Budowa urządzeń do cięcia plazmą

W fizyce słowo „plazma” oznacza czwarty – obok wody, ciał stałych i gazu – stan skupienia materii. Najbardziej przypomina on gaz, tyle że o bardzo wysokiej koncentracji zjonizowanych (tj. naładowanych dodatnio lub ujemnie) cząstek. Strumień plazmy jest w stanie przewodzić prąd o wysokim natężeniu, osiągając ogromne temperatury. Opanowanie tego zjawiska pozwoliło na precyzyjne cięcie metali, a jest możliwe dzięki specjalnym maszynom. Jak są zbudowane?

Technologia ta oczywiście jest nieustannie doskonalona i co jakiś czas pojawiają się coraz to bardziej zaawansowane urządzenia (np. wykorzystujące osłonę nie gazów szlachetnych, tylko mgły wodnej). Zasadniczo jednak przecinarka plazmowa składa się z czterech kluczowych elementów: ze źródła zasilania, palnika plazmowego, przewodu uziemiającego oraz części eksploatacyjnych.

Źródło plazmowe

W źródle zasilania, które nazywa się też niekiedy źródłem plazmowym, zachodzi proces, w wyniku którego pobrany z sieci prąd o zmiennym napięciu przetwarzany jest na prąd o zadanym natężeniu. Najpierw zostaje on skierowany na trójfazowy mostek kierowniczy. Wyprostowane napięcie trafia następnie do regulującego natężenie tranzystora IGBT. Na wyjściu znajduje się cewka indukcyjna, której pole magnetyczne umożliwia przepływ prądu do głowicy palnika.

Przewody palnika i części eksploatacyjne

Wędruje on tam przewodem napięciowym. Inny ważny przewód to przewód gazowy, doprowadzający powietrze z kompresora lub butli podawane – również przez źródło plazmowe – pod odpowiednim ciśnieniem. W wąskostrumieniowych urządzeniach do cięcia plazmą (HD) powietrze zastąpione może być gazami technicznymi w rodzaju tlenu, azotu czy argonu, które miksowane są i dozowane przy użyciu specjalnych konsol.

Wspomnieć należy też koniecznie o przewodzie łuku pilota, we wstępnej fazie zajarzenia zamykającym obwód elektryczny, a także o przewodzie umieszczonego w głowicy czujnika, którego zadaniem jest wykrycie obecności wspomnianych części eksploatacyjnych. Te zaś służą do rozprowadzania gazu plazmowego i osłonowego we właściwy sposób, odpowiadając jednocześnie za prawidłowe zajarzenie łuku pilota. Z racji wystawienia na niszczące działanie wysokich temperatur, części eksploatacyjne wymagają regularnej wymiany na nowe.

Przewód roboczy i głowica palnika

Ostatni wymieniony element, czyli przewód uziemiający (roboczy) to natomiast klasyczny przewód elektryczny służący do zamykania obwodu elektrycznego.

Na jednym jego końcu znajduje się standardowy wtyk spawalniczy, na drugim zaś z reguły klema – mówi ekspert z wyspecjalizowanej w spawalnictwie firmy Nortech.

Wróćmy jednak na chwilę do głowicy palnika. Składa się ona zasadniczo z obudowy (prostej w przypadku palników zmechanizowanych i ergonomicznej w palnikach ręcznych), wspomnianego czujnika części eksploatacyjnych oraz główki palnika, rozprowadzającej powietrze na te właśnie części. Zajarzenie plazmy w cięciu zmechanizowanym wywoływane jest przez sterownik, z kolei w palnikach ręcznych odbywa się poprzez naciśnięcie wyposażonego w zabezpieczającą blokadę spustu.