Plasmaschneiden: Die ultimative Lösung für präzise und schnelle Schnitte!

Sprungverzeichnis zu den Themen auf dieser Seite:

Beim Lochstechen mit Plasmabrenner und starker Funkenflug beim Plasmaschneiden
Bild 1: Plasmaschneiden mit Plasmaschneidbrenner beim Lochstechen in 4 mm Stahl mit seitlichem Funkenschutz

Plasmaschneiden zählt zu den wirtschaftlichen, schnellen und präzisen Trennverfahren bei Stahl- und Metallzuschnitten, doch diese Tatsache allein bewirkt noch keine ultimativen Schnitte.

Die "genetisch" bedingt hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und seine Stärken werden erst dann ausgespielt, wenn von den Einstellungen, Parametern bis hin zur Gasversorgung alle Variablen optimal aufeinander abgestimmt sind.

Plasmaschneiden gehört zu der Gruppe der thermischen Schneidverfahren, zu der auch das Brennschneiden mit Autogenbrenner und das Laserschneiden zählen, man bezeichnet es auch als Plasmaschmelzschneiden.

Plasmaschneiden: Alles, was Du über diese innovative Technologie wissen musst

Damit Du alles über Plasma erfährst, stellen wir Dir hier ein umfangreiches Kompendium vor. Wenn Du Lust hast, vieles zu erfahren, dann bist Du hier richtig. Dabei beschönigen wir keines der Schneidverfahren, wir sprechen auch über die Problemfelder und stellen auch Lösungen vor. Übrigens, das Wissen kommt aus unserer Beratungs- und Schulungspraxis, daher wird schon mal das eine oder andere Thema etwas ausführlich behandelt.

  • Hast Du am Ende dennoch eine spezielle Frage, kannst Du uns diese ganz unten im FAQ-Bereich posten.
  • Und brauchst Du ganz speziellen Rat, kannst Du uns als Consultant auch buchen.
  • Doch, ich denke, viele User werden mit den Infos und den Praxistipps hier gut zurecht kommen.

Also, hol Dir erst mal einen Kaffee / Tee und dann geht es los.

Wie funktioniert das Plasmaschneiden?

  • Die Zündung eines Lichtbogens erfolgt in einem dafür geeigneten Brennerkörper zwischen einer Elektrode (Kathode) und einer Düse (Anode) mithilfe einer Hochfrequenz oder einer Hochspannung.
  • Der Lichtbogen wird durch einen sogenannten Pilotlichtbogen gestartet. Dieser energiearme Pilotlichtbogen besitzt nur eine geringe Stromstärke und eignet sich nicht zum Schneiden.
  • Durch den Lichtbogen wird das hindurchströmende Gas ionisiert, es entsteht das Plasma, ein leitfähiges Gas. Dabei werden Temperaturen um 30.000° Kelvin erreicht. Man bezeichnet den Plasmazustand auch als den 4. Aggregatzustand: 1. Fest - 2. Flüssig - 3. Dampf - 4. Plasma.
  • War die Zündung des Pilotlichtbogens erfolgreich, schaltet die automatische Leistungserhöhung der Stromquelle auf den Hauptstrom um und der Zuschnitt kann beginnen. Dabei werden je nach Plasmastromquelle Ströme von 10 A bis 600 A zum Schneiden eingesetzt.
  • Beide Teile, Düsen und Elektroden, werden als Verschleißteile betrachtet, sie nutzen durch den Lichtbogen ab.
  • Das ionisierte Gas bläst das flüssige Material aus der Schnittfuge heraus, wodurch ein Schnittspalt entsteht. Die entstehenden Gase müssen über einen geeigneten Filter abgesaugt werden.
  • Wird das Plasma durch die Gasströmung von der Innenseite der Düse auf ein zu leitendes Stück Metall, dem Werkstück, übertragen, spricht man von "übertragenden Lichtbogen", der primär in der metallverarbeitenden Industrie zum Schneiden von Metallen eingesetzt wird.
  • Das Plasmagas besitzt je nach Plasmastromquelle einen Druck von 4 - 8 bar. Automatisierte Maschinenbrenner, Mehrgasbrenner, Feinstrahlplasmabrenner arbeiten mit höherem Druck von 8 - 12 bar. Die kinetische Energie des Plasmastrahls ist geprägt von der hohen Temperatur.
  • Mehrgasplasmabrenner, wie beispielsweise die Hydefinition® oder XPR® von Hypertherm Europe und HiFocus® oder Q-Serie von Kjellberg Finsterwalde verfügen über ein Sekundärgas, das zur Kühlung des Schnittes und zur Einschnürung des Lichtbogens beim Schneiden dient.
  • Wird der Plasmabrenner zusätzlich in mehreren Dimensionen bewegt, sei es manuell von Hand oder durch ein CNC-gesteuertes Koordinatensystem, so lassen sich Konturteile, Zuschnitte plasmaschneiden.
Systemaufbau eines Plasmastromkreises für das Plasmaschneiden mit Plasmastromquelle und Stromlaufplan
Bild 2: Systemaufbau eines Plasmastromkreises für das Plasmaschneiden

