Wat is plasmasnijden en hoe werkt plasmasnijden?

Wat is plasmasnijden?

Plasmasnijden is een smeltproces waarbij een straal van geïoniseerd gas bij temperaturen boven 20.000 °C wordt gebruikt om materiaal te smelten en uit de snede te verwijderen. Deze warmte smelt het metaal en de gasstroom werpt het uit de snede. Plasmagassen zijn meestal argon, argon/waterstof of stikstof.

Tijdens het proces wordt een elektrische boog ontstoken tussen een elektrode (kathode) en het werkstuk (anode). De elektrode is verzonken in een water- of luchtgekoeld gasmondstuk dat de boog vernauwt, waardoor de smalle, hoge temperatuur plasmastraal ontstaat.

Wanneer de plasmastraal het werkstuk raakt, vindt recombinatie plaats en keert het gas terug naar zijn normale toestand, waarbij het intense hitte uitstraalt. Plasmagassen zijn meestal argon, argon/waterstof of stikstof. Deze inerte gassen kunnen worden vervangen door lucht, maar hiervoor is een speciale elektrode van hafnium of zirkonium nodig.

Het gebruik van perslucht maakt deze variant van het plasmaproces zeer concurrerend met het autogeenproces voor het snijden van koolstof-mangaan en roestvrij staal tot 20 mm dik. Inerte gassen hebben de voorkeur voor hoogwaardige sneden in reactieve legeringen.

Plasmaboog kan een zeer breed scala aan elektrisch geleidende legeringen snijden, waaronder gewoon koolstof en roestvrij staal, aluminium en zijn legeringen, nikkellegeringen en titanium. De methode is oorspronkelijk ontwikkeld om materialen te snijden die niet op bevredigende wijze konden worden gesneden door het oxy-fuel-proces.

Normaal gesproken blijft het te snijden onderdeel of de te snijden plaat stilstaan ​​en wordt de plasmatoorts verplaatst. Bovendien, omdat de kosten van de plasmatoorts laag zijn in vergelijking met de prijs van de manipulatieapparatuur, is het gebruikelijk om meerdere toortsen op een snijtafel te plaatsen.

Hoe werkt plasmasnijden?

Plasmasnijders sturen een elektrische boog door een gas dat door een vernauwde opening gaat. De beperkte opening (nozzle) waardoor de gasstroom ervoor zorgt dat deze met hoge snelheid passeert, zoals lucht die door een venturi in een carburateur stroomt. Dit hogesnelheidsgas snijdt door het gesmolten metaal.

Je kunt het ook zien als een elektrisch verwarmde gasstroom. Ik zie het graag als een toestand waarin alle elektronen van elk atoom van atoom naar atoom stromen in plaats van alleen maar rond te draaien. Ongeacht wat er in een plasmastroom gebeurt, het snijden van metalen is er vrij eenvoudig mee.

Neem die stroom van elektriciteit die door gas stroomt en vernauw het door een kleine opening. Deze stroom is erg dicht en beweegt heel snel. De resulterende stroom kan gemakkelijk smelten en door de meeste metalen blazen. Dat is een plasmatoorts.

Plasmasnijtoortsen gebruiken meestal een koperen mondstuk om de gasstroom te verkleinen met de boog die er doorheen stroomt. Deze boog springt van de ene elektrode in de toorts naar iets anders - meestal het geleidende materiaal dat wordt gesneden. Dit is een ‘overgedragen boog’. Er zijn systemen die een 'niet-overgedragen boog' gebruiken, waarbij het van de elektrode terugkaatst naar het mondstuk, maar deze worden normaal niet gebruikt om te snijden.

Dit betekent dat plasmasnijden alleen wordt gebruikt voor geleidende materialen, voornamelijk zacht staal, roestvrij staal en aluminium. Maar veel andere metalen en legeringen zijn ook geleidend, zoals koper, messing, titanium, Monel, Inconel, gietijzer, enz. Het probleem is dat de smelttemperatuur van sommige van deze metalen het moeilijk maakt om met een goede snijkantkwaliteit te snijden.

De elektrode is meestal gemaakt van koper, maar met een metalen inzetstuk waar de boog is bevestigd. Dit komt omdat het koper te snel zou smelten als de boog er direct aan zou blijven plakken. Wolfraam is een geweldig elektrodemateriaal, dus veel elektroden hebben een inzetstuk van wolfraam.

