Pracovní příležitosti ve strojírenství 20. - Hadyna
Pracovní příležitosti ve strojírenství 20. - Hadyna
Pracovní příležitosti ve strojírenství 20. - Hadyna
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
18 /<br />
technologie svařování<br />
Plazmové řezání<br />
Michal Heinrich, Český svářečský ústav Ostrava<br />
Metoda tepelného dělení kovových materiálů<br />
plazmovým paprskem patří k nejrozšířenějším<br />
technologiím využívaným v dnešní praxi. Mezi<br />
další způsoby tepelného dělení materiálu se řadí<br />
laser a kyslíkový plamen. Každá metoda využívá<br />
jiného tepelného zdroje. Laser představuje záření<br />
zesíleného zdroje světla fokusovaný optickou<br />
čočkou do bodu, kterým je pro<strong>ve</strong>den řez.<br />
Hustota energie je ze tří zmíněných technologií<br />
nejvyšší, až 15.10 9 Wm -2 . Druhý nejvýkonnější<br />
zdroj pro řezání materiálu je plazma. Plazma<br />
využívá elektrického výboje a proudícího plynu,<br />
který se ionizuje a vytváří tak čtvrtý skupenský<br />
stav. Plazma dosahuje vysoké teploty až<br />
30 x 10 3 K, jehož hustota energie dosahuje<br />
5 x 10 5 Wm -2 . Poslední zdroj se řadí k nejstarší<br />
a přesto v dnešní době stále užívané technologii.<br />
Hustota energie dosahuje nižších hodnot okolo<br />
2 x 10 3 Wm -2 . Během ta<strong>ve</strong>ní dochází k exotermickým<br />
reakcím kyslíku s železem, které generují<br />
teplo oxidy, jež se samy spalují.<br />
Původně bylo plazmové řezání vyvinuto pro<br />
nerezové oceli využitím inertního plynu. Později<br />
se využívalo přídavného stínicího plynu kyslíku<br />
k řezání konstrukčních ocelí. Zúžení plazmatu<br />
pomocí trysky v hořáku se dosáhne vysoké<br />
teploty od 9 000 K až do 35 000 K. Dodávání<br />
elektrického proudu je uskutečněno klasickými<br />
zdroji, které jsou využívány <strong>ve</strong> svařování. In<strong>ve</strong>rtorové<br />
zdroje jsou v dnešní době vysoce efektivní<br />
i pro plazmové řezání.<br />
1. PLAZMOVÝ PROCES<br />
Plazma je obvykle generována elektrickým<br />
výbojem mezi katodou a anadou. Je možné<br />
vyprodukovat plazmu i jiným způsobem, např.<br />
mikrovlnami. Nezbytnou podmínkou generování<br />
tepelného plazmatu je přítomnost média, které<br />
může být ionizováno. Většinou toto mÁdium<br />
zprostředkovávají plyny jako jsou např. kyslík,<br />
dusík, vodík, argon atd. Za asistence elektrického<br />
výboje se ohřívá plyn na vysokou teplotu,<br />
čímž dochází u molekul plynů k jejich disociaci<br />
a poté ionizačním procesům jednotlivých atomů.<br />
Disociační a ionizační procesy vyžadují vysokou<br />
tepelnou energii. Tato energie se pomocí<br />
plazmatu a proudění plynu skrz otvor v trysce<br />
hořáku přenáší směrem k povrchu řezaného<br />
materiálu. Plazma naráží na materiál, kde<br />
dochází k místnímu natavování a částečnému<br />
vypařování materiálu. Proudění plynu zapřÍčIní<br />
odplavování nata<strong>ve</strong>ného kovu z povrchu a vytváří<br />
řeznou spáru.<br />
Plazma je ionizovaný stav plynu nebo směs<br />
plynů obsahující elektrony, ionty a neutrální<br />
částice (atomy, molekuly, radikály atd.). Plazma,<br />
pro kterou je charakteristická vysoká kinetická<br />
energii elektronů, je známa jako „Cold plasma”.<br />
Plazma mající vysokou kinetickou energii všech<br />
částic je známá jako “Thermal plasma” a právě<br />
výskyt tohoto druhu plazmatu se využívá pro<br />
plazmové dělení kovových materiálů. Tento stav<br />
tepelné plazmy je rovněž charakteristický svou<br />
quazi-neutralitou. Hlavním kritériem přítomnosti<br />
plazmy je hustota elektronů a jejich teplota.<br />
Takto se v praxi může vyskytnout mnoho druhů<br />
plazmatů, viz. obr. č. 1 [1, 5].<br />
2. PLAZMOVÉ HOŘÁKY<br />
Plazmový oblouk má podobné vlastnosti jako<br />
svařovací oblouk (např. TIG). Rozdíl mezi svařovacím<br />
a řezacím obloukem je <strong>ve</strong> způsobu jeho<br />
Obr. č. 1 – Podmínky pro přítomnost plazmy<br />
Obr. č. 2 – Konstrukce hořáku (levá polovina – plazmový hořák, pravá polovina – svařovací hořák)<br />
Obr. č. 3 – Tělo hořáku plazmového zdroje PowerMax 380 – PAC110T<br />
SVĚT SVARU
Change language