Parameter für das Plasmaschneiden – wie wählt man sie aus?

Plasmaschneiden und seine Besonderheiten

Wie funktioniert es? Was beeinflusst all diese Faktoren tatsächlich?

Beginnen wir mit den Besonderheiten des Plasmabogens. Plasma ist ein ionisierter Gasstrom, in dem sich elektrische Ladungen zwischen der Anode (+) und der Kathode (-) bewegen. Dieses Phänomen zeichnet sich durch eine hohe Temperatur aus, die sogar mehrere Zehntausend Grad Celsius erreichen kann (zum Vergleich: Die Oberflächentemperatur der Sonne beträgt 5500 Grad Celsius). Dieses Phänomen ermöglicht das Schneiden von metallischen, elektrisch leitfähigen Werkstoffen. Die Schnittpräzision bei diesem Verfahren wird durch den Einsatz verschiedener Aufsätze, Einsätze oder durch präzises Schneiden mit Hilfe eines Plotters erreicht. Das Schneiden mit einem Plasma-Plotter ist eine der präzisesten Anwendungsmöglichkeiten dieses Verfahrens.

Welche Parameter sind für die jeweilige Materialstärke und -art zu wählen?

Die Schnittparameter sind entscheidend, um eine glatte Schnittkante zu erzielen, das Material dabei nicht zu überhitzen und eine möglichst lange Lebensdauer des Schweißbrenners zu gewährleisten. Eine große Erleichterung in diesem Bereich würde eine Art Automatisierung der Schneidemaschinen bringen, bei der das Gerät nach Eingabe der Art des zu schneidenden Materials und seiner Dicke vorschlägt, mit welcher Geschwindigkeit geschnitten werden sollte, um die bestmögliche Qualität zu erzielen. Sie als Anwender müssen sich dann nicht mehr den Kopf darüber zerbrechen, welche Parameter Sie verwenden sollen, sondern müssen lediglich darauf achten, die empfohlene Schnittgeschwindigkeit einzustellen.

Schneiden mit einem Plasma-Plotter

Die entscheidenden Parameter für diese Art des Schneidens sind der Vorschub des Schweißbrenners, die Höhe des Schweißbrenners über dem Werkstück sowie die Schneidstromstärke. Während die Stromstärke an der Brennerquelle eingestellt werden kann, hängen die Parameter für den Vorschub und die Brennerhöhe von der Einstellung des Steuerungsprogramms für den Plotter bzw. den Arm ab, in dem sich der Plasmaschweißbrenner von CNC befindet. Durch die Verwendung eines geringeren Vorschubs können wir dickere Materialien schneiden, natürlich im Rahmen der Möglichkeiten. Als Maßstab dienen uns dabei, ob das Material vom Plasmabogen vollständig durchschneidet wird und die Qualität der Schnittkante. Wenn das Schnittergebnis nicht unseren Erwartungen entspricht, nehmen wir eine Korrektur vor, indem wir die Lichtbogenleistung und/oder einer Verringerung der Schnittgeschwindigkeit, wobei zu beachten ist, dass eine zu niedrige Schnittgeschwindigkeit zu einer Überhitzung des Materials führt. Die Höhe des Schweißbrenners ist für die Schnittstärke von Bedeutung, da die Länge des Plasmabogens zwischen einigen und mehreren Millimetern liegt. Bislang ging es um das Schneiden mitteldicker und dicker Werkstoffe; bei dünneren Werkstoffen passen wir die Parameter hingegen in die andere Richtung an. Wir versuchen, die Schnittkante so wenig wie möglich zu überhitzen. Die Sichtbarkeit der Überhitzungskante tritt am deutlichsten beim Schneiden von rostfreien Werkstoffen zutage, wo sich die Überhitzung des Materials in Form einer Farbveränderung äußert, was zusätzlich zu unkontrollierten Verformungen führt, die durch die hohe Temperatur verursacht werden. Das Schneiden dünner Materialien führen wir mit einer geringeren Lichtbogenleistung und einem größeren Vorschub des Schweißbrenners durch. Die Höhe ist nicht so entscheidend, da dünne Materialien problemlos geschnitten werden können – natürlich alles im Rahmen der Normen. Einteilung der Werkstoffe und Anpassung der Parameter an deren Schneidung. Edelstahl Zum Schneiden dieses Materials benötigen wir ein leistungsstärkeres Gerät; die Leistungssteigerung im Vergleich zu Schwarzstahl muss bei +20 % liegen. Das bedeutet: Beim Schneiden von 10 mm dickem Blech (Schwarzstahl) mit einer Stromstärke von 40 A muss für die gleiche Schnittqualität bei Edelstahl eine Lichtbogenstromstärke von ca. ~48 A verwendet werden. Ebenso gilt beim Schneiden von Aluminium : Wir verwenden zwar eine höhere Stromstärke, doch die Qualität der Schnittkanten wird aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit des Materials niemals so gut sein wie bei härteren Werkstoffen, da dies zu einem übermäßigen Überschmelzen der Kanten führt. Den Schnittdruck stellen wir gemäß den Herstellerempfehlungen ein, die für jedes Material gleich sind.

Manuelles Schneiden mit einer Plasmaschneidemaschine

Beim manuellen Schneiden ändern sich die Parameter nicht, abgesehen von der Schnitthöhe und der Gleichmäßigkeit, mit der der Schnitt ausgeführt wird, was sich auf die Qualität der Schnittkante auswirkt. Der Stromstärkeparameter ist unabhängig von der Dicke und der Art des zu schneidenden Materials. Um den Abstand des Schweißbrenners zum zu schneidenden Material einzuhalten, dienen uns verschiedene Aufsätze, Führungen oder Schlitten, die direkt am Schweißbrenner montiert werden. Sie gewährleisten einen optimalen Abstand. Es wird nicht empfohlen, den Schweißbrenner ohne eine solche Führung zu verwenden, da dies die Lebensdauer des Schweißbrenners beeinträchtigen kann – es sei denn, der Schweißbrenner und sein Schneiddüsen-Set sind dafür ausgelegt. Die Vorschubgeschwindigkeit ist eigentlich ein Parameter, der nach Gefühl eingestellt wird, was jedoch nicht bedeutet, dass man mit einem Schweißbrenner nicht präzise schneiden kann. Um eine gleichmäßige und angemessene Schnittgeschwindigkeit zu erleichtern, kann es hilfreich sein, mit Hilfe von Kreide alle paar Zentimeter Markierungen anzubringen. Wenn der Hersteller in den technischen Daten angibt, dass 6 mm dickes Schwarzstahl-Material mit einer Geschwindigkeit von 0,5 m/min geschnitten werden soll, wissen wir, wenn wir das Blech in 10-cm-Abschnitte unterteilen, dass ein solcher Abschnitt korrekt in 12 Sekunden geschnitten werden muss. Dadurch erhalten wir eine glatte Kante, die keiner weiteren Bearbeitung bedarf.