Erklärung des Schaubilds "Systemaufbau eines Plasmastromkreises"

Bild 2 zeigt den Stromkreislauf eines Plasmaschneiders. Beim Plasmaschneiden spielen mehrere Komponenten zusammen:

  • Der Plasmaschneider mit seiner Plasmastromquelle
  • Die Gase-Mischkonsole
  • Das Schlauchpaket
  • Den Plasmabrenner samt seinen Verschleißteilen
  • Und nicht zu vergessen: Der CNC-Schneidanlage, die für die korrekte Ansteuerung und die geometrische Bahnbewegung verantwortlich ist.
  • Sowie das zu schneidende Material, das Werkstück, das elektrisch leitfähig sein muss.

Plasmaschneiden mit übertragendem Lichtbogen basiert auf einem geschlossenen Stromkreis. Die Plasmastromquelle liefert zwei Anschlüsse:

  1. Masse-Anschluss, über den der Brennschneidtisch mit der Stromquelle verbunden ist. Das zu schneidende Werkstück liegt auf dem elektrisch leitfähigen Schneidtisch.
  2. Pluspol-Anschluss, der über das Schlauchpaket zur Kathode im Plasmaschneidkopf geführt wird.

Wichtig: Unbedingt daraus achten, dass der Stromkreis wirklich geschlossen ist, keine Leitungen offen sind oder zu hohe Übergangswiderstände den Stromfluss behindern. Viele Probleme kommen daher, z.B. Zündverhalten, schlechte Schnittqualität etc.

Anzeige
Messer SECATOR 2
Mit der nächsten Generation Secator 2 erhalten Sie eine robuste Hand-Brennschneidmaschine für …
Anzeige
Gitter schneiden/ Grate Cutter
Anzeige
Smart Focus: 1-100 mm Plasmaschneiden
Die Plasmaschneidanlagen der Smart Focus-Reihe sind echte Allrounder: Egal ob Baustahl, Aluminium …

Plasmaschneiden: Vorteile, Nachteile, Vergleich

Plasmazuschnitt in 10 mm Baustahl auf einem Wassertisch mit einer Hypertherm HT 2000
Plasmazuschnitt in 10 mm Baustahl auf einem Wassertisch mit einer Hypertherm HT 2000

Die fünf wichtigsten Vorteile:

  1. Hohe Schnittgeschwindigkeit
  2. Wirtschaftlich: Sie wollen die Unterschiede von Plasma im Vergleich zu den anderen Schneidverfahren wissen?
  3. Großer Anwendungsbereich, was Materialstärken und den Umfang an metallischen Werkstoffen betrifft: Welche Arten von Plasmabrennern gibt es?
  4. Gut automatisierbares Verfahren
  5. Geringe Rauheit, schöne Schnittkanten: Wenn man die Probleme beim Plasmaschneiden kennt, kann man sie reduzieren!

Die fünf wichtigsten Nachteile:

  1. Lauter als autogenes Brennschneiden: Unterwasserschneiden kann eine Alternative sein.
  2. Dämpfe, Stäube: Welche Filter kann man zum Plasmaschneiden einsetzen?
  3. Schnittgenauigkeit eingeschränkt gegenüber Laser und Wasserstrahl: Wie kann man die Genauigkeit beim Plasmaschneiden erhöhen?
  4. Investitionskosten höher als beim Autogenschneiden, ebenso die Anforderungen an die CNC-Führungsmaschine. Sie fragen sich, was eine CNC-Plasmaschneidanlage kosten kann?
  5. Verschleißteile Lebensdauer

Es gibt noch weitaus mehr Vorteile und Nachteile zum Plasmaschneiden. Interessant sind sicher auch die Unterschiede zu den anderen Schneidverfahren. Wir stellen Ihnen vor: Vorteile und auch die Nachteile sowie die Vergleiche, Unterschiede zum Laserschneiden, Brennschneiden und zum Wasserstrahlschneiden.

