Wypalanie plazmowe

Czym jest plazma?

Grudzień 20 2017

plazma

Plazma to coraz częściej pojawiające się słowo. Oznacza ono czwarty stan skupienia materii, podobny do gazu, ale wyraźnie różny. W plazmie znajdziemy zjonizowane atomy i elektrony, chociaż jest to stan materii elektrycznie obojętny.

Plazma jest dobrym przewodnikiem, ponieważ znajdują się w niej zjonizowane atomy oraz wolne elektrony. W plazmie zachodzi ciekawe zjawisko, ponieważ wraz ze wzrostem temperatury szybko spada zdolność materiału do przewodzenia prądu. Plazma może mieć trzy stany związane z natężeniem przepływającego przez nią prądu:

1. Plazma nie świeci, kiedy płynący przez nią prąd jest słaby.

2. Plazma poddana średnim napięciom wytwarza światło (lampy jarzeniowe).3. Po przekroczeniu określonej dla materiału granicy powstaje łuk elektryczny i tę właściwość wykorzystują techniki plazmowego przecinania czy spawania metali.

Cięcie za pomocą plazmy wykorzystuje łuk elektryczny, jaki pojawia się pomiędzy elektrodą nietopliwą oraz ciętym materiałem. Taki łuk posiada ogromną energię kinetyczną i jest w stanie nagrzewać materiał do gigantycznych temperatur. Plazmę tworzy się poprzez specjalny palnik, a łuk elektryczny nakierowuje się wykorzystując dyszkę. Ścianki dyszy są chłodzone i to dzięki nim dochodzi do zawężenia kolumny luku. Metoda cięcia za pomocą plazmy jest bardzo prosta, ponieważ na materiał w miejscu cięcia działa temperatura dochodząca nawet do 30000°K i dodatkowo ujawniają się duże siły atakujące materiał mechanicznie, przez co materiał jest najpierw topionym, a potem jego resztki zostają wydmuchane z tworzącego się otworu.

Zalet cięcia plazmą jest bardzo dużo. Przede wszystkim, może to być metoda nawet pięciokrotnie szybsza w działaniu od technik wykorzystujących gazy. Materiał nie nagrzewa się i można go bardzo szybko przebić. Strefa cięcia jest cienka i odkształcenia cieplne na powierzchni materiału maja tylko minimalną wielkość. Powierzchnia cięcia ma dobrą jakość, a grubość cięcia może dochodzić nawet do 160 milimetrów. W przypadku stali konstrukcyjnej możliwe jest cięcie do 30 milimetrów.

Problemami w przypadku plazmy jest duży hałas cięcia oraz powstawanie silnego promieniowania UV. Powstające gazy i dymy w czasie cięcia są szkodliwe dla zdrowia. Co więcej, w strefie cięcia na materiale powstają duże zmiany, a uzyskiwanie prostopadłych krawędzi jest skomplikowanym zadaniem.

Za pomocą plazmy można też żłobić. Żłobienie wykonuje się poprzez ustawienie palnika pod kątem ostrym do powierzchni materiału. Stopiona masa jest przez plazmę wydmuchiwana z miejsca żłobienia, a metal nie zostaje przecięty. Żłobienie plazmowe jest cenione za szybkość i wydajność tego procesu.

Udostępnij