Sommige kleinere zaklampen gebruiken een elektrode in potloodstijl die volledig is gemaakt van wolfraam met een puntig uiteinde. Het probleem met wolfraam is dat het verbrandt in aanwezigheid van zuurstof. Dus als u zuurstof of perslucht als snijgas gebruikt, is het inzetstuk gemaakt van een materiaal dat hafnium wordt genoemd. Hafnium gaat veel langer mee in aanwezigheid van zuurstof, maar slijt een beetje elke keer dat de boog wordt gestart.

Waarom zuurstof gebruiken in een plasmatoorts?

Om dezelfde reden dat je zuurstof gebruikt in een acetyleentoorts, reageert de zuurstof in de plasmastroom met zacht staal. Daarom wordt pure zuurstof alleen gebruikt bij het snijden van zacht staal of "koolstofstaal". Deze chemische reactie tussen de zuurstof in het plasmagas en het basismetaal versnelt het snijproces en verbetert de snijkantkwaliteit.

Omdat zuurstof echter niet op dezelfde manier reageert als roestvrij staal of aluminium, kunnen voor deze metalen goedkopere gassen zoals stikstof of perslucht (wat toch al stikstof is) worden gebruikt.

Andere speciale gassen worden soms voor andere doeleinden gebruikt. Bij plasmamarkeren wordt argongas gebruikt (een heel ander onderwerp). Bij het snijden van dikker RVS of aluminium wordt vaak een mengsel van argon en waterstof gebruikt. Sommige mensen gebruiken een mengsel van waterstof en stikstof of methaan en stikstof bij het snijden van dunner roestvrij staal. Elk mengsel heeft zijn voordelen (betere snijkwaliteit) en zijn nadelen (kosten en handling).

Hoe gebruik je een plasmasnijder?

Het gebruik van een plasmasnijder is erg handig en vrij eenvoudig. Het voordeel is dat op metaal gebaseerde "vrije vorm" sneden kunnen worden gemaakt op basis van de routering van de router. Omdat deze machine plasma geleidt door een circuit te creëren, is een aardingsklem vereist, net als bij lassen.

Stap 1:Kies een werklocatie. Aangezien we van plan zijn metaal te snijden, is het belangrijk om het metaal op een veilige ondergrond te plaatsen die bewegingsvrijheid biedt. Een "raster" of soortgelijk oppervlak dat dienst doet als tafel is perfect.

Stap 2:Plugin-eenheid. Zorg ervoor dat het apparaat uit staat en steek de stekker in het stopcontact.

Stap 3:sluit de lucht aan. Sluit de externe luchtcompressor aan op de plasmasnijder. Dit om ervoor te zorgen dat de plasmastroom onder hoge druk blijft. Om de verbindingen vast te zetten, trekt u de buitenste flens van de busverbinding terug en steekt u de stekkerverbinding in.

Stap 4:zet de lucht aan. Zet de luchtstroom aan. Draai in dit geval de hendel 90 graden van loodrecht op het luchtkanaal naar inline.

Stap 5:Bevestig de grondklem. Plaats het metaal dat u gebruikt op de tafel en bevestig de aardingsklem dicht bij waar u wilt zagen.

Stap 6:Zet de machine aan. Zet de machine aan door de schakelaar achter het apparaat op ON te zetten.

Stap 7:stel de stroom in. In dit geval zetten we het op 25 voor 18 ga blad.

Stap 8:Snijd het metaal. Gebruik de trekker op het pistool om de plasmasnijder te activeren. Merk op dat de trekker een beveiliging heeft die moet worden opgeheven voordat u de trekker kunt overhalen. Houd de bovenfrees (mondstukuiteinde) dicht bij het metaal en gebruik de richtlijnen rond het mondstuk om eventuele sjablonen te traceren.

Stap 9:Schakel de machine uit. Als u klaar bent met het snijden van uw metaal, zet u de machine uit.

Stap 10:Koppel de aardingsklem los. Koppel de aardklem los van het metaal waaraan u werkt.

Stap 11:Schakel lucht uit. Schakel in dit geval de lucht uit door de hendel 90 graden te draaien van inline naar loodrecht op de lijn.

