Strukturellt stål, rostfritt stål, aluminium.... CNC-plasmaskäraren kan användas för att skära i alla elektriskt ledande material, t.ex. metaller. Detta är möjligt tack vare plasmatemperaturer på upp till 30.000 °C. Som jämförelse kan nämnas att en konventionell svetsmaskin arbetar vid en temperatur på cirka 3 000 °C. Även solens yta (fotosfären) är "bara" cirka 5500 °C.

Hur kan en plasmaskärare nå sådana temperaturer? Mer än fem gånger högre än solens yta - men varför smälter inte skärhuvudet eller disken? Istället skär den metaller med högsta noggrannhet och har fortfarande rätt hastighet.

Eckert Cutting vill gärna titta närmare på detta fenomen. Ta reda på varför en plasmaskärare kan skära resultat av extremt hög kvalitet vid temperaturer i detta intervall utan en stor värmepåverkad zon.

Hur kan temperaturer på upp till 30.000 °C uppnås?

Ingen termisk skärprocess, såsom autogen flamskärning eller laserskärning, når sådana temperaturer som plasmaskärning. Plasmatekniken använder en joniserad gas som tillför värme till ett ledande material med hjälp av en båge. Detta är vanligtvis syre från cirkulerande luft. Men det kan också vara andra gaser, som argon eller kväve, som används för plasma.

Vad är plasma?

Plasma är materiens fjärde aggregattillstånd: fast flytande - gas - plasma. För att bilda ett plasma joniseras atomer kraftigt och elektroner separeras från sina kärnor. Plasma kan påverkas av elektrisk ledningsförmåga och magnetfält. I naturen förekommer plasma ofta i form av blixtar under åskväder.

Genom att skapa en elektrisk båge mellan en elektrod och ett ledande arbetsstycke värmer en plasmaskärare upp gasen till cirka 30 000 °C. Gasen som strömmar genom plasmat värms upp av plasmabågen. Gasen som strömmar genom ljusbågen joniseras till plasma. De extremt höga temperaturer som genereras av ljusbågens energi gör att gasen hamnar i ett plasmatillstånd.

Hur mycket energi krävs det för att en plasmaskärare ska nå temperatur?

Den exakta mängden energi som krävs för att värma gasen till 30 000 °C vid plasmaskärning beror på flera faktorer, bland annat:

• Typen av gas som används (t.ex. luft, argon, kväve)
• Gastryck och flöde
• Skärmaterialets egenskaper
• Plasmaskärarens konstruktion och specifikationer

den energimängd som krävs för att jonisera en atom eller molekyl i en gas varierar beroende på typ av gas. Dessutom kräver plasmat kontinuerlig energi för att förbli i detta tillstånd och inte rekombineras.

Vad är rekombination?

Rekombination är en process där en fri elektron kolliderar med en positivt laddad jon. Detta skapar en ny neutral atom. Den energi som absorberas under joniseringen frigörs i denna process i form av ljus eller värme.

Det är nödvändigt att multiplicera gasens specifika joniseringsenergi med antalet atomer eller molekyler som ska joniseras och lägga till ytterligare energi. Detta är det enda sättet att hålla den ledande gasen vid 30 000 °C. Detta är dock en mycket förenklad beräkning som kan variera beroende på de faktorer som nämns ovan.

Kan du spara energi?

För att få ett exakt svar på energifrågan måste detaljerad information om det specifika plasmaskärningssystemet och driftförhållandena tillhandahållas. För att få en exakt uppskattning av den energi som krävs är det också lämpligt att kontakta en expert som Eckert Cutting. Vi kan hjälpa dig att hitta rätt energimängd för att ställa in temperaturen på din plasmaskärare, så att du sparar så mycket energi som möjligt på ditt projekt.

Av vägledande skäl är det viktigt att ställa in plasmaskärarens temperatur efter materialets egenskaper, materialets tjocklek, skärhastigheten och önskad skärkvalitet. För alla lämpliga material måste dock plasmaskäraren uppnå en temperatur på minst 20 000 °C.

Det är därför materialet inte skadas

Varför skadas inte materialet vid plasmaskärning, trots att skärtemperaturerna vida överstiger materialens smältpunkt? Även om plasmaskäraren arbetar med temperaturer på över 20 000 °C finns det flera skäl till att materialet vanligtvis inte skadas:

Koncentrerad energitillförsel: Eftersom plasman är koncentrerad över en mycket liten yta riktas energin direkt och exakt till skärområdet. Det omgivande området förblir relativt svalt.

Kort exponeringstid: Under skärhuvudets rörelse exponeras materialet för plasman endast under en mycket kort tid. Detta minskar den tid under vilken materialet utsätts för höga temperaturer, vilket minskar risken för termiska skador.

Snabb värmeavledning: Metaller avleder värme snabbt. Det innebär att värmen snabbt avleds från skärområdet till det omgivande materialet. Detta minskar sannolikheten för överhettning.

Skyddsgaser: Skyddsgaser används ofta vid plasmaskärning för att hjälpa till att avleda värme och skydda det material som skärs från oxidationseffekter.

Plasmablästringseffekt: Genom att det skurna materialet blästras ut ur fogen förhindras det från att ansamlas och skada intilliggande delar av arbetsstycket.

Låt oss ge råd

Termisk deformation eller mikrostrukturförändringar kan ändå uppstå nära skärområdet under plasmaskärning om olämpliga inställningar används. För att säkerställa en högkvalitativ skärning utan oönskade skador på arbetsstycket är det viktigt att använda lämpliga parametrar och tekniker.

Låt därför våra experter ge dig råd. Eckert Cutting är alltid redo att hjälpa dig att hitta den perfekta temperaturen och plasmaskärningstekniken för dina behov. Vid behov kan vi också erbjuda dina anställda utbildning för att göra dem förtrogna med plasmaskärningstekniken.