Mitä on plasmakaarileikkaus?

Mitä on plasmakaarileikkaus?

Johdatus plasmaleikkaukseen

Aineen olomuodot ovat kiinteä, nestemäinen ja kaasumainen ja sitten neljäs aineen olomuoto, plasma. Plasma on yksinkertaisesti ylikuumentunut kaasupatsas, jota voidaan käyttää metallien leikkaamiseen.

Plasmapolttimet toimivat käyttämällä paineilmaa tai paineistettuja kaasuja, kuten typpeä, plasman ionisoimiseen ja luontiin. Tyypillisesti laitteeseen syötetään kaasuja, jotka elektrodin kanssa kosketuksiin jouduttuaan ionisoituvat ja luovat lisää painetta. Kaasut työntävät sitten ulos virran tai pylvään puhdasta plasmaa, joka on riittävän kuuma leikkaamaan materiaalien läpi.

How a Plasma Arc Cutting Torch works

Plasmaleikkauksessa käytetään yleensä kuparisuutinta supistamaan kaasuvirtaa, jonka läpi pilottikaari virtaa. Pilottikaari hyppää polttimen elektrodista leikattavaan materiaaliin. Tämä tunnetaan nimellä "siirretty kaari" Vaikka on olemassa myös "ei-siirrettyjä" kaaria, niin niitä ei yleensä käytetä leikkaamiseen.

Suuttimen lisäksi elektrodi on tyypillisesti myös kuparia, mutta siinä on metallinen insertti kohdassa, johon valokaari kiinnittyy. Ilman sitä kupari sulaisi liian nopeasti.

Monissa tapauksissa plasmaleikkurin elektrodissa käytetään volframinserttiä. Nämä kestävät hyvin korkeita lämpötiloja sulamatta tai kulumatta. Joissakin pienemmissä polttimissa käytetään "tig-elektrodimaista" elektrodia, joka on valmistettu kokonaan volframista ja jossa on teroitettu pää.

Hapen läsnä ollessa volframi palaa kuitenkin nopeasti. Jos käytetään happea tai paineilmaa, insertti valmistetaan hafniumista. Hafnium kestää paljon kauemmin hapen läsnä ollessa, ja sillä on erittäin korkea sulamispiste, mutta se kuluu silti hieman jokaisen valokaaren käynnistyksen yhteydessä.

Plasmaleikkauksen edut

Plasmaleikkauksella on useita etuja. Voit leikata kaikkia johtavia materiaaleja, myös ohutlevyjä ja ei-ferriittisä metalleja, ja saavutat erinomaisen leikkauslaadun jopa 50 mm:n paksuudella. Leikattava enimmäispaksuus on 150 mm.

Lisäksi plasmaleikkaus tarjoaa parhaan ja kustannustehokkaimman tavan leikata keskipaksuista ruostumatonta terästä ja alumiinia riippumatta siitä, onko järjestelmä käsikäyttöinen vai CNC-koneeseen asennettu. Se leikkaa tyypillisesti nopeasti ja minimaalisella kuonalla, jolloin leikkausjälki on tasainen ja leikkausrailo kapeampi.

Koska esilämmitystä ei tarvita, voit säästää aikaa ja rahaa sekä saavuttaa suuria nopeuksia erityisesti ohuemmilla metalleilla. Plasmaleikkaus tarjoaa myös paremman suorituskyvyn, kun on kyse pinottujen metallien leikkaamisesta.

Kun leikataan erilaisia muotoja, kulmia, putkia tai kanavia, plasmaleikkaus on tarkempi ja nopeampi tapa leikata. Se on myös helppokäyttöisempi kuin monet muut leikkausjärjestelmät, ja sen puhdistustarve on minimaalinen. Se ei vaadi varastointia eikä räjähdysherkkiä kaasuja avotulen kanssa, joten se on myös turvallisempaa.

