Plasmaschneiden – Welche Gase werden verwendet?
Beim Plasmaschneiden kommen verschiedene Gase und Gasgemische zum Einsatz. Welches Gas dabei verwendet wird, hängt vom Material, das geschnitten werden soll, und natürlich von der Art des Plasmaschneiders ab. Ein Überblick über die Gasarten und deren Anwendungsgebiete.
Gase beim Plasmaschneiden – Wozu dienen sie?
Inhaltsverzeichnis
Ein Plasmaschneider trennt Metalle mithilfe eines gerichteten Plasmastrahls. Dazu benötigt man Gas oder Gasgemische. Grundsätzlich unterscheidet man beim Plasmaschneiden zwei Arten von Gasen:
Das Plasmagas oder auch Primärgas ist für die Erzeugung und Aufrechterhaltung des Plasmas zuständig. Das Schutzgas bzw. Sekundärgas schirmt den Plasmastrahl ab, kühlt den Schneidbrenner und bläst das geschmolzene Material aus der Fuge. Einfache handgeführte Plasmaschneider, wie sie häufig in privaten Werkstätten und Garagen zum Einsatz kommen, nutzen für beide Vorgänge meist Druckluft. Sie wird innerhalb des Schneidbrenners in das Plasma- und das Schutzgas aufgeteilt. Der Vorteil: Druckluft ist kostengünstig, leicht zu beschaffen und einfach in der Handhabung. Es gibt aber auch Plasmaschneider, die zwei separat fließende Gase verwenden und eine Reihe von Kombinationsmöglichkeiten zulassen. So können optimale Schnittergebnisse erzielt werden. Besonders wirtschaftlich sind Plasmaschneider mit Wasserabschirmung: Sie benötigen zum Schneiden nur ein einziges Gas und können mit allen technischen Gasen betrieben werden. Allerdings gibt es diese Technik nur bei mechanisch geführten Systemen.
Für jede Aufgabe das richtige Gas
Welches Gas beim Plasmaschneiden verwendet wird, richtet sich nach der jeweiligen Schneidaufgabe. Werden Gasgemische eingesetzt, kann man sich die Eigenschaften aller beteiligten Stoffe zunutze machen. So lassen sich beispielsweise gute thermische Eigenschaften mit einem hohen Atomgewicht, das wichtig zum Ausblasen der Schnittfuge ist, kombinieren.
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Druckluft
Druckluft ist ein Gasgemisch aus Stickstoff und Sauerstoff. Sie eignet sich vor allem für das Trennen von unlegiertem und legiertem Stahl sowie von Aluminium. Bei einigen Materialien kann es zur Oxidation bzw. zur Bildung von Nitriden (durch den enthaltenen Stickstoff) kommen. Diese Ablagerungen sollten vor der Weiterbearbeitung abgeschliffen werden. Weiterer Nachteil: Die Nutzung von Luft führt zu einer schnelleren Oxidation der Elektrode, die dadurch schneller verschleißt.
Stickstoff (N)
Stickstoff ist relativ preiswert und schont zudem die Elektrode. Gute Schnittqualitäten werden bei rostfreien Stahl und Nichteisen-Metallen erreicht. Allerdings kann es beim Plasmaschneiden mit diesem Gas, wie bereits oben erwähnt, zu Nitridablagerungen kommen. Im Dünnblechbereich hochlegierter Stähle lässt sich Stickstoff auch als Einzelgas nutzen.
Sauerstoff (O2)
Sauerstoff erzielt bei unlegiertem Stahl die besten Schnittergebnisse. Das Gas ist vergleichsweise preiswert, leicht zu beschaffen und ermöglicht eine hohe Schnittgeschwindigkeit. Die Schnittoberfläche ist allerdings etwas rau. Das Plasmaschneiden von legiertem Stahl und Aluminium empfiehlt sich nicht mit diesem Gas.
Argon (Ar)
Der große Vorteil von Argon ist, dass das Gas beim Plasmaschneiden nicht mit dem Werkstoff reagiert. Es eignet sich sehr gut zum Zünden des Plasmastrahls sowie zum Austrieb der Schmelze aus der Schnittfuge, kann aber aufgrund seiner schlechten Wärmeleitfähigkeit und seines geringen Wärmeinhalts nicht als Einzelgas verwendet werden. In Kombination mit Wasserstoff lassen sich beim Schneiden von legiertem Stahl und Aluminium in großen Materialstärken beste Ergebnisse erzielen.
Wasserstoff (H2)
Wasserstoff kann Wärme sehr gut leiten. Beim Plasmaschneiden hilft das Gas, den Lichtbogen einzuschnüren, wodurch sich die Energiedichte erhöht. Als Einzelgas kann es aber nicht verwendet werden, da die nötige Energie zum Austreiben der Schmelze aus der Fuge fehlt.