Stap 12:Wikkel alle slangen op. Sluit de plasmakanonlijn, luchtvaartlijn en grondlijn af.

Tips voor plasmasnijden om de resultaten te verbeteren

Als u een paar tips en best practices in overweging neemt bij het kiezen en gebruiken van een plasmasnijder, kunt u de resultaten verbeteren.

Tip 1:Kies de juiste plasmasnijder

Enkele van de belangrijkste factoren waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van een plasmasnijder zijn uitgangsvermogen, snijsnelheid, ingangsvermogen, inschakelduur en gewicht en grootte. Denk bij het kiezen van uw machine na over de taken die u het vaakst uitvoert.

• Uitgangsvermogen :Het benodigde vermogen hangt voornamelijk af van de dikte en het type materiaal dat moet worden gesneden. Twee standaarden:nominale en sectionele sneden. Een nominale snede is de dikte van zacht metaal die een operator handmatig kan snijden met een snelheid van 15 inch per minuut (IPM). Een zware snede is een maximale dikte die een plasmasnijder aankan. De rijsnelheid is lager en de snede moet mogelijk worden schoongemaakt.
• Snijsnelheid: Dit wordt meestal gerapporteerd als inches per minuut (IPM). Eén machine die materiaal van 1/2-inch snijdt, kan vijf minuten duren, terwijl een andere machine er één nodig heeft. De snijsnelheid maakt een aanzienlijk verschil in productietijd.
• Ingangsvermogen: Gebruik je de plasmasnijder altijd op dezelfde plek of heb je draagbaarheid en de mogelijkheid om verschillende stroombronnen te gebruiken nodig? Zoek naar plasmasnijders die een reeks prestatie-opties bieden. Sommige kunnen overschakelen van 120 volt naar 240 volt.
• Prijscyclus: De werkcyclus is de tijd die een machine kan afsnijden in een cyclus van 10 minuten zonder oververhitting. Als de inschakelduur van een machine 60% is, kan de machine zes van de tien minuten continu draaien en moet vervolgens de resterende vier minuten afkoelen. Een grotere inschakelduur is belangrijk bij het maken van lange zaagsneden, bij het uitvoeren van toepassingen met hoge productiviteit of bij gebruik van de machine in een warme omgeving.
• Gewicht en maat :Als draagbaarheid jouw ding is, zijn er veel draagbare apparaten beschikbaar die minder dan 45 pond wegen.

Tip 2:Lees de handleiding

Lees de gebruiksaanwijzing aandachtig door om vertrouwd te raken met de veilige en correcte bediening van uw plasmasnijder. Dit zal u helpen de mogelijkheden van uw plasmasnijder te optimaliseren en een veilig gebruik van de machine te bevorderen.

Tip 3:let op de installatie

Bevestig de aardingsklem alleen aan schoon metaal. Schuur indien nodig eventuele roest of verf weg, omdat deze de stroom van elektriciteit belemmeren.

Plaats ook de aardklem zo dicht mogelijk bij de snede of, indien mogelijk, bij het werkstuk zelf. Controleer uw kabels op versleten plekken, losse verbindingen of iets dat de stroomstroom onnodig zou kunnen verstoren.

Om de stroomsterkte of warmte van het maaidek op het juiste niveau af te stellen, moet u enkele oefensneden uitvoeren met een hoge stroomsterkte. U kunt dan de stroom verminderen op basis van uw rijsnelheid. Als de stroomsterkte te hoog is of uw rijsnelheid te laag is, kan het te snijden materiaal heet worden en schurft opbouwen.

Tip 4:Traceer het pad voordat je gaat snijden

Traceer het pad dat u wilt afsnijden zonder de trekker over te halen. Voor lange sneden oefent u uw bewegingen voordat u de trekker overhaalt om ervoor te zorgen dat u voldoende bewegingsvrijheid heeft om een ​​continue snede te maken. Stoppen en herstarten op dezelfde plaats is moeilijk en resulteert meestal in onregelmatigheden in de snijrand.

Je kunt ook een patroon knippen met hetzelfde materiaal waarmee je gaat werken. Zo weet je zeker dat je de juiste instellingen en kruissnelheid gebruikt.

