Plasmabewerking en -snijden

We gebruiken the PLASMA CUTTING and PLASMA MACHINING_cc781905--5cde verschillende diktes met behulp van een plasmatoorts. Bij plasmasnijden (ook wel PLASMA-ARC CUTTING) wordt met hoge snelheid een inert gas of perslucht uit een mondstuk geblazen en tegelijkertijd wordt door dat gas een elektrische boog gevormd van het mondstuk naar het oppervlak dat wordt gesneden, waardoor een deel van dat gas in plasma verandert. Ter vereenvoudiging kan plasma worden omschreven als de vierde toestand van materie. De drie toestanden van materie zijn vast, vloeibaar en gas. Voor een algemeen voorbeeld, water, zijn deze drie toestanden ijs, water en stoom. Het verschil tussen deze toestanden heeft betrekking op hun energieniveaus. Wanneer we energie in de vorm van warmte aan ijs toevoegen, smelt het en vormt het water. Wanneer we meer energie toevoegen, verdampt het water in de vorm van stoom. Door meer energie aan stoom toe te voegen, worden deze gassen geïoniseerd. Dit ionisatieproces zorgt ervoor dat het gas elektrisch geleidend wordt. Dit elektrisch geleidende, geïoniseerde gas noemen we een “plasma”. Het plasma is erg heet en smelt het metaal dat wordt gesneden en blaast tegelijkertijd het gesmolten metaal weg van de snede. We gebruiken plasma voor het snijden van dunne en dikke, ferro en non-ferro materialen. Onze handtoortsen kunnen gewoonlijk staalplaten tot 2 inch snijden, en onze sterkere computergestuurde toortsen kunnen staal tot 6 inch dik snijden. Plasmasnijders produceren een zeer hete en gelokaliseerde kegel om mee te snijden en zijn daarom zeer geschikt voor het snijden van metalen platen in gebogen en schuine vormen. De temperaturen die bij plasmaboogsnijden worden gegenereerd, zijn zeer hoog en liggen rond de 9673 Kelvin in de zuurstofplasmatoorts. Dit biedt ons een snel proces, een kleine zaagsnede en een goede oppervlakte-afwerking. In onze systemen die wolfraamelektroden gebruiken, is het plasma inert, gevormd met behulp van argon-, argon-H2- of stikstofgassen. We gebruiken echter soms ook oxiderende gassen, zoals lucht of zuurstof, en in die systemen is de elektrode koper met hafnium. Het voordeel van een luchtplasmatoorts is dat deze lucht gebruikt in plaats van dure gassen, waardoor de totale bewerkingskosten mogelijk worden verlaagd.

 

 

 

Onze HF-TYPE PLASMA CUTTING machines gebruiken een hoogfrequente, hoogspanningsvonk om de lucht door de toortskop te ioniseren en bogen te initiëren. Onze HF-plasmasnijders vereisen niet dat de toorts in het begin in contact is met het werkstukmateriaal en zijn geschikt voor toepassingen met COMPUTER NUMERISCHE CONTROLE (CNC) cutting. Andere fabrikanten gebruiken primitieve machines die contact van de punt met het moedermetaal nodig hebben om te starten en dan treedt de spleetscheiding op. Deze meer primitieve plasmasnijders zijn bij het starten gevoeliger voor beschadiging van de contacttip en het schild.

 

 

 

Onze PILOT-ARC TYPE PLASMA machines gebruiken een tweestapsproces voor het produceren van plasma, zonder dat er eerst contact nodig is. In de eerste stap wordt een circuit met hoge spanning en lage stroom gebruikt om een zeer kleine vonk met hoge intensiteit in het toortslichaam te initialiseren, waardoor een klein zakje plasmagas wordt gegenereerd. Dit wordt de pilootboog genoemd. De hulpboog heeft een elektrisch retourpad ingebouwd in de toortskop. De pilootboog wordt gehandhaafd en geconserveerd totdat deze in de buurt van het werkstuk wordt gebracht. Daar ontsteekt de pilootboog de hoofdplasmasnijboog. Plasmabogen zijn extreem heet en liggen in het bereik van 25.000 °C = 45.000 °F.

 

 

 

Een meer traditionele methode die we ook toepassen is OXYFUEL-GAS CUTTING (OFC) waar we een toorts gebruiken zoals bij lassen. De bewerking wordt gebruikt bij het snijden van staal, gietijzer en gietstaal. Het principe van snijden bij autogeen-gassnijden is gebaseerd op oxidatie, verbranding en smelten van het staal. Snijbreedtes bij het snijden met autogeengas liggen in de buurt van 1,5 tot 10 mm. Het plasmaboogproces wordt gezien als een alternatief voor het zuurstof-brandstofproces. Het plasma-arc-proces verschilt van het oxy-fuel-proces doordat het werkt door de boog te gebruiken om het metaal te smelten, terwijl in het oxy-fuel-proces de zuurstof het metaal oxideert en de warmte van de exotherme reactie het metaal doet smelten. Daarom kan het plasma-proces, in tegenstelling tot het oxy-fuel proces, worden toegepast voor het snijden van metalen die vuurvaste oxiden vormen, zoals roestvrij staal, aluminium en non-ferro legeringen.

