- Wie funktioniert Plasmaschneiden mit Gas?
- Welche Vorteile hat das Plasmaschneiden gegenüber Laserschneiden?
- Plasma-Schmelzschneiden oder autogenes Brennschneiden?
- Plasmaschneiden – welche Gase werden verwendet?
- Welche Vorteile bietet Plasma-Schmelzschneiden im Detail?
- Mit den passenden Gasen zu perfekten Plasmaschnitten
Wie funktioniert Plasmaschneiden mit Gas?
Beim Plasma-Schmelzschneiden wird ein Plasmastrahl verwendet, um den Werkstoff aufzuschmelzen und aus der Fuge zu blasen. Entwickelt wurde das Verfahren, um nicht brennschneidgeeignete Metalle schneiden zu können. Aufgrund seiner hohen Schneidgeschwindigkeiten setzt es sich aber auch in Einsatzgebieten durch, die zuvor dem Brennschneiden vorbehalten waren. Unterteilen lässt es sich in zwei Verfahrensprinzipien:
Direktes Plasmaschneiden
Bei diesem Verfahren brennt der Lichtbogen zwischen der Elektrode und dem Werkstück.
Indirektes Plasmaschneiden
Der Lichtbogen befindet sich zwischen der Elektrode und der Düse beziehungsweise einer Hilfs-/Opferanode (z. B. abschmelzender Draht).
Welche Vorteile hat das Plasmaschneiden gegenüber Laserschneiden?
Während Plasmaschneiden Gas nutzt, um den Werkstoff zu scheiden, verwendet das Laserschneiden einen fokussierten Laserstrahl. Das Laserschneiden ermöglicht eine größere Präzision, ist jedoch hinsichtlich der Dicke der zu trennenden Materialien limitiert. Der größte Vorteil von Plasmazuschnitten liegt in der Wirtschaftlichkeit. Plasmaschneidanlagen sind sowohl im Investment als auch in der Wartung deutlich preiswerter. Bei gleicher Investitionshöhe sind sie meist wesentlich größer als Laserschneidmaschinen und können somit auch größere Bauteile bearbeiten.
Plasma-Schmelzschneiden oder autogenes Brennschneiden?
Bei kleineren Blechdicken hat das Schneiden mit Plasmagas nicht zuletzt aufgrund der schnellen Schnittgeschwindigkeiten die Nase vorn. Durch das hohe Tempo arbeiten die Maschinen wesentlich wirtschaftlicher als langsame Autogen-Brennschneider. Ein weiterer Nachteil des Autogenschneidens besteht darin, dass ein sehr großer Wärmeeintrag in das Werkstück stattfindet. Hierdurch werden die Kanten hart und das Material häufig uneben oder wellig.
Plasmaschneiden – welche Gase werden verwendet?
Grundsätzlich wird zwischen den Begriffen Plasmagas, Zündgas, Schneidgas und Sekundärgas unterschieden. Zündgase werden zum Zünden des Plasmabogens eingesetzt, während Schneidgase im eigentlichen Schneidprozess zur Anwendung kommen. Sekundärgase dienen dazu, den Plasmastrahl zu verengen, die Düse zu kühlen und die Schnittqualität zu verbessern. Plasmagas ist ein Überbegriff für alle beim Plasma-Schmelzschneiden eingesetzten Gase.
Welche Plasmagase verwendet werden, hängt von der jeweiligen Schneidaufgabe ab. Durch Einsatz von Gasmischungen lassen sich die vorteilhaften Eigenschaften aller beteiligten gasförmigen Stoffe nutzen.
Druckluft
Druckluft besteht aus Sauerstoff und Stickstoff. Sie eignet sich in erster Linie zum Trennen von legierten und unlegierten Stählen sowie von Aluminium. Bei einigen Werkstoffen können sich Oxide oder Nitride bilden. Diese Ablagerungen müssen vor der Weiterverarbeitung entfernt werden. Außerdem bewirkt das Plasmaschneiden mit dem Gas eine schnellere Oxidation und damit einen rascheren Verschleiß der Elektrode.
Stickstoff (N2)
Stickstoff ist relativ preisgünstig und schont zugleich die Elektrode. Eine gute Schnittqualität lässt sich bei rostfreiem Stahl und Nichteisen-Metallen erzielen. Allerdings kann das Plasmaschneiden mit dem Gas wie bei Druckluft zu Nitridablagerungen führen. Als Einzelgas ist Stickstoff vor allem im Dünnblechbereich hochlegierter Stähle einsetzbar. In Kombination mit Wasserstoff erzeugt es metallisch blanke, oxidfreie Schnittflächen.
Sauerstoff (O2)
Mit Sauerstoff lassen sich beste Schnittergebnisse bei unlegierten Stählen erzielen. O2 ist leicht zu beschaffen, vergleichsweise preiswert und ermöglicht hohe Schnittgeschwindigkeiten. Allerdings ist die Schnittoberfläche etwas rau. Das Plasmaschneiden mit dem Gas empfiehlt sich nicht bei legierten Stählen und Aluminium.
Argon (Ar)
Argon eignet sich gut zum Zünden des Plasmastrahls und für den Austrieb des geschmolzenen Materials aus der Schnittfuge. Wegen seiner schlechten Wärmeleitfähigkeit und seines niedrigen Wärmeinhalts ist es aber nicht als Einzelgas nutzbar. In Verbindung mit Wasserstoff erzielt es optimale Resultate beim Schneiden von legierten Stählen und Aluminium in großen Materialstärken.
Wasserstoff (H2)
Wasserstoff ist ein guter Wärmeleiter. Er hilft, den Lichtbogen einzuschnüren. Dadurch erhöht sich die Energiedichte. Als Einzelgas ist Wasserstoff ungeeignet, da ihm die erforderliche Energie zum Austreiben der Schmelze fehlt.
Welche Vorteile bietet Plasma-Schmelzschneiden im Detail?
Durch die schnellen Schneidgeschwindigkeiten lässt sich eine hohe Produktivität über einen großen Blechdickenbereich hinweg realisieren. Vor allem für das Schneiden mittlerer und größerer Materialdicken ist es nahezu alternativlos. Das Plasmaschneiden mit Gas ermöglicht annähernd rechtwinklige, glatte, fast nachbearbeitungsfreie Schnitte. Zudem bedarf es keiner Vorbereitung, was sich ebenfalls zeitsparend auswirkt. Das Schneiden unter Wasser ist ebenso möglich wie das Schneiden und Markieren in einem Arbeitsgang. Gegenüber dem Brennschneiden punktet das Plasma-Schmelzschneiden außerdem mit geringerem Materialverzug und einer geringeren Aufhärtung durch Martensit-Bildung.
Mit den passenden Gasen zu perfekten Plasmaschnitten
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