Kompresor – płuca plazmy

Plazma często jest nazywana czwartym stanem materii. Zwykle myślimy o trzech stanach skupienia materii: stałym, ciekłym i gazowym. W przypadku dobrze znanej nam substancji, jaką jest woda, te trzy stany to lód, woda i para wodna. Różnią się one poziomem energii. Doprowadzenie do lodu energii w formie ciepła powoduje jego topnienie i przejście w stan ciekły — wodę. Doprowadzenie jeszcze większej ilości energii powoduje parowanie wody, która przekształca się w wodór i tlen, tworząc parę wodną. Dalsze doprowadzanie energii do pary spowoduje jonizację tych gazów. Proces jonizacji sprawia, że gazy przenoszą ładunki elektryczne. Taki elektrycznie przewodzący zjonizowany gaz jest nazywany plazmą. Jak widać gaz jest bardzo ważny w procesie cięcia plazmowego, a jakość gazów dostarczonych do źródła plazmy przekłada się bezpośrednio na jakość cięcia i żywotność części eksploatacyjnych.

Konwencjonalne cięcie plazmowe

W tym procesie jest zazwyczaj stosowany jeden gaz (zwykle powietrze lub azot), który jednocześnie tworzy plazmę i zapewnia chłodzenie. Większość tych systemów ma moc wyjściową poniżej 100 A i jest przeznaczona do cięcia materiałów o grubości poniżej 1,5 cm. Są one wykorzystywane głównie w zastosowaniach ręcznych.

Cięcie plazmowe z zastosowaniem dwóch gazów

W tym procesie są wykorzystywane dwa gazy: plazmowy  i osłonowy. Gaz osłonowy tworzy atmosferę ochronną wokół obszaru cięcia, zapewniając czystsze krawędzie cięcia. Jest to prawdopodobnie najpopularniejsza metoda cięcia plazmowego, gdyż w celu uzyskania optymalnej jakości cięcia określonego materiału można stosować wiele różnych kombinacji gazów.

Przygotowanie zasilania gazem

Powietrze może być dostarczane ze sprężarki lub z butli pod wysokim ciśnieniem. W obu przypadkach należy zastosować regulator wysokiego ciśnienia i zapewnić dostarczanie gazu do wlotu powietrza zasilacza. Jeżeli jakość zasilania jest niska, dochodzi do spadku szybkości i jakości cięcia, ograniczenia grubości cięcia oraz skrócenia trwałości materiałów eksploatacyjnych. W celu zapewnienia optymalnej wydajności urządzenia parametry gazu powinny być zgodne z wymogami klasy 1.2.2 wg normy ISO 8573-1:2010 (tj. maksymalna liczba cząstek stałych w m3 mniejsza niż 20 000 przy wielkości cząstek w zakresie od 0,1 do 0,5 mikrona, mniejsza niż 400 przy wielkości cząstek w zakresie od 0,5 do 1 mikrona oraz mniejsza niż 10 przy wielkości cząstek w zakresie od 1 do 5 mikronów). Maksymalna wartość punktu rosy pary wodnej musi być mniejsza niż –40°C. Maksymalna zawartość oleju (aerozolu, płynów i pary) nie powinna przekraczać 0,1 mg/m3.

Dodatkowa filtracja gazu

Jeżeli warunki występujące w miejscu eksploatacji powodują przedostawanie się wilgoci, oleju lub innych zanieczyszczeń do przewodu gazowego, konieczne jest wprowadzenie trójstopniowego systemu filtru koalescencyjnego, np. zestawu filtru oczyszczającego powietrze Eliminizer. Powyżej przedstawiono schemat budowy systemu filtru 3-stopniowego do usuwania zanieczyszczeń z układu zasilania gazem. System filtrujący należy instalować między źródłem zasilania gazem a zasilaczem. Zastosowanie dodatkowej filtracji może zwiększyć wymagane minimalne ciśnienie gazu wlotowego.

Podłączenie zasilania gazem

Jako węża zasilania gazem, należy użyć węża gazu obojętnego oraz szybkozłączki o średnicy wewnętrznej 9,5 mm z gwintem 1/4 NPT lub szybkozłączki 1/4 NPT x G-1/4 BSPP (wersje CE).