Plasmaleikkauksessa käytettävät kaasut

Plasmapolttimessa käytetään happea samasta syystä kuin asetyleenipolttimessa. Plasmavirran happi reagoi teräksen kanssa. Plasmakaasun hapen ja perusmetallin välinen kemiallinen reaktio lisää leikkausnopeutta ja parantaa reunan laatua.

Koska happi ei reagoi samalla tavalla kuin ruostumaton teräs tai alumiini, näiden metallien kanssa voidaan käyttää edullisempia kaasuja. Näitä ovat typpi tai paineilma, joka on usein enimmäkseen typpeä.

Muita erikoiskaasuja käytetään joskus eri tarkoituksiin. Argonia käytetään esimerkiksi plasmamerkkaksessa, jossa plasmakaarella luodaan merkintä levyn pintaan . Argonin ja vedyn seosta voidaan käyttää, kun leikataan paksumpaa, ruostumatonta terästä tai alumiinia. Vedyn ja typen tai metaanin ja typen seos on toinen vaihtoehto ohuempaa ruostumatonta terästä leikattaessa.

Käytettävän seoksen valinta riippuu tarpeistasi. Kullakin seoksella on erilainen leikkauslaatu sekä erilaiset hinta- ja käsittelyvaatimukset.

Plasmaleikkauksella leikattavat materiaalit

Plasmaleikkauksella voidaan leikata vain sähköä johtavia metalleja. Tähän kuuluvat seostamaton teräs, ruostumaton teräs ja alumiini. Myös monet muut metallit ja metalliseokset ovat johtavia, kuten kupari, messinki, titaani, monel, inconel, valurauta ja muut. Joidenkin näiden metallien sulamislämpötilojen vuoksi niitä on kuitenkin vaikea leikata reunan laatu säilyttäen.

Plasmaleikkaus vs. Polttoleikkaus

Plasmakaarileikkausta pidetään yleensä vaihtoehtona polttoleikkaukselle. Plasmaleikkausprosessi eroaa polttoleikkauksesta siten, että siinä metalli sulatetaan valokaaren avulla. Polttoleikkauksessa taas käytetään happea metallin hapettamiseen ja eksotermisen reaktion lämpöä metallin sulattamiseen.

Yleisesti ottaen polttoleikkaus soveltuu hyvin paksummille metalleille, ja sillä voidaan leikata 15–30 cm paksua terästä. Joillakin järjestelmillä voidaan leikata jopa 50 cm paksuista terästä. Ne eivät myöskään vaadi sähköä, joten ne ovat hyvä vaihtoehto, kun olet kentällä leikkaamassa. Lisäksi polttoleikkauspolttimilla voi tehdä muutakin kuin leikata, niillä voi myös hitsata, kovajuottaa, pehmeä juottaa, lämmittää ja taltata.

Plasmaleikkaus vs. Laserleikkaus

Laserleikkaus tarjoaa termisen leikkaustekniikan viimeisimmät edistysaskeleet. Siinä lasersäde tuotetaan laserjärjestelmän resonaattorikammiossa. Leikattaessa ja hitsattaessa lasersäde ohjataan säteen kulkureittijärjestelmän kautta leikkauspäähän.

Plasmaleikkauksella voit leikata vain metallia. Laserleikkaus tarjoaa kuitenkin mahdollisuuden leikata mitä tahansa materiaalia. Se on myös erittäin tarkka, koska se hyödyntää optisen valon voimaa. Vaikka laserit pystyvät leikkaamaan tarkemmin, ne ovat myös paljon kalliimpia kuin muut teollisuusleikkurit, kuten plasmaleikkurit.

Kannattaisiko valita plasmaleikkaus?

Metallin leikkaamisessa jokaisella järjestelmällä, myös plasmaleikkauksella, on omat etunsa ja haittansa. Parhaan sopivuuden määrittäminen riippuu monista tekijöistä, kuten leikattavan metallin tyypistä ja paksuudesta, työn sijainnista, budjetista ja käytettävissä olevista voimavaroista.