Plasmaschneiden mit Sauerstoff – Was bringt das Gas mit?
Sauerstoff ist ein wichtiges Gas beim Plasmaschneiden. Bei der Vielzahl von Gasen, die als Plasmagase eingesetzt werden können, hebt sich Sauerstoff aus einem Grund etwas hervor. Was die Besonderheiten von Sauerstoff beim Plasmascheiden sind, kannst Du hier erfahren.
Was ist Sauerstoff überhaupt?
Inhaltsverzeichnis
Sauerstoff ist mit etwa einem Fünftel Volumenanteil das zweithäufigste Gas in der Luft. Das zwei-atomige Molekül ist bei Normalbedingungen recht stabil, beteiligt sich aber gerade unter Temperatureinwirkung an sehr vielen Reaktionen. Der griechische Name Oxygen deutet schon an, dass Sauerstoff auch Bestandteil vieler anorganischer Oxide ist. Fast jeder Verbrennungs- oder Oxidationsprozess läuft unter der Beteiligung von Sauerstoff ab. In den oberen Schichten der Atmösphäre tritt Sauerstoff in Form des deutlich reaktionsfreudigeren drei-atomigen Ozon auf. Als Industriegas wird Sauerstoff hauptsächlich durch das Linde-Verfahren der Luftverflüssigung gewonnen. Wegen seiner Häufigkeit ist Sauerstoff recht günstig zu beziehen. Es besitzt eine höhere Wärmespeicherkapazität und –leitfähigkeit als beispielsweise Edelgase. Alle diese Eigenschaften machen Sauerstoff zu einem interessanten Gas für das Plasmaschneiden.
Plasmagase
Beim Plasmaschneiden übernehmen verschiedene Gase, u.a. Sauerstoff, unterschiedliche Funktionen. Es gibt Primär- und Sekundärgase. Zu den ersteren zählen Zünd- und Schneidgase. Ihre Aufgaben sind:
- Zündgas: Erleichterung bzw. Start des Zündvorgangs
- Schneidgas: entscheidend für das Schneidergebnis des Schneidvorgangs, muss auf den Werkstoff angepasst werden
- Sekundärgas: Verengung des Plasmastrahls, Düsenkühlung und somit Verbesserung der Schnittqualität
Welche Eigenschaften von Sauerstoff sind beim Plasmaschneiden relevant?
Die Wärmeleitfähigkeit und –speicherfähigkeit des Sauerstoffs lassen eine bedingte Nutzung als Sekundärgas beim Plasmaschneiden zu, auch wenn es oft bessere Gase oder Gemische gibt. Sauerstoff ist durch seine Ionisationsenergie als Zündgas geeignet und bringt auch als Schneidgas gute Eigenschaften mit, die zu hohen Schneidgeschwindigkeiten und geringer mechanischer Beeinträchtigung des Werkstoffs führen. Sauerstoff reagiert zwar mit dem Werkstoff in der Schnittfuge, aber langsam. Letztendlich wird lediglich die Schmelze dünnflüssiger und dadurch wird die Kante an der Unterseite des Werkstücks bart- und rundungsfrei. Zur Verbesserung der Arbeitsergebnisse wird Sauerstoff daher häufig als Bestandteil eines Gasgemischs eingesetzt. Die äußerst leicht herstellbare Druckluft, die beim Plasmaschneiden auch zum Einsatz kommt, enthält schließlich auch Sauerstoff.
Für welche Werkstoffe wird Sauerstoff beim Plasmaschneiden am besten geeignet?
Sauerstoff ist beim Austreiben der Schmelze aus der Trennfuge etwas limitiert, so dass Plasmaschneiden mit Sauerstoff grundsätzlich nur für dünnere Bleche gut funktioniert. Die besten Schnittergebnisse erreicht man mit Sauerstoff bei den folgenden Werkstoffen:
- Un- und niedriglegierter Stahl von 0,5 bis 80 mm Dicke: Plasmaschneiden mit Sauerstoff liefert relativ glatte Schnittkanten, die bis 20 mm Bartfreiheit aufweisen. Bis 50 mm Dicke ist das Verfahren noch wirtschaftlich. Als Sekundärgas ist reiner Sauerstoff, reiner Stickstoff oder eine Mischung von Sauerstoff mit Luft oder Stickstoff möglich.
- Aluminium von 1 bis 6 mm Dicke: Plasmaschneiden mit Luft (die ja auch Sauerstoff enthält) resultiert in etwas raueren Schnittkanten als bei Stahl, die allerdings bartfrei sind und nur an der Unterkante leichte Grate aufweisen. Als Sekundärgas sollte reiner Stickstoff oder eine Mischung Stickstoff/Wasserstoff zum Einsatz kommen.
Sauerstoff: Relativ begrenzter Einsatz beim Plasmaschneiden
An dieser Stelle sind für Dich noch einmal die wichtigsten Parameter zum Sauerstoff als Plasmagas beim Plasmaschneiden zusammengefasst:
- Geeignet als Zündgas, Schneidgas und bedingt als Sekundärgas
- Hinterlässt meist bart- und rundungsfreie Schnittkanten
- Hohe Schneidgeschwindigkeit
- Besonders geeignet für dünne Materialstärken bei niedriglegierten Stählen
- Relativ günstiges Industriegas