Wird die CNC-Plasmaschneidanlage im optimalen Betriebspunkt gefahren und werden die Randbedingungen beachtet, so kann das Plasmaschneiden eine entscheidende Rolle bei der Effizienz und Produktivität des Unternehmens übernehmen!

Suchen Sie Lohnschneider für Plasmazuschnitte?

Oder konfigurieren Sie Ihre individuelle CNC-Plasmaschneidanlage?

Welche Materialien kann man Plasmaschneiden?

Beispiel: 70 mm dicker Baustahl mit Plasma Kjellberg HiFocus® 440i geschnitten
Beispiel: 70 mm dicker Baustahl mit Plasma Kjellberg HiFocus® 440i geschnitten

Je nach eingesetzter Plasmabrennerart kann man grob skizziert folgende Aussagen zu den Materialien treffen, die sich Plasmaschneiden lassen:

Metalle:

  • Stahl, alle Arten, bis max. ca. 160 mm Materialdicke
  • Werkzeugstahl
  • Baustahl
  • Hitzebeständiger Stahl
  • Hochfeste Stähle
  • Kupfer und Bronze, dann jedoch mit stark reduziertem Blechdickenbereich
  • Edelstähle, je nach Legierung mit anderen Schnittergebnissen, was Grat und Schnittparameter betrifft bis ca. 160 mm Materialdicke mit Einschränkungen, z.B. Anstechen nur vom Rand.
  • Aluminium eignet sich gut zum Plasmaschneiden bis ca. 160 mm Materialdicke mit Einschränkungen

Nicht-Metalle:

Bei Nicht-Metallen kommt in der Regel das Plasmaschneidverfahren mit dem Nichtübertragenden Lichtbogen zum Einsatz.

  • Kunststoffe, die elektrisch leitfähig sind
  • Beton, wenn nur ein Trennschnitt mit stehendem Lichtbogen erforderlich ist
  • Gitterroste lassen sich über einen stehenden Lichtbogen oder über ein Opferblech oder eine Opferelektrode schneiden

Hinweis: Hierzu bedarf es bestimmter Plasmaschneider, da nicht jedes Modell für dieses Verfahren geeignet ist.

Wie dick kann man mit Plasma schneiden?

Mit Plasma können viele Metalle von 0,5 bis 160 mm Dicke geschnitten werden!

Was es beim Plasmaschneiden von Edelstahl, Aluminium und Grauguss noch zu beachten gibt ...

Wo setzt man das Plasmaschneiden ein?

  • Das Plasmaschneiden kann überall dort eingesetzt werden, wo das zu schneidende Material elektrisch leitfähig ist
  • Plasmaschneiden erreicht nicht die extrem hohe Schnittqualität eines Lasers und sollte daher auch nicht mit den Lasereigenschaften verwechselt werden
  • Mit Plasma lassen sich auch Löcher mit geringem Durchmesser schneiden, aber nicht in der Genauigkeit eines Lasers. Es ist nicht sinnvoll, mit Plasma kleine oder besonders schwierige Konturen zu schneiden.
  • Die Plasmatechnik mit eingeschnürtem Plasmastrahl eignet sich gut für die Bearbeitung von Fasen.
  • Liegt die Fokussierung auf der Wahl eines Plasmas mit hoher thermischer Energie und erhöhter Einschnürwirkung kann auch Plasmaschneiden von Fasen mit einer CNC-gesteuerten Schneidanlage umgesetzt werden.
  • Die gute Schnittqualität eines einfachen Plasmaschneiders eignet sich für senkrechte Schnitte.
  • Die Schnittgenauigkeit beim Plasma liegt in einer niedrigeren Genauigkeitsklasse - siehe Erklärung aus der Norm EN ISO9013 dazu. Dennoch ist die Genauigkeit für viele Branchen in Industrie und Handwerk völlig ausreichend.
  • Die Schnittrauheit beim Plasmaschneiden von Baustahl ist die große Stärke von Plasma, an die kaum eine andere Schneidtechnologie heranreicht mit Ausnahme des Brennschneidens.

