Messer - Global Site - Gase und Know-how für ihren Erfolg.
 

Varjenje in rezanje s plazmo

Plazma je bila razvita iz postopka varjenja TIG (Tungsten Inert Gas). Strokovnjaki iz Union Carbide´s welding laboratory so odkrili, da se v primeru zmanjšanja premera plinske šobe, ki usmerja zaščitni plin iz gorilnika, lastnosti obloka bistveno izboljšajo. Opazili so ožji oblok in bistveno povečanje temperature. Zaradi visoke hitrosti ioniziranega in neioniziranega plina je staljeno kovino odpihnilo. Prvotni namen razvoja plazme je bilo varjenje, na začetku pa so razvili postopek za rezanje.

Kaj je plazma?
Plazma je četrto agregatno stanje snovi. Vsaka snov lahko v odvisnosti od prejete količine energije spravimo v različna agregatna stanja. Na primer če plinu dodamo večje količine energije, se mu s temu bistveno spremenijo termične in električne lastnosti. Takšen proces se imenuje ionizacija, kjer se med plinskimi atomi sprostijo prosti elektroni in ioni. Takrat postane plin električno prevoden. Zakonitosti, ki veljajo za prenos električnega toka skozi kovinske vodnike, pa veljajo tudi za plazmo. Na primer, če žici, ki prevaja električni tok, zmanjšamo presek, naraste upornost in potrebna je sorazmerno višja napetost, da isto količino elektronov prevedemo skozi manjši presek žice. Vodnik se pri tem segreje. Isto velja za plazmo. Bolj ko ožamo presek šobe, skozi katero teče plazma, bolj vroča postaja.

Katere pline uporabljamo za rezanje in varjenje s plazmo?
Plazemski plini za rezanje so lahko zrak, dušik, vodik, ogljikov dioksid ali mešanice. Ponavadi se za navadna konstrukcijska jekla uporablja zrak ali kisik, predvsem pa je treba biti pri izbiri plina oziroma medija pozoren na navodila proizvajalca plazme. Za nerjavna jekla se najpogosteje uporablja plinska mešanica argona in do 35 % vodika.

Za varjenje s plazmo pa prav tako potrebujemo dve vrsti plina, ponavadi argon in dušik, v poštev pa pridejo tudi razne mešanice. En plin je plazemski, medtem ko drugi ščiti talino pred atmosfero.

Značilnosti in uporabnost varjenja s plazmo!
Plazma kot postopek za varjenje nam omogoča veliko storilnost oziroma hitrost varjenja, zelo ozek in globok uvar ter zelo ozek in stabilen oblok. Plazemsko varjenje se uporablja za varjenje tankih pločevin (do 0,05 mm), omogoča pa nam tudi varjenje debelejših pločevin do 20 mm brez varilnega žleba, kar pa v praksi vidimo redkeje. Zaradi še vedno drage opreme se postopek najpogosteje uporablja za varjenje drobnih elementov s tako imenovano mikroplazmo.

Kakšne plazme poznamo?
Glede na velikost šobe in pretok plina lahko dobimo različne vrste plazme, ki bi jih lahko razdelili na:

  • mikroplazmo (0,1–15 A) – deluje pri nizkih vrednostih toka, dolžina obloka je lahko tudi manj kot 20 mm;
  • plazmo s srednjim tokom (15–200 A) – lastnosti so podobne postopku varjenja TIG, bolj zožen oblog nam daje toig oblog, uporablja se za varjenje;
  • plazmo s kapilaro (keyhole plasma, nad 100 A) – povečan pretok plina in električni tok. Takšna plazma prodira globoko v material kot laser ali elektronski snop. Takšne plazme se večinoma uporabljajo za rezanje, lahko pa jih uporabimo tudi za varjenje, kjer se za kapilaro (ali keyhole) staljen material zliva.

Prednosti in slabosti rezanja s plazmo
Največja prednost plazme je, da lahko z njo režemo vse materiale, ki prevajajo električni tok, kar nam plamensko rezanje ni omogočalo. To so na primer nerjavna jekla z visoko vsebnostjo kroma in niklja, visokokvalitetna orodna jekla, aluminij, baker ipd. Prednost rezanja s plazmo je tudi relativno velik vnos energije na majhno površino obdelovanca, kar posledično zmanjšuje deformacije zaradi pregrevanja materiala. Čeprav obstajajo že boljši postopki za rezanje materialov (vodni curek, laserski žarek ...), pa po večini plazma še vedno zadovoljuje velike večine robustnega razreza materiala v industriji.

Ima pa razrez materiala tudi slabe lastnosti. Ena izmed njih je poševnost reza, pri nerjavnih jeklih pa ostanek srha na nasprotni strani reza, ki ga je ponavadi treba strojno odstranjevati. Za čim uspešnejše izogibanje znanim napakam ali slabostim razreza materiala s plazmo pa lahko poskrbimo s pravilno izbiro plinov, parametrov ter ustreznih šob in ustrezno oddaljenostjo gorilca od pločevine. Kot slabo lastnost plazme za razrez pa lahko uvrstimo tudi hrup pri rezanju. Hrup pri rezanju materiala, debelega 100 mm lahko presega tudi 120 dB, zato je razvoj plazem šel tudi v smer podvodnega rezanja s plazmo.

Kontaktna oseba

Stanko Jamnikar


Tel: 02 669 03 26
Faks: 02 661 60 41
Mob: 041 339 842
[E-Mail]