Plazmowe technologie przemysłowe – cięcie

Cięcie plazmą jest metodą prowadzącą do utraty spójności materiału, w której ciepło potrzebne do przetopienia elementu pochodzi z obłoku plazmy powstałego na skutek ogniskowania łuku elektrycznego jonizującego gaz
przepływający przez ten łuk.

Stopiony materiał jest wydmuchiwany ze szczeliny cięcia silnie skoncentrowanym łukiem
plazmowym o dużej energii kinetycznej, jarzącym się między elektrodą nietopliwą a ciętym przedmiotem.

Zanim definicja cięcia plazmowego zostanie przeze mnie rozwinięta, dowiedzmy się więcej o samej plazmie.

Czym jest plazma?

Słowo plazma po raz pierwszy zostało użyte w 1928 r. przez amerykańskiego uczonego, noblistę Irvinga Langmuira [1]. Plazma z greki oznacza rzecz uformowaną, ulepioną, wymyśloną. Chociaż, jak podają źródła, Langmuir nazwał tak ten „twór”, ponieważ przypominał mu (kolorem) osocze krwi (ang. blood plasma). Najprościej powiedzieć, że plazma jest to zjonizowany gaz, w którym materia rozpada się na dodatnio naładowane jony oraz elektrony swobodne. Ponieważ skład chemiczny plazmy jest taki sam jak skład chemiczny materii, z której plazma powstała, uznaje się ją za czwarty stan skupienia. Można to zobrazować za pomocą grafiki (rys. 1). Jak wiadomo, każdy z przedstawionych stanów skupienia ma swoje odrębne właściwości fizyczne, przy zachowaniu jednakowego składu chemicznego.

Zmiana stanu skupienia związana jest z oddziaływaniem temperatury na materię. Woda w odpowiedniej temperaturze przyjmuje stały stan skupienia, ale na skutek podgrzewania przechodzi w ciecz. Jeżeli dostarczymy jeszcze większej ilości energii cieplnej, ciecz przejdzie w fazę gazową, a w przypadku wody – w parę wodną. Plazma natomiast powstaje w wysoki...