Wat is een plasmaboogmasnijden?

Inleiding op plasmaboogsnijden

Er zijn vier aggregatietoestand: vast, vloeibaar, gas en plasma. Plasma is gewoon een oververhitte kolom gas die kan worden gebruikt om door metalen te snijden.

Plasmasnijbranders werken op perslucht of gecomprimeerde gassen, zoals stikstof, voor het ioniseren en maken van plasma. Meestal stromen gassen naar de machine die, na contact met de elektrode, ioniseren en meer druk vormen. De gassen duwen vervolgens een stroom of kolom zuiver plasma naar buiten die heet genoeg is om door materialen te snijden.

Voor plasmaboogsnijden wordt meestal een koperen mondstuk gebruikt om de gasstroom te vernauwen met de pilootboog die er doorheen stroomt. De pilootboog springt dan van een elektrode in de snijbrander naar het materiaal dat wordt gesneden. Dit staat bekend als de 'overgedragen boog'. Hoewel er ook 'niet-overgedragen' bogen zijn, worden deze meestal niet gebruikt om te snijden.

Naast het mondstuk is de elektrode meestal ook gemaakt van koper, maar heeft een metalen inzetstuk op het punt waar de boog verbinding maakt. Zonder dat metalen inzetstuk zou het koper te snel smelten.

In veel gevallen wordt een wolfraaminzetstuk gebruikt in de elektrode van de plasmasnijder. Deze zijn bestand tegen zeer hoge temperaturen met minimaal smelten of erosie. Sommige kleinere snijbranders gebruiken een 'potloodvormige' elektrode, die volledig is gemaakt van wolfraam met een geslepen uiteinde.

In aanwezigheid van zuurstof verbrandt wolfraam echter snel. Als zuurstof of perslucht wordt gebruikt, is het inzetstuk gemaakt van hafnium. Hafnium gaat veel langer mee in aanwezigheid van zuurstof en heeft een zeer hoog smeltpunt, maar slijt nog wel steeds iets bij elk begin van de boog.

Voordelen van plasmaboogsnijden

Plasmasnijden heeft vele voordelen. U kunt door alle geleidende materialen snijden, inclusief metaalplaat en non-ferrometalen, en een uitstekende snijkwaliteit bereiken voor diktes tot 50 mm. De maximale dikte van de snede is 150 mm.

Bovendien is plasmaboogsnijden de beste, meest kostenefficiënte optie voor het snijden van roestvrij staal en aluminium van gemiddelde dikte, ongeacht of het systeem handheld is of op een CNC-machine is gemonteerd. Het snijdt meestal snel en met minimale slak, wat een gladde snede en smallere kerf oplevert.

Omdat voorverwarming niet nodig is, kunt u zowel tijd als geld besparen en ook hoge snelheden bereiken, met name bij dunnere metalen. Plasmasnijden biedt ook betere prestaties bij het snijden van gestapelde metalen.

Bij verschillende vormen, hoeken, buizen of kanalen biedt plasmasnijden een nauwkeurigere en snellere manier van snijden. Het is ook gemakkelijker te gebruiken dan veel andere soorten snijsystemen, waardoor minimale nabewerking nodig is. Het vereist geen opslag of explosieve gassen met open vuur en is dus ook veiliger.

Gassen die voor plasmaboogsnijden worden gebruikt

Zuurstof wordt gebruikt in een plasmasnijbrander om dezelfde reden dat het wordt gebruikt in een acetyleenbrander. De zuurstof in de plasmastroom reageert met zacht staal. De chemische reactie tussen de zuurstof in het plasmagas en het basismetaal verhoogt de snijsnelheid en verbetert de randkwaliteit.

Omdat zuurstof niet dezelfde reactie heeft als roestvrij staal of aluminium, kunnen goedkopere gassen worden gebruikt voor die metalen. Daartoe behoren stikstof of perslucht, wat vaak meestal stikstof is.

Andere speciale gassen worden soms voor verschillende doeleinden gebruikt. Argongas wordt bijvoorbeeld gebruikt met plasmamarkering, waarbij de plasmaboog wordt gebruikt voor oppervlakteverkleuring. Een mengsel van argon en waterstof kan worden gebruikt voor het snijden van dikker roestvrij staal of aluminium. Een mengsel van waterstof en stikstof, of methaan en stikstof, is een ander alternatief voor het snijden van dunner roestvrij staal.

Welk mengsel u moet kiezen, hangt af van uw behoeften. Elk mengsel heeft verschillende snijkwaliteiten en verschillende prijspunten en verwerkingsvereisten.

Materialen die met plasmaboogsnijden kunnen worden gesneden

Alleen elektrisch geleidende metalen materialen kunnen worden gebruikt tijdens plasmasnijprocessen. Daartoe behoren zacht staal, roestvrij staal en aluminium. Veel andere metalen en legeringen zijn ook geleidend, zoals koper, messing, titanium, monel, inconel, gietijzer etc. Vanwege de smelttemperaturen van sommige van deze metalen is het echter moeilijk om een snede met een hoogwaardige rand te maken.

Plasmaboogsnijden vs. autogeen snijden

Het proces van plasmaboogsnijden wordt meestal gezien als een alternatief voor autogeen snijden. Het verschil is dat bij plasmasnijden een boog worden gebruikt om het metaal te smelten. Bij autogeen snijden wordt zuurstof gebruikt om het metaal te oxideren, waarna de warmte van de exotherme reactie wordt gebruikt om het metaal te smelten.

Over het algemeen is autogeen snijden geschikt voor dikkere metalen en kan staal van 15 tot 38 cm worden gesneden. Met sommige systemen kan zelfs staal tot 50 cm dik worden gesneden. Daarvoor is ook geen elektriciteit nodig, zodat het een goede optie is bij snijwerkzaamheden in het veld. Bovendien kunnen autogene snijbranders meer doen dan alleen snijden, namelijk ook lassen, solderen, hardsolderen, verwarmen en gutsen.

Plasmaboogsnijden vs. Lasersnijden

Lasersnijden biedt de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van thermische snijtechnologie. Daarmee wordt een laserstraal gegenereerd in een resonatorholte van een lasersnijsysteem. Bij het snijden en lassen wordt de laserstraal via een straaltraject naar de snijkop geleid.

Met plasmaboogsnijden kunt u alleen metaal snijden. Lasersnijden biedt u echter de mogelijkheid elk soort materiaal te snijden. Het is ook extreem nauwkeurig omdat het de kracht van optisch licht benut. Hoewel laser meer gedetailleerd kunnen snijden, zijn lasers ook veel duurder dan andere industriële snijders, zoals plasmasnijders.

Moet u plasmaboogsnijden kiezen?

Voor het snijden van metaal heeft elk systeem, inclusief plasmaboogsnijden, voor- en nadelen. De beste keuze is afhankelijk van een aantal factoren, waaronder het type en de dikte van het metaal dat wordt gesneden, de werklocatie, het budget en de beschikbare stroombronnen.