Einsatzbereiche des Plasmaschneiders mit übertragenden Lichtbogen

  • Metallbau, Schlosserei
  • Behälterbau
  • Heizungs-, Klima-, Lüftungsindustrie HKL
  • Maschinenbau
  • Fahrzeugbau
  • Baustellenfahrzeuge
  • Anlagenbau
  • Kessel-, Behälter-, Ofenbau
  • Apparatebau
  • Chemische Industrie
  • Landwirtschaftliche Maschinen
  • Fassadenbau
  • Treppenbau
  • Stahlhandel, Service-Center, Jobshops, Lohnschneider

Einsatzbereiche des Plasmaschneiders mit nicht übertragendem Lichtbogen

  • Mobiler Einsatz auf Baustellen z. B. Lichtschächte, Gitterroste etc.
  • Spezielle Anforderungen, wenn nicht Strom leitende Stoffe geschnitten werden sollen
  • Plasmareinigen, Plasmabeschichten

Wie viel Strom braucht der Plasmastrahl?

  • Einfache Handplasmabrenner: ab 230 V Wechselstromsteckdose mit 16 A. Leistung im Bereich 2,5 kVA.
  • Leistungsstarke Handplasmabrenner: 440 V Drehstrom, 50 Hz, mit 16 A oder 32 A. Leistung im Bereich 5 kW und mehr
  • Maschinenplasmabrenner: Drehstrom mit 440 V benötigen, 50 Hz, ab 32 kW, 45 kW, 65 kW bis zu ca. 180 kVA mit externem Kühlaggregat

Tipp: Klären Sie den Strombedarf für das Plasmaschneiden im Vorfeld ab, damit es nicht zu teuren Verbrauchsspitzen kommt oder Ihr Hausanschlusstrafo zusammen bricht.

Was für ein Gas braucht man zum Plasmaschneiden?

Die Gase unterscheiden sich je nach Plasmastromquelle und sind davon abhängig, was man schneiden will:

Handgeführte Brenner:

  • Druckluft
  • Stickstoff
  • Manche Modelle besitzen einen integrierten Kompressor
  • Die Gasdrücke für manuelle Handgeräte liegen eher niedrig im Bereich um 4 - 6 bar und benötigen je nach Modell um die 120 l/min bis auch über 200 l/min an Druckluft

Automatisierbare CNC-Maschinenstromquellen:

Die Gasart ist mitentscheidend über den optimalen Schnitt!

  • Sauerstoff bei Baustahl
  • Zusätzlich Stickstoff als Sekundärgas bei Mehrgasbrennern / Feinstrahlplasmabrenner
  • oder auch Druckluft, dass je nach Modell als Sekundärgas bei Mehrgasbrennern eingesetzt wird
  • Argon/Wasserstoff-Gemisch für Edelstahl
  • Stickstoff als Plasmagas bei Aluminium und Edelstahl
  • Formiergas mit 5 % oder 10 % für dünnen Edelstahl
  • Übliche Gasdrücke um 8 bar bis 11 bar

Die verschiedenen Gasarten erzeugen unterschiedliche Schnittergebnisse bei verschiedenen Metallen.

    Alle einsetzbaren Gasarten hängen von der Gasmischkonsole der Plasmabrennerart ab und sind modellabhängig. Sie dürfen NIEMALS ohne Erlaubnis des Herstellers beliebig gewechselt werden - Explosionsgefahr, Brandgefahr. Daher immer Handbuch des Plasmabrenners zurate ziehen!

      Plasmaschneiden mit Druckluft

      Druckluft eignet sich bei Eingasbrennern als Plasmagas hervorragend. Es dient sowohl als Schneidgas (Plasmagas) als auch zur Kühlung des Brennerkörpers. Auch maschinentaugliche, automatisierte Plasmastromquellen können, je nach Modell mit Druckluft betrieben werden. Für handgeführte Plasmabrenner ist Druckluft das Mittel der ersten Wahl.

      Die Schnittqualität beim Einsatz von Druckluft bei Eingasbrennern gilt als guter Kompromiss.

