Plazma obrada i rezanje

We use the PLASMA CUTTING and PLASMA MACHINING processes to cut and machine steel, aluminum, metals and other materials of različite debljine pomoću plazma plamenika. Kod rezanja plazmom (također se ponekad naziva  PLAZMA-LUČNO REZANJE), inertni plin ili komprimirani zrak ispuhuje se velikom brzinom iz mlaznice i istovremeno se kroz taj plin formira električni luk od mlaznice do površina koja se reže, pretvarajući dio tog plina u plazmu. Da pojednostavimo, plazma se može opisati kao četvrto agregatno stanje. Tri agregatna stanja su čvrsto, tekuće i plinovito. Za uobičajeni primjer, vodu, ova tri stanja su led, voda i para. Razlika između ovih stanja odnosi se na njihove energetske razine. Kada ledu dodamo energiju u obliku topline, on se topi i stvara vodu. Kada dodamo više energije, voda isparava u obliku pare. Dodavanjem više energije pari ti plinovi postaju ionizirani. Ovaj proces ionizacije uzrokuje da plin postane električki vodljiv. Taj električki vodljivi ionizirani plin nazivamo "plazma". Plazma je vrlo vruća i topi metal koji se reže i istovremeno otpuhuje rastaljeni metal od reza. Koristimo plazmu za rezanje tankih i debelih, željeznih i neželjeznih materijala. Naši ručni plamenici obično mogu rezati čeličnu ploču debljine do 2 inča, a naši jači računalno upravljani plamenici mogu rezati čelik debljine do 6 inča. Plazma rezači proizvode vrlo vrući i lokalizirani konus za rezanje i stoga su vrlo prikladni za rezanje metalnih limova u zakrivljenim i kutnim oblicima. Temperature koje se stvaraju pri rezanju plazma lukom vrlo su visoke i oko 9673 Kelvina u plameniku s kisikovom plazmom. To nam nudi brz proces, malu širinu zareza i dobru završnu obradu. U našim sustavima koji koriste volframove elektrode, plazma je inertna, formirana pomoću plinova argona, argona-H2 ili dušika. No, ponekad koristimo i oksidirajuće plinove, poput zraka ili kisika, au tim sustavima elektroda je bakar s hafnijem. Prednost zračnog plazma plamenika je u tome što koristi zrak umjesto skupih plinova, čime se potencijalno smanjuju ukupni troškovi strojne obrade.

 

 

 

Naši HF-TIPE PLAZMA REZANJE strojevi koriste visokofrekventnu iskru visokog napona za ionizaciju zraka kroz glavu plamenika i iniciranje lukova. Naši HF plazma rezači ne zahtijevaju da plamenik bude u kontaktu s materijalom obratka na početku i prikladni su za primjene koje uključuju RAČUNALNO NUMERIČKO UPRAVLJANJE (CNC) rezanje. Drugi proizvođači koriste primitivne strojeve koji zahtijevaju kontakt vrha s osnovnim metalom da bi se pokrenuli i tada dolazi do odvajanja razmaka. Ovi primitivniji plazma rezači su osjetljiviji na oštećenje kontaktnog vrha i štita pri pokretanju.

 

 

 

Naši PILOT-ARC TYPE PLASMA strojevi koriste proces u dva koraka za proizvodnju plazme, bez potrebe za početnim kontaktom. U prvom koraku, visokonaponski krug niske struje koristi se za pokretanje vrlo male iskre visokog intenziteta unutar tijela baklje, generirajući mali džep plazma plina. To se zove pilot luk. Upravljački luk ima povratni električni put ugrađen u glavu gorionika. Pilot luk se održava i čuva sve dok se ne približi izratku. Tamo pilot luk pali glavni luk plazma rezanja. Plazma lukovi su izuzetno vrući i nalaze se u rasponu od 25 000 °C = 45 000 °F.

 

 

 

Tradicionalnija metoda koju također primjenjujemo je REZANJE PLINOM KISISOM (OFC) gdje koristimo plamenik kao kod zavarivanja. Operacija se koristi za rezanje čelika, lijevanog željeza i lijevanog čelika. Princip rezanja u plinsko-gorivnom rezanju temelji se na oksidaciji, gorenju i taljenju čelika. Širine zareza kod rezanja plinom kisikom su u rasponu od 1,5 do 10 mm. Proces s plazma lukom smatra se alternativom procesu s kisikom i gorivom. Plazma-lučni proces razlikuje se od procesa s kisikom i gorivom po tome što radi pomoću luka za taljenje metala, dok u procesu s kisikom i gorivom kisik oksidira metal, a toplina iz egzotermne reakcije topi metal. Stoga se, za razliku od procesa s kisikom, plazma-proces može primijeniti za rezanje metala koji tvore vatrostalne okside kao što su nehrđajući čelik, aluminij i legure obojenih metala.

