Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

OB21-OP-STROJ-STE-SVE-U-2-049 Obrábění plazmou OB21-OP-STROJ-STE-SVE-U-2-049

Obrábění plazmou Obrábění plazmou je založeno na ohřevu nebo tavení materiálu za extrémně vysokých teplot, které vznikají rozkladem molekul plynu při jejich průchodu elektrickým obloukem (nad 10 000 °C). Oblouk hoří mezi netavící se katodou (vyrobena z wolframu) a anodou, která může být tvořena opracovávaným materiálem nebo tělesem hořáku. Z hořáku vychází vysokou rychlostí úzký paprsek plazmy o průměru řádově 1 mm. Při řezání je roztavený materiál vyfukován z místa řezu asistentním plynem

Obrábění plazmou Plazma je elektricky vodivý stav plynu, který nastává při elektrickém výboji mezi anodou a katodou - vzniká ionizovaný plyn. Původně chemicky stejnorodý plyn se změní na směs kladných a záporných iontů, fotonů a dalších elementárních částic. Každé technologické zařízení pracující s plazmou se skládá z : plazmového hořáku, zdroje elektrického proudu, řídicí jednotky a manipulačního zařízení, což může být souřadnicový pracovní stůl, manipulátor nebo robot.

Obrábění plazmou V plazmovém hořáku, dochází k přeměně elektrické energie na tepelnou energii usměrněného proudu plazmy. Důležitým parametrem plazmového hořáku je stabilizace elektrického oblouku. Podle druhu stabilizace se dělí hořáky : plazmové hořáky s plynovou stabilizací - s transferovým obloukem - elektrický oblouk hoří mezi vnitřní elektrodou umístěnou v hořáku a obráběným materiálem; 1 - s netransferovým obloukem - elektrický oblouk hoří mezi vnitřní elektrodou umístěnou v hořáku a výstupní tryskou, která tvoří anodu; 2 plazmové hořáky s vodní stabilizací - řezací tryska má přídavné kanálky, kterými se vstřikuje voda do plazmového hořáku; 3 3 1 2

Obrábění plazmou U plazmových technologií se používají tyto plyny: plazmové plyny jsou přiváděny do elektrického oblouku, kde dochází k jejich ionizaci; používá se argon, helium, dusík nebo směs argon + vodík; fokusační plyny zaostřují (fokusují) paprsek plazmatu po jeho výstupu z trysky hořáku; používá se argon, dusík, argon+vodík nebo argon+dusík; asistentní plyny obklopují paprsek plazmatu a pracovní místo a chrání je před účinkem atmosféry, používá se argon a dusík. Plazmové hořáky se v praxi používají pro : řezání materiálů, svařování, obrábění těžkoobrobitelných materiálů tavení materiálů v pecích k vysokoteplotní chemické syntéze plynů pro rozklad škodlivých průmyslových odpadů. navařování nebo stříkání ochranných vrstev na strojní součásti

Obrábění plazmou Řezání plazmou Pracovní cyklus strojů pro řezání plazmovým hořákem je zpravidla ovládán CNC řídicím systémem, který řídí všechny parametry stroje. Za optimálních pracovních podmínek lze dosáhnout dobrou jakost stěn řezu, bez otřepů na spodní straně řezu. Obecně je kvalita řezu a maximální tloušťka řezaného materiálu závislá : na metodě plazmového řezání, na napájecím proudu a napětí, na rychlosti řezání na druhu řezaného materiálu. Maximální tloušťka řezaného materiálu je: u korozivzdorných ocelí 130 mm, u slitin hliníku a mědi až 150 mm.

Obrábění plazmou Svařování plazmou Stroje pro svařování plazmou jsou řízeny NC řídicím systémem, který ovládá všechny pracovní parametry (tj. proud a napětí napájecího zdroje, dávkování plynů, podávání svařovacího drátu atd.). Pro napájení se používají generátory stejnosměrného nebo vysokofrekvenčního elektrického proudu. Hořáky mají většinou stabilizaci paprsku plynem. Plazmový hořák se používá pro svařování ocelí, litin, mědi, mosazi, bronzu, hliníku, hořčíku a speciálních slitin. V přístrojové technice a jemné mechanice se používá tzv. svařování mikroplazmou.

Obrábění plazmou Nanášení povlaků Stříkací zařízení pro nanášení povlaků plazmovým nástřikem umožňují nanášet v podstatě jakýkoli materiál - železné i neželezné kovy. Vrstva naneseného materiálu (povlak) je se základním materiálem součásti spojena především adhezí, v některých případech se částečně uplatní i proces difuze. Nanášený materiál se do plazmového hořáku přivádí ve formě prášku, drátu nebo tyčinky, zde se taví a plamenem hořáku je vrhán na povrch součásti rychlostí 180 až 200 m. s-1. Součásti dokonale očistit ! (tj. odmastit v lázni - čistit ultrazvukem nebo otryskat ocelovou drtí nebo brousicími zrny).

Obrábění plazmou Obrábění plazmou Plazmový hořák lze použít pro obrábění dvojím způsobem: Obrábět s předehřevem materiálu před břitem řezného nástroje u ohřáté části materiálu se změní pevnost a tvrdost materiálu a obrábění probíhá snadněji. Zvýší se tak trvanlivost břitu nástroje až o 400 %. Metoda se používá pro obrábění těžkoobrobitelných materiálů nebo pro obráběni extrémně dlouhých výrobků (např. válců válcovacích stolic, papírenských válců apod.). Odtavování materiálu s povrchu obrobku - materiál na povrchu obrobku se taví a proudem asistentního plynu odfukuje. Metoda je použitelná pouze pro hrubování, obrobený povrch má velkou drsnost a je značně tepelně ovlivněn. Princip je obdobný jako u laseru

Obrábění plazmou

Obrábění plazmou

Použitá literatura Řasa J., Pokorný P., Gabriel V., Strojírenská technologie 3, 2. díl, Praha: Scientia s.r.o, 2004, ISBN: 80-7183-227-8 Hluchý M., Haněk V. : Strojírenská technologie 2, 2. díl Praha: Scientia s.r.o, 2004, ISBN: 80-7183-265-0 BOLEK,A., KOCHMAN,J. aj. Části strojů 2. svazek. 5. vydání, Praha: SNTL, 1990