      Anforderungen an die Druckluft:

      • Druckluftkompressor oder Flaschenbündel
      • Erzeugung des erforderlichen Luftdrucks, je nach Modell 4 bis 8 bar
      • Staub- und fettfreie Druckluft, ein Mikrofilter ist erforderlich
      • Der Druckbehälter sollte groß genug sein. Je nach Modell werden 120 l/min bis zu 200 l/min und bei manchen Modellen auch darüber hinaus, eingesetzt. Sie sollten keine anderen Druckluftverbraucher beim Parallelbetrieb des Plasmabrenners anschließen, um Druckluftschwankungen zu vermeiden, die zu Problemen beim Einstechen oder bei der Schnittqualität führen können.  

      Gefahren beim Plasmaschneiden - wie gefährlich ist es?

      • Schutz für Stromschlag
      • Atemschutz
      • Ozon O3
      • Feinstaub
      • Alveolengängige Stäube mit Partikelgrößen unter 0,1 µm
      • Gehörschutz
      • UV-Schutz
      • Herzschrittmacher aus Reichweite
      • Funkenflug, Brandgefahr
      • Herum spritzendes flüssiges Metall beim Lochstechen

      Welche Rolle spielt Ozon beim Plasmaschneiden?

      • Durch Ionisation des Plasmagases und seiner anschließenden elektrischen Entladung entsteht Ozon.
      • Ozon ist ein Gas, dass der Mensch über die Lunge gut aufnimmt
      • Ozon wird als "frischer" Geruch wahrgenommen, erzeugt aber Schwindelgefühl im Kopf
      • Ozon zerfällt im Körper nach kurzer Zeit von allein und verflüchtigt sich auch im Betrieb
      • Beim Plasmaschneiden muss für genügend Frischluft bzw. für eine geeignete Filteranlage gesorgt werden
      • Ozon gilt als keimtötendes Desinfektionsmittel und kann daher zu einer Reizung der Atemwege führen

      Sicherheitsanforderungen beim Plasmaschneiden

      • Ausbildung und Sicherheitsanleitung des Bedienpersonals
      • Gehör- und Augenschutz
      • Hand- und Sicherheitsschuhe
      • Sicherheitskleidung
      • Erdung des Systems
      • Absaugung der Plasmastäube und Plasmadämpfe
      • Keine Herzschrittmacher in der Nähe
      • Sicherung gegen Brandgefahr
      • Sicherung gegen elektrischen Schlag

      Was kostet Plasmaschneiden?

      Wie setzen sich die Schneidkosten zusammen?

      Die Schneidkosten eines Plasmaschneiders setzen sich aus folgenden einzelnen Positionen zusammen:

      • Investitionskosten, Abschreibung
      • Maschinenbediener
      • Hallenmiete für die Stellfläche
      • Verschleißteile für den Plasmabrenner: Düsen, Elektroden, Wirbelringe, Shield
      • Ersatzteile wie das Schlauchpaket, Brennkopf
      • Wartungskosten pro Jahr
      • Energiekosten (auch für das Equipment wie Filter, Kühlung etc.)
      • Gasverbrauch  
      • gegebenenfalls Kosten für den erforderlichen Filterbetrieb der entstehenden Gase

      Die Betriebskosten eines Plasmabrenners schwanken je nach Modell sehr stark. Generell kann man davon ausgehen, dass die

      • Betriebskosten bei Handplasmabrennern zwischen 10,- Euro bis 20 ,- Euro pro Schneidstunde liegen.
      • Während die Betriebskosten eines Maschinenbrenners eher bei 25,- Euro bis 60,- Euro und darüber liegen, je nachdem in welchen Materialdicken man sich bewegt.
      • Je dicker man schneidet, desto höher der Energiebedarf und desto kurzlebiger die Verschleißteile.
      • Zu den Betriebskosten kommen noch die Bediener-, die Abschreibungs- und die Mietkosten für die Stellfläche hinzu, sodass die realen Kosten in der Industrie weitaus höher liegen und von Betrieb zu Betrieb verschieden sind. Darüber hinaus dürfen auch die Kosten für den Betrieb der Filteranlage sowie die Materialauflagen im Schneidtisch, die als Verschleißteile gelten, nicht vergessen werden.

      Wie lange hält eine Plasmadüse?

      Dies hängt vom Brennertyp, dem Schneidstrom, dem Abstand vom Brenner zum Schneidmaterial und der Kühlung ab. Generelle Aussagen sind daher gar nicht möglich. Meistens spiegelt sich die Lebensdauer der Düse und der Elektrode im Betriebsstundensatz wider.