Tip 5:Gebruik de juiste techniek 

Gebruik je niet-snijdende hand als steun voor je andere hand. Dit stabiliseert uw snijhand, geeft bewegingsvrijheid in alle richtingen en helpt een constante tussenruimte van 1/16 "tot 1/8" te behouden. Merk op dat de meeste mensen het gemakkelijker vinden om een ​​zaklamp naar hun lichaam te trekken dan om hem weg te duwen.

Het aanhouden van een opening van 1/16 "tot 1/8" verhoogt de snijcapaciteit van kleinere machines en verlengt de levensduur van slijtdelen.

Gebruik een sleepbeschermkap als uw machine daarmee is uitgerust. Hierdoor kunt u de toorts op het werkstuk laten rusten terwijl u een optimale afstand behoudt zonder het metaal met de punt aan te raken, wat een negatieve invloed heeft op de kwaliteit van de snede en de levensduur van het slijtdeel.

Begin met snijden door de toorts zo dicht mogelijk bij de rand van het basismetaal te plaatsen. Druk op de trigger om de biasstroom te starten. De pilootboog licht op, gevolgd door de snijboog. Zodra de snijboog begint, beweegt u de toorts langzaam over het metaal.

Pas uw snelheid aan zodat de snijvonken uit de onderkant van het metaal komen. Aan het einde van een snede, kantel de toorts iets naar het einde van de snede of pauzeer kort om de snede te voltooien. De zoglucht blijft kort nadat de trekker wordt losgelaten om de brander en de verbruiksonderdelen af ​​te koelen.

Tip 6:controleer verbruiksartikelen

Als de punt of elektrode versleten of beschadigd is, wordt de kwaliteit van de snede aangetast. Controleer dus regelmatig uw verbruiksartikelen. Als het puntgat onregelmatig is en/of bedekt is met spatten, gooi het dan weg. Als de elektrodepunt een put vormt, gooi deze dan weg.

Verbruiksartikelen slijten bij elke snede, maar factoren zoals vocht in de luchttoevoer, het snijden van te dikke materialen of slechte technologie verhogen de slijtage van de slijtdelen. Het wordt aanbevolen om de punt en de elektrode samen te verwisselen voor de best mogelijke snijkwaliteit.

Draai de houder voor verbruiksartikelen niet te vast. De delen binnenin moeten eigenlijk bewegen (apart) om een ​​boog te maken. Gebruik dus gewoon je vinger om de cup vast te draaien.

Tip 7:let op de reissnelheid

Hoe sneller je gaat (vooral met aluminium), hoe schoner je snede zal zijn. Als u dikker materiaal snijdt, zet u de machine op vol vermogen en varieert u uw rijsnelheid. Verlaag bij dunner materiaal de stroomsterkte en schakel over naar een tip met een lagere stroomsterkte om een ​​smalle snede te creëren.

Bij een redelijke rijsnelheid moet de boog onder een hoek van 15 tot 20 graden tegen de rijrichting in uit het materiaal komen. Als het recht naar beneden gaat, betekent dit dat je te langzaam beweegt. Als het terugspuit, betekent dit dat je te snel beweegt.

Als je met de juiste snelheid reist en de juiste hoeveelheid warmte gebruikt, krijg je een zeer zuivere snede met minder schurft aan de onderkant van de snede en weinig of geen vervorming van het metaal.

Tip 8:volg de veiligheidsprocedures

Voor een goede plasmaveiligheid moet de blootgestelde huid worden beschermd. U heeft lashandschoenen en een lasjas of andere vlamvertragende kleding nodig. Knoop de manchetten, zakken en kraag van het overhemd dicht om te voorkomen dat ze vonken opvangen.

Bescherm uw ogen met de juiste schaduwlens voor de plasmasnijder die u wilt gebruiken. De gebruiksaanwijzing geeft de gewenste kleur voor de stroomsterkte aan. U kunt een conventionele plasmasnij-/oxy-fuel-bril of een lashelm met snijmodus gebruiken.

Veiligheidsprocedures moeten nauw worden gevolgd bij elke plasmasnijtoepassing.