 

 

 

PLAZMA GOUGING  postupak sličan plazma rezanju, obično se izvodi s istom opremom kao i plazma rezanje. Umjesto rezanja materijala, plazma žljebljenje koristi drugačiju konfiguraciju plamenika. Mlaznica gorionika i raspršivač plina obično su različiti, a za otpuhivanje metala održava se duža udaljenost plamenika od izratka. Plazma žljebljenje može se koristiti u raznim primjenama, uključujući uklanjanje zavara radi ponovne obrade.

 

 

 

Neki od naših plazma rezača ugrađeni su u CNC stol. CNC stolovi imaju računalo za upravljanje glavom gorionika za izradu čistih oštrih rezova. Naša suvremena CNC plazma oprema sposobna je za višeosno rezanje debelih materijala i omogućuje složene zavarene šavove koji inače nisu mogući. Naši plazma-lučni rezači visoko su automatizirani korištenjem programabilnih kontrola. Za tanje materijale preferiramo lasersko rezanje nego plazma rezanje, uglavnom zbog vrhunskih sposobnosti rezanja rupa našeg laserskog rezača. Također postavljamo vertikalne CNC strojeve za plazma rezanje, nudeći nam manji otisak, veću fleksibilnost, veću sigurnost i brži rad. Kvaliteta ruba rezanog plazmom slična je onoj koja se postiže postupcima rezanja s kisikom. Međutim, budući da plazma proces reže taljenjem, karakteristična je značajka veći stupanj taljenja prema vrhu metala što rezultira zaobljenjem gornjeg ruba, lošom pravokutnošću ruba ili skošenim rubom na reznom rubu. Koristimo nove modele plazma plamenika s manjom mlaznicom i tanjim plazma lukom za poboljšanje suženja luka radi ravnomjernijeg zagrijavanja na vrhu i dnu reza. To nam omogućuje postizanje gotovo laserske preciznosti na plazma rezu i strojno obrađenim rubovima. Naši LUČNO REZANJE PLAZMOM VISOKE TOLERANCIJE (HTPAC) sustavi rade s visoko suženom plazmom. Fokusiranje plazme postiže se prisiljavanjem plazme generirane kisikom da se vrtloži dok ulazi u plazma otvor, a sekundarni tok plina ubrizgava se nizvodno od plazma mlaznice. Imamo zasebno magnetsko polje koje okružuje luk. Ovo stabilizira mlaz plazme održavanjem rotacije izazvane vrtložnim plinom. Kombinirajući preciznu CNC kontrolu s ovim manjim i tanjim gorionicima, sposobni smo proizvoditi dijelove koji zahtijevaju malo ili nimalo dorade. Stope uklanjanja materijala u plazma strojnoj obradi mnogo su veće nego u postupcima obrade električnim pražnjenjem (EDM) i obrade laserskim snopom (LBM), a dijelovi se mogu obraditi s dobrom ponovljivošću.

 

 

 

PLAZMA LUČNO ZAVARIVANJE (PAW)  je postupak sličan plinskolučnom zavarivanju (GTAW). Električni luk nastaje između elektrode koja je općenito izrađena od sinteriranog volframa i obratka. Ključna razlika u odnosu na GTAW je u tome što se u PAW, postavljanjem elektrode unutar tijela plamenika, plazma luk može odvojiti od ovojnice zaštitnog plina. Plazma se zatim tjera kroz bakrenu mlaznicu finog promjera koja sužava luk i plazma koja izlazi iz otvora pri velikim brzinama i temperaturama koje se približavaju 20 000 °C. Plazma zavarivanje je napredak u odnosu na GTAW proces. Proces PAW zavarivanja koristi nepotrošnu volframovu elektrodu i luk sužen kroz bakrenu mlaznicu finog promjera. PAW se može koristiti za spajanje svih metala i legura koje je moguće zavariti s GTAW. Nekoliko osnovnih varijacija procesa PAW moguće je mijenjanjem struje, protoka plazma plina i promjera otvora, uključujući:

 

Mikroplazma (< 15 Ampera)

 

Način rada za topljenje (15–400 ampera)

 

Način rada ključanice (>100 ampera)

 

Kod plazma zavarivanja (PAW) dobivamo veću koncentraciju energije u usporedbi s GTAW. Moguće je duboko i usko prodiranje, s maksimalnom dubinom od 12 do 18 mm (0,47 do 0,71 in), ovisno o materijalu. Veća stabilnost luka omogućuje mnogo veću duljinu luka (stand-off) i mnogo veću toleranciju na promjene duljine luka.

 

Međutim, kao nedostatak, PAW zahtijeva relativno skupu i složenu opremu u usporedbi s GTAW. Održavanje plamenika također je kritično i izazovnije. Ostali nedostaci PAW-a su: Postupci zavarivanja su složeniji i manje tolerantni na varijacije u postavljanju, itd. Potrebna vještina rukovatelja malo je veća nego za GTAW. Zamjena otvora je neophodna.