      • Eine Elektrode hält zwei Düsen aus.
      • Eine Düse kann zwei bis vier Stunden halten. Bei Handbrennern auch darüber hinaus. Beim Schneiden von dicken Materialien kann auch jede Stunde eine Düse fällig werden.
      • Neben Düsen und Elektroden sind auch Wirbelringe, Shield-Kappen, Schraubkappen, der Brennerkörper und das Brennerschlauchpaket Verschleißteile, die nur eine bestimmte Lebensdauer besitzen.  

      In einem speziellen Kapitel über Verschleißteile erfahren Sie mehr Details und wie man die Lebensdauer optimieren kann.

      FAQ Plasmaschneiden
      Plasmaschnitt zugeflossen

      Beim Plasmaschneiden habe ich das Problem, dass auf einer kurzen Strecke der Schnitt auf einmal wieder mit Plasma zufließt. Geschnitten wird eine Stahlplatte 15 mm dick. Bei größeren Schnittlängen ab 60 cm funktioniert es bestens, nur auf einer Strecke von 10 cm wurde der Schnitt wieder mit Plasma verschlossen. Am Luftdruck und an der Luftmenge kann es kaum liegen, da ich einen ausgewachsenen Baukompressor verwende. Woran könnte es sonst noch liegen?

      Überprüfen Sie alle Einstellungen und ebenso die korrekten Verschleißteile.
      Was uns bereits begegnet ist, waren Komplikationen mit Druckschwankungen am Kompressor. Hintergrund: Wenn nebenan die Lackiererei am sprühen war, konnten wir die Schnittqualität beim Plasma vergessen. Plasma braucht eine ganze Menge Luft und dies konstant. Wenn die Luftmenge durch Druckschwankungen nicht stimmt, kann man so manches Problem bekommen. Eine Störung mit dem Plasmazuschnitt lag auch bei verschmutzen Gasen oder Partikeln in der Gaszuleitung. Hier auch sicherstellen, dass alles stimmt. In einem anderen Fall traten Störungen beim Plasmaschneiden auf, wenn die elektrische Spannung starken Schwankungen ausgesetzt war, was beispielsweise durch eine schwere Presse oder mehrere Schweißgeräte in der Nachbarhalle der Fall war.

      Einfluss der Gase auf die Schnittqualität beim Plasmaschneiden von C-Stählen (Baustahl) mit einer Hypertherm HPR 260

      Das Shieldgas (nicht nur das Plasmagas) besitzt, neben der Stromstärke, der Schnittgeschwindigkeit und der Schneidhöhe ebenso einen großen Einfluss auf die Schnittqualität. Man verwendet für das Plasmaschneiden von dünnem Stahl gerne Sauerstoff, um den bartfreien Bereich zu vergrößern und einen noch senkrechteren Schnitt zu erzielen. Im Umkehrschluss kann man bei 100% Stickstoff einen etwas kleineren bartfreien Bereich und eine etwas schrägere Schnittkante erwarten. Man muss auch die Lichtbogenspannung erhöhen, um den gleichen Brennerabstand zu erhalten. Die Schnittoberfläche ist etwas dunkler aber die Oxydschicht ist minimiert.

      Theoretisch ist die Elektrodenstandzeit verkürzt, da auf der Elektrode bei Stickstoff nur die vor schnellem Abbrand schützenden Nitride gebildet werden und somit erhöhen sich die Verschleißteilkosten. Bei Luft hat man zusätzlich noch Oxyde, die ebenfalls schützen. Bei normalen Schnitten soll hier jedoch keine nennenswerte Standzeit Reduzierung der Verschleißteile stattfinden. Werden viele Löcher geschnitten, muss man mit einer Standzeitreduzierung um ca. 5% rechnen (bei 10 mm Blechdicke).

      Schräger Schnitt mit Plasma vermeiden?

      Ich möchte ein Rechteck aus einer 15 mm dicken Stahlplatte ausschneiden. Dabei habe ich folgendes Problem: Wenn ich das Rechteck ausschneide, dann ist der Schnitt auf den Seiten A und B gerade, also senkrecht, der Schnitt auf den Seiten C und D ist aber leicht schräg. Wie kann ich den schrägen Schnitt vermeiden?

