma to czwarty zagregowany stan skupienia materii: ciało stałe <-> ciecz <-> gaz <-> plazma. Aby utworzyć plazmę, atomy są silnie jonizowane, a elektrony są oddzielane od ich jąder. Na plazmę może wpływać przewodnictwo elektryczne i pola magnetyczne. W naturze plazma często występuje w postaci błyskawic podczas burz.

Poprzez wytworzenie łuku elektrycznego między elektrodą a przewodzącym prąd przedmiotem obrabianym, przecinarka plazmowa podgrzewa gaz do około 30 000 °C. Gaz przepływający przez plazmę jest podgrzewany przez łuk plazmowy. Gaz przepływający przez łuk jest jonizowany do plazmy. Wyjątkowo wysokie temperatury generowane przez energię łuku elektrycznego doprowadzają gaz do stanu plazmy.

Ile energii potrzeba, aby przecinarka plazmowa osiągnęła temperaturę?

Dokładna ilość energii wymagana do podgrzania gazu do 30 000 °C podczas cięcia plazmowego zależy od kilku czynników, w tym:

• Rodzaj używanego gazu (np. powietrze, argon, azot)

• Ciśnienie i przepływ gazu

• Właściwości materiału tnącego

• Konstrukcja przecinarki plazmowej i jej specyfikacje

ilość energii wymagana do jonizacji atomu lub cząsteczki w gazie różni się w zależności od rodzaju gazu. Ponadto plazma wymaga ciągłej energii, aby pozostać w tym stanie i nie ulec rekombinacji.

Co to jest rekombinacja?

Rekombinacja to proces, w którym wolny elektron zderza się z dodatnio naładowanym jonem. W ten sposób powstaje nowy neutralny atom. Energia pochłonięta podczas jonizacji jest uwalniana w tym procesie w postaci światła lub ciepła.

Konieczne jest pomnożenie specyficznej energii jonizacji gazu przez liczbę atomów lub cząsteczek, które mają zostać zjonizowane i dodanie dodatkowej energii. Jest to jedyny sposób na utrzymanie gazu przewodzącego w temperaturze 30 000 °C. Jest to jednak bardzo uproszczone obliczenie, które może się różnić w zależności od czynników wymienionych powyżej.

Czy można zaoszczędzić energię?

Aby uzyskać precyzyjną odpowiedź na pytanie o energię, należy podać szczegółowe informacje na temat konkretnego systemu cięcia plazmowego i warunków pracy. Aby uzyskać dokładne oszacowanie wymaganej energii, wskazane byłoby również skontaktowanie się z ekspertem, takim jak Eckert Cutting. Pomożemy Ci znaleźć odpowiednią ilość energii do ustawienia temperatury przecinarki plazmowej, tak abyś zaoszczędził jak najwięcej energii na swoim projekcie.

Dla celów orientacyjnych ważne jest, aby ustawić temperaturę przecinarki plazmowej zgodnie z właściwościami materiału, grubością materiału, prędkością cięcia i pożądaną jakością cięcia. W przypadku wszystkich odpowiednich materiałów przecinarka plazmowa musi jednak osiągnąć temperaturę co najmniej 20 000 °C.

Dlatego materiał nie ulega uszkodzeniu

Dlaczego materiał nie ulega uszkodzeniu podczas cięcia plazmowego, mimo że temperatury cięcia znacznie przekraczają temperaturę topnienia materiałów? Chociaż przecinarka plazmowa pracuje w temperaturach przekraczających 20 000 °C, istnieje kilka powodów, dla których materiał nie jest zwykle uszkadzany:

Skoncentrowana energia wejściowa: Ponieważ plazma jest skoncentrowana na bardzo małym obszarze, energia jest kierowana bezpośrednio i precyzyjnie do obszaru cięcia. Otaczający obszar pozostaje stosunkowo chłodny.

Krótki czas ekspozycji: Podczas ruchu głowicy tnącej materiał jest narażony na działanie plazmy tylko przez bardzo krótki czas. Skraca to czas, w którym materiał jest narażony na działanie wysokich temperatur, a tym samym zmniejsza ryzyko uszkodzeń termicznych.

Szybkie rozpraszanie ciepła: Metale szybko rozpraszają ciepło. Oznacza to, że ciepło jest szybko odprowadzane z obszaru cięcia do otaczającego materiału. Zmniejsza to prawdopodobieństwo przegrzania.

Gazy osłonowe: Gazy osłonowe są często stosowane w cięciu plazmowym, aby pomóc rozproszyć ciepło i chronić cięty materiał przed efektami utleniania.

Efekt wydmuchiwania plazmy: Poprzez wydmuchiwanie ciętego materiału ze złącza, zapobiega się jego gromadzeniu i uszkadzaniu sąsiednich obszarów przedmiotu obrabianego.

Pozwól nam doradzić

Mimo to, podczas cięcia plazmowego mogą wystąpić odkształcenia termiczne lub zmiany mikrostruktury w pobliżu obszaru cięcia, jeśli zastosowane zostaną nieodpowiednie ustawienia. Aby zapewnić wysoką jakość cięcia bez niepożądanych uszkodzeń przedmiotu obrabianego, kluczowe jest stosowanie właściwych parametrów i technik.

Dlatego pozwól naszym ekspertom doradzić. Eckert Cutting jest zawsze gotowy do pomocy w znalezieniu idealnej temperatury i technologii cięcia plazmowego dla Twoich wymagań. W razie potrzeby możemy również zaoferować Twoim pracownikom szkolenie, aby zapoznać ich z technologią cięcia plazmowego.

Uzyskaj poradę już teraz!

FAQ: