Jakość cięcia plazmą powietrzną wybranych materiałów konstrukcyjnych – cz. I

W artykule opisano ocenę jakości procesu cięcia plazmą powietrzną wybranych materiałów konstrukcyjnych (stal S960Q, stal S700QM, stop aluminium 5754, miedź M1E) o grubości 8 mm. Ocenie poddano jakość powierzchni po cięciu (odchyłkę prostopadłości, chropowatość powierzchni, kąt ukosu), szerokość szczeliny cięcia oraz średnicę otworu przebicia. Powierzchnie cięte poddano ocenie wg normy ISO 9013:2017.

Cięcie jest procesem technologicznym stosowanym najczęściej w obróbce materiałów metalowych, polegającym na wytworzeniu takiego stanu naprężenia w żądanym miejscu, aby nastąpiło w nim pęknięcie obrabianego materiału, poprzedzone zazwyczaj odkształceniem plastycznym. Alternatywą dla procesu cięcia mechanicznego stały się procesy cięcia termicznego z wykorzystaniem strumienia tlenu, łuku plazmowego i wiązki laserowej oraz proces cięcia strumieniem wody (water jet). Metody te różnią się: ilością zużytej energii, szybkością cięcia, wielkością ubytku materiału, wpływem cieplnym na cięty materiał, jakością ciętych powierzchni.

Cięcie plazmowe stanowi jedną z podstawowych technologii cięcia termicznego. Wysoka wydajność i niskie koszty eksploatacyjne, a także możliwość przecięcia materiałów o większych grubościach (do ok. 150 mm) to podstawowe zalety tej metody cięcia. Cięcie plazmowe jest procesem odpowiednim dla wszystkich rodzajów materiałów przewodzących ciepło, takich jak: stal, aluminium, żeliwo czy miedź. Podczas procesu cięcia plazmowego wskutek działania wysokiej temperatury następuje intensywne miejscowe nagrzewanie materiału do temperatury topnienia, a nawet parowania. Stapiany materiał w wyniku dynamicznego oddziaływania strumienia plazmy (prędkość wypływu strumienia plazmy: 500-600 m/s) zostaje usunięty (wydmuchany) na zewnątrz, tworząc charakterystyczną szczelinę cięcia [1-7].