 

 

 

PLASMA GOUGING een proces dat vergelijkbaar is met plasmasnijden, wordt doorgaans uitgevoerd met dezelfde apparatuur als plasmasnijden. In plaats van het materiaal te snijden, gebruikt plasmagutsen een andere toortsconfiguratie. Het toortsmondstuk en de gasdiffusor zijn meestal verschillend en er wordt een langere afstand van toorts tot werkstuk aangehouden voor het wegblazen van metaal. Plasmagutsen kan in verschillende toepassingen worden gebruikt, waaronder het verwijderen van een las voor nabewerking.

 

 

 

Sommige van onze plasmasnijders zijn ingebouwd in de CNC-tafel. CNC-tafels hebben een computer om de toortskop te besturen om zuivere scherpe sneden te produceren. Onze moderne CNC-plasmaapparatuur is in staat om dikke materialen meerassig te snijden en biedt mogelijkheden voor complexe lasnaden die anders niet mogelijk zijn. Onze plasmaboogsnijders zijn in hoge mate geautomatiseerd door het gebruik van programmeerbare besturingen. Voor dunnere materialen geven we de voorkeur aan lasersnijden boven plasmasnijden, vooral vanwege de superieure gatensnijcapaciteiten van onze lasersnijder. We zetten ook verticale CNC-plasmasnijmachines in, wat ons een kleinere footprint, grotere flexibiliteit, betere veiligheid en snellere werking biedt. De kwaliteit van de plasmasnijrand is vergelijkbaar met die van de autogeen-snijprocessen. Omdat het plasmaproces echter snijdt door te smelten, is een kenmerkend kenmerk de grotere mate van smelten naar de bovenkant van het metaal, wat resulteert in afronding van de bovenrand, een slechte haaksheid van de randen of een afschuining van de snijrand. We gebruiken nieuwe modellen plasmatoortsen met een kleiner mondstuk en een dunnere plasmaboog om de boogvernauwing te verbeteren en meer uniforme verwarming aan de boven- en onderkant van de snede te produceren. Dit stelt ons in staat om bijna-laserprecisie te verkrijgen op plasmagesneden en bewerkte randen. Onze HOGE TOLERANTIE PLASMA ARC CUTTING (HTPAC) systemen werken met een sterk vernauwd plasma. Focussering van het plasma wordt bereikt door het door zuurstof gegenereerde plasma te laten wervelen wanneer het de plasma-opening binnenkomt en een secundaire gasstroom stroomafwaarts van het plasmamondstuk wordt geïnjecteerd. We hebben een apart magnetisch veld rond de boog. Dit stabiliseert de plasmastraal door de rotatie die wordt veroorzaakt door het wervelende gas te handhaven. Door precisie CNC-besturing te combineren met deze kleinere en dunnere toortsen zijn we in staat onderdelen te produceren die weinig of geen nabewerking vereisen. De materiaalverwijderingssnelheden bij plasmabewerking zijn veel hoger dan bij de processen met elektrische ontlading (EDM) en laserstraalbewerking (LBM), en onderdelen kunnen met een goede reproduceerbaarheid worden bewerkt.

 

 

 

PLASMA-BOOGLASSEN (PAW) is een proces dat vergelijkbaar is met gaswolfraambooglassen (GTAW). De elektrische boog wordt gevormd tussen een elektrode die in het algemeen is gemaakt van gesinterd wolfraam en het werkstuk. Het belangrijkste verschil met GTAW is dat bij PAW, door de elektrode in het lichaam van de toorts te plaatsen, de plasmaboog kan worden gescheiden van het omhulsel van het beschermgas. Het plasma wordt vervolgens door een koperen mondstuk met fijne boring geperst die de boog vernauwt en het plasma dat de opening verlaat bij hoge snelheden en temperaturen die 20.000 °C naderen. Plasmabooglassen is een vooruitgang ten opzichte van het GTAW-proces. Het PAW-lasproces maakt gebruik van een niet-verbruikbare wolfraamelektrode en een boog die wordt vernauwd door een koperen mondstuk met fijne boring. PAW kan worden gebruikt om alle metalen en legeringen te verbinden die met GTAW kunnen worden gelast. Er zijn verschillende basisvariaties van het PAW-proces mogelijk door de stroom, de stroomsnelheid van het plasmagas en de diameter van de opening te variëren, waaronder:

 

Microplasma (< 15 Ampère)

 

Insmeltmodus (15-400 Ampère)

 

Sleutelgatmodus (>100 Ampère)

 

Bij plasmabooglassen (PAW) verkrijgen we een hogere energieconcentratie in vergelijking met GTAW. Diepe en smalle penetratie is haalbaar, met een maximale diepte van 12 tot 18 mm (0,47 tot 0,71 inch), afhankelijk van het materiaal. Een grotere boogstabiliteit zorgt voor een veel langere booglengte (stand-off) en een veel grotere tolerantie voor veranderingen in de booglengte.

 

Als nadeel heeft PAW echter relatief dure en complexe apparatuur nodig in vergelijking met GTAW. Ook het onderhoud van de toorts is van cruciaal belang en uitdagender. Andere nadelen van PAW zijn: Lasprocedures zijn vaak complexer en minder tolerant voor variaties in pasvorm, enz. De vereiste vaardigheid van de operator is iets meer dan voor GTAW. Vervanging van de opening is noodzakelijk.