Voordelen van plasmasnijden

• In staat om alle geleidende materialen te snijden. Vlamsnijden, hoewel ook geschikt voor het snijden van dikke metalen, is beperkt tot alleen ferrometalen.
• Geweldige kwaliteit voor diktes tot 50 mm.
• Maximale dikte tot 150 mm.
• Betrekkelijk goedkoop voor sneden van gemiddelde dikte.
• De beste manier om roestvast staal en aluminium van gemiddelde dikte te snijden.
• CNC-machines zijn beschikbaar voor hoge precisie en herhaalbaarheid.
• Kan in water snijden, wat resulteert in een kleinere HAZ. Vermindert ook het geluidsniveau.
• Kleinere snijkerf vergeleken met vlamsnijden.
• Sneller snijsnelheid dan autogeen.

Nadelen van plasmasnijden

• Grotere HAZ vergeleken met lasersnijden.
• Kwaliteit met dunnere platen en platen niet zo goed als lasersnijden.
• Toleranties niet zo nauwkeurig als lasersnijden.
• Behaalt geen diktes zoals waterstraal- of vlamsnijden.
• Laat een HAZ achter die waterstraal niet doet.
• Bredere snede dan lasersnijden.

Veelgestelde vragen.

Wat is plasmasnijden?

Plasmasnijden (plasmaboogsnijden) is een smeltproces waarbij een straal van geïoniseerd gas bij temperaturen boven 20.000 °C wordt gebruikt om materiaal te smelten en uit de snede te verwijderen. Deze warmte smelt het metaal en de gasstroom werpt het uit de snede. Plasmagassen zijn meestal argon, argon/waterstof of stikstof.

Hoe werkt plasmasnijden?

Plasmasnijders werken door een elektrische boog door een gas te sturen dat door een vernauwde opening gaat. De beperkte opening (mondstuk) waar het gas doorheen gaat, zorgt ervoor dat het met hoge snelheid langskomt, zoals lucht die door een onderneming in een carburateur gaat. Dit hogesnelheidsgas snijdt door het gesmolten metaal.

Waarom wordt plasmasnijden gebruikt?

De oogverblindend heldere toorts van een plasmasnijder is te vinden in de meeste metaalbewerkingswinkels. Deze techniek wordt gebruikt om door enorme platen metaal van elke dikte te snijden en wordt gebruikt om allerlei metalen voorwerpen te vervaardigen, zoals poorten, bewegwijzering en beeldhouwwerk.

Hoe lang gaat een plasmasnijder mee?

De typische levensduur van een set verbruiksartikelen zou ongeveer 1 tot 3 uur moeten duren voor ongeveer 120 A gemechaniseerd snijden, het is in de functie van de taak. Snijden met een lagere stroomsterkte kan leiden tot een langere levensduur van de slijtdelen.

Hoe diep kan een plasmasnijder snijden?

Gewoonlijk kan een draagbare plasmatoorts tot 38 mm (1,5 inch) dikke staalplaat snijden. Terwijl, als je iets krachtigers nodig hebt, en een industriële computercontroller-toorts staal tot 150 mm (6 inch) dik kan snijden. U moet ook rekening houden met het type metaal dat u snijdt.

Kan een plasmasnijder roestig metaal snijden?

Plasma kan elk elektrisch geleidend metaal snijden, inclusief roestvrij staal, zacht staal, aluminium en meer, zonder voorverwarmen. Plasma is ook uitstekend geschikt voor het snijden van geverfd, vuil of zelfs verroest metaal.

Kan een plasmasnijder lassen?

Met het juiste toortsontwerp kan een stikstof-waterinjectie, die goedkoper is dan andere gassen, goed werken bij het plasmasnijden van aluminium en roestvrij materiaal voor daaropvolgend lassen. Het proces omvat een elektrode omgeven door stikstof, die wordt verwarmd door een elektrische boog om het plasma te vormen.

Is een plasmasnijder beter dan een toorts?

Plasma vereist niet dat het metaal wordt voorverwarmd voordat het wordt gesneden, wat tijd bespaart, en plasmasnijders presteren ook beter dan autogeentoortsen bij het snijden van gestapelde metalen. Hogere snelheden kunnen worden bereikt op dunnere metalen met plasma, met minimale of geen metaalvervorming.

Wat is er nodig voor plasmasnijden?

Plasmasnijden vereist twee basiselementen - lucht en elektriciteit - dus de volgende vraag die moet worden gesteld, is welk type ingangsvermogen beschikbaar is. Verschillende plasmasnijders van 30 ampère, zoals de Spectrum® 375 X-TREME™, werken op 120 of 240 volt.

Wat zijn de voor- en nadelen van plasmasnijden?