Ciśnienie wlotowe (w czasie przepływu gazu)

W tabeli przedstawiono zalecane wymagane wartości ciśnienia wlotowego:

Przełączniki i wskaźniki dotyczące zasilania gazem

Przełącznik prąd/gaz

W trybie ręcznym służy do przełączania między trybem ręcznej regulacji wartości natężenia prądu a trybem ręcznej regulacji wartości ciśnienia gazu.

Pokrętło regulacyjne

To pokrętło służy do zmiany wartości natężenia prądu. W trybie ręcznym może być również używane do zmiany wartości ciśnienia gazu z pominięciem automatycznego ustawienia w określonych zastosowaniach.

Wskaźnik zasilania gazem

Informuje, że gaz jest odłączony z tyłu zasilacza lub występuje problem dotyczący zasilania gazem.

Przełącznik trybu ustawiania ciśnienia (automatyczny/ręczny)

 Przełącznik umożliwia zmianę trybu ręcznego na automatyczny i odwrotnie.

W trybie automatycznym zasilacz automatycznie ustawia ciśnienie gazu na podstawie typu palnika i długości przewodu, a pokrętło regulacyjne służy wyłącznie do ustawiania wartości natężenia prądu. W trybie ręcznym, pokrętło regulacyjne służy zarówno do ustawiania wartości ciśnienia gazu, jak i natężenia prądu. W trybie ręcznym świeci kontrolna dioda LED.

Uwaga:

Tryb ręczny powinien być używany przez doświadczonych użytkowników, którzy wymagają optymalizacji ustawienia gazu (pominięcia automatycznego ustawienia gazu) względem określonego zastosowania cięcia. Po przełączeniu z trybu ręcznego do trybu automatycznego zasilacz automatycznie ustawi ciśnienie gazu, a natężenie prądu nie ulegnie zmianie. Po przełączeniu z trybu automatycznego do trybu ręcznego zasilacz przywróci poprzednie ustawienie ciśnienia gazu, a ustawienie natężenia prądu nie ulegnie zmianie. Po przywróceniu zasilania zasilacz przywraca poprzednie ustawienia trybu, ciśnienia gazu i natężenia prądu.

Wskaźniki ciśnienia gazu

W trybie ręcznym ciśnienie gazu jest wyświetlane w barach i funtach na cal kwadratowy. Ciśnienie gazu jest również przedstawiane graficznie za pomocą wskaźnika słupka ciśnienia gazu. Gdy strzałka jest wyśrodkowana na pionowym słupku (ciśnienie odniesienia względem automatycznie ustawionego ciśnienia), ciśnienie gazu jest ustawione na wstępnie dobraną wartość (określoną fabrycznie). Jeśli ciśnienie jest wyższe niż wstępnie dobrana wartość, strzałka jest wyświetlana powyżej środkowego punktu na słupku. Jeśli ciśnienie jest niższe niż wstępnie dobrana wartość, strzałka jest wyświetlana poniżej środkowego punktu na słupku.

Uwaga:

W trybie automatycznym zasilacz ustawia wstępnie dobraną wartość ciśnienia. Aby zmienić ciśnienie zgodnie z wymaganiami dotyczącymi określonego zadania cięcia, należy zastosować tryb ręczny.

Kody usterek związane z zasilaniem gazowym i rozwiązania

W razie usterki podczas używania źródła plazmowego szybkie wyłączenie (OFF), a następnie szybkie włączenie (ON) zasilania (tzw. „szybki reset”) może nie wystarczyć do usunięcia usterki. Dlatego po wyłączeniu (OFF) zasilania należy zaczekać od 30 do 45 sekund przed ponownym włączeniem (ON). Jeśli usterka nadal występuje należy zapoznać się z poniższą tabelą i możliwymi rozwiązaniami jej usunięcia.

Akcesoria do filtracji

W sprzedaży dostępne są dedykowane, chroniące przed zanieczyszczonym powietrzem, gotowe do montażu zestawy składające się z 1-mikronowego filtru powietrza i separatora automatycznie usuwającego wilgoć.