      Genau dies ist bei Plasma physikalisch bedingt normal. Wobei wir hier von Normalplasma reden. Beim Normalplasma sind häufig 2 Seiten besonders schhräg. Die Erklärung findest Du im Wirbelring des Brennerns. Das Plasmagas wird im Brenner verwirbelt. Es gibt Wirbelringe die linkserherum verwirbelen oder rechtsherum. Die Verwirbelung hat das Ziel, den Lichtbogen zu stabilisieren, ihn einzuschnüren. Bei Normalplasmabrennern gelingt das in der Regel weniger gut, als bei Feinstrahlplasmabrennern.

      Das Problem im einzelnen erklärt: Stelle Dir in der Draufsicht den Gaswirbel vor und zeichne im Kopf einen Vektorpfeil in Drehrichtung des Wirbels. Und nun bringe im Gedanken diesen Wirbel an das Metall und bewege den Wirbel in Schneidrichtung. Dann kannst Du feststellen dass die Vektoren der Bewegungsrichtung der Maschine und der Drehrichtung des Wirbelvektors sich in zwei Achsen aufheben und in den anderen zwei Achsen verstärken. Damit besitzt das System an zwei Achsen nicht mehr die idealen Voraussetzungen und zwei Seiten werden schräg. Diese Physik gilt auch bei Feinstrahlplasmabrennern, doch dort wird durch eine zusätzliche innere Schraubkappe durch die ein zusätzliches Sekundärgas geleitet wird, der Lichtbogen weit aus stärker eingeschnürt und stabilisiert, so dass dort in der Regel drei Seiten gerade sind und eine Seite in wenig schräg verläuft.

      Auch die Schnittschräge unterscheidet sich elementar: Während bei Normalplasma Schnittschrägen um 8° vorkommen können, liegen sie bei Feinstrahlplasma in der Regel unter 3°.

      Soweit zur Physik der Plasmaschneidsysteme. Es kann aber auch eine andere ganz einfache Ursache haben:

      1. Sitzt der Brennerkörper 100% senkrecht auf dem Blech? Das kannst Du mit einem Winkel sehr schnell selber nachprüfen und solche Fehler sind die einfachsten und die häufigsten. Nach einem Crash oder einem Düsenweschel kann sich die Brennerhalterung dejustieren. Also einfach nachstellen.

      2. Eine weitere Ursache können abgebrannte, abgenutzte Düsen sein, wenn z.B. die Innenbohrung nicht mehr 100% rund ist, bekommst Du auch Probleme dieser Art.

      3. Ein weiterer Grund könnte in einer schlechten Masseverbindung/Erdung des Schneidtisches liegen, so dass der Lichtbogen einseitig abgelenkt wird - dies tritt zwar deutlich seltener auf, aber möglich.

      Trennschnitt beim Plasmaschneiden

      Wir möchten mit unserer CNC Plasmaschneidanlage mit Lichtbogenhöhenregelung eine 8 mm starke Stahlplatte mit der Tafelgröße 1,5 m x 3 m sauber trennen, d.h. ohne Einstichloch. Ein Workaround wäre ja, neben der Platte eine kleine Hilfsplatte zu fixieren, wo der Einstich erfolgt und der Trennschnitt startet. Aber gibt es nicht elegantere und einfachere Möglichkeiten per Software oder EInstellungen am Gerät?

      Prinzipiell kann man das so machen. Aber es geht schneller und wird in der Regel auch so gemacht, wenn Du den Plasmaschneidkopf an den Rand des Blechs bewegst und den Schnitt von dort aus direkt startest. Du willst doch nur eine Blechplatte abtrennen, d.h. es kommt dabei nicht auf die beste Schnittqualität an. Und deshalb wird häufig die Höhenregelung ausgeschaltet und man fährt mit konstanter, unter Umständen auch falscher Höhe, den Trennschnitt manuell ab. Aufpassen, dass der Brenner nicht aufsetzt, daher lieber etwas zu hoch, als zu nah dran. Und dann geht das ziemlich schnell. Einfach seitlich ran fahren, Libo aus, Starten und losfahren. Der Plasmabrenner zündet sobald er das Blech erreicht. Kleiner Nachteil: Die Elektrode brennt ein wenig schneller ab und Du solltest auf eine mögliche Crashgefahr achten.

      Wenn Dir jedoch auch die Schnittqualität wichtig ist, dann gibt es noch eine andere Möglichkeit.

