W zależności od rodzaju materiału obrabianego, dobór gazu jest kluczowy dla wydajności procesu. Odpowiednio dobrany gaz wpływa nie tylko na szybkość i jakość obróbki, ale również żywotność osprzętu i koszty eksploatacji. W tym przewodniku objaśnimy kombinacje, cechy oraz korzyści, którymi charakteryzują się różne gazy plazmowe i osłonowe.
Gazy plazmowe i osłonowe
Stosowane w plazmotronach gazy możemy przede wszystkim podzielić na plazmowe i osłonowe. Gazy plazmowe to gazy, które przecinarka lub wycinarka plazmowa wykorzystuje do wytworzenia strumienia plazmy. Gazy osłonowe mają na celu chłodzenie, skupianie strumienia i ochronę dyszy.
Argon i wodór
Mieszanina argonu z wodorem to doskonałe rozwiązanie w przypadku cięcia elementów z aluminium lub stali nierdzewnej o dużej grubości. Nie jest zalecana jednak w przypadku stali miękkiej. Rolę gazu osłonowego pełni najczęściej czysty azot. Rozwiązanie gwarantujące wysoką jakość – jest jednak dość kosztowne.
Dodatek azotu do mieszaniny argonowo-wodorowej pozwala zwiększyć wydajność oraz jakość w przypadku obróbki stali wysokostopowych.
Azot
Plazma azotowa charakteryzuje się wysoką szybkością cięcia oraz żywotnością części zużywalnych. Najlepiej sprawdza się przy obróbce elementów cienkich. Optymalnym gazem osłonowym w przypadku plazmy azotowej jest powietrze. Zastosowanie CO2 jako gazu pomocniczego jest droższym rozwiązaniem, ale zwiększa jakość i szybkość cięcia oraz trwałość części. Alternatywą w przypadku azotu jest zastosowanie w celach osłonowych wody – rozwiązanie to zapewnia bardzo wysoką jakość cięcia w przypadku aluminium oraz stali nierdzewnej.
W przypadku mieszaniny azotowo-wodorowej, dodatek wodoru pomaga zredukować utlenienie powierzchni powstające przy stosowaniu czystego azotu.
Powietrze
Popularnym gazem stosowanym w plazmotronach jest powietrze atmosferyczne. Ta naturalna, ogólnodostępna mieszanka składająca się z azotu, tlenu i gazów śladowych, charakteryzuje się dostępnością, niską ceną oraz wysoką jakością cięcia i szybkością obróbki. Wprawdzie powietrze jest samo w sobie darmowe, należy jednak pamiętać o potrzebie posiadania odpowiedniej instalacji sprężającej i filtrującej, tak aby było wolne od wilgoci, olejów i zanieczyszczeń. Rolę gazu osłonowego pełni w tym rozwiązaniu również powietrze.
Tlen
Plazma tlenowa doskonale sprawdza się przy obróbce miękkiej stali – zapewnia dużą prędkość cięcia i wysoką jakość. Jest ona jednak niezalecana do cięcia aluminium lub stali szlachetnej. Wadą są stosunkowo wysokie koszty oraz obniżona trwałość sprzętu (poprawiona w nowoczesnych systemach). Gazem osłonowym stosowanym z tlenem jest powietrze atmosferyczne.
Poniżej prezentuję tabelkę podsumowującą najważniejsze informacje o gazach plazmowych.
| gaz plazmowy | gaz osłonowy | zalecane zastosowanie | zalety i wady |
| argon / wodór |
azot azot / wodór |
stal nierdzewna aluminium o większych grubościach |
+ wysoka jakość przy grubości powyżej 127 mm – wysoki koszt |
| azot |
powietrze CO2 woda |
stal miękka stal nierdzewna aluminium |
+ szybkość, jakość oraz trwałość części. + doskonała jakość w przypadku stosowania z wodą i stołem wodnym – niezalecany do grubszy elementów (<127 mm) |
| powietrze | powietrze |
stal miękka stal nierdzewna aluminium |
+ doskonały stosunek jakości do ceny – utlenianie/ azotowanie powierzchni cięcia |
| tlen | powietrze | stal miękka |
+ doskonała jakość cięcia oraz duża szybkość w przypadku elementów cienkich – niezalecane do stali twardych oraz aluminium – wysoki koszt |
Które gazy plazmowe są najczęściej stosowane?
Zdecydowana większość użytkowników wycinarek plazmowych korzysta z powietrza. Ten gaz jest najczęściej stosowany z powodu swojej dostępności i ceny. Jednorazowy zakup np. kompresora śrubowego rozwiązuje problem oraz przyczynia się do cięcia plazmą w bardzo dobrej jakości.
Artykuł opracowano na podstawie:
- Cięcie plazmowe, Linde Gas, 2019 [Dostęp: 29.06.2019]. Dostępny online: link
- Baran, K. Cięcie plazmą. Wpływ stosowanych gazów na jakość procesu, Projektowanie i Konstrukcje inżynierskie, 2015. [Dostęp: 29.06.2019]. Dostępny online: link
- Ilustrowany przewodnik wyboru gazu plazmowego, Hypertherm, 2016. [Dostęp: 29.06.2019]. Dostępny online: link
- Produkcja metalowa, Air Product and Chemicals Inc., 1996–2019, [Dostęp: 29.06.2019]. Dostępny online: link