      Daher probiere mal folgendes aus: Fahre den Schneidkopf an den Rand des Bleches, aber ein oder zwei (muss man ausprobieren) Millimeter darüber hinaus, so dass der Brenner jetzt nah am Blech aber dennoch in der Luft zündet. Schalte vorher die Libo aus und starte erst dann den Brenner. Der Pilotlichtbogen zündet unter Umständen mehrmals, vielleicht muss man dann noch manuell ein Stück näher dran ans Blech, bis der Pilotlichtbogen den Rand findet. Hat er das Blech erkannt, zündet der Hauptlichtbogen und Du kannst starten. Jetzt kannst Du sogar die Libo wieder einschalten und bekommst eine geregelte Schnitthöhe. Kurz vor dem Ende muss man die Libo aber wieder ausschalten, damit der Brenner nicht abtaucht. Sonst ist der Düsenverschleiß zu hoch. Damit sollte es gelingen einen sauberen Schnitt hinzubekommen.

      Trennen durch Programmierung? Was hingegen nicht funktioniert, ist der folgende Plan: Durch das CNC-Programm den Brenner so zu verfahren, dass der Brenner nahe an die Kante der Platte fährt, so dass die THC Steuerung beim Start die Oberfläche antippt und den Abstand messen kann. Dann fährt der Brenner wie gehabt hoch, zündet, fährt 2 cm in die entgegengesetzte Richtung, fährt bis auf den korrekten, zuvor gemessenen Abstand herunter und fährt dann die zu schneidende Linie ab?

      Dies funktioniert aus folgendem Grund nicht: Wenn man ein Programm auf der CNC lädt, dann wird der gesamte G-Code in den RAM-Speicher geladen, die Verfahrdatensätze werden berechnet, die Schnittfugenkompensation wird ermittelt und vieles mehr. Normalerweise ist da ein manueller Eingriff nicht mehr möglich. Deshalb werden die Achsen auch vorher verfahren, der Startpunkt wird vorher gesetzt. Wenn Du nun einen zusätzlichen Befehl für das Verfahren der Anlage zum Blechrand von 2 cm einprogrammierst ist das zwar möglich, doch wenn Du diese 2cm danach erneut abfährst, geht Dir sehr wahrscheinlich der Plasmabrenner aus, denn er findet dort kein Material mehr vor. Daher dürfte das auch problematisch werden. Probleme könnte es auch damit geben, dass Du keine geschlossene Kontur hast und die Ermittlung der Schnittfugenkompensation damit nicht möglich ist - die CNC wird wahrscheinlich aussteigen.

      FAQ: Stellen Sie Ihre Frage zum Thema: Plasmaschneiden

      Frage oder Kommentar hier eingeben
      Gewerblicher Anwender*

      Nur die Felder mit * sind Pflichtfelder!

      Das Angebot dieser Website richtet sich ausschließlich an Unternehmer im Sinne der §§ 14, 310 BGB.

      Vereinbarung*
      Bestätigung*
      Bitte rechnen Sie 1 plus 4.
      Anzeige
      Pressemeldungen - Anzeigen: Das könnte Sie auch interessieren
      „Mit der neuen MultiTherm sparen wir Zeit und Kosten und erhalten hervorragende Schneidqualität“, freut sich das Team der Thöni Industriebetriebe GmbH (v. l.: Simon Siegele, Matthias Gritsch, Martin Haag und Rade Filipovic).
      Messer Cutting Systems
      Effiziente Schneidanlage modernisiert …

      Weiterlesen …

      Modernisierungslösungen von Eckert Cutting Technology
      Eckert Cutting Technology
      Modernisierungslösungen von Eckert …

      Weiterlesen …

      Anzeige
      Events - Termine - Messen: Anzeigen
      Logo der EuroBlech

      Schneidforum Consulting
      Die EuroBLECH richtet sich an Spezialisten der …

      Weiterlesen …

      SigmaNEST auf der Euroblech 2024

      SigmaNest Systems
      SAVE THE DATE: Auf der EuroBLECH treffen Hersteller und …

      Weiterlesen …

      KeyVisual "Deutscher Schneidkongress®"

      Schneidforum Consulting
      DEUTSCHER SCHNEIDKONGRESS 2025: "Im Schnitt am Besten" …